IT201600099694A1

IT201600099694A1 - Esoscheletro per arti inferiori

Info

Publication number: IT201600099694A1
Application number: IT102016000099694A
Authority: IT
Inventors: Lorenzo Saccares; Ioannis Sarakoglou; Nikolaos Tsagarakis
Original assignee: Fondazione St Italiano Tecnologia; Univ Degli Studi Genova
Priority date: 2016-10-05
Filing date: 2016-10-05
Publication date: 2018-04-05
Also published as: JP2019531136A; EP3522848A1; US11259981B2; WO2018065886A1; EP3522848B1; US20200038279A1

Description

“Esoscheletro per arti inferiori”

La presente invenzione ha per oggetto un esoscheletro per arti inferiori. Più in particolare la presente invenzione ha per oggetto un esoscheletro per arti inferiori modellato come un sistema a sei gradi di libertà, sotto attuato ed auto allineante.

Gli esoscheletri per arti inferiori hanno diverse applicazioni che spaziano dalla riabilitazione, dall’assistenza e all’aumento della potenza di un utilizzatore.

Gli esoscheletri per la riabilitazione puntano a recuperare le funzioni neuromuscolari di pazienti colpiti da ictus o che hanno subito interventi chirurgici. Sono di solito dispositivi non trasportabili e quindi segregati all’uso nelle cliniche.

Gli esoscheletri per l’assistenza puntano a supportare, parzialmente o interamente, il movimento degli individui con funzioni alterate, mentre svolgono compiti di tutti i giorni.

Gli esoscheletri per l’aumento di potenza puntano ad incrementare la forza muscolare e/o la resistenza di un utilizzatore sano, mentre solleva e trasporta carichi pesanti.

Nella progettazione di questi esoscheletri esistono diversi problemi legati a limiti tecnologici, come ad esempio l’attuazione o i materiali utilizzati. Esistono inoltre problemi di comodità ed ergonomia che possono rendere gli esoscheletri inadatti alle applicazioni nella vita reale.

Gli esoscheletri devono inoltre garantire una cinematica di accoppiamento appropriata tra le articolazioni meccaniche dei dispositivi e le articolazioni umane.

Per ottenere una cinematica di accoppiamento appropriata non devono essere imposti vincoli dall’esoscheletro sui movimenti dell’utilizzatore. Tali vincoli potrebbero fare sorgere movimenti di scorrimento tra la gamba dell’utilizzatore e gli attaccamenti dell’esoscheletro, portando a situazioni non confortevoli o addirittura dolorose.

L’esoscheletro, associato al ginocchio dell’utilizzatore, deve essere inoltre modellato come un sistema a sei gradi di libertà e deve essere in grado di permettere la rotazione interna/esterna della tibia, così come la rotazione laterale.

La rotazione di flessione/estensione del ginocchio deve essere disaccoppiata dagli altri movimenti modellati, altrimenti si avrebbero problemi di disallineamento tra l’asse di rotazione dei giunti del ginocchio e quelli dell’esoscheletro.

Un obiettivo di questa invenzione è quello di fornire un esoscheletro per arti inferiori che permetta di superare i problemi emersi dall’arte nota.

Più in dettaglio un obiettivo di questa invenzione è quello di fornire un esoscheletro per arti inferiori, modellato come un sistema a sei gradi di libertà, sotto attuato ed auto allineante configurato per trasmettere un momento torcente per assistere il moto di flessione/estensione del ginocchio di un utilizzatore.

Il compito tecnico precisato e gli scopi specificati sono sostanzialmente raggiunti da un esoscheletro per arti inferiori, comprendente le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle unite rivendicazioni. In particolare, l’esoscheletro per arti inferiori sotto-attuato, per il supporto di un ginocchio di un utilizzatore, secondo la presente invenzione comprende un primo telaio di accoppiamento provvisto di mezzi di aggancio superiori configurati per legarsi ad una coscia di un utilizzatore ed un secondo telaio di accoppiamento provvisto di mezzi di aggancio inferiori configurati per legarsi ad una corrispondente gamba di un utilizzatore sviluppantesi lungo un proprio asse principale. L’esoscheletro comprende inoltre mezzi di movimentazione associati a detto primo e a detto secondo telaio e configurati per conferire a detto secondo telaio un movimento di roto-traslazione rispetto al primo telaio o viceversa.

Secondo un aspetto della presente invenzione, i mezzi di movimentazione comprendono un’unità di attuazione rotativa ed un gruppo di trasmissione del moto operativamente interposto tra detta unità di attuazione rotativa e detto primo o secondo telaio.

In altre parole, l’unità di attuazione rotativa può essere associata al primo telaio consentendo di trasmettere a detto secondo telaio un movimento di roto-traslazione rispetto al primo telaio per mezzo del gruppo di trasmissione del moto.

Quando l’unità di attuazione rotativa è associata al secondo telaio consente una roto-traslazione del primo telaio rispetto al secondo telaio, per mezzo del gruppo di trasmissione del moto.

Preferibilmente detti mezzi di movimentazione sono configurati per trasformare un momento torcente impartito dall’unità di attuazione rotativa in una prima roto-traslazione del primo o secondo telaio in un primo piano, di flessione-estensione del ginocchio.

Il gruppo di trasmissione è operativamente attivo unicamente in uno o più piani paralleli al primo piano di flessione-estensione del ginocchio.

Preferibilmente il gruppo di trasmissione è realizzato nella forma di un accoppiamento di Schmidt.

Si noti che, con piano di flessione-estensione, si intende un piano trasversale rispetto la coscia dell’utilizzatore, in cui la gamba può flettersi o estendersi.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, l’esoscheletro comprende mezzi di snodo operativamente interposti tra detti mezzi di movimentazione e detto primo telaio e/o detto secondo telaio.

I mezzi di snodo sono configurati per consentire una roto-traslazione, tra detto primo e secondo telaio, in un secondo piano, ortogonale al primo piano di flessione-estensione, ed una rotazione di detto secondo telaio attorno a detto asse principale della gamba.

Preferibilmente, i mezzi di snodo sono provvisti di un primo giunto rotazionale, configurato per consentire una rotazione relativa tra detto primo e detto secondo telaio in un secondo piano, ortogonale a detto primo piano.

Preferibilmente, i mezzi di snodo sono provvisti di un secondo giunto rotazionale, configurato per consentire una rotazione di detto secondo telaio attorno a detto asse principale della gamba.

Preferibilmente, i mezzi di snodo sono provvisti di un terzo giunto, cedevole rotabilmente o linearmente in detto secondo piano, per consentire, in combinazione con detto primo giunto, una traslazione relativa tra detti primo e secondo telaio in detto secondo piano.

Preferibilmente, per consentire detta traslazione, il terzo giunto (specie se rotazionale) collabora oltre che con il primo giunto anche con il gruppo di trasmissione, il quale favorendo l’allontanamento del primo telaio dal secondo crea quella distanza utile a trasformare la rotazione pura del giunto in una traslazione.

Vantaggiosamente gli elementi sopra citati consentono di modellare l’esoscheletro come un sistema a sei gradi di libertà.

Inoltre la struttura così descritta consente di rendere l’esoscheletro un sistema sotto attuato.

Vantaggiosamente l’esoscheletro sopra descritto risulta essere auto allineante.

Inoltre l’esoscheletro risulta essere comodo e poco ingombrante per un utilizzatore.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno dalla descrizione indicativa, e pertanto non limitativa, di una forma di realizzazione preferita ma non esclusiva di un esoscheletro per arti inferiori. Tale descrizione verrà esposta qui di seguito con riferimento ai disegni allegati, forniti a solo scopo indicativo e, pertanto, non limitativo, in cui:

- La figura 1 è una rappresentazione schematica di un esoscheletro per arti inferiori indossato da un utilizzatore;

- La figura 2 è una rappresentazione schematica di un esoscheletro per arti inferiori secondo una sua prima forma di realizzazione, - La figura 3 è una rappresentazione schematica di un esoscheletro per arti inferiori secondo una sua seconda forma di realizzazione. - Le figure 4 e 5 rappresentano schematicamente i piani di movimentazione dell’esoscheletro in relazione al ginocchio dell’utilizzatore.

Con riferimento alle figure allegate, con 1 è stato complessivamente indicato un esoscheletro per arti inferiori sotto attuato ed auto allineante, configurato per il supporto di un ginocchio di un utilizzatore, che per semplicità verrà di seguito indicato come esoscheletro 1. Gli elementi in comune fra le varie forme di realizzazione illustrate nelle figure allegate sono stati indicati con lo stesso riferimento numerico.

In figura 1 è illustrato un esoscheletro 1 indossato da un utilizzatore. L’esoscheletro 1 è sotto-attuato, ovvero è un sistema a sei gradi di libertà in cui si ha un solo grado di libertà attuato mentre i restanti cinque sono passivi rispetto al primo.

Come illustrato in figura 1, l’esoscheletro 1 viene indossato da un utilizzatore su di una gamba, più in particolare viene indossato per il supporto di un ginocchio dell’utilizzatore.

L’esoscheletro 1 comprende un primo telaio 2 di accoppiamento, provvisto di mezzi di aggancio superiori 3 configurati per legarsi ad una coscia dell’utilizzatore.

Il primo telaio 2 è strutturato per essere associato alla coscia dell’utilizzatore. In particolare il primo telaio 2 ed i mezzi di aggancio superiori 3 sono progettati per non costituire un ingombro o causare fastidi per chi lo indossa.

L’esoscheletro 1 comprende inoltre un secondo telaio 4 di accoppiamento provvisto di mezzi di aggancio inferiori 5 configurati per legarsi ad una corrispondente gamba dell’utilizzatore. Il secondo telaio 4 si sviluppa lungo un proprio asse principale 6.

Il secondo telaio 4 è strutturato per essere associato alla gamba dell’utilizzatore, seguendone il proprio asse principale 6. In particolare il secondo telaio 4 ed i mezzi di aggancio inferiori 5 sono progettati per non costituire un ingombro o causare fastidi per chi lo indossa.

Tra il primo telaio 2 ed il secondo telaio 4 sono interposti dei mezzi di movimentazione, configurati per conferire al secondo telaio 4 un movimento di roto-traslazione rispetto al primo telaio 2.

Questi mezzi di movimentazione possono essere associati al primo telaio 2 per metter in movimentazione il secondo telaio 4, oppure viceversa. In altre parole, in una forma di realizzazione non illustrata, possono essere configurati per conferire al primo telaio 2 un movimento di roto-traslazione rispetto al secondo telaio 4, ma essendo il primo telaio 2 associato alla coscia dell’utilizzatore, sarà il secondo telaio 4 a compiere il movimento di roto-traslazione (a meno che l’utilizzatore si trovi seduto).

Per semplicità descrittiva, ma senza per questo perdere in generalità, di seguito si farà riferimento alla forma di realizzazione preferita in cui i mezzi di movimentazione sono associati al primo telaio 2.

I mezzi di movimentazione comprendono una unità di attuazione rotativa 7 ed un gruppo di trasmissione 8 del moto operativamente interposto tra l’unità di attuazione rotativa 7 ed il primo telaio 2.

L’unità di attuazione rotativa 7 comprende un motore 7a connesso al gruppo di trasmissione 8.

Preferibilmente, l’unità di attuazione rotativa 7 comprende anche un elemento di trasmissione flessibile 7b interposto tra il motore 7a ed il gruppo di trasmissione 8.

Alternativamente l’unità di attuazione rotativa 7 può essere sprovvista dell’elemento di trasmissione flessibile 7b e comprendere quindi, in una forma di realizzazione non illustrata, un motore 7a direttamente connesso al gruppo di trasmissione 8. Vantaggiosamente questa soluzione porta ad una situazione maggiormente confortevole per l’utilizzatore, sia in termini di peso che di ingombro.

Il gruppo di trasmissione 8 è configurato per trasformare un momento torcente impartito dall’unità di attuazione rotativa 7 in una prima roto traslazione “RT1” del secondo telaio 4 in un primo piano “P1” di flessioneestensione del ginocchio.

In particolare il gruppo di trasmissione 8 è operativamente attivo unicamente in uno o più piani paralleli al primo piano “P1” di flessioneestensione del ginocchio.

Con piano di flessione-estensione “P1”, si intende un piano trasversale rispetto la coscia dell’utilizzatore, in cui avviene la principale movimentazione del secondo telaio 4 rispetto al primo 2 (ovvero in cui la gamba può flettersi o estendersi).

Con riferimento alla figura 4, il primo piano “P1” di flessione-estensione è il piano in cui la gamba compie il movimento di flessione e di estensione, in particolare è un piano trasversale rispetto la coscia dell’utilizzatore. Il movimento di flessione e di estensione è quello relativo al grado di libertà attivo nell’esoscheletro.

In tale figura 4 è inoltre illustrato un secondo piano “P2”, ortogonale al primo piano “P1”, che in condizione di estensione della gamba è sostanzialmente verticale.

Il secondo piano “P2”, comprende un asse di rotazione 6, con le relative traslazioni e rotazioni ad essi associati.

In particolare nel secondo piano “P2” e nell’asse di rotazione 6 sono possibili tutte quelle roto traslazioni non inerenti il piano “P1”.

L’esoscheletro 1 comprende inoltre mezzi di snodo 9 operativamente interposti tra i mezzi di movimentazione ed il primo 2 ed il secondo telaio 4.

I mezzi di snodo 9 sono configurati per consentire le traslazioni e le rotazioni relative al primo piano “P1” ed al secondo piano “P2” descritti in figura 4.

Più in dettaglio i mezzi di snodo 9 sono configurati per consentire una seconda roto-traslazione tra il primo 2 ed il secondo telaio 4, nel secondo piano “P2” ortogonale al primo piano “P1”. I mezzi di snodo 9 sono inoltre configurati per consentire una rotazione “R” del secondo telaio 4 attorno all’asse principale 6 della gamba.

In particolare i mezzi di snodo 9 comprendono un primo giunto 9a rotazionale, configurato per consentire una rotazione “R1” relativa tra il primo 2 ed il secondo telaio 4 nel secondo piano “P2”, ortogonale al primo piano “P1”.

I mezzi di snodo 9 comprendono inoltre un secondo giunto 9b rotazionale, configurato per consentire una rotazione “R” di detto secondo telaio 4 attorno a detto asse principale 6 della gamba;

I mezzi di snodo 9 comprendono inoltre un terzo giunto 9c, cedevole rotabilmente o linearmente in detto secondo piano, per consentire, in combinazione con detto primo giunto 9a e con gruppo di trasmissione, una traslazione “T2” relativa tra detti primo 2 e secondo telaio 4 in detto secondo piano “P2”.

Con riferimento alla figura 2, ad esempio, per ottenere una traslazione laterale il terzo giunto 9c collabora sinergicamente con il primo giunto 9a e con il gruppo di trasmissione 8.

In altre parole, in una prima forma di realizzazione, il terzo giunto 9c è configurato per garantire un grado di libertà rotazionale al primo telaio 2 rispetto al secondo 4, o viceversa.

Tale grado di libertà rotazionale è preferibilmente una rotazione attorno ad un asse ortogonale al secondo piano “P2”.

Si noti che, in tale forma di realizzazione, tale rotazione, unitamente alla traslazione permessa dal gruppo di trasmissione 8 nel primo piano “P1”, permette una traslazione del secondo telaio 4 nel secondo piano “P2”. In altre parole, essendo il terzo giunto 9c di tipo esclusivamente rotazionale, la traslazione in detto secondo piano “P2” viene consentita grazie alla variazione di un braccio (ovvero distanza) tra il primo 2 ed il secondo telaio 4 (nel primo piano “P1”) ottenuta per mezzo del gruppo di trasmissione 8.

Alternativamente, il terzo giunto 9c può essere configurato per permette una traslazione, ovvero uno scorrimento lineare, tra il primo 2 ed il secondo telaio 4.

Vantaggiosamente, la combinazione dei mezzi di snodo 9 consente dunque all’esoscheletro 1 di compiere tutti i movimenti necessari per risultare efficiente nel suo compito di esoscheletro da sostegno.

Inoltre, come verrà descritto più avanti nelle figure 2 e 3, la combinazione dei mezzi di snodo e dei mezzi di movimentazione darà vita a combinazioni tali da permettere all’esoscheletro di essere auto allineante e quindi di non avere traslazioni relative indesiderate tra ginocchio ed esoscheletro 1.

Nel dettaglio, in figura 2 è illustrato l’esoscheletro 1 in una sua prima forma di realizzazione.

In questa forma di realizzazione l’unità di attuazione rotativa 7 è collegata al primo telaio 2 ed è operativamente connessa al gruppo di trasmissione 8.

Il gruppo di trasmissione 8 comprende almeno un primo corpo 8a, associato all’unità di attuazione 7, ed un secondo corpo 8b, associato al primo telaio 2 o al secondo telaio 4. Nella forma di realizzazione di figura 2 si farà riferimento al caso in cui il secondo corpo 8b è associato al secondo telaio 4.

Il secondo corpo 8b può traslare liberamente rispetto al primo corpo 8a ed è ad esso rotabilmente vincolato. Questo vuol dire che, nel piano “P1”, il secondo corpo 8b è libero di muoversi ma dovendo rispettare il vincolo di rotazione imposto dal primo corpo 8a.

Il gruppo di trasmissione 8 comprende inoltre una prima giunzione articolata 8c, comprendente il primo corpo 8a, ed una seconda giunzione 8d, comprendente il secondo corpo 8b.

Per “giunzione articolata” si intende una giunzione provvista genericamente di una pluralità di elementi tra loro imperniati e/o connessi tramite bracci definenti, nei punti di giunzione, articolazioni.

In questo caso, le articolazioni sono conformate per muoversi nel primo piano “P1” definendo le roto traslazioni legate al movimento di estensione e flessione.

La prima 8c e la seconda giunzione articolata 8d comprendono ciascuna un elemento di ingresso 8e ed un elemento di uscita 8f. L’elemento di ingresso 8e e l’elemento di uscita 8f sono collegati tra loro mediante leveraggi 8g.

L’elemento di uscita 8f della prima giunzione articolata 8c corrisponde all’elemento di ingresso 8e della seconda giunzione articolata 8d.

Per ingresso ed uscita si intendono gli elementi da cui il movimento di flessione o di estensione viene trasmesso e ricevuto rispettivamente.

Nella forma realizzativa preferita, la prima 8c e la seconda giunzione articolata 8d definiscono un accoppiamento di Schmidt 10.

L’accoppiamento di Schmidt 10 è un meccanismo a tre gradi di libertà che permette di trasmettere una rotazione tra un organo di ingresso (preferibilmente un disco) ed un organo di uscita 8f (preferibilmente un disco) i cui assi di rotazione presentano una certa distanza radiale attraverso un ulteriore organo (preferibilmente un disco).

Con riferimento a quanto sopra, l’organo di ingresso è l’elemento di ingresso 8e della prima giunzione articolata 8c, l’organo di uscita è l’elemento di uscita 8f della seconda giunzione articolata 8d e l’ulteriore organo definisce tanto l’elemento di uscita 8f della prima giunzione articolata 8c quanto l’elemento di ingresso 8e della seconda giunzione articolata 8d.

L’accoppiamento di Schmidt 10 è inoltre in grado di disaccoppiare la rotazione relativa degli organi di ingresso/uscita dalle loro traslazioni.

Il movimento di flessione estensione viene trasmesso al gruppo di trasmissione 8, per mezzo di un mezzo di trasmissione flessibile 7b, preferibilmente nella forma di una cinghia o di una catena.

Alternativamente, le giunzioni articolate 8c e 8d possono essere definite da una serie di due parallelogrammi articolati, in entrambi i casi planari rispetto al primo piano “P1”.

Preferibilmente, un primo parallelogramma comprende una prima leva, definente l’elemento di ingresso, una seconda leva, definente l’elemento di uscita, e due bracci di collegamento imperniati ad entrambi (definenti i leveraggi).

Inoltre, un secondo parallelogramma, posto in serie al primo, comprende una prima leva, definente l’elemento di ingresso, una seconda leva, definente l’elemento di uscita, e due bracci di collegamento imperniati ad entrambi (definenti i leveraggi).

La seconda leva del primo parallelogramma è rotabilmente vincolata alla prima leva del secondo parallelogramma; dunque dette leve definiscono un organo di trasmissione del moto rotazionale tra i due parallelogrammi. Alternativamente, il primo 8a ed il secondo corpo 8b sono definiti da dischi girevoli attorno a rispettivi assi di rotazione paralleli e risultano accoppiati scorrevolmente tra loro.

In particolare, il gruppo di trasmissione così descritto comprende un ulteriore disco sagomato interposto tra il primo ed il secondo corpo 8a e 8b per definire un accoppiamento di Oldham.

Preferibilmente, anche nel caso della serie di due parallelogrammi e nell’accoppiamento di Oldham, il gruppo di trasmissione 8 è collegato con una cinghia.

Alternativamente, tuttavia, l’unità di attuazione rotativa 7 è direttamente collegata al gruppo di trasmissione 8 e quindi non presenta il mezzo di trasmissione 7b. Questa soluzione porta ad una situazione maggiormente confortevole per l’utilizzatore, sia in termini di peso che di ingombro.

I mezzi di snodo sono configurati per consentire le traslazioni e le rotazioni relative al primo piano “P1” ed al secondo piano “P2” e all’asse principale 6 della gamba.

Il primo giunto 9a ed il secondo giunto 9b sono tra loro collegati in serie per definire un giunto universale 11 operativamente interposto tra il gruppo di trasmissione 8 ed il secondo telaio 4.

Il terzo giunto 9c è realizzato nella forma di un perno 12, perpendicolare al secondo piano “P2” ed operativamente interposto tra il primo telaio 2 e l’unità di attuazione rotativa 7.

Questa configurazione è in grado di permettere la seconda rototraslazione tra il primo 2 ed il secondo telaio 4 e consente la rotazione “R” del secondo telaio 4 attorno all’asse principale 6 della gamba.

L’esoscheletro 1 comprende inoltre un sensore 13 operativamente interposto tra il giunto universale 11 ed il secondo telaio 4. Il sensore 13 è configurato per rilevare una forza o una coppia trasmetta tra il primo 2 ed il secondo telaio 4. In particolare il sensore 13 ha lo scopo di monitorare le forze e le coppie che sono trasmesse dall’esoscheletro 1 tra la coscia e la gamba.

Preferibilmente il sensore 13 è un sensore di forza e coppia. Più in particolare è un sensore ATI<®>45mini force-torque sensor.

In figura 3 è illustrato l’esoscheletro 1 in una sua seconda forma di realizzazione, in cui il terzo giunto 9c comprende un perno scanalato 14 scorrevolmente associato ad un rispettivo manicotto scanalato 15.

Il terzo giunto 9c così realizzato è operativamente interposto tra il gruppo di trasmissione 8 ed il secondo telaio 4.

In particolare il terzo giunto 9c è operativamente interposto tra il gruppo di trasmissione 8 ed il giunto universale 11.

L’esoscheletro 1, come descritto nelle sue forme di realizzazione non limitative, è modellato come un sistema a 6 gradi di libertà, sotto attuato. La struttura è inoltre auto allineante, rendendo così completamente indipendente la rotazione relativa dell’esoscheletro, con rispetto per l’asse di rotazione di flessione-estensione del ginocchio, dalle altre rotazioni e traslazioni. In questo modo viene impedita la nascita di interazioni di forze/momenti torcenti non desiderate tra gli attacchi dell’esoscheletro e la gamba dell’utilizzatore.

L’esoscheletro è inoltre configurato per trasmettere un momento torcente per assistere il moto di flessione/estensione del ginocchio di un utilizzatore. Più in particolare, prendendo ad esempio la prima forma di realizzazione, la combinazione tra l’unità di attuazione rotativa 7 e l’accoppiamento di Schmidt 10 con il giunto universale 11 ed il perno 12, consente di trasmettere un momento torcente puro mentre le traslazioni relative sono accomodate.

Il giunto universale 11 garantisce inoltre che l’esoscheletro non collassi sotto la forza di gravità.

Più precisamente, è l’interazione tra il giunto universale 11 e il gruppo di trasmissione 8 (preferibilmente l’accoppiamento di Schmidt 10) che garantisce all’esoscheletro di non collassare sotto la forza di gravità.

L’esoscheletro 1 così strutturato è inoltre comodo da indossare per l’utilizzatore e risulta poco ingombrante. In particolare, nelle due forme di realizzazione sopra illustrate, l’esoscheletro 1 è strutturato in modo tale che il primo telaio 2 associato alla coscia dell’utilizzatore ed il secondo telaio 4 associato alla gamba dell’utilizzatore non risultino ingombranti e non possano causare dolore o fastidio nell’utilizzatore.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Esoscheletro per arti inferiori (1) sotto-attuato, per il supporto di un ginocchio di un utilizzatore, comprendente: - un primo telaio (2) di accoppiamento provvisto di mezzi di aggancio superiori (3) configurati per legarsi ad una coscia di un utilizzatore; - un secondo telaio (4) di accoppiamento provvisto di mezzi di aggancio inferiori (5) configurati per legarsi ad una corrispondente gamba di un utilizzatore sviluppantesi lungo un proprio asse principale (6); - mezzi di movimentazione associati a detto primo (2) e a detto secondo telaio (4) e configurati per conferire a detto secondo telaio (4) un movimento di roto-traslazione (RT) rispetto al primo telaio (2) o viceversa; in cui detti mezzi di movimentazione comprendono: una unità di attuazione rotativa (7), un gruppo di trasmissione (8) del moto operativamente interposto tra detta unità di attuazione rotativa (7) e detto primo (2) o secondo telaio (4) configurato per trasformare un momento torcente impartito da detta unità di attuazione rotativa (7) in una prima roto-traslazione (RT1) del primo (2) o secondo telaio (4) in un primo piano (P1), di flessioneestensione di detto ginocchio; caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di snodo (9) operativamente interposti tra detti mezzi di movimentazione e detto primo telaio (2) e/o detto secondo telaio (4) e provvisti di: un primo giunto (9a) rotazionale, configurato per consentire una rotazione (R1) relativa tra detto primo (2) e detto secondo telaio (4) in un secondo piano (P2), ortogonale a detto primo piano (P1); un secondo giunto (9b) rotazionale, configurato per consentire una rotazione (R) di detto secondo telaio (4) attorno a detto asse principale (6) della gamba; un terzo giunto (9c), cedevole rotabilmente o linearmente in detto secondo piano, per consentire, in combinazione con detto primo giunto (9a) e con detto gruppo di trasmissione (8), una traslazione (T2) relativa tra detti primo (2) e secondo telaio (4) in detto secondo piano (P2).
2. Esoscheletro per arti inferiori (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto gruppo di trasmissione (8) è operativamente attivo unicamente in uno o più piani paralleli a detto primo piano (P1) di flessione-estensione del ginocchio.
3. Esoscheletro per arti inferiori (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto gruppo di trasmissione (8) comprende almeno un primo corpo (8a), associato all’unità di attuazione, ed un secondo corpo, associato al primo (2) o secondo telaio (4), in cui, in detto primo piano (P1), detto secondo corpo (8b) può traslare liberamente rispetto al primo corpo (8a) ed è ad esso rotabilmente vincolato.
4. Esoscheletro per arti inferiori (1) secondo la rivendicazione 3, in cui detto gruppo di trasmissione (8) comprende una prima giunzione articolata (8c), comprendente detto primo corpo (8a), ed una seconda giunzione articolata (8d), comprendente detto secondo corpo (8b).
5. Esoscheletro per arti inferiori (1) secondo la rivendicazione 4, in cui ciascuna giunzione articolata (8c,8d) comprende un elemento di ingresso (8e) ed un elemento di uscita (8f) collegati tra loro mediante leveraggi (8f); detto elemento di uscita (8f) della prima giunzione articolata (8c) corrispondendo all’elemento di ingresso (8e) della seconda giunzione articolata (8d).
6. Esoscheletro per arti inferiori (1) la rivendicazione 4 o la 5, in cui dette prima (8c) e seconda giunzione articolata (8d) definiscono un accoppiamento di Schmidt (10) o una serie di due parallelogrammi articolati.
7. Esoscheletro per arti inferiori (1) secondo la rivendicazione 3, in cui detti primo (8a) e secondo corpo (8b) sono definiti da dischi girevoli attorno a rispettivi assi di rotazione paralleli e risultano accoppiati scorrevolmente tra loro.
8. Esoscheletro per arti inferiori (1) secondo la rivendicazione 7, comprendente un ulteriore disco sagomato interposto tra detti per definire un accoppiamento di Oldham.
9. Esoscheletro per arti inferiori (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo (9a) e detto secondo giunto (9b) sono tra loro collegati in serie per definire un giunto universale (11) operativamente interposto tra detto gruppo di trasmissione (8) e detto secondo telaio (4).
10. Esoscheletro per arti inferiori (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui il terzo giunto (9c) è realizzato nella forma di un perno (12), perpendicolare a detto secondo piano (P2) ed operativamente interposto tra detto primo telaio (2) e detta unità di attuazione rotativa (7).
11. Esoscheletro per arti inferiori (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui il terzo giunto (9c) comprende un perno scanalato (14) scorrevolmente associato ad un rispettivo manicotto scanalato (15), ed è operativamente interposto tra detto gruppo di trasmissione (8) e detto secondo telaio (4).
12. Esoscheletro per arti inferiori (1) secondo la rivendicazione 11, in cui detta unità di attuazione rotativa (7) è rigidamente connessa a detto primo telaio (2).
13. Esoscheletro per arti inferiori (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità di attuazione rotativa (7) comprende: un motore (7a); un elemento di trasmissione flessibile (7b) interposto tra detto motore e detto gruppo di trasmissione (8).
14. Esoscheletro per arti inferiori (1) secondo la rivendicazione 13, in cui detto elemento di trasmissione flessibile (7b) è realizzato nella forma di una cinghia o di una catena.
15. Esoscheletro per arti inferiori (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detta unità di attuazione rotativa (7) comprende un motore (7a) direttamente connesso a detto gruppo di trasmissione (8).
16. Esoscheletro per arti inferiori (1) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un sensore (13) operativamente interposto tra detto giunto universale (11) e detto secondo telaio (4) e configurato per rilevare una forza o una coppia trasmessa tra detto primo (2) e secondo telaio (4).