ES2587983T3 - Máquina de ejercicio físico - Google Patents

Abstract

Una máquina (1) para el ejercicio físico de las extremidades, que comprende un bastidor (2) en el que están montados los miembros (3) de traslación-rotación de una extremidad superior o inferior, estando conectados operativamente dichos miembros (3) de traslación-rotación a los medios (4, 4') de motorización, caracterizada porque dichos miembros (3) de traslación-rotación comprenden: - un par (11, 11') de poleas primero dispuesto en las proximidades de un extremo del bastidor (2), estando dispuestas las poleas (11, 11') de dicho par primero a lo largo de un eje sustancialmente vertical, - un par (12, 12') de poleas segundo dispuesto en las proximidades del extremo opuesto del bastidor (2), estando dispuestas las poleas (12, 12') de dicho par segundo a lo largo de un eje sustancialmente vertical, - un carro (13) móvil a lo largo de un eje longitudinal (X), - un par (14, 14') de poleas tercero dispuesto en dicho carro (13), estando dispuestas las poleas (14, 14') de dicho par tercero a lo largo de un eje sustancialmente paralelo al eje (X), - un miembro (15) de accionamiento que conecta operativamente dichos pares de poleas primero (11, 11'), segundo (12, 12') y tercero (14, 14'); y en la que al menos una polea de dichos pares de poleas primero (11, 11') y/o segundo (12, 12') está conectada operativamente a los respectivos medios (4, 4') de motorización.

Description

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DESCRIPCION

Maquina de ejercicio fisico

La presente invencion se refiere a una maquina de ejercicio fisico, en particular para la rehabilitacion o entrenamiento de las extremidades, que se puede adaptar tanto a las extremidades inferiores como a las superiores, tanto para terapias pasivas como activas.

La terapia de rehabilitacion de las extremidades inferiores y superiores es una practica clinica importante destinada a devolver a un paciente, por ejemplo afectado por una paresia o hemiparesia de diversa etiologia y grado, o afectado por un dano ortopedico, sus capacidades motoras.

Existen varias tecnicas, que pueden ser usadas para una rehabilitacion motora, pero una de las mas eficientes es sin duda la que usa dispositivos de rehabilitacion especiales. La rehabilitacion puede ser tanto de tipo pasivo como de tipo activo. En la rehabilitacion pasiva (CPM, Movimiento Pasivo Continuo), es la maquina la que trabaja en la extremidad, que es llevada a realizar funciones especificas destinadas a recuperar una movilidad muy reducida. Por el contrario, la rehabilitacion activa requiere el esfuerzo directo de la extremidad del paciente, mientras que la ayuda mecanica sigue los movimientos de la misma durante el funcionamiento. Un posible ejemplo de un dispositivo de este ultimo tipo es la llamada "bicicleta de ejercicio", del tipo convencional o eliptica. Otro dispositivo de ejercicio se divulga en el documento EP 1920748.

En cualquier caso, los dispositivos de rehabilitacion son generalmente voluminosos, costosos y dificiles de transportar. En particular, los dispositivos de rehabilitacion pasivos estan disenados especificamente para su uso en un centro clinico de rehabilitacion y, con modificaciones adecuadas, se pueden usar tambien en un entorno domestico. Esto requiere el transporte del paciente a estos centros de rehabilitacion, donde el fisioterapeuta sera capaz de usar tales ayudas mecanicas.

Por otra parte, la mayoria de los dispositivos de rehabilitacion conocidos estan construidos para ser usados solo en las extremidades inferiores o las extremidades superiores. Por lo tanto, para una terapia global, el/ella tendra que usar un numero de diferentes maquinas, haciendo obligatoria una vez mas la presencia del paciente en el centro de rehabilitacion motor.

Por lo tanto, sera deseable proporcionar una maquina de ejercicio fisico que permite la rehabilitacion tanto de las extremidades inferiores como de las superiores, que es facilmente transportable para un uso domestico por el fisioterapeuta o el mismo paciente, que tiene dimensiones generales reducidas, y es ligera, y que permite la implementacion de una terapia pasiva o activa de acuerdo con las necesidades.

Este y otros objetos se consiguen mediante una maquina de ejercicio fisico para las extremidades como se expone en las reivindicaciones adjuntas, cuyas definiciones son una parte integral de la presente descripcion.

Las caracteristicas y ventajas de la presente invencion seran mas claramente evidentes a partir de la descripcion de algunas versiones de implementacion preferidas, dada en el presente documento a continuacion a modo de ejemplo no limitativo indicativo, con referencia a las figuras adjuntas:

- la figura 1 representa una vista en perspectiva de la maquina de ejercicio fisico de la invencion;

- la figura 2 representa una vista en perspectiva de la maquina de la figura 1, tomada en el lado opuesto;

- la figura 3 representa una vista en corte longitudinal de la maquina de la figura 1;

- la figura 4 representa una vista en perspectiva de un detalle de la maquina de la figura 1;

- la figura 5 representa una vista en perspectiva del detalle de la figura 4, tomada en el lado opuesto;

- la figura 6A representa una vista en corte transversal del detalle de la figura 4;

- la figura 6B representa una vista en corte de acuerdo con la direccion iv de la figura 4 de un detalle de la invencion;

- la figura 7 representa una vista en perspectiva en seccion transversal de un detalle de la maquina de la figura 1;

- la figura 8 representa una vista en perspectiva superior de la maquina de la invencion de acuerdo con una primera realizacion;

- la figura 9 representa una vista en perspectiva de un detalle de la maquina de la invencion de acuerdo con una segunda realizacion;

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- la figura 10 representa una vista en perspectiva de un detalle de la maquina de la invencion de acuerdo con la tercera realizacion;

- la figura 11A representa una vista en perspectiva de un detalle de la maquina de la invencion de acuerdo con la cuarta realizacion;

- la figura 11B representa la realizacion de la figura 11A en una configuracion diferente;

- la figura 11C representa la realizacion de la figura 11A en una configuracion todavia diferente;

- la figura 12 representa una vista en perspectiva de la maquina de la invencion de acuerdo con la quinta realizacion;

- la figura 13 representa una vista en perspectiva de la maquina de la invencion de acuerdo con la sexta realizacion;

- la figura 14 representa una vista en perspectiva de la maquina de la invencion de acuerdo con la septima realizacion;

- la figura 15 representa una vista en perspectiva de una configuracion diferente de uso de un detalle del equipo de la figura 11A.

Con referencia a las figuras, la maquina de ejercicio fisico para extremidades, generalmente indicada con el numero 1, comprende un bastidor 2 sobre el que estan montados los miembros 3 de traslacion-rotacion, que estan destinados al movimiento de una extremidad superior o inferior, dichos miembros 3 de traslacion-rotacion estando conectados operativamente a los medios 4, 4' de motorizacion y accionables de manera activa o pasiva.

Por la frase "accionable de manera activa" se entiende que los miembros 3 de traslacion-rotacion son accionados por los medios 4, 4' de motorizacion a los que estan conectados, transmitiendo asi el movimiento a la extremidad o extremidades del usuario de la maquina.

A la inversa, por la frase "accionable de manera pasiva" se entiende que los miembros 3 de traslacion-rotacion oponen una resistencia preestablecida al movimiento impuesto por el usuario. Por lo tanto, a una situacion en la que los miembros de traslacion-rotacion funcionan de manera activa, corresponded un denominado ejercicio pasivo en el usuario, y viceversa.

El bastidor 2 comprende una estructura 5 de soporte para los miembros 3 de traslacion-rotacion, que se extiende a lo largo de un eje longitudinal X, y dos patas 6, 6’, que terminan inferiormente con pequenos pies retractiles 7, 7', 8,

8’.

Los pequenos pies retractiles 7, 7’, 8, 8' se extienden perpendicularmente al eje X, como se muestra en la figura 1, pero pueden cerrarse de nuevo en la direccion mostrada por las flechas, con el fin de limitar las dimensiones generales de los mismos cuando no se usa la maquina, o durante el transporte de la misma. Un extremo de cada uno de los pequenos pies 7, 7’, 8, 8' es, con este fin, articulado en el extremo inferior de las patas correspondientes 6, 6’.

En ciertas realizaciones, como la que se muestra en las figuras, las patas 6, 6’ son desmontables y/o ajustables en altura. Con este fin, las patas 6, 6’ estan aseguradas a los lados cortos de la estructura de soporte por los sistemas 10 de tornillo que se hacen mas facilmente accionables por asas. Deslizando las patas 6, 6’ por guias especiales sobre la estructura 5 de soporte, sera posible seleccionar la altura deseada, por tanto, las patas 6, 6' podran ser aseguradas por los tornillos 10 a la altura seleccionada.

El bastidor 2 comprende ademas un asa 9 dispuesta en el lado superior de la maquina 1, con el fin de facilitar su transporte.

Los miembros 3 de traslacion-rotacion comprenden:

- un par 11, 11’ de poleas primero dispuesto en las proximidades de un extremo de la estructura 5 de soporte, las poleas 11, 11' de dicho par primero estando dispuestas a lo largo de un eje sustancialmente vertical;

- un par 12, 12’ de poleas segundo dispuesto en las proximidades del extremo opuesto de la estructura 5 de soporte, las poleas 12, 12' de dicho par segundo estando dispuestas a lo largo de un eje sustancialmente vertical;

- un carro 13 movil a lo largo del eje X;

- un par 14, 14’ de poleas tercero dispuesto en dicho carro 13, las poleas 14, 14' de dicho par tercero estando dispuestas a lo largo de un eje sustancialmente paralelo al eje X;

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- un miembro 15 de accionamiento que conecta operativamente dichos pares de poleas primero 11, 11’, segundo 12, 12', y tercero 14, 14’.

Una polea 11’, 12 de cada uno de dichos pares de poleas primero 11, 11' y segundo 12, 12’ esta conectada operativamente, por medio de motorreductores adecuados, a los medios 4, 4' de motorizacion respectivos. Por ejemplo, un sistema de motorreductores de tornillo helicoidal sera capaz de ser usado ventajosamente. Por el contrario, las otras dos poleas 11, 12’ estan montadas en reposo.

Se prefiere, sin limitacion, que las poleas 11’, 12 conectadas a los medios 4, 4' de motorizacion esten dispuestas transversalmente sobre la estructura 5 de soporte, es decir, si en el par de poleas primero polea superior 11’ esta conectada directamente a los medios 4 de motorizacion respectivos, en el par de poleas segundo, la polea inferior 12 estara conectada a los medios 4' de motorizacion respectivos, o viceversa.

En la realizacion mostrada en las figuras, en la que los medios 4, 4' de motorizacion estan situados debajo de la estructura 5 de soporte, la polea superior 11' del par de poleas primero esta conectada, por ejemplo mediante una correa de transmision, a los medios 4 de motorizacion primeros, mientras que la polea inferior 12 del par de poleas segundo esta conectada a los medios 4' de motorizacion segundos.

El carro 13 es deslizable en una pista 16 dispuesta en un plano vertical y a lo largo del eje X. La pista 16 comprende un carril inferior 17 y un carril superior 18. En la realizacion de las figuras, el carril inferior 17 es de una forma tubular, mientras que el carril superior 18 tiene una corte rectangular, pero nada impide invertirlos o usar cortes que tienen una forma diferente.

Por lo tanto, el carro 13 esta provisto de un asiento deslizante primero 19 para el carril inferior 17 y de un asiento deslizante segundo 20 para el carril superior 18 (figura 6A). En la realizacion de las figuras, el asiento deslizante primero 19 es, a su vez, de una forma tubular con forma coincidente con el carril inferior 17.

En las proximidades del borde superior del carro 13, dos ruedecillas dentadas 21 se contraen, 21’ teniendo un eje vertical. Las ruedecillas dentadas 21,21’ se aplican a una cremallera 22 dispuesto por encima del carril superior 18 y paralelo a este, y estan conectadas a un sistema de deteccion de la posicion de traslacion del carro, por ejemplo, por un sistema de potenciometro, para enviar una senal de control a la unidad de accionamiento y control, que se describira a continuacion en este documento.

El par 14, 14’ de poleas tercero esta montado sobre el carro 13. Las poleas 14, 14’ del par tercero no son motorizadas.

Las poleas 14, 14’estan asociadas a respectivos arboles 23, 23'. Los arboles 23, 23’ pasan a traves del cuerpo 24 del carro 13 y se asocian, en la cara opuesta, con una rueda 25 de transmision primera y con una rueda 25' de transmision segunda, respectivamente. La rueda 25 de transmision primera tiene un diametro que es mayor que la rueda 25’de transmision segunda, y las dos ruedas estan conectadas operativamente con el fin de componer un sistema motorreductor.

Sin embargo, en otras realizaciones, sera posible disponer ruedas 25, 25’ de transmision con el mismo diametro, lo que resulta en una relacion de 1: 1, o para invertir la rueda mas grande con la rueda mas pequena, obteniendo asi una multiplicacion del movimiento en lugar de una reduccion.

En ciertas realizaciones, las ruedas 25, 25’ de transmision son ruedas dentadas aplicadas mutuamente.

En otras realizaciones, las dos ruedas 25, 25’ de transmision estan conectadas por medios de transmision flexibles, tales como, por ejemplo una cadena o una correa.

La polea 14, asociada al mismo arbol 23 sobre el que esta montada la rueda 25 de transmision primera que tiene el diametro mas grande, esta montado en el arbol 23 por cojinetes 26 que la liberan de la rotacion del arbol 23. A la inversa, las dos ruedas 25, 25’ de transmision y la polea 14' son parte integral de los respectivos arboles 23, 23’. De hecho, las dos poleas 14, 14’, siendo accionadas por el mismo miembro 15 de accionamiento, giran a la misma velocidad angular, mientras que las ruedas 25, 25' de transmision con un diametro diferente, aseguradas sobre los arboles 23, 23’, giran a una velocidad diferente, dependiendo de la relacion de transmision entre las dos ruedas dentadas. Por lo tanto, es necesario que la polea 14 asociada a la rueda grande 25, sea liberada del arbol 23. De esta manera, habra un arbol 23 con una velocidad angular inferior y un arbol 23’ con una velocidad angular superior, que permite una mejor adaptacion del equipo a las diferentes necesidades terapeuticas o de gimnasia de los usuarios.

El miembro 15 de accionamiento se compone de una correa de doble dentada accionadora, una cadena, una transmision flexible, o similares. La correa, cadena o transmision flexible se enrolla en el orden:

- sobre la polea inferior 11 del par 11, 11’ de poleas primero,

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- sobre la polea inferior 12 del par segundo,

- sobre la polea 14’ del par tercero proximal a dicho par 12, 12' de poleas segundo,

- sobre la polea superior 12’ del par segundo,

- sobre la polea superior 11’ del par primero, y, por ultimo,

- sobre la polea 14 del par tercero proximal a dicho par 11, 11’ de poleas primero.

De esta manera, sera posible implementar los siguientes movimientos de la maquina de la invencion:

a) cuando los medios 4, 4' de motorizacion tienen una velocidad angular concordante (rotacion de ambos en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario al de las agujas del reloj) y con igual modulo, los arboles 23, 23' giran a una velocidad diferente como funcion de la relacion de reduccion, y el carro 13 es estacionario;

b) cuando los medios 4, 4' de motorizacion tienen velocidad angular discordante (uno gira en el sentido de las agujas del reloj, y el otro gira en el sentido contrario al de las agujas del reloj, o viceversa) y con igual modulo, los arboles 23, 23' no giran, y el carro 13 se traslada;

c) cuando los medios 4, 4' de motorizacion tienen una velocidad angular concordante o discordante y con un modulo diferente, los arboles 23, 23' giran y el carro 13 se traslada, es decir, hay un movimiento de traslacion-rotacion.

Por lo tanto, la traslacion se obtiene a lo largo del eje X en una direccion o la opuesta bien invirtiendo las velocidades angulares de los medios 4, 4' de motorizacion, o invirtiendo la direccion de rotacion de los mismos.

Por lo tanto, de esta manera, el usuario puede ser sometido a una actividad fisica de un tipo pasivo, particularmente aconsejable en el caso de terapias de rehabilitacion, tal como se explicara en el presente documento a continuacion.

La figura 7 muestra un detalle del sistema de aplicacion-desaplicacion de movimiento de la polea inferior 12 del par de poleas segundo, pero un mecanismo similar tambien se usa para la polea superior 11’ del par de poleas primero.

La polea 12 esta montada en el arbol accionador 27, tomando el movimiento de los medios 4' de motorizacion, mediante los cojinetes 28. De esta manera, la polea 12 es liberada del arbol accionador 27.

La polea 12 comprende un miembro 29 de copa que esta orientado hacia fuera, que tiene rebajes 30 dispuestos a lo largo de una circunferencia de la misma.

Un boton pulsador 32 esta dispuesto externamente al miembro 29 de copa y comprende un vastago 33 de centrado.

El arbol accionador 27 comprende una porcion de cabeza hueca 27a, en la que se obtiene un asiento 27b, para el vastago 33 de centrado del boton pulsador 32. Entre la superficie del boton pulsador 32 que esta orientado hacia el miembro 29 de copa y un hombro 35 que esta presente en las paredes del asiento 27b, coaxialmente al vastago 33 de centrado, un resorte 34 insiste, tipicamente un resorte helicoidal, lo que permite el retorno elastico del boton 32 empujar, como se describira en el presente documento a continuacion.

En la superficie del boton pulsador 32 que esta orientado hacia el miembro 29 de copa, un miembro 31 de aplicacion esta dispuesto, teniendo un agujero central en el que se inserta el arbol accionador 27, y que, a su vez, se inserta coaxialmente en el miembro 29 de copa. El miembro 31 de aplicacion comprende una o mas lenguetas 36 destinadas a insertarse en los rebajes 30 del miembro 29 de copa.

La superficie exterior de la porcion de cabeza 27a del arbol accionador 27 comprende dos o mas relieves 27c que se insertan en los rebajes correspondientes que estan presentes en el miembro 31 de aplicacion. De esta manera, el miembro 31 de aplicacion es movil longitudinalmente con respecto al arbol accionador 27, pero es integral al mismo en rotacion.

El mecanismo de aplicacion-desaplicacion funciona como sigue. Cuando se suelta el boton pulsador 32 (la posicion mostrada en la figura 7), las lenguetas 36 del miembro 31 de aplicacion se insertan en los rebajes 30 del miembro 29 de copa y los relieves 27c del arbol accionador 27 se insertan en los rebajes correspondientes del miembro 31 de aplicacion, convirtiendose asi en integrales con este ultimo y la polea 12 con el arbol accionador 27. Por lo tanto, es una posicion de aplicacion de los medios 4' de motorizacion.

A la inversa, cuando se presiona el boton pulsador 32 y es girado por una porcion angular adecuada, tanto las lenguetas 36 como los relieves 27c se desaplican de los respectivos rebajes y el arbol accionador 27 se desaplica de la polea 12.

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Mediante la repeticion de la operacion inversa, es decir, girando el boton pulsador 32 en la direccion opuesta o la misma direccion mediante una cantidad angular adecuada, el boton pulsador vuelve automaticamente a la condicion de aplicacion en virtud del retorno del resorte 34.

El sistema de desaplicacion descrito anteriormente tiene la funcion de permitir inicialmente colocar al paciente, ajustar la maquina, o disponer el mecanismo para el ajuste del movimiento por el terapeuta (funcion de auto- aprendizaje).

Las figuras 8-14 muestran varios tipos de herramientas que se pueden aplicar a los arboles 23, 23’ de la maquina de la invencion para llevar a cabo ejercicios fisicos de tipo pasivo o activo.

La figura 8 muestra la aplicacion de un par 40, 40’ de pedales conectados a traves de correspondientes manivelas 41, 41' con el arbol 23’ que gira a una velocidad mayor. Esta aplicacion permite el empuje de pie convencional al usuario, por lo general implementable por la llamada "bicicleta de ejercicio", tanto pasivo como activo. El empuje de pie pasivo se obtiene mediante la aplicacion de una ley de movimiento del tipo a) descrita anteriormente. En un tipo de accionamiento de los medios de motorizacion con una ley de movimiento del tipo c) descrita anteriormente, un movimiento pasivo sera capaz de ser obtenido, imitando el empuje de pie eliptico. De acuerdo con las necesidades, sera posible conectar las manivelas 41,41’ al arbol rapido 23' o al arbol lento 23.

La figura 9 muestra la aplicacion de un par 40, 40’ de pedales conectado directamente al arbol rapido 23', sin la interposicion de las manivelas 41, 41’. Sera igualmente posible conectarlos al arbol lento 23. En este caso, la aplicacion proporciona para una rotacion parcial con un movimiento basculante alternativo del arbol 23’, opcionalmente combinado con una traslacion del carro 13 (de acuerdo con las leyes del movimiento descritas anteriormente), con el fin de entrenar los tobillos de un usuario. Este tipo de ejercicio es especialmente aconsejable en terapias de rehabilitacion, principalmente del tipo ortopedico.

La figura 10 muestra la aplicacion de dos asas 42, 42’ directamente a uno de los dos arboles 23, 23' de la maquina de la invencion. Esta aplicacion proporciona un movimiento de pala para los brazos de un usuario, por lo tanto, se puede llevar a cabo por una ley de movimiento de acuerdo con el tipo b) descrito anteriormente.

Las figuras 11A, 11B y 11C muestran la aplicacion de dos asas 43, 43’ conectados a traves de las asas 44, 44' de manivela correspondientes, en el arbol lento 23 de la maquina. Las asas 44, 44’ de manivela se puede conectar alternativamente al arbol rapido 23'.

Las asas 43, 43’ comprenden un agarre 43a y una estructura 43b de sujecion anular que rodea el agarre 43a y en el que una mano del usuario puede ser introducida. En la realizacion de las figuras 11A-11C, el agarre 43a esta dispuesto horizontalmente, mientras que en la realizacion de la figura 15, el agarre 43a esta dispuesto verticalmente.

Esta aplicacion permite un "empuje de pie" de los brazos, y por lo general se lleva a cabo mediante una ley de movimiento del tipo a) descrita anteriormente. En este caso tambien, como en los otros casos, un ejercicio pasivo o activo por el usuario sera capaz de ser logrado.

Esta aplicacion permite ademas tres posiciones diferentes: i) una disposicion escalonada de 180° de las asas 44, 44’ de manivela (figura 11A); ii) una disposicion simetrica (0° de desplazamiento) de las asas 44, 44’ de manivela (figura 11B); iii) una disposicion escalonada de 90° de las asas 44, 44’ de manivela (figura 11C). Las tres disposiciones diferentes podran ser seleccionadas de acuerdo con las necesidades de rehabilitacion o de gimnasia del usuario.

La figura 12 muestra la aplicacion de una herramienta 45 para la flexion-extension de la rodilla y la cadera.

La herramienta 45 comprende una plataforma 46 que comprende barras 47 de plegado de extremo para asegurar a la estructura 5 de soporte de la maquina. Las barras 47 de plegado de extremo son ajustables en altura/longitud a traves de un sistema telescopico con tornillos 48 de fijacion provistas de asas.

Asi, el equipo es ajustable a los objetivos de la terapia apropiada, con el fin de centrar el apoyo en el mismo eje de rotacion fisiologico.

La plataforma 46 comprende un bucle alargado 49 en el que una corredera 50 es deslizable, que puede estar asegurada en la posicion deseada a lo largo del bucle 49 por medio de un tornillo 51 de fijacion provisto de un asa.

Un exoesqueleto 52 para la pierna de un usuario esta articulado a la corredera 50. El exoesqueleto 52 comprende una media carcasa 53 de soporte primera para el muslo, un miembro 54 de union en la rodilla, una media carcasa 55 de soporte segunda para el musculo de la pantorrilla, y una placa 56 en la que el pie puede descansar. La placa 56 esta dispuesta a unos 90° con respecto al eje de la media carcasa 53 de soporte del musculo de la pantorrilla. La placa 56 comprende, ademas, un pasador (no visible en los dibujos) para acoplarlo a uno de los arboles 23, 23’ de la maquina.

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Esta aplicacion proporciona el uso de una ley de movimiento solo de tipo traslacional, es decir, una ley de movimiento del tipo b) descrita anteriormente, lo que permite un ejercicio con solo un grado de libertad. Como se entendera a partir de la estructura 45 de herramienta, comprende puntos de articulacion al nivel de la cadera (articulacion del exoesqueleto 52 en la plataforma en la corredera 50) y de la rodilla (miembro 54 de union), y es particularmente aconsejable en el caso de una terapia de rehabilitacion tanto pasiva como activa.

La figura 13 muestra una aplicacion similar a la descrita en la figura 12, con la diferencia de que permite la realizacion de un ejercicio de flexion-extension de rodilla y cadera de ambas piernas de un usuario.

En este caso, la plataforma 46 comprende dos miembros laterales 46b y una barra 46a de conexion. Dos exoesqueletos 52, uno para cada pierna, estan articulados en una corredera (no mostrada) que es deslizable de manera ajustable en los miembros laterales 46b, como se describe en la aplicacion de la figura 12. El funcionamiento es el mismo, pero por el hecho de que permite ejercitar ambas piernas del usuario.

La aplicacion de una herramienta 45’ para la flexion-extension de la rodilla, con dos grados de libertad y de la cadera se muestra en la figura 14.

La herramienta 45’ comprende una media carcasa 57 de soporte para el musculo de la pantorrilla de un usuario, a la que una placa 58 esta asegurada para apoyar el pie. La placa 58 esta dispuesta a unos 90° con respecto al eje de la media carcasa 57 de soporte. La placa 58 comprende, ademas, un pasador (no mostrado en los dibujos) para acoplarlo a uno de los arboles 23, 23’ de la maquina.

La herramienta 45’ provee una ley de movimiento de traslacion-rotacion, es decir, de acuerdo con el tipo c) descrita anteriormente, con el fin de realizar un ejercicio con dos grados de libertad para la rodilla.

La herramienta descrita anteriormente en relacion con la figuras 8-14 puede ser acoplada a los arboles 23, 23’ de la maquina de la invencion por medio de sistemas convencionales, que son conocidos por los expertos en la tecnica, tales como los sistemas de tornillo de tope, atornillado, de sujecion, sistemas de bayoneta, etc.

La maquina de la invencion comprende ademas una unidad de accionamiento y control que controla el funcionamiento de los medios 4, 4' de motorizacion y que puede ser programable de manera que para realizar una serie de ejercicios preestablecidos. Otras funciones que son realizadas por la unidad de accionamiento y control son:

- monitorizar las funciones del usuario (presion, frecuencia cardiaca, y otros parametros) mediante sensores especiales;

- crear respuestas audiovisuales para rehabilitaciones en el campo neurologico;

- almacenar los datos del paciente y los ejercicios realizados en la memoria no volatil o un dispositivo de almacenamiento de datos;

- procesar estadisticamente los datos almacenados;

- modos de auto-aprendizaje en los que un ejercicio realizado por el usuario en el equipo con los motores 4, 4’ desaplicados, o con la ayuda del fisioterapeuta con la extremidad del usuario en un estado pasivo, se repiten en secuencia, de una manera pasiva (CPM) por la maquina;

- accionamiento y control en modo inalambrico.

La unidad de accionamiento y control detecta los siguientes parametros:

- posicion de traslacion del carro 13 por un sistema de deteccion, por ejemplo, un potenciometro, asociado a las ruedecillas 21,21’, y

- datos relativos a la velocidad angular y el par torsor del par 14, 14’ de poleas tercero por un sistema de deteccion adecuado asociado al mismo.

La maquina de la invencion logra los objetos predeterminados, ya que es de dimensiones reducidas, es facilmente transportable y no requiere mucho espacio para su almacenamiento. Todo esto se consigue en virtud de la estructura compacta, que comprende pequenos pies retractiles y un asa para facilitar su transporte. Por consiguiente, la maquina de la invencion puede ser usada tanto en centros de rehabilitacion, como directamente en casa del usuario.

Ademas, la unidad de accionamiento y control permite la realizacion de los ejercicios por el usuario en los modos activo o pasivo, en virtud de la configuracion de una resistencia preestablecida o una ley preestablecida de

movimiento, respectivamente. Por lo tanto, el equipo de la invencion esta realizado como una herramienta tanto para la rehabilitacion motora como para el entrenamiento ffsico.

La posibilidad de instalar herramientas de varios tipos, tanto para las extremidades inferiores como para las 5 superiores, permite una amplia diversificacion de los ejercicios posibles.

La unidad de accionamiento y control permite programar la maquina tanto con los ejercicios preestablecidos, como con ejercicios ideados ad hoc para el usuario.

10 Es evidente que la realizacion que se ha descrito es solamente una realizacion particular de la presente invencion, a la que los expertos en la tecnica seran capaces de hacer todas las modificaciones que sean necesarias para su adaptacion a aplicaciones particulares, sin salir de todos modos del alcance de las protecciones del presente hallazgo. Por ejemplo, es posible acoplar dos aparatos de acuerdo con la invencion, de manera que el paciente se pueda disponer entre los dos aparatos aplicando una extremidad al primer equipo y la otra extremidad al segundo. 15 De esta manera, es posible realizar diferentes ejercicios con las dos extremidades, siendo realizado cada uno por el respectivo equipo.

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   REIVINDICACIONES

   1. - Una maquina (1) para el ejercicio fisico de las extremidades, que comprende un bastidor (2) en el que estan montados los miembros (3) de traslacion-rotacion de una extremidad superior o inferior, estando conectados operativamente dichos miembros (3) de traslacion-rotacion a los medios (4, 4’) de motorizacion, caracterizada porque dichos miembros (3) de traslacion-rotacion comprenden:

   - un par (11, 11’) de poleas primero dispuesto en las proximidades de un extremo del bastidor (2), estando dispuestas las poleas (11, 11') de dicho par primero a lo largo de un eje sustancialmente vertical,

   - un par (12, 12’) de poleas segundo dispuesto en las proximidades del extremo opuesto del bastidor (2), estando dispuestas las poleas (12, 12') de dicho par segundo a lo largo de un eje sustancialmente vertical,

   - un carro (13) movil a lo largo de un eje longitudinal (X),

   - un par (14, 14’) de poleas tercero dispuesto en dicho carro (13), estando dispuestas las poleas (14, 14') de dicho par tercero a lo largo de un eje sustancialmente paralelo al eje (X),

   - un miembro (15) de accionamiento que conecta operativamente dichos pares de poleas primero (11, 11’), segundo (12, 12') y tercero (14, 14’);

   y en la que al menos una polea de dichos pares de poleas primero (11, 11’) y/o segundo (12, 12') esta conectada operativamente a los respectivos medios (4, 4') de motorizacion.
2. 2. - La maquina (1) de acuerdo con la reivindicacion 1, en la que las poleas (11’, 12) conectados a los medios (4, 4') de motorizacion estan dispuestas transversalmente en el bastidor (2), es decir, si en el par de poleas primero la polea superior (11’) esta conectada directamente a los respectivos medios (4) de motorizacion, en el par de poleas segundo la polea inferior (12) esta conectada a los respectivos medios (4') de motorizacion, o viceversa.
3. 3. - La maquina (1) de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, en la que el bastidor (2) comprende una estructura (5) de soporte para los miembros (3) de traslacion-rotacion, que se extiende a lo largo de dicho eje longitudinal (X), y patas (6, 6’) que terminan inferiormente con pequenos pies retractiles (7, 7', 8, 8’).
4. 4. - La maquina (1) de acuerdo con la reivindicacion 3, en la que las patas (6, 6’) son desmontables y/o ajustables en altura.
5. 5. - La maquina (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el bastidor (2) comprende al menos un asa (9).
6. 6. - La maquina (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el carro (13) es deslizable sobre al menos una pista (16) dispuesta en un plano vertical y a lo largo del eje (X), comprendiendo la pista (16) un carril inferior (17) y un carril superior (18).
7. 7. - La maquina (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que, en las proximidades del borde superior del carro (13), estan montadas dos ruedecillas dentadas (21, 21’) con un eje vertical, y en la que dichas ruedecillas dentadas (21, 21’) se aplican a una cremallera (22) dispuesta por encima del carril superior (18) y paralela al mismo, estando conectadas dichas ruedecillas dentadas (21, 21') a un sistema de deteccion de la posicion de traslacion del carro (13).
8. 8. - La maquina (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que las poleas (14, 14’) del par de poleas tercero estan asociadas a respectivos arboles (23, 23'), estando a su vez conectados dichos arboles (23, 23’), respectivamente, con una rueda (25) de transmision primera y con una rueda (25’) de transmision segunda, en la que las dos ruedas (25, 25') de transmision estan conectadas operativamente con el fin de componer un sistema para la transmision, reduccion o multiplicacion del movimiento.
9. 9. - La maquina (1) de acuerdo con la reivindicacion 8, en la que la rueda (25) de transmision primera tiene un diametro que es mayor que la rueda (25’) de transmision segunda.
10. 10. - La maquina (1) de acuerdo con la reivindicacion 9, en la que la polea (14) esta montada en el arbol (23), al que esta asociada la rueda (25) de transmision primera que tiene un diametro mayor, por medio de cojinetes (26) que la liberan de la rotacion del arbol (23), mientras que las dos ruedas (25, 25’) de transmision y la otra polea (14') son parte integral de los respectivos arboles (23, 23’).
11. 11. - La maquina (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que el miembro (15) de accionamiento esta compuesto de una correa dentada accionadora doble, una cadena, o una transmision flexible, en la que dicha correa, cadena, o transmision flexible se enrolla, en el orden:

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    55

    60

    65

    - sobre la polea inferior (11) del par (11, 11’) de poleas primero,

    - sobre la polea inferior (12) del par segundo,

    - sobre la polea (14’) del par tercero proximal a dicho par (12, 12') de poleas segundo,

    - sobre la polea superior (12’) del par segundo,

    - sobre la polea superior (11 ’) del par primero, y finalmente

    - sobre la polea (14) del par tercero proximal a dicho par (11, 11’) de poleas primero.
12. 12. - La maquina (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, siendo accionable dicha maquina (1) de acuerdo con las siguientes leyes del movimiento:

    a) cuando los medios (4, 4') de motorizacion tienen una velocidad angular concordante, es decir, una rotacion de ambos en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario al de las agujas del reloj y con igual modulo, los arboles (23, 23') giran a una velocidad diferente como funcion de la relacion de reduccion de las ruedas (25, 25’) de transmision, y el carro (13) es estacionario;

    b) cuando los medios (4, 4') de motorizacion tienen velocidad angular discordante, es decir, uno gira en el sentido de las agujas del reloj y el otro gira en el sentido contrario al de las agujas del reloj, o viceversa, y con igual modulo, los arboles (23, 23') no giran, y el carro (13) se traslada;

    c) cuando los medios (4, 4') de motorizacion tienen una velocidad angular concordante o discordante y con un modulo diferente, los arboles (23, 23') giran y el carro (13) se traslada, es decir, hay un movimiento de traslacion- rotacion.
13. 13. - La maquina (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en la que dicha maquina (1) comprende un mecanismo de aplicacion-desaplicacion de los medios (4, 4’) de motorizacion.
14. 14. - La maquina (1) de acuerdo con la reivindicacion 13, en el que cada una de las poleas motorizadas (11’, 12) esta montada sobre un arbol accionador (27), tomando el movimiento de los respectivos medios (4, 4') de motorizacion, por medio de cojinetes (28), con el fin de liberar dicha polea (11’, 12) del arbol accionador (27), comprendiendo dicha polea (11', 12) un miembro (29) de copa que esta orientado hacia fuera y que tiene rebajes (30) dispuestos a lo largo de una circunferencia del mismo, estando un boton pulsador (32) dispuesto externamente al miembro (29) de copa, y comprendiendo un miembro (31) de aplicacion que tiene un agujero central en el que esta insertado el arbol accionador (27), y que esta insertado a su vez coaxialmente en el miembro (29) de copa, en la que el miembro (31) de aplicacion comprende una o mas lenguetas (36) destinadas a insertarse en los rebajes (30) del miembro (29) de copa cuando se libera el boton pulsador (32) y a desaplicarse de los rebajes (30) cuando se presiona el boton pulsador (32), con el fin de aplicarse y desaplicarse, respectivamente, de los medios (4, 4’) de motorizacion de dichas poleas (11', 12).
15. 15. - La maquina (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que comprende al menos una de las siguientes herramientas accesorias:

    1) un par (40, 40’) de pedales conectables a traves de respectivas manivelas (41, 41') a uno de dichos arboles (23, 23’), con el que la maquina (1) es accionable de acuerdo con una ley de movimiento del tipo a) para un empuje de pie convencional, o del tipo c) para un empuje de pie eliptico;

    2) un par (40, 40’) de pedales directamente conectables a uno de dichos arboles (23, 23'), con el que la maquina (1) es accionable de acuerdo con una ley de movimiento del tipo a) o c), estipulando una rotacion parcial con un movimiento basculante alternativo del arbol (23, 23’), opcionalmente combinado con una traslacion del carro (13);

    3) dos asas (42, 42’) directamente conectables a uno de dichos arboles (23, 23'), con el que la maquina (1) es accionable de acuerdo con una ley de movimiento del tipo b);

    4) dos asas (43, 43’) conectables, a traves de respectivas manivelas (44, 44'), a uno de dichos arboles (23, 23’), con el que la maquina (1) es accionable de acuerdo con una ley de movimiento del tipo a) y en la que las manivelas (44, 44’) pueden ser desplazadas 180°, 90° o 0°;

    5) una herramienta (45) para la flexion-extension de la rodilla y la cadera, siendo dicha herramienta (45) ajustable en altura y longitud, y que comprende al menos un exoesqueleto (52) para la pierna de un usuario, en la que el exoesqueleto (52) comprende una media carcasa (53) de soporte primera para el muslo, un miembro (54) de union en la rodilla, una media carcasa (55) de soporte segunda para el musculo de la pantorrilla, y una placa (56) en la que

    5

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    el pie puede descansar, siendo conectable la placa (56) a uno de dichos arboles (23, 23’), y con el que la maquina (1) es accionable de acuerdo con una ley de movimiento del tipo b);

    6) una herramienta (45’) para la flexion-extension de la rodilla, con dos grados de libertad y de la cadera, comprendiendo dicha herramienta (45') una media carcasa (57) de soporte para un musculo de la pantorrilla del usuario, en la que una placa (58) esta asegurada para apoyar el pie, siendo conectable la placa (58) a uno de dichos arboles (23, 23’), y con la que la maquina (1) es accionable de acuerdo con una ley de movimiento del tipo c).
16. 16. - La maquina (1) de acuerdo con la reivindicacion 15, en la que dichas herramientas accesorias son acoplables a los arboles (23, 23’) por medio de sistemas de fijacion seleccionados de sistemas de tornillo de parada, atornillado, sujecion, sistemas de bayoneta, o equivalente.
17. 17. - La maquina (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, que comprende una unidad de accionamiento y control que controla el funcionamiento de los medios (4, 4’) de motorizacion de acuerdo con las leyes del movimiento del tipo a), b), c) o combinaciones de las mismas, siendo programable dicha unidad de accionamiento y control para realizar una serie de ejercicios preestablecidos, y, opcionalmente, las siguientes funciones:

    - monitorizar las funciones del usuario tales como presion, frecuencia cardiaca, y temperatura por medio de sensores especiales,

    - crear respuestas audiovisuales para rehabilitaciones en el campo neurologico,

    - almacenar los datos del paciente y los ejercicios realizados en la memoria no volatil o un dispositivo de almacenamiento de datos,

    - procesar estadisticamente los datos almacenados,

    - modos de auto-aprendizaje en los que un ejercicio realizado de manera activa por el usuario es repetido de manera pasiva (CPM),

    - accionamiento y control en modo inalambrico o equivalentes;

    y en la que la unidad de accionamiento y control detecta los siguientes parametros:

    - posicion de traslacion del carro (13) por un sistema de deteccion, por ejemplo, un potenciometro, asociado a las ruedecillas (21,21 ’), y

    - datos relativos a la velocidad angular y/o el par torsor del par (14, 14’) de poleas tercero por un sistema de deteccion adecuado asociado al mismo.