ES2880106T3

ES2880106T3 - Dispositivo robótico llevable

Info

Publication number: ES2880106T3
Application number: ES19204405T
Authority: ES
Inventors: Ryan Farris; Mike Clausen; Edgar Wilson
Original assignee: Parker Hannifin Corp
Current assignee: Parker Hannifin Corp
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2015-03-31
Publication date: 2021-11-23
Anticipated expiration: 2035-03-31
Also published as: WO2015153633A3; US20190216672A1; US20190216673A1; EP3125849B1; ES2768692T3; EP3616673B1; AU2015240878A1; EP3616672A1; US20190216671A1; EP3616671A1; US20190216670A1; WO2015153633A2; EP3616670B1; US20170049659A1; EP3125849A2; US20210401660A1; US10537488B2; US11141342B2; EP3616671B1; ES2877666T3

Abstract

Un dispositivo robótico llevable que comprende: un primer conjunto de cuerpo para fijarlo a una primera parte del cuerpo del usuario; un segundo conjunto de cuerpo para fijarlo a una segunda parte del cuerpo del usuario; un actuador (500) que tiene unas porciones de actuador primera y segunda conectadas respectivamente a los conjuntos de cuerpo primero y segundo y configuradas para mover los conjuntos cuerpo primero y se- gundo uno con respecto al otro; y un dispositivo de sujeción (600, 600') para sujetar la primera porción del cuerpo del usuario, incluyendo el dispositivo de sujeción (600, 600') un sistema de tensado (650, 650') para la retención del primer conjunto de cuerpo a la primera porción del cuerpo del usuario, incluyendo un ajustador grueso (658, 658') y un ajustador fino separado (660, 660'), en el que el dispositivo de sujeción (600, 600') se acopla de forma removible a al menos uno de los conjuntos de cuerpo primero o segundo ; caracterizado porque el ajustador grueso comprende una correa (658, 658') que está unida al ajustador fino de manera que el ajustador fino (660, 660') es operable para acortar una longitud de correa, estando montado el ajustador fino (660, 660') en una pieza de soporte que proporciona una superficie de baja fricción para el deslizamiento de la correa (658, 658'), y teniendo la correa (658, 658') un extremo que está unido de manera desmontable a una estructura rígida (664, 664') del conjunto de cuerpo primero o segundo para desacoplar el sistema de tensado (650, 650') del conjunto de cuerpo primero o segundo.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo robótico llevable

Campo de la invención

La presente invención se refiere en general a dispositivos robóticos llevables, y más en particular a las mejoras en la operatividad de las órtesis de extremidades inferiores motorizadas.

Antecedentes

En la actualidad, hay alrededor de 262.000 personas con lesiones de la médula espinal (SCI) en los Estados Unidos, con aproximadamente 12.000 nuevas lesiones sufridas cada año a una edad media de lesión de 40,2 años. De ellos, aproximadamente el 44% (5.300 casos al año) resultan en paraplejia. Uno de los impedimentos más significativos de la paraplejia es la pérdida de movilidad, sobre todo teniendo en cuenta la edad relativamente temprana a la que se producen estas lesiones. Las encuestas realizadas a usuarios con paraplejia indican que los problemas de movilidad están entre los más prevalentes, y que el principal deseo de movilidad es la capacidad de caminar y estar de pie. Además de una movilidad reducida, la incapacidad de estar de pie y caminar conlleva graves efectos fisiológicos, tales como atrofia muscular, pérdida de contenido mineral óseo, frecuentes problemas de degradación de la piel, mayor incidencia de infecciones del tracto urinario, espasticidad muscular, deterioro de la circulación linfática y vascular, deterioro del funcionamiento digestivo y reducción de la capacidad respiratoria y cardiovascular.

En un esfuerzo para restaurar algún grado de movilidad en las piernas de los individuos con paraplejia, se han desa rrollado varias órtesis de extremidades inferiores. La forma más sencilla de órtesis pasivas son los tirantes de pierna larga que incorporan un par de órtesis de tobillo - pie (AFO) para proporcionar soporte en los tobillos, que están acoplados a tirantes de pierna que bloquean las articulaciones de la rodilla en extensión completa. Las caderas suelen estar estabilizadas por la tensión de los ligamentos y la musculatura de la cara anterior de la pelvis. Puesto que casi toda la energía para el movimiento está proporcionada por la parte superior del cuerpo, estas órtesis (pasivas) requie ren una resistencia considerable de la parte superior del cuerpo y un alto nivel de esfuerzo físico, y proporcionan velocidades de marcha muy lentas. La órtesis de guía de cadera (HGO), que es una variación de los tirantes de pierna larga, incorpora articulaciones de cadera que resisten rígidamente la aducción y la abducción de la cadera, y placas de calzado rígidas que proporcionan una mayor elevación del centro de gravedad en el momento de la elevación de la puntera, lo que permite un mayor grado de progresión hacia delante por zancada. Otra variante de la órtesis de pierna larga, la órtesis de marcha recíproca (RGO), incorpora una restricción cinemática que vincula la flexión de la cadera de una pierna con la extensión de la cadera de la otra, normalmente mediante un conjunto de cables de empuje y tracción. Al igual que con otras órtesis pasivas, el usuario se inclina hacia delante contra la asistencia de estabilidad mientras elimina el peso de la pierna de apoyo y utiliza la gravedad para proporcionar la extensión de la cadera de la pierna de apoyo. Puesto que el movimiento de las articulaciones de la cadera se acopla alternativamente por medio del mecanismo recíproco, la extensión de la cadera inducida por la gravedad también proporciona la flexión de la cadera contralateral (de la pierna oscilante), de manera que la longitud de la zancada de la marcha aumenta. Una variación de la RGO incorpora un acoplamiento variable basado en un circuito hidráulico entre las articulaciones de la cadera izquierda y derecha. Los experimentos con esta variación indican una mejor cinemática de la cadera con el acoplamiento hidráulico modulado.

Con el fin de disminuir el alto nivel de esfuerzo asociado a las órtesis pasivas, se ha investigado previamente el uso de órtesis motorizadas, que incorporan actuadores y una fuente de alimentación asociada para ayudar a la locomoción. Se ha demostrado que estas órtesis aumentan la velocidad de la marcha y disminuyen los movimientos compensato rios, en relación con la marcha sin asistencia motorizada, sin embargo, el desarrollo de estas órtesis está todavía en sus inicios.

Un dispositivo robótico llevable conocido se describe en el documento JP2011156344 que comprende un dispositivo convencional de sujeción de doble hebilla para sujetar el dispositivo robótico llevable al cuerpo de un usuario. Otros ejemplos de dispositivos robóticos llevables se describen en los documentos KR 20130045874, EP 1637116, US 2010 / 298746 y US 2014 / 005798.

Sumario de la invención

La presente invención proporciona un dispositivo robótico llevable como se define en las reivindicaciones adjuntas.

El dispositivo robótico llevable incluye un primer conjunto de cuerpo para su sujeción a una primera porción del cuerpo del usuario; un segundo conjunto de cuerpo para su sujeción a una segunda porción del cuerpo del usuario; un actuador que tiene unas porciones de actuador primera y segunda, respectivamente, conectadas a los conjuntos de cuerpo primero y segundo, y que está configurado para mover el conjunto de cuerpo primero y segundo uno respecto del otro; un dispositivo de sujeción para sujetar la primera porción del cuerpo del usuario, incluyendo el dispositivo de sujeción un sistema de tensado para la retención del primer conjunto de cuerpo a la primera porción del cuerpo del usuario, que incluye un ajustador grueso y un ajustador fino separado. El ajustador grueso comprende una correa que está sujeta al ajustador fino de tal manera que el ajustador fino es operable para acortar una longitud de la correa, estando montado el ajustador fino en una pieza de soporte que proporciona una superficie de baja fricción para el deslizamiento de la correa, y la correa tiene un extremo que está sujeto de manera removible a una estructura rígida del conjunto de cuerpo primer o segundo para desacoplar el sistema de tensado del conjunto de cuerpo primero o segundo.

Opcionalmente, el ajustador fino incluye un miembro tensor y un miembro tensable.

Opcionalmente, el miembro tensor incluye un trinquete.

Opcionalmente, el miembro tensor incluye un carrete de cable y el miembro tensable incluye un cable que es accionado por el carrete de cable para tensar el cable.

Opcionalmente, la correa está acoplada de forma liberable en un segundo extremo a un segundo anclaje de la correa del conjunto de cuerpo.

Opcionalmente, el punto de sujeción de la correa al anclaje de la correa es ajustable.

Opcionalmente, la correa es una correa de longitud ajustable.

Opcionalmente, el dispositivo de sujeción está acoplado de forma removible al primer conjunto de cuerpo en un ex tremo del dispositivo de sujeción por medio de una hebilla.

Opcionalmente, la hebilla es rotativa con respecto al primer conjunto de cuerpo en dos direcciones ortogonales. Lo que antecede y otras características de la invención se describen a continuación con mayor detalle con referencia a los dibujos que se acompañan.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra un dispositivo robótico llevable que está siendo usado por un usuario;

la figura 2 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo robótico llevable ejemplar en posición de pie; la figura 3 muestra una vista en perspectiva del dispositivo robótico llevable ejemplar en posición sentada; la figura 4 muestra una vista frontal del dispositivo robótico llevable ejemplar en posición de pie;

la figura 5 muestra una vista izquierda del dispositivo robótico llevable ejemplar en posición de pie;

la figura 6 muestra una vista trasera del dispositivo robótico llevable ejemplar en posición de pie;

la figura 7 muestra una vista de detalle expuesta de una porción de un dispositivo robótico llevable ejemplar que tiene un acoplador autoalineable y autoestirable en la articulación de la cadera;

la figura 8 muestra una vista simplificada del mecanismo de enlace del acoplador autoalineable y autoestirable;

la figura 9 muestra una vista de detalle expuesta de una porción del dispositivo robótico llevable ejemplar que tiene un acoplador autoalineable y autoestirable en la articulación de la cadera con el mecanismo de engan che del acoplador en una posición abierta bloqueada;

la figura 10 muestra una vista de detalle parcialmente expuesta de una porción del dispositivo robótico llevable ejemplar que tiene un acoplador autoalineable y autoestirable en la articulación de la cadera con el meca nismo de enganche del acoplador en una posición de cierre;

la figura 11 muestra una vista de detalle parcialmente expuesta de una porción del dispositivo robótico llevable ejemplar que tiene un acoplador autoalineable y autoestirable en la articulación de la cadera con el meca nismo de enganche del acoplador en una posición de cierre bloqueada;

la figura 12 muestra una vista de detalle del acoplador autoalineable y autoestirable en la articulación de la cadera con el mecanismo de enganche en posición de cierre;

la figura 13 muestra una vista de detalle del acoplador autoalineable y autoestirable en la articulación de la cadera con el mecanismo de enganche del acoplador en posición de apertura;

la figura 14 muestra una vista en perspectiva de un conjunto de muslo ejemplar que tiene dos casetes de actuador ejemplares instalados en el mismo;

la figura 15 muestra una vista frontal en despiece ordenado del conjunto ejemplar de muslo que tiene dos casetes de actuador ejemplares instalados en el mismo;

la figura 16 muestra una vista en perspectiva del conjunto ejemplar de muslo que tiene dos casetes de actuador ejemplares instalados en el mismo;

la figura 17 muestra una vista superior de un casete de actuador ejemplar;

la figura 18 muestra una vista inferior de un casete de actuador ejemplar;

la figura 19 muestra una vista en perspectiva de un casete de actuador ejemplar;

la figura 20 muestra una vista en sección transversal de un casete de actuador ejemplar tomada a lo largo de la dirección longitudinal;

la figura 21 muestra un dispositivo de sujeción ejemplar para su uso en un conjunto de cadera ejemplar que tiene un sistema de retención con un miembro tensable y un miembro tensor;

la figura 22 muestra un dispositivo de sujeción ejemplar de acuerdo con la invención reivindicada para su uso en un conjunto ejemplar de la conjunto de pantorrilla que tiene un sistema de retención con un miembro tensable y un miembro tensor;

la figura 23 muestra una vista en perspectiva de una hebilla ejemplar para su uso en un dispositivo de sujeción ejemplar;

la figura 24 muestra una vista lateral de la hebilla ejemplar para su uso en un dispositivo de sujeción ejemplar de acuerdo con la invención reivindicada;

la figura 25 muestra un botón y un poste ejemplares para su uso en una pinza ejemplar de un dispositivo de sujeción ejemplar;

la figura 26 muestra una pinza ejemplar sin un botón unido;

la figura 27 muestra otra vista de la pinza ejemplar sin un botón unido;

la figura 28 muestra un dispositivo de sujeción ejemplar de acuerdo con la invención reivindicada para su uso en un conjunto de cadera ejemplar que tiene un sistema de retención con un miembro tensable y un miembro tensor;

la figura 29 muestra un conjunto de pantorrilla ejemplar que tiene una órtesis de tobillo y el pie ejemplar integrada en el mismo ;

la figura 30 muestra otra vista del conjunto de pantorrilla ejemplar que tiene una órtesis integrada ajustable para el tobillo y el pie con la órtesis retraída;

la figura 31 muestra otra vista del conjunto ejemplar pantorrilla que tiene una órtesis integrada ajustable para el tobillo y el pie con la órtesis parcialmente extendida;

la figura 32 muestra una porción de un conjunto ejemplar de pantorrilla que tiene un acoplador de conexión rápida en el extremo superior y un ajustador de cierre de leva en un extremo inferior en una posición blo queada para su uso con una órtesis ejemplar de tobillo - pie;

la figura 33 muestra una porción de un conjunto ejemplar de pantorrilla que tiene un acoplador de conexión rápida en el extremo superior y un ajustador de cierre de leva en un extremo inferior en una posición desblo queada para su uso con una órtesis ejemplar de tobillo - pie;

la figura 34 muestra un conjunto de cadera ejemplar con un ala de cadera desmontable;

la figura 35 muestra una vista parcial del conjunto de cadera con el ala de cadera retirada;

la figura 36 muestra una vista parcial del conjunto de cadera con una parte de la carcasa retirada para mostrar el interior del conjunto de cadera;

la figura 37 muestra una vista parcial del conjunto de cadera con una parte de la carcasa retirada y el cilindro guía invisible para mostrar el muelle del mecanismo de retirada;

la figura 38 muestra una vista trasera del conjunto ejemplar de cadera con la batería instalada en el recep táculo de la batería;

la figura 39 muestra una vista trasera del conjunto de cadera ejemplar con la batería no instalada en el re ceptáculo de la batería, revelando el mecanismo de retirada de una de las alas de cadera;

la figura 40 muestra una vista parcial del conjunto de cadera con otro mecanismo de sujeción ejemplar entre el ala de cadera y el alojamiento rígido del conjunto de cadera;

la figura 41 muestra una vista en sección del conjunto de cadera con el ala de cadera desconectada del pasador de la bisagra de la carcasa rígida;

la figura 42 muestra otra vista seccionada del conjunto de cadera con el ala de cadera acoplada al pasador de la bisagra;

la figura 43 muestra otra vista en sección del conjunto de cadera con el ala de cadera engranada con el pasador de la bisagra y con una superficie de guía de la carcasa rígida;

la figura 44 muestra una batería instalada permanentemente con la tapa trasera retirada del conjunto de cadera;

la figura 45 muestra un conjunto ejemplar de cadera con una batería instalada permanentemente; y

la figura 46 muestra un conjunto de cadera ejemplar con un puerto de carga de batería situado bajo el con junto de cadera.

Descripción detallada

Aunque las diversas realizaciones se explicarán a veces con respecto a las órtesis para proporcionar la asistencia a la movilidad para los usuarios con paraplejia, las diversas realizaciones no se limitan a este respecto. Las diversas realizaciones son igualmente aplicables a otras aplicaciones. Por ejemplo, pueden incluir la asistencia a la movilidad para usuarios con otras afecciones distintas de la paraplejia, la rehabilitación y la asistencia a la movilidad para usua rios con problemas de apoplejía, y la asistencia a la movilidad para usuarios con discapacidades neuromusculares que impiden la movilidad de las piernas, por nombrar algunas, incluyendo usuarios humanos y no humanos. Además, las realizaciones pueden aplicarse a otros dispositivos robóticos llevables, tales como exoesqueletos de incremento de resistencia para su uso en aplicaciones militares, de construcción o de otro tipo. Por lo tanto, las diversas realiza ciones pueden aplicarse a cualquier aplicación en la que se necesite asistencia o mejora de la movilidad, ya sea de forma permanente o temporal.

Además, aunque las diversas realizaciones se describirán en general con respecto a la órtesis ejemplar que se des cribe a continuación, las diversas realizaciones no se limitan a esta configuración particular. Las diversas realizaciones se pueden incorporar o utilizar con cualquier tipo de sistema de exoesqueleto, tal como la órtesis que se describe a continuación y que se ilustra con más detalle en la solicitud de diseño número 29 / 486,534 o la órtesis descrita en la publicación internacional número WO 2012 / 044621.

Los términos "sistema de exoesqueleto", "exoesqueleto" y "dispositivo robótico llevable", tal y como se utilizan en la presente memoria descriptiva, se refieren a cualquier tipo de dispositivo que se puede llevar o sujetarse de otro modo a un usuario, en el que el dispositivo está configurado para proporcionar energía para el movimiento y / o el soporte de una o más porciones del cuerpo del usuario.

Como se muestra en la figura 1, un dispositivo robótico llevable 10 puede ser llevado por un usuario. Para sujetar el dispositivo al usuario, el dispositivo 10 puede incluir dispositivos de sujeción 11 para sujetar el dispositivo al usuario por medio de cinturones, lazos, correas o similares. Además, para la comodidad del usuario, el dispositivo 10 puede incluir un acolchado 12 dispuesto a lo largo de cualquier superficie que pueda entrar en contacto con el usuario. El dispositivo 10 puede ser utilizado con una asistencia para la estabilidad 13, tal como muletas, un andador u otros similares.

Un dispositivo robótico llevable ejemplar se ilustra como una órtesis de miembro inferior motorizada 100 en las figuras 2 - 6. Específicamente, la órtesis 100 que se muestra en las figuras 2 - 6 incorpora cuatro dispositivos motrices (por ejemplo, motores eléctricos), que imponen pares de torsión en el plano sagital en cada articulación de cadera 102r , 102L y de rodilla 104R, 104L. La figura 1 muestra la órtesis en posición de pie mientras que la figura 3 muestra la órtesis 100 en posición sentada.

Como se ve en las figuras, la órtesis contiene cinco conjuntos o módulos, aunque uno o más de estos módulos pueden omitirse y pueden añadirse otros módulos (por ejemplo, módulos de brazo), que son: dos conjuntos (módulos) de pantorrilla 106R y 106L, dos conjuntos de muslo 108R y 108L, y un conjunto de cadera 110. Cada conjunto de muslo 108R y 108L incluye una carcasa 109R y 109L de conjunto de muslo, respectivamente, y un enlace, conector o aco plador 112R y 112L, respectivamente, que se extiende desde cada una de las articulaciones de rodilla 104R y 104L y está configurado para moverse de acuerdo con el funcionamiento de las articulaciones de rodilla 104R y 104L para proporcionar un par de torsión en el plano sagital en las articulaciones de rodilla 104R y 104L.

Los conectores 112R y 112L pueden estar configurados además para acoplar mecánicamente de forma liberable cada uno de los conjuntos de muslo 108R y 108L a los conjuntos de cadera respectivos 106R y 106L. Además, cada con junto de muslo 108R y 108L incluye también un enlace, conector o acoplador 114R y 114L, respectivamente, que se extiende desde cada una de las articulaciones de cadera 102R y 102L y se mueve de acuerdo con el funcionamiento de las articulaciones de cadera 102R y 102L para proporcionar un par de torsión en el plano sagital en las articulacio nes de rodilla 104R y 104L. Los conectores 114R y 114L pueden estar configurados además para acoplar mecánica mente de forma segura cada uno de los conjuntos de muslo 108R y 108L al conjunto de cadera 110.

En algunas realizaciones, los diversos componentes del dispositivo 100 pueden ser dimensionados para el usuario. Sin embargo, en otras realizaciones, los componentes pueden ser configurados para acomodar una variedad de usua rios. Por ejemplo, en algunas realizaciones, uno o más elementos de extensión pueden estar dispuestos entre los conjuntos de pantorrilla 106R y 106L y los conjuntos de muslo 108R y 108L para acomodar a los usuarios con extre midades más largas. En otras configuraciones, las longitudes de los dos conjuntos de pantorrilla 106R y 106L, los dos conjuntos de muslo 108R y 108L, y un conjunto de cadera 110 pueden ser ajustables. Es decir, las carcasas del conjunto de muslo 109R, 109L, las carcasas del conjunto de pantorrilla 107R y 107L para los conjuntos de pantorrilla 106R, 106L, respectivamente, y la carcasa del conjunto de cadera 113 para el conjunto de cadera 110 pueden confi gurarse para permitir al usuario o al protésico ajustar la longitud de estos componentes en el campo. Por ejemplo, estos componentes pueden consistir en secciones deslizables o móviles que se pueden mantener en una o más posiciones utilizando tornillos, pinzas o cualquier otro tipo de sujetadores. En vista de lo anterior, los dos conjuntos de pantorrilla 106R y 106L, los dos conjuntos de muslo 108R y 108L, y un conjunto de cadera 110 pueden formar un sistema modular que permite sustituir selectivamente uno o más de los componentes de la órtesis 100 y crear una órtesis para un usuario sin necesidad de componentes personalizados. Esta modularidad también puede facilitar en gran medida el procedimiento para ponerse y quitarse el dispositivo.

En la órtesis 100, cada carcasa del conjunto de muslo 109R, 109L puede incluir sustancialmente todos los componen tes para operar las articulaciones de rodilla correspondientes 104R, 104L y las articulaciones de cadera 102R, 102L. En particular, cada una de las carcasas del conjunto de muslo 109R, 109L puede incluir dos dispositivos motrices (por ejemplo, motores eléctricos) que se utilizan para accionar las articulaciones de cadera y de rodilla. Sin embargo, las diversas realizaciones no están limitadas en este sentido y algunos componentes pueden estar situados en el conjunto de cadera 110 y / o en los conjuntos de pantorrilla 106R, 106L.

Por ejemplo, una batería 111 para proporcionar energía a la órtesis puede estar situada dentro de la carcasa del conjunto de cadera 113 y los conectores 114R y 114L también pueden proporcionar medios para conectar la batería 111 a cualquier componente dentro de cualquiera de los conjuntos de muslo 108R y 108L. Por ejemplo, los conectores 114R y 114L pueden incluir cables, contactos, o cualquier otro tipo de elementos eléctricos para conectar eléctrica mente la batería 111 a los componentes eléctricos de los conjuntos de muslo 108R y 108L. En las diversas realizacio nes, la colocación de la batería 111 no se limita a estar dentro de la carcasa del conjunto de cadera 113. Por el contrario, la batería puede ser una o más baterías situadas dentro de cualquiera de los conjuntos de órtesis 100.

Acoplador de articulación

Los dispositivos robóticos llevables pueden ser especialmente difíciles de poner y quitar debido al peso del dispositivo, y / o debido a las limitaciones físicas de los usuarios debidas a alguna condición médica. En particular, puede ser difícil conectar los conjuntos de muslo a un conjunto de cadera porque uno o más de estos conjuntos pueden estar ya unidos al cuerpo del usuario, y el acoplamiento puede requerir que ambos conjuntos de muslo se acoplen al mismo tiempo. Por lo tanto, los acopladores autoalineables y autoestirables pueden facilitar la colocación de los dispositivos robóticos llevables ejemplares.

Un acoplador ejemplar incorpora una conexión de unión cónica con una porción superior cónica que interactúa con un receptáculo de acoplamiento cónico para asegurar firmemente las porciones en su lugar. Las realizaciones de esta conexión mecánica también podrían incluir una interconexión eléctrica 195 para la alimentación y / u otras comunica ciones; éstas pueden incluir contactos redundantes.

Haciendo referencia específicamente a las figuras 7 -13, se muestra un acoplador ejemplar autoalineable y autoestirable para su uso en un dispositivo robótico llevable. En particular, la figura 7 muestra una parte del conjunto de cadera 300 parcialmente expuesta para mostrar el funcionamiento interior del acoplador.

Un conjunto de muslo 200 para su sujeción a un muslo de un usuario incluye una primera porción 154 del acoplador 150 autoalineable y autoestirable, y un conjunto de cadera 300 para su sujeción a una región de la cadera del usuario y tiene una segunda porción o receptáculo 156 del acoplador 150 autoalineable y autoestirable. Aunque se ilustra como un acoplador entre un muslo y un conjunto de cadera, un acoplador de este tipo puede ser utilizado en cualquier punto de conexión apropiado de un dispositivo robótico llevable.

El acoplador 150 puede incluir un enganche 152 configurado para arrastrar la primera porción 154 del acoplador autoalineable y autoestirable a una posición de enganche en relación con la segunda porción 156 del acoplador autoalineable y autoestirable.

La primera porción 154 del acoplador autoalineable y autoestirable incluye una porción cónica macho 158 que se puede recibir en una porción cónica hembra complementaria 160 de la segunda porción del acoplador autoalineable y autoestirable. Estas porciones cónicas complementarias crean una característica de autoalineación que asisten al usuario a ponerse un dispositivo robótico llevable. Por ejemplo, siempre que las posiciones cónicas estén alineadas en general, la forma de las piezas hará que se autoalineen cuando se tira de ellas juntas.

La longitud tanto de la porción cónica macho como de la porción cónica hembra es preferiblemente más larga que una porción de ancho mayor. Además, la conicidad puede estar en una dirección de anchura y profundidad a lo largo de la longitud de las porciones. Preferiblemente, la conicidad incluye un ángulo de conicidad de entre 1 y 10 grados aproximadamente. Una realización puede incluir una superficie reductora de la fricción, tal como Teflon®, sobre al menos una parte de la superficie de interconexión entre las porciones macho y hembra.

Como se muestra en forma simplificada en la figura 8, un acoplador ejemplar 150 puede incluir un enlace de cuatro barras que incluye un enlace de entrada 162, un enlace flotante 168, un enlace de salida 170, y un enlace de suelo 172 para ayudar a conectar los dos componentes separados de un dispositivo robótico llevable. Puede incluir una palanca operable manualmente (es decir, operable sin herramientas) como el enlace de entrada 162 con una porción en voladizo 164 que se conecta al enlace flotante 168.

En el enlace revuelto 166 entre el enlace flotante 168 y el enlace de salida 170, un elemento de enganche deslizante 152 está unido en un primer extremo 174. El elemento de enganche 152 puede ser elástico. El otro extremo 176 del elemento de enganche deslizante puede estar restringido al deslizamiento en una guía o canal 178 para controlar el movimiento del elemento de enganche durante el funcionamiento.

La pista de guiado 178 puede incluir una porción de estiramiento generalmente recta 180 alineada con la porción hembra del acoplador, y una porción de aplicación 182 que se extiende lateralmente fuera de la porción de estiramiento para guiar el elemento de enganche dentro y fuera del aplicación con un elemento de enganche correspondiente 190 de la segunda porción 154 del acoplador.

La pista de guiado que contiene el elemento de enganche deslizante permite que el elemento de enganche deslizante se mueva en cualquier dirección en función de la posición y la dirección de la palanca de entrada. Este movimiento permite que el mecanismo de enganche estire el enlace de conexión al interior del receptáculo o lo expulse del mismo, como se muestra en las figuras 12 y 13, respectivamente. Preferiblemente, el elemento de enganche deslizante se desplaza en un canal que está curvado para empujar el elemento de enganche deslizante fuera del camino en la posición totalmente abierta, permitiendo la retirada o inserción sin obstáculos.

El elemento de enganche resiliente 152 puede proporcionar una fuerza de empuje en el mecanismo de enganche para bloquear el mecanismo de enganche en una configuración sobre el centro. La posición sobre el centro puede estar en una posición abierta bloqueada como se ilustra en la figura 9, o una posición de cierre bloqueado como se ilustra en la figura 11, aunque, preferiblemente, es ambas. El enganche elástico, cuando está en una posición de cierre sobre el centro y bloqueada, mantiene la palanca de entrada cerrada con la carga elástica y ocupa la tolerancia en el enlace de la cadera. El enganche resiliente, cuando se encuentra en una posición de cierre sobre el centro y bloqueado, puede asegurar la palanca en una posición abierta y asegurar el elemento de enganche deslizante en una posición que impide que el elemento de enganche deslizante bloquee el enlace de conexión durante la inserción. Cuando el enlace de conexión se inserta, atrapará el elemento de enganche deslizante 152. Con el enlace de unión parcialmente insertado, la palanca de entrada del elevador de cuatro barras puede utilizarse para insertar completamente el enlace de conexión, creando una función de auto - estiramiento.

La porción macho del acoplador puede incluir una muesca 190 con la que el elemento de enganche deslizante puede interactuar y tirar o empujar del enlace de conexión. Esta acción controlada proporciona una conexión consistente del enlace.

En una realización, el elemento de enganche deslizante y la muesca pueden utilizarse para "cerrar" el enlace de conexión para evitar una inserción incorrecta. Esto también evita las conexiones eléctricas incorrectas.

Como se ha indicado más arriba, los conectores 112R, 112L, 114R y 114L, y / o el acoplador autoalineable y autoes tirable 150 pueden configurarse para proporcionar conexiones mecánicas y eléctricas. En el caso de que se necesite una conexión eléctrica entre el conjunto de muslo 108R y el conjunto de pantorrilla 106R, los cables pueden ser con ducidos a través del interior del conector 112R hasta los contactos eléctricos. En el interior de la porción hembra también se proporcionaría un conjunto correspondiente de contactos eléctricos 190. En consecuencia, cuando una porción macho se bloquea en la porción hembra, los contactos eléctricos se ponen en contacto con los contactos eléctricos correspondientes dentro de la porción hembra. Una configuración similar se puede proporcionar para los enlaces 112L, 114R y 114L. Sin embargo, se observa que las diversas realizaciones del acoplador autoalineable y autoestirable pueden utilizarse en cualquier dispositivo adecuado y, en particular, pueden utilizarse con cualquier otro dispositivo ejemplar divulgado en la presente memoria descriptiva.

Casete del actuador

En las diversas realizaciones, con el fin de mantener un peso bajo para la órtesis y un perfil reducido para los diversos componentes, se utiliza un sistema de accionamiento sustancialmente plano para accionar las articulaciones de la cadera y la rodilla. Por ejemplo, cada motor puede accionar respectivamente una articulación asociada por medio de una transmisión de reducción de velocidad utilizando una disposición de engranajes de piñones y cadenas sustancial mente paralelas al plano de movimiento sagital.

Las articulaciones motorizadas pueden implementarse disponiendo un engranaje de piñón de articulación 504 en un extremo de la carcasa del conjunto de muslo 109R paralelo al plano sagital y configurando el engranaje de piñón de articulación 504 para que gire paralelo al plano sagital. Para proporcionar el par de torsión en el plano sagital para la articulación de la rodilla 102R, el conector 112R puede extenderse desde el engranaje de piñón de articulación 504 y estar conectado mecánicamente, de modo que la rotación del engranaje de piñón de articulación 504 resulte en la aplicación del par de torsión al conjunto de pantorrilla 106. Se puede proporcionar una ranura o elemento de recepción para el conector 112R para unir el conjunto de muslo 108R y el conjunto de pantorrilla 106R. El elemento receptor y el conector 112R pueden estar configurados de manera que el conector pueda conectar de forma retirable el conjunto de muslo 108R y el conjunto de pantorrilla 106R. En las diversas realizaciones, se pueden utilizar pinzas, tornillos o cualquier otro tipo de sujeción para proporcionar una conexión permanente o extraíble. En algunas realizaciones, se pueden proporcionar dispositivos de conexión rápida o "de encaje por salto elástico" para proporcionar la conexión. Es decir, estos dispositivos de conexión rápida permiten realizar las conexiones sin necesidad de herramientas. Estos tipos de dispositivos de conexión rápida no sólo se pueden utilizar para el acoplamiento mecánico, sino también para el eléctrico. En algunas realizaciones, se puede utilizar un único dispositivo de conexión rápida para proporcionar un acoplamiento tanto eléctrico como mecánico. Sin embargo, las diversas realizaciones no están limitadas en este sen tido y se pueden proporcionar dispositivos de conexión rápida separados para el acoplamiento eléctrico y mecánico. Se debe hacer notar que con los dispositivos de desconexión rápida en cada articulación, la órtesis puede separarse fácilmente en tres o cinco componentes modulares - muslo derecho, muslo izquierdo, conjunto de pantorrilla derecha, conjunto de pantorrilla izquierda y conjuntos de cadera - para facilitar la colocación y la retirada y también para au mentar la portabilidad.

La articulación de rodilla 104R puede ser actuada por medio de la operación de un motor 502, como se ha explicado más arriba. El motor 502 puede ser un motor eléctrico que acciona la articulación de rodilla 104R (es decir, el engranaje de piñón 504 de la articulación ) utilizando una transmisión de cadena de dos etapas. Por ejemplo, como se muestra en la figura 20, una primera etapa puede consistir en que el motor 502 accione, directamente o a través de una primera cadena, un primer piñón de accionamiento 514. El primer piñón de accionamiento 514 está acoplado mecánicamente a un segundo piñón de accionamiento 516 de manera que roten juntos alrededor del mismo eje en función de la potencia aplicada por el motor 502 al primer piñón de accionamiento 514. El segundo piñón de accionamiento 516 puede estar dispuesta de forma que se encuentre en el mismo plano que el piñón de articulación 504. De este modo, una segunda cadena puede ser utilizada para accionar el piñón de la articulación 504 utilizando el segundo piñón de accionamiento 516 y accionar la articulación de rodilla 104R. Las relaciones de transmisión de los distintos compo nentes que se han descrito más arriba pueden seleccionarse en función de la cantidad de par de torsión necesaria para una articulación, las limitaciones de potencia y las limitaciones de espacio.

Cada etapa de la transmisión de la cadena de accionamiento puede incluir tensores, que pueden eliminar la holgura de una cadena y mitigar la carga de choque. Tales tensores pueden ser ajustables o cargados por muelle.

Además, se puede proporcionar un freno 570 para el motor 502. Por ejemplo, se puede proporcionar un freno de solenoide que aplica una pastilla de freno contra el rotor 524 del motor 502 en un estado, y desaplica la pastilla de freno en otro estado. Sin embargo, las diversas realizaciones no se limitan a esta disposición particular del freno y cualquier otro procedimiento para proporcionar un freno para el motor 502 puede ser utilizado sin limitación.

La configuración que se ilustra en la figura 20 se ha explicado más arriba con respecto a una disposición de piñones y cadenas. Sin embargo, las diversas realizaciones no están limitadas en este sentido. Es decir, se puede utilizar cualquier otra disposición de engranajes, con o sin cadenas, y que proporcione un perfil reducido. Además, las diversas realizaciones divulgadas en la presente memoria descriptiva no se limitan a una disposición de engranajes y / o cade nas. Por ejemplo, en algunas configuraciones, podría utilizarse una disposición de correa y polea en lugar de la dis posición de cadena y piñón. Además, también se puede utilizar una disposición de accionamiento por fricción. Además, también se puede utilizar cualquier combinación de las disposiciones que se han mencionado más arriba. Además, diferentes articulaciones pueden emplear diferentes disposiciones.

En las diversas realizaciones, un motor para cada una de las articulaciones 102R, 102L, 104R, 104L puede ser confi gurado para proporcionar una cantidad de base de par de torsión continuo y una cantidad más alta de par de torsión para períodos más cortos de tiempo. Por ejemplo, en una configuración, se proporcionan al menos 10 Nm de par de torsión continuo y al menos 25 Nm de par de torsión para duraciones más cortas (es decir, 2 segundos). En otro ejemplo, hasta 12 Nm de par de torsión continuo y 40 Nm de par de torsión para duraciones más cortas (es decir, 2 segundos). Como medida de seguridad, ambas articulaciones de rodilla 104R y 104L pueden incluir frenos normal mente bloqueados, como se ha explicado más arriba, para evitar el pandeo de la rodilla en caso de fallo de la energía.

Haciendo referencia a continuación a las figuras 14 - 20, la consolidación de las partes móviles que se han descrito más arriba en unidades autónomas, denominadas en la presente memoria descriptiva "casetes", permite facilitar el mantenimiento y la sustitución porque los casetes son intercambiables, lo que facilita el mantenimiento o requiere menos variedad de componentes de repuesto. Tal y como se utiliza en la presente memoria descriptiva, "autónomo" significa que el casete incluye todo lo necesario para operar de forma totalmente funcional si se le suministra energía. De esta manera, por ejemplo, si se suministra energía a los contactos eléctricos del casete, éste actuaría.

En la realización ilustrada, el motor está integrado en una placa base común junto con piñones que controlan el movi miento de un enlace de articulación. Los rodamientos y las cadenas, con y / o sin tensores, proporcionan una transfe rencia suave y eficaz del movimiento del motor al ángulo de la articulación. La integración del motor en el casete permite una configuración de paquete general más delgada y proporciona una alineación consistente entre las partes. Además, la integración del motor también crea una mayor superficie para transferir y emitir el calor generado por el motor.

En el caso de un dispositivo de asistencia a la movilidad, como en la presente invención, estos casetes pueden perte necer a una articulación específica o a un conjunto de articulaciones del dispositivo. Cada uno puede tener una unidad de actuación única o compartir una unidad de actuación. Pueden incluir actuadores, con o sin fuente de energía, y / o un procedimiento de transmisión de movimiento. La realización ilustrada incluye un motor de corriente continua sin escobillas con cadenas y piñones para crear y transmitir el movimiento, sin embargo otras realizaciones pueden utilizar motores eléctricos, actuadores lineales, actuadores piezoeléctricos, correas, tornillos de bolas, accionamiento armó nico, accionamiento de engranajes (cónicos o planetarios), o cualquier combinación de los mismos. Una de las reali zaciones puede albergar también componentes electrónicos y / o sensores.

La(s) unidad(es) autónoma(s) puede(n) ser premontada(s) para asistir a la fabricación del dispositivo más amplio. Esto permite un rápido mantenimiento del dispositivo, ya que los casetes individuales pueden ser intercambiados y repara dos.

Por lo tanto, un casete de actuador ovalado 500, desmontable y autónomo, puede ser recibido en un receptáculo de un dispositivo robótico llevable. El casete 500 puede incluir una primera porción circular 520 que alberga un dispositivo de accionamiento (por ejemplo, un motor eléctrico) 502. Una segunda porción circular 522 puede estar desplazada longitudinalmente y superpuesta longitudinalmente a la primera porción circular y puede albergar una primera porción de un tren de accionamiento 514, 516 acoplado operativamente y accionado por el dispositivo de accionamiento 502. Una tercera porción circular 524 puede estar desplazada longitudinalmente de la primera y segunda porciones circu lares y superponerse longitudinalmente a la segunda porción circular, y puede albergar una segunda porción del tren de accionamiento 504.

Estas tres porciones circulares superpuestas forman una forma ovalada. Por lo tanto, una carcasa ovalada 530 puede soportar el dispositivo de accionamiento 502 y el tren de accionamiento 502, 514, 516. Los lados largos de la carcasa ovular son rectos y paralelos unos a los otros y terminan tangencialmente como superficies extremas curvas de la carcasa ovular.

Una salida 112R puede sobresalir de la carcasa y ser rotativa con respecto a la carcasa, y ser accionada por el tren de accionamiento.

La carcasa puede incluir una placa superior 532 sobre la que se monta el dispositivo de accionamiento. Como se muestra en la figura 20, el árbol de accionamiento del dispositivo motor 502 puede sobresalir a través de la placa superior 532.

La carcasa también puede incluir una placa inferior 534 acoplada a la placa superior 532. El tren de accionamiento está intercalado entre la placa superior 532 y la placa inferior 534, y está soportado por ellas. Preferentemente, el dispositivo motor 502 está montado fuera de las placas superior e inferior en una porción desplazada lateralmente 536 de la placa superior.

Como se muestra en las figuras, la profundidad máxima del casete medida a lo largo de un eje de rotación del dispo sitivo motor es menor que la anchura máxima y la longitud máxima del casete, consiguiendo así un perfil delgado y plano.

La salida 112R puede sobresalir a través de una abertura de salida 540. También se pueden proporcionar cubiertas deslizantes 542 dispuestas en la abertura de salida y movibles con la salida 112R para cubrir porciones de la abertura de salida no ocupadas por la salida. Alternativamente, se pueden utilizar cubiertas cepilladas u otros medios conocidos en la técnica para proteger el interior del casete contra la contaminación.

Como se ha explicado más arriba, la salida 112R puede ser la primera porción del acoplador autoalineable y autoestirable que se ha explicado más arriba.

El casete puede estar dispuesto en un receptáculo apropiado 560 del conjunto de muslo.

Sistema de retención

Un dispositivo robótico llevable a menudo necesita ser puesto y quitado en circunstancias difíciles, incluyendo, por ejemplo, por un usuario que está paralizado. Por lo tanto, es deseable un sistema de sujeción mejorado.

Un conjunto de cuerpo, por ejemplo, un conjunto de cadera, puede incluir un dispositivo de sujeción 600, 600' para fijarse a la primera porción del cuerpo del usuario. El dispositivo de sujeción puede incluir un sistema de tensado 650, 650' para la retención del primer conjunto de cuerpo al cuerpo del usuario. En las realizaciones preferidas, el sistema de tensado incluye tanto un miembro tensor 652, 652' como un miembro tensor 654, 654'.

Como se muestra en las figuras 21 y 22, un cable o cordón 656, 656' se pasa a través de una correa en bucle 658, 658' y se conecta de nuevo sobre sí mismo.

El sistema de tensado incluye preferentemente un sistema de carrete de cable que tiene un carrete de cable 660, 660' y un cable 656, 656' que se extiende desde el carrete, y guías de cable (no mostradas). El carrete puede ser una bobina rotativa cargada por resorte que enrolla o desenrolla el cable para tensarlo o destensarlo. Los dispositivos adecuados para utilizar el carrete son los dispositivos de carrete de cable disponibles bajo el nombre BOA de Boa Technology, Inc. de Denver, Colorado, y que se describen en los documentos de Patente U.S. Números 7.954.204 y 7.992.261. El carrete puede ser montado en el sustrato 670.670', tal como por el uso de remaches de plástico, y otros similares.

Preferiblemente, el carrete de cable es un carrete rotativo que enrolla o desenrolla el cable y, preferiblemente, incluye una carcasa dentada configurada para recibir los extremos del cable, cada uno de los cuales está vinculado rotativa mente a un carrete contenido dentro de la carcasa del carrete de cable. Un pomo que tiene un conjunto cargado por resorte coopera con la carcasa y el carrete para enrollar manualmente el cable alrededor del carrete. El pomo y el conjunto cargado por resortes cooperan para aplicar el carrete a la carcasa y proporcionar una función de trinquete para enrollar el carrete cuando el pomo es girado en una dirección para tensar el cable, y para liberar el carrete para destensar el cable. El cable puede ser, por ejemplo, un cable de acero inoxidable recubierto de nilón.

El carrete de cable 660, 660' puede ser montado en una pieza de soporte de plástico (no mostrada) que retiene la carcasa con o sin la necesidad de otros procedimientos de retención, tales como rosca, soportes removibles, adhesi vos, etc.

En su máxima extensión, la correa no se extiende más allá de la base de soporte de plástico. La invención utiliza la base de soporte como una superficie de baja fricción para que la correa se deslice contra ella y proporciona una mayor superficie para que el cordón distribuya la presión. Cuando el carrete retrae el cordón, la correa se acorta efectiva mente al ser arrastrada hacia el carrete en la base del soporte. Este acortamiento tensa la correa cuando se fija en un extremo y el soporte en otro, completando un bucle.

Como se muestra en la figura 22, la cola de la correa 658' se fija a una estructura rígida del conjunto de cuerpo en el anclaje de sujeción 664, 664'. La sujeción es temporal, lo que permite ajustar o retirar toda la correa. Algunos proce dimientos de sujeción podrían incluir el enhebrado sobre sí mismo, los cierres de gancho y bucle, los cierres de botón, o cualquier combinación de los anteriores u otro procedimiento de sujeción. Las realizaciones ejemplares enhebran la correa 658' a través de una serie de ranuras para crear una fricción adecuada que asegure la correa. Este procedi miento permite ajustar la correa para adaptarse a un amplio rango de longitudes totales.

En realizaciones ejemplares, la correa puede estar compuesta por o contener material de gancho o bucle que se puede usar para asegurar la correa al bastidor en un anclaje de sujeción 664' o para sujetar otros accesorios, tales como el acolchado.

Como se muestra en la figura 21, el dispositivo de sujeción puede incluir una funda para contener el soporte, el cordón y la correa.

El acolchado puede ser colocado en la parte trasera del soporte 670. Este puede estar adherido al soporte, al manguito (si lo hay) o flotar en el lugar. El acolchado ayuda aún más a la comodidad y a la distribución de la presión.

Como se muestra en la figura 28, un mecanismo para sujetar el soporte al bastidor puede incluir una conexión / desconexión rápida. Una realización preferida incluye un diseño de ojal y poste, como se detalla en las figuras 23 - 27.

En el bastidor o en el soporte de la correa 684 hay un botón 680 encima de un poste 682 y una hebilla / pinza 690 con una abertura en forma de ojo de cerradura 692. Preferentemente, el ojo de cerradura incluye una primera abertura circular superpuesta a una segunda abertura circular más grande, la abertura circular más grande está dispuesta distalmente a la primera abertura más pequeña en relación con el botón 680. La estructura de ojo de cerradura permite que la hebilla se deslice sobre el diámetro mayor de la cabeza del botón y se deslice firmemente alrededor del poste.

Una realización puede incluir tanto las características de botón / poste como de ojo de cerradura para ser aseguradas a las correas; cuando están conectadas, unen a las dos.

La presente invención divulga un poste redondo que permite que la hebilla dé vueltas. Además, la parte inferior de la cabeza 684 del botón, justo por encima de la conexión con el poste, está ligeramente curvada. Esta curvatura permite pivotar a la pinza 690. El grado de pivote depende de la altura del poste en relación con el grosor de la hebilla y de la curvatura de la parte inferior del botón en relación con el diámetro del poste.

El procedimiento de conexión / desconexión de ojales y postes puede utilizarse independientemente del procedimiento de tensado de la correa para asegurar otras correas a un bastidor o a otra correa. Este diseño de hebilla y pinza puede utilizarse de forma independiente o combinarse con otros procedimientos de sujeción con correa.

Como se ha descrito más arriba, las correas ajustables y desmontables permiten un ajuste grueso del dispositivo de sujeción, mientras que el tensado por medio del carrete de cable permite un ajuste fino del dispositivo de sujeción.

Sistema AFO

El conjunto de pantorrilla 106L, 106R puede incluir una órtesis de tobillo - pie (AFO) 700 que se puede utilizar de forma independiente o acoplarse a una articulación, como la que se encuentra en un dispositivo robótico llevable. Las reali zaciones preferidas incluyen una conexión / desconexión rápida 702 entre el conjunto de pantorrilla y el resto del sistema robótico para que, por ejemplo, el conjunto de pantorrilla se pueda llevar todo el día, y el resto del conjunto robótico llevable pueda acoplarse cuando sea necesario. Esto puede dar lugar a una puesta y retirada mucho más rápida y sencilla, ya que no habría que sacar una AFO específica de debajo del zapato y sustituirla por una AFO integrada en un dispositivo robótico llevable.

Además, como se muestra en las figuras 30 y 31, los conjuntos de pantorrilla ejemplares permiten que la longitud se ajuste mientras los lleva el usuario o está separado del mismo. Una realización puede incluir marcas que indiquen la longitud total del conjunto o que puedan utilizarse para determinar la citada longitud.

El conjunto de pantorrilla 106L incluye una AFO que tiene un elemento plantar 720 que puede ser de un material rígido de lámina fina. Este elemento plantar se colocaría bajo la planta del pie del usuario, y puede encajar dentro de un zapato. Un elemento de pierna 722 también puede estar hecho de material rígido de lámina delgada, y puede tener una porción inferior 724 rígidamente conectada y que se extiende hacia arriba desde el elemento plantar. La parte inferior del elemento de pierna y el elemento plantar están acoplados de forma ajustable al alojamiento 726 del con junto de pantorrilla. Aunque sólo el lado lateral de la AFO ilustrada proporciona soporte de carga, otras realizaciones pueden soportar el soporte en la parte delantera, trasera, medial, o cualquier combinación de las mismas.

Además, las realizaciones ejemplares pueden incluir un mecanismo de ajuste rápido 710, que se muestra con más detalle en las figuras 32 y 33, utilizando un dispositivo de cierre de leva 712 movible por medio de una palanca operada manualmente 714 que permite una longitud infinitamente variable entre un máximo y un mínimo sin el uso de herra mientas o fuente de energía.

Alas de cadera

Haciendo referencia a continuación a las figuras 34 - 39, un conjunto de cadera 800 incluye unas alas de cadera pivotantes como parte de un dispositivo de sujeción que sujeta una parte de un dispositivo robótico llevable a un usuario. Debido a que estas alas pueden ser de tamaño estándar o semipersonalizadas o personalizadas para el usuario en función del tamaño y / o el soporte necesario en función de las limitaciones físicas del usuario, puede ser necesario retirar las alas de forma regular en los entornos clínicos. Por lo tanto, las realizaciones ejemplares incluyen un mecanismo de conexión / desconexión rápida que es operable manualmente (es decir, operable sin herramientas).

Un dispositivo robótico llevable ejemplar incluye un conjunto de cadera 800 que se puede sujetar a una región de la cadera del cuerpo de un usuario y está acoplado a otro conjunto de cuerpo (por ejemplo, un conjunto de muslo) y rotativo con respecto al primer conjunto de cuerpo por medio de un dispositivo de accionamiento alojado en al menos uno de entre el primer conjunto de cuerpo o el conjunto de cadera. El conjunto de cadera incluye una carcasa rígida 810 y un dispositivo de sujeción extraíble o ala de cadera 820 acoplable a la región de la cadera del cuerpo de un usuario y retirable de la carcasa rígida mediante el funcionamiento de un mecanismo de retirada operable manual mente 830.

La figura 35 muestra una vista detallada del conjunto de cadera con el ala de cadera 820 retirada y el mecanismo de retirada 830 visible.

La figura 36 muestra otra vista detallada del conjunto de cadera, esta vez con una porción de la carcasa rígida 810 retirada para mayor claridad. Como es evidente, el mecanismo de retirada puede ser un pasador de bisagra de libe ración rápida.

El mecanismo de retirada 830 incluye un cilindro guía central 832 que aloja un muelle 834 que empuja longitudinal mente hacia fuera los pasadores primero y segundo operados por los dedos 836, 838 dispuestos de forma deslizante en lados longitudinales opuestos del cilindro guía. Estos pasadores o tapas de extremo actúan como bisagras cuando se instalan con las aletas en la carcasa rígida. Cuando las tapas de extremo se aprietan una contra la otra, compri miendo el muelle, los pasadores se retraen en el bastidor acanalado, lo que permite extraer o introducir libremente las alas. El cilindro guía evita que el muelle se doble durante la compresión y puede reducir la fricción para minimizar la fuerza de activación del enganche para liberar las alas.

En realizaciones ejemplares, la liberación del ala no está expuesta durante la operación. Por el contrario, las porciones de agarre que se extienden lateralmente 840, 842 pueden sobresalir en un receptáculo de batería 870. De esta ma nera, las alas no pueden ser retiradas cuando la batería 860 está en su lugar, ya que el acceso al mecanismo de retirada está impedido cuando la batería está instalada en el receptáculo de la batería. Además, la batería puede tener una forma tal que no se pueda conectar si las alas están instaladas sólo parcialmente.

El receptáculo de la batería incluye además contactos eléctricos 890 para acoplarse a los correspondientes contactos eléctricos de la batería (no mostrados).

Volviendo a continuación a las figuras 40 - 46, se muestra una realización ejemplar del conjunto de cadera en 900. El conjunto de cadera 900 es sustancialmente el mismo que el conjunto de cadera 800 que se ha referenciado más arriba, y en consecuencia se utilizan los mismos números de referencia pero indexados por 100 para denotar estruc turas correspondientes a estructuras similares en el conjunto de cadera. Además, la descripción anterior del conjunto de cadera 800 es igualmente aplicable al conjunto de cadera 900, salvo lo que se indica a continuación. Además, se apreciará al leer y comprender la memoria descriptiva que los aspectos de los conjuntos de cadera pueden ser susti tuidos unos por otros o utilizados en conjunto unos con los otros cuando sea aplicable.

El conjunto de cadera incluye una carcasa rígida 910 y un dispositivo de sujeción extraíble o ala de cadera 920 que se puede sujetar a la región de la cadera del cuerpo de un usuario y es retirable de la carcasa rígida mediante la operación de un mecanismo de retirada operable manualmente 930.

La figura 41 muestra una vista detallada en sección del conjunto de cadera con el ala de cadera 920 separada del alojamiento rígido 910 y el mecanismo de retirada 930 visible. En este caso, el mecanismo de retirada es una combi nación de las características que se describirán más adelante. Se observa que se puede incluir más de un mecanismo de retirada 930 en cada ala de cadera 920. Por ejemplo, el ala de cadera representada incluye porciones de sujeción superior e inferior 921, 923, y cada una de estas porciones de sujeción puede incluir uno o más puntos de sujeción 925, 927.

El ala de cadera / dispositivo de sujeción extraíble 920 incluye una porción de bisagra con gancho 922 con una super ficie de gancho interior 924 y una superficie de gancho exterior 926. La superficie de gancho exterior circunscribe parcialmente un eje de rotación 933 del ala de cadera cuando ésta está unida a la carcasa rígida.

La superficie de gancho interior 924 se aplica al pasador de bisagra 932 y el dispositivo de sujeción extraíble rota alrededor del pasador de bisagra cuando se acopla a la carcasa rígida. Opcionalmente, el pasador de bisagra 932 se extiende axialmente a través de la carcasa rígida 910 y actúa como un pasador de bisagra para cada punto de sujeción del ala de cadera 920. Opcionalmente, las superficies del gancho interior y / o exterior 924, 926 son circulares. Si el pasador de bisagra también es circular, la superficie interior del gancho 924 puede entrar en contacto con el pasador de bisagra a lo largo de toda la extensión de la superficie interior del gancho, o al menos la porción de la misma que también es circular.

La porción de gancho 922 tiene una abertura 928 dentro de la cual pasa el pasador de bisagra 932 cuando une y separa el ala de cadera 920. Esta abertura 928 es opcionalmente de la misma anchura que el diámetro del pasador de bisagra 932, por lo que permite la sujeción y separación sin obstáculos. Alternativamente, la abertura 928 puede ser más grande y puede estrecharse progresivamente hacia adentro para guiar y sujetar más fácilmente la porción con gancho 922 en el pasador 932. Alternativamente, la abertura puede incluir una porción que es más estrecha que el pasador de bisagra para producir una conexión por salto elástico de parada entre el pasador de bisagra 932 y la porción de gancho 922 por medio de la deformación de tipo resorte de la porción de gancho 922.

La carcasa rígida 910 incluye una superficie de guía de bisagra 934 orientada radialmente hacia dentro y que circuns cribe parcialmente el pasador de bisagra 932. La superficie de gancho exterior 924 puede aplicarse a la superficie de guía de bisagra 934 de tal manera que la porción de bisagra con gancho 922 está emparedada entre el pasador de bisagra 932 y la superficie de guía de bisagra 934 cuando el ala de cadera está unida a la carcasa rígida.

La carcasa rígida incluye un bolsillo de separación 935 en el que la porción de bisagra con gancho 922 puede desli zarse para desenganchar la porción de bisagra con gancho del pasador de bisagra 932 para separar el ala de cadera de la carcasa rígida 910. En la figura 41, la porción de bisagra con gancho 922 está en el bolsillo de separación 935.

Opcionalmente, el bolsillo de separación incluye una pared plana 936 que actúa con una porción plana 929 de la superficie exterior del gancho 926 para proporcionar un tope positivo para un usuario al sujetar el ala de cadera a la carcasa rígida. El bolsillo de separación 935 es adyacente a la superficie de guía 934 y es lo suficientemente profundo para que la porción de bisagra con gancho 922 deje libre el pasador de bisagra 932, de modo que permita la retirada completa del ala de cadera 920 de la carcasa rígida 910.

La figura 42 muestra el ala de cadera que está siendo deslizada sobre el pasador de bisagra 932 desde la posición mostrada en la figura 41. La figura 43 muestra el ala de cadera que está siendo rotada hacia afuera a una posición "normal" u "operativa" para aplicarse a la porción de bisagra con gancho 922 con la superficie guía 934 desde la posición mostrada en la figura 42. La retirada del ala de cadera 920 de la carcasa rígida 930 puede llevarse a cabo mediante el orden opuesto de los movimientos que se muestran en las figuras 41 -43. En particular, un procedimiento para retirar el ala de cadera incluye la rotación del ala de cadera alrededor del pasador de bisagra hasta que la porción de bisagra con gancho 922 se alinee con el bolsillo 935. Este movimiento de rotación es preferiblemente una rotación del ala de cadera hacia el centro de la carcasa rígida. Este movimiento desaplica la porción de bisagra con gancho 922 de la superficie de guía 934. Una vez alineada, la porción de bisagra con gancho 922 se desliza dentro del bolsillo 935 para desaplicarse del pasador de bisagra 932. Por último, el ala de cadera 920 puede retirarse de la carcasa rígida.

El procedimiento de retirada manual que antecede tiene la ventaja de evitar la retirada accidental o intencionada del ala de cadera durante el uso del dispositivo robótico llevable. En particular, el cuerpo del usuario impediría la rotación del ala de cadera hacia el centro de la carcasa rígida, por lo que se impediría que la porción de bisagra con gancho se desaplicara de la superficie de guía y del pasador de la bisagra.

Debido a que este procedimiento y sistema de retirada manual no requiere acceso al interior de la carcasa rígida, las realizaciones ejemplares pueden incluir opcionalmente una batería integral o permanentemente instalada, en contraste con la batería retirable que se ha descrita más arriba. La figura 44 muestra una batería 960 de este tipo instalada permanentemente en la carcasa rígida del conjunto de cadera. La figura 45 muestra un conjunto ejemplar de cadera desde la parte trasera, y es evidente que la batería instalada permanentemente permite el beneficio de menos partes en este conjunto (como, por ejemplo, no hay necesidad de contactos separados de la batería, un mecanismo de bloqueo de la batería, o un mecanismo de cierre de la batería. Además, la parte trasera del conjunto de cadera ahora puede estar libre de costuras, lo que permite un aspecto más limpio y elegante, más superficie para la marca, un producto más fácil de limpiar y menos discontinuidades en la superficie que podrían quedarse enganchados en la ropa u otros objetos del entorno.

La batería 960 puede ser cargada a través de un puerto de batería 965 que puede estar situado en cualquier lugar que sea conveniente, pero está montado preferiblemente en una parte inferior del conjunto de cadera como se muestra en la figura 46. Un montaje en la parte inferior puede tener la ventaja de evitar que los residuos del entorno (como, por ejemplo, el polvo y la lluvia) entren o bloqueen el puerto de batería 965.

Aunque la invención ha sido mostrada y descrita con respecto a una determinada realización o realizaciones, es obvio que se producirán alteraciones y modificaciones equivalentes para otros expertos en la materia tras la lectura y com prensión de esta memoria descriptiva y de los dibujos adjuntos. En particular, en lo que respecta a las diversas fun ciones realizadas por los elementos que se han descritos más arriba (componentes, conjuntos, dispositivos, composi ciones, etc.), los términos (incluyendo una referencia a un "medio") utilizados para describir tales elementos pretenden corresponder, a menos que se indique lo contrario, a cualquier elemento que realice la función especificada del ele mento descrito (es decir, que sea funcionalmente equivalente), aunque no sea estructuralmente equivalente a la es tructura divulgada que realiza la función en la realización o realizaciones ejemplares de la invención que se ilustra en la presente memoria descriptiva. Además, aunque una característica particular de la invención puede haber sido des crita más arriba con respecto a sólo una o más de distintas realizaciones ilustradas, tal característica puede ser com binada con una o más características de las otras realizaciones, como puede ser deseado y ventajoso para cualquier aplicación dada o particular.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo robótico llevable que comprende:

un primer conjunto de cuerpo para fijarlo a una primera parte del cuerpo del usuario;

un segundo conjunto de cuerpo para fijarlo a una segunda parte del cuerpo del usuario;

un actuador (500) que tiene unas porciones de actuador primera y segunda conectadas respectivamente a los conjuntos de cuerpo primero y segundo y configuradas para mover los conjuntos cuerpo primero y se gundo uno con respecto al otro; y

un dispositivo de sujeción (600, 600') para sujetar la primera porción del cuerpo del usuario, incluyendo el dispositivo de sujeción (600, 600') un sistema de tensado (650, 650') para la retención del primer conjunto de cuerpo a la primera porción del cuerpo del usuario, incluyendo un ajustador grueso (658, 658') y un ajustador fino separado (660, 660'), en el que el dispositivo de sujeción (600, 600') se acopla de forma removible a al menos uno de los conjuntos de cuerpo primero o segundo ;

caracterizado porque el ajustador grueso comprende una correa (658, 658') que está unida al ajustador fino de manera que el ajustador fino (660, 660') es operable para acortar una longitud de correa, estando montado el ajustador fino (660, 660') en una pieza de soporte que proporciona una superficie de baja fricción para el deslizamiento de la correa (658, 658'), y teniendo la correa (658, 658') un extremo que está unido de manera desmontable a una estructura rígida (664, 664') del conjunto de cuerpo primero o segundo para desacoplar el sistema de tensado (650, 650') del conjunto de cuerpo primero o segundo.

2. El dispositivo robótico llevable de la reivindicación 1, en el que el ajustador fino incluye un miembro tensor (654, 654') y un miembro tensable (652, 652').

3. El dispositivo robótico llevable de la reivindicación 2, en el que el miembro tensor (654, 654') incluye un trinquete.

4. El dispositivo robótico llevable de la reivindicación 2, en el que el miembro tensor (654, 654') incluye un carrete de cable (660, 660') y el miembro tensable incluye un cable (656, 656') sobre el que actúa el carrete de cable (660, 660') para tensar el cable (656, 656').

5. El dispositivo robótico llevable de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el dispositivo de sujeción (600, 600') se acopla de forma retirable al primer conjunto de cuerpo en un extremo del dispositivo de sujeción (600, 600') por medio de una hebilla (690).

6. El dispositivo robótico llevable de la reivindicación 5, en el que la hebilla (690) es rotativa con respecto al primer conjunto de cuerpo en dos direcciones ortogonales.