RU191115U1 - Экзоскелетон - Google Patents
Экзоскелетон Download PDFInfo
- Publication number
- RU191115U1 RU191115U1 RU2019107765U RU2019107765U RU191115U1 RU 191115 U1 RU191115 U1 RU 191115U1 RU 2019107765 U RU2019107765 U RU 2019107765U RU 2019107765 U RU2019107765 U RU 2019107765U RU 191115 U1 RU191115 U1 RU 191115U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drives
- foot
- femoral
- tibia
- link
- Prior art date
Links
- 244000309466 calf Species 0.000 claims description 2
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 abstract description 16
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 abstract description 11
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 abstract description 8
- 210000001699 lower leg Anatomy 0.000 abstract description 6
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 abstract description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 2
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 abstract description 2
- 230000000399 orthopedic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 abstract 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 abstract 1
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 description 3
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Pain & Pain Management (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Rehabilitation Therapy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
Использование: медицина и протезирование, а именно, травматология и ортопедия, а также в туризме, спорте и при проведении спасательных и армейских операций.Задача: повышение динамических и эксплуатационных характеристик.Сущность полезной модели: экзоскелетон включает в себя основание, состоящее из стойки 1, бедренного звена 2 и голенного звена 3, которые при помощи гибких эластичных ремней 4, 5 и 6 крепятся к поясу, бедру и голени человека. Стойка, бедренное звено и голенное звено соединены кинематически с помощью приводов поступательного движения 10, 13 и 16. При попытке человека совершить движение нижней конечностью, сигнал от датчика давления поступает на систему компьютерного управления (на рис. не показана), которая в соответствии с заданной программой управления подает питающее напряжение на приводы поступательного движения. При этом бедренное звено и голенное звено с помощью приводов поступательного движения поворачиваются на заданные углы до момента отрыва стопы от поверхности. Далее бедренное звено, голенное звено и стопа совершают поворот до момента соприкосновения с поверхностью. В момент касания поверхности стопой, от датчика давления поступает сигнал на микроконтроллер - приводы бедренного звена, голенного звена и стопы начинают устанавливаться в начальное положение. При попадании звеньев в особое положение, при котором оси стойки 1, бедренного 2 и голенного звена 3 совпадают, сигналы от датчиков углового положения поступают в систему компьютерного управления, которая в соответствии с заданной программой управления подает питающее напряжение на приводы 11, 14 и 18, которые посредством двуплечих рычагов 9, 12 и 15 поворачивают линейные приводы 10, 13 и 18 на заданные углы поворота.Положительный эффект: расширение функциональных возможностей устройства и снижение нагрузки на коленный шарнир. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к области медицины и протезирования, а именно к травматологии и ортопедии, а также может быть использована в качестве устройств помощи при ходьбе, используемых в туризме, спорте и при проведении спасательных и армейских операций.
Известен пассивный грузовой экзоскелетон, содержащий каркас с элементами крепления к туловищу, две пары тазобедренных и голеностопных рычагов, соединенных между собой посредством коленных шарниров с элементами фиксации, и шарнирно связанных свободными концами с каркасом и опорами стоп, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде двухчастного корсета, с укрепленными на нем продольными направляющими, переходящими с передней на заднюю часть корсета, при этом соединение рычагов с каркасом осуществляется посредством компенсатора, установленного с возможностью перемещения по направляющим при изменении угла между каркасом и тазобедренным рычагом, а рычаги выполнены в виде пространственных оболочек, размещаемых с возможностью фиксации на передней части бедра и голени элементами крепления, а элемент крепления к опорам стоп выполнен в виде шарнирного узла, фиксируемого на обуви с возможностью поворота стопы вокруг трех осей координат (см. пат. РФ № 2362598 от 10.09.2007).
Недостатком данного устройства является большая масса, габариты и сложность в изготовлении отдельных деталей.
Наиболее близким, по общей совокупности признаков, к заявляемому устройству является экзоскелетон, включающий в себя основание и привод поступательного движения, отличающийся тем, что, основание выполнено в виде трех звеньев, причем стойка шарнирно соединена с бедренным звеном, а бедренное звено шарнирно соединено с голенным звеном, которое шарнирно соединено со стопой, привод поступательного движения выполнен в виде трех независимых линейных приводов, кинематически связанных попарно со звеньями основания (см. патент на полезную модель № 156350 от 12.10.2015).
Недостатком данного устройства является то, что при движении возможно особое положение при котором, оси стойки, бедренного и голенного звена, совпадают, при этом линейные приводы, соединяющие эти звенья, находятся в крайнем положении, что значительно увеличивает нагрузку на шарниры, соединяющие звенья. При этом в шарнирах возникают значительные крутящие моменты, что создает трудности для дальнейшего движения и существенно снижает динамические и эксплуатационные характеристики.
Задача полезной модели – повышение динамических и эксплуатационных характеристик.
Поставленная задача достигается тем, что в известном устройстве, включающем в себя основание и привод поступательного движения, основание выполнено в виде трех звеньев, причем стойка шарнирно соединена с бедренным звеном, а бедренное звено шарнирно соединено с голенным звеном, которое шарнирно соединено со стопой, привод поступательного движения выполнен в виде трех независимых линейных приводов, кинематически связанных попарно со звеньями основания, а линейные приводы подвижно закреплены на звеньях с помощью двуплечих рычагов, кинематически связанных с приводами поступательного движения, неподвижно закрепленными на звеньях основания.
Отличительные признаки в заявляемом техническом решении не выявлены при изучении данной и смежных областей техники.
Совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение задачи полезной модели – повышение динамических и эксплуатационных характеристик.
На фиг.1 показано произвольное положение экзоскелетона, на фиг.2 – вертикальное положение.
Экзоскелетон включает в себя основание, состоящее из стойки 1, бедренного звена 2 и голенного звена 3, которые при помощи гибких эластичных ремней 4, 5 и 6 крепятся к поясу, бедру и голени человека. Между собой звенья 1, 2 и 3 соединены с помощью цилиндрических шарниров 7 и 8. К стойке 1 при помощи цилиндрического шарнира присоединен двуплечий рычаг 9, один конец которого подвижно соединен с выходным валом привода поступательного движения 10, соединенного с бедренным звеном 2 при помощи цилиндрического шарнира, а другой конец двуплечего рычага 9 подвижно соединен с приводом поступательного движения 11, установленным неподвижно на стойке 1. К нижней части бедренного звена 3 при помощи цилиндрического шарнира присоединен двуплечий рычаг 12, один конец которого подвижно соединен с выходным валом привода поступательного движения 13, соединенного с голенным звеном 3 при помощи цилиндрического шарнира, а другой конец двуплечего рычага 12 подвижно соединен с приводом поступательного движения 14, установленным неподвижно на бедренном звене 2. К нижней части голенного звена 3 при помощи цилиндрического шарнира присоединен двуплечий рычаг 15, один конец которого подвижно соединен с выходным валом привода поступательного движения 16, соединенного со стопой 17 при помощи цилиндрического шарнира, а другой конец двуплечего рычага 15 подвижно соединен с приводом поступательного движения 18, установленным неподвижно на голенном звене 3. Между собой голенное звено 3 и стопа 17 соединены при помощи шарнира 19. На шарнирах 7, 8 и 19 закреплены неподвижно концевые датчики (на рис. не показаны). На каждом из поступательных приводов 10, 13 и 16 установлены датчики углового положения (на фиг. не показаны). На стопе 17 неподвижно закреплен датчик давления 20.
Работа устройства осуществляется следующим образом. При попытке человека совершить движение нижней конечностью, сигнал от датчика давления 20 поступает на систему компьютерного управления (на рис. не показана), которая в соответствии с заданной программой управления, подает питающее напряжение на приводы поступательного движения 10, 13 и 16. При этом бедренное звено 2 и голенное звено 3 с помощью приводов поступательного движения 10, 13 и 16, датчиков углового положения и цилиндрических шарниров 7, 8 и 19 поворачиваются на заданные углы до момента отрыва стопы 17 от поверхности. Далее бедренное звено 2, голенное звено 3 и стопа 17 совершают поворот до момента соприкосновения с поверхностью. В момент касания поверхности стопой 17, от датчика давления 20 поступает сигнал на микроконтроллер - приводы бедренного звена 10, голенного звена 13 и стопы 16 начинают устанавливаться в начальное положение. Затем цикл повторяется. При попадании звеньев в особое положение, при котором оси стойки 1, бедренного 2 и голенного звена 3 совпадают, сигналы от датчиков углового положения поступают в систему компьютерного управления, которая в соответствии с заданной программой управления, подает питающее напряжение на приводы 11, 14 и 18, которые посредством двуплечих рычагов 9, 12 и 15 поворачивают линейные приводы 10, 13 и 18 на заданные углы поворота. На случай сбоев в работе экзоскелетона, предусмотрены концевые датчики на каждом из шарниров 7, 8 и 19, которые сигнализируют микроконтроллеру о немедленной остановке выполнения заданного процесса.
Использование предлагаемой конструкции экзоскелетона позволяет расширить функциональные возможности его применения по сравнению с прототипом, а также снизить нагрузку на шарниры, соединяющие звенья.
Claims (1)
- Экзоскелетон, включающий в себя основание и привод поступательного движения, основание выполнено в виде трех звеньев, причем стойка шарнирно соединена с бедренным звеном, а бедренное звено шарнирно соединено с голенным звеном, которое шарнирно соединено со стопой, привод поступательного движения выполнен в виде трех независимых линейных приводов, кинематически связанных попарно со звеньями основания, отличающийся тем, что линейные приводы подвижно закреплены на звеньях с помощью двуплечих рычагов, кинематически связанных с приводами поступательного движения, неподвижно закрепленными на звеньях основания.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019107765U RU191115U1 (ru) | 2019-03-19 | 2019-03-19 | Экзоскелетон |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019107765U RU191115U1 (ru) | 2019-03-19 | 2019-03-19 | Экзоскелетон |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU191115U1 true RU191115U1 (ru) | 2019-07-24 |
Family
ID=67513247
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019107765U RU191115U1 (ru) | 2019-03-19 | 2019-03-19 | Экзоскелетон |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU191115U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU206505U1 (ru) * | 2020-04-20 | 2021-09-14 | Публичное акционерное общество "ГМК "Норильский никель" | Устройство для повышения безопасности при подъеме грузов |
RU206583U1 (ru) * | 2021-03-09 | 2021-09-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Экзомед" | Устройство для снижения нагрузки и повышения безопасности при подъеме грузов |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU156350U1 (ru) * | 2015-02-11 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Экзоскелетон |
US20160270997A1 (en) * | 2013-11-29 | 2016-09-22 | Rex Bionics Limited | Mobility Aid |
RU171262U1 (ru) * | 2016-07-11 | 2017-05-25 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Экзоатлет" | Бедренное звено активного ортеза ноги |
US9855654B2 (en) * | 2011-09-06 | 2018-01-02 | Wakayama University | Power assist robot apparatus and control method therefor |
US10039685B2 (en) * | 2015-06-23 | 2018-08-07 | The Regents Of The University Of California | Passive power-conservative artificial knee |
-
2019
- 2019-03-19 RU RU2019107765U patent/RU191115U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9855654B2 (en) * | 2011-09-06 | 2018-01-02 | Wakayama University | Power assist robot apparatus and control method therefor |
US20160270997A1 (en) * | 2013-11-29 | 2016-09-22 | Rex Bionics Limited | Mobility Aid |
RU156350U1 (ru) * | 2015-02-11 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Экзоскелетон |
US10039685B2 (en) * | 2015-06-23 | 2018-08-07 | The Regents Of The University Of California | Passive power-conservative artificial knee |
RU171262U1 (ru) * | 2016-07-11 | 2017-05-25 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Экзоатлет" | Бедренное звено активного ортеза ноги |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU206505U1 (ru) * | 2020-04-20 | 2021-09-14 | Публичное акционерное общество "ГМК "Норильский никель" | Устройство для повышения безопасности при подъеме грузов |
RU206583U1 (ru) * | 2021-03-09 | 2021-09-16 | Общество с ограниченной ответственностью "Экзомед" | Устройство для снижения нагрузки и повышения безопасности при подъеме грузов |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Asbeck et al. | Stronger, smarter, softer: next-generation wearable robots | |
CN111110519B (zh) | 一种多传感智能化可穿戴下肢外骨骼机器人 | |
Moltedo et al. | Powered ankle-foot orthoses: the effects of the assistance on healthy and impaired users while walking | |
Wiggin et al. | An exoskeleton using controlled energy storage and release to aid ankle propulsion | |
Asbeck et al. | Biologically-inspired soft exosuit | |
RU156350U1 (ru) | Экзоскелетон | |
Han et al. | The biomechanical study of lower limb during human walking | |
Chung et al. | Exoboot, a soft inflatable robotic boot to assist ankle during walking: Design, characterization and preliminary tests | |
CN101589983B (zh) | 穿戴式下肢外骨骼装置 | |
Zhang et al. | Assistive devices of human knee joint: A review | |
Malosio et al. | A spherical parallel three degrees-of-freedom robot for ankle-foot neuro-rehabilitation | |
CN201510472U (zh) | 穿戴式下肢外骨骼装置 | |
RU156507U1 (ru) | Экзоскелет нижних конечностей | |
Bartenbach et al. | Concept and design of a modular lower limb exoskeleton | |
CN209316409U (zh) | 一种可穿戴式电驱助力外骨骼下肢机构 | |
RU191115U1 (ru) | Экзоскелетон | |
Pardoel et al. | Development and testing of a passive ankle exoskeleton | |
Rossi et al. | WAKE-up: A wearable ankle knee exoskeleton | |
Yan et al. | A novel adaptive oscillators-based control for a powered multi-joint lower-limb orthosis | |
CN209036530U (zh) | 一种多自由度自适应膝关节康复训练外骨骼 | |
Głowiński et al. | A kinematic model of a humanoid lower limb exoskeleton with pneumatic actuators | |
Jiang et al. | Review of anatomy-based ankle–foot robotics for mind, motor and motion recovery following stroke: design considerations and needs | |
RU2665386C1 (ru) | Пассивный реабилитационный экзоскелет | |
CN109318208A (zh) | 一种多自由度自适应膝关节康复训练外骨骼 | |
CN111870487A (zh) | 下肢康复机械外骨骼装置及其控制方法 |