RU2075988C1

RU2075988C1 - Walking facilitating apparatus

Info

Publication number: RU2075988C1
Application number: RU94024298A
Authority: RU
Inventors: Евгений Александрович Осадчий
Original assignee: Акционерное общество "Западно-украинский бизнес-центр"
Priority date: 1994-06-29
Filing date: 1994-06-29
Publication date: 1997-03-27
Also published as: RU94024298A

Abstract

FIELD: sports and medical equipment. SUBSTANCE: apparatus has carcass with members secured to human body, two pairs of levers, each consisting of coxofemoral and talocrural levers interconnected through pivot unit and connected with one end to carcass and with other end to boot supporting platform. Pivot unit retaining mechanism with ratchet toothed gear is adapted to connect levers and is provided with pair of wheels having ratchet toothed gear. Pivot unit retaining mechanism is kinematically connected with movable platform and fixed at the level of knee joint. Levers are made composite. It allows levers to be adjusted in accordance with anthropometrical parameters of User's limbs. EFFECT: simplified construction, increased efficiency and enhanced reliability in operation. 16 dwg

Description

Изобретение относится к спорту и медицинской технике, а именно, к ортопедии. The invention relates to sports and medical equipment, namely, orthopedics.

Известно устройство для ходьбы (авт.св. СССР N 975012, кл. А 61 Н 3/00), содержащее каркас с элементами крепления к туловищу, шарнирно связанные с каркасом с помощью оси тазобедренные и голеностопные рычаги, снабженные элементами крепления к ноге и опорной платформой, установленной на свободном конце рычагов. Оно также снабжено шестерней и рукояткой, установленными на общей оси, причем, шестерня укреплена на каркасе, рукоятка установлена с возможностью перемещения относительно шестерни, а рычаги выполнены в виде двух шарнирно связанных звеньев, снабжены ограничителем и имеют зубчатый сектор, взаимодействующий с шестерней. A device for walking (ed. St. USSR N 975012, class A 61 N 3/00), containing a frame with fastening elements to the body, pivotally connected to the frame using the axis of the hip and ankle levers equipped with fastening elements to the leg and support a platform mounted on the free end of the levers. It is also equipped with a gear and a handle mounted on a common axis, moreover, the gear is mounted on the frame, the handle is mounted for movement relative to the gear, and the levers are made in the form of two pivotally connected links, equipped with a limiter and have a gear sector interacting with the gear.

Совпадающими с предлагаемым устройством признаками являются каркас с элементами крепления к туловищу, шарнирно связанные с каркасом с помощью оси две пары тазобедренных и голеностопных рычагов, снабженных элементами крепления к ноге и опорная платформа, установленная на свободном конце голеностопного рычага. Рычаги выполнены в виде двух шарнирно связанных звеньев. The features coinciding with the device proposed are a frame with fastening elements to the body, two pairs of hip and ankle levers equipped with fastening elements to the leg and a support platform mounted on the free end of the ankle lever pivotally connected to the frame with the axis. The levers are made in the form of two pivotally connected links.

Данное устройство не обеспечивает поддержание массы тела пользователя, ввиду того, что используемые в нем шарнирные соединения обладают свойством полной подвижности, что не позволяет динамически создавать жесткую опорную конструкцию без использования мышечных усилий рук. This device does not provide support for the user's body mass, due to the fact that the articulated joints used in it have the property of full mobility, which does not allow you to dynamically create a rigid support structure without the use of muscle efforts of the hands.

Известно также устройство для шагового перемещения (авт.св. СССР N 1669108, кл. А 63 В 25/10, 1991), содержащее каркас с элементами крепления к туловищу, шарнирно связанные с каркасом две пары рычагов, каждая из которых состоит из соединенных между собой посредством шарнирных узлов тазобедренного и голеностопного рычагов с элементами крепления к ногам, и шарнирно связанные со свободными концами голеностопных рычагов опорные платформы для обуви. Каждый из шарнирных узлов, соединяющий рычаги, снабжен механизмом фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением в виде сегмента с наклонными зубьями и взаимодействующей с ними собачкой и средством управления собачкой. Also known is a device for step-by-step movement (ed. St. USSR N 1669108, class A 63 B 25/10, 1991), comprising a frame with fastening elements to the body, two pairs of levers pivotally connected to the frame, each of which consists of connected between by means of hinged nodes of the hip and ankle levers with fastening elements to the legs, and support platforms for the shoes pivotally connected to the free ends of the ankle levers. Each of the hinge assemblies connecting the levers is equipped with a mechanism for fixing the hinge assembly with ratchet gear in the form of a segment with inclined teeth and a dog interacting with them and a dog control.

Совпадающими с предлагаемым устройством признаками являются каркас с элементами крепления к туловищу, шарнирно связанные с каркасом две пары рычагов, каждая из которых состоит из соединенных между собой посредством шарнирных узлов тазобедренного и голеностопных рычагов с элементами крепления к ногам и шарнирно связанные со свободными концами голеностопных рычагов опорные платформы. Шарнирные узлы, соединяющие рычаги, снабжены механизмом фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением со средствами управления им. Signs that match the proposed device are a frame with fastening elements to the body, two pairs of levers pivotally connected to the frame, each of which consists of interconnected by hinged nodes of the hip and ankle levers with fastening elements to the legs and supporting pivotally connected to the free ends of the ankle levers platforms. The hinge assemblies connecting the levers are equipped with a mechanism for fixing the hinge assembly with ratchet gearing with controls for it.

Устройство обеспечивает поддержание и передвижение пользователя, но не обладает достаточным удобством применения, а механизм фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением шарнирных узлов недостаточно надежен. The device provides support and movement of the user, but does not have sufficient usability, and the mechanism for fixing the hinge assembly with ratchet gearing of the hinge assemblies is not reliable enough.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является шагопед (авт.св. СССР N 1814911, кл. А 63 В 25/00), содержащий каркас с элементами крепления к туловищу, шарнирно связанные с каркасом четыре пары рычагов, каждая из которых состоит из соединенных между собой посредством шарнирного узла тазобедренного и голеностопного рычагов, шарнирно связанные со свободными концами голеностопных рычагов опорные платформы для обуви, шарнирный узел с механизмом фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением, кинематически связанные между собой полусферические зубчатые колеса, валы и барабан с тросом, а механизм фиксации шарнирного узла, соединяющего рычаги, выполнен в виде пары колес с храповым зубчатым зацеплением, кинематически связанным с подвижной платформой для обуви, при этом голеностопные рычаги выполнены с возможностью осевого перемещения. The closest in technical essence to the proposed technical solution is a step-pedal (autosw. USSR N 1814911, class A 63 B 25/00) containing a frame with fastening elements to the body, four pairs of levers pivotally connected to the frame, each of which consists of of the supporting platforms for shoes, articulated with a hinge assembly of the hip and ankle levers, articulated with the free ends of the ankle levers, a hinge assembly with a locking mechanism for the hinge assembly with ratchet gear, kinema hemispherical gears, shafts and a drum with a cable connected to each other, and the locking mechanism of the hinge unit connecting the levers is made in the form of a pair of wheels with ratchet gear kinematically connected with a movable shoe platform, while the ankle arms are made with the possibility of axial movement .

Общими с предлагаемым техническим решением признаками являются каркас с элементами крепления к туловищу, шарнирно связанные с каркасом две пары рычагов, каждая из которых состоит из соединенных между собой посредством шарнирного узла тазобедренного и голеностопного рычагов и соединена одним концом с каркасом, а другим с опорной платформой для обуви, механизм фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением, соединяющий рычаги, выполнен в виде пары колес с храповым зубчатым зацеплением, кинематически связанный с подвижной платформой. Common with the proposed technical solution features are a frame with fastening elements to the body, two pairs of levers pivotally connected to the frame, each of which consists of a joint between the hip and ankle levers and is connected at one end to the frame and the other to the supporting platform for shoe, the locking mechanism of the hinge assembly with ratchet gear connecting the levers is made in the form of a pair of wheels with ratchet gear, kinematically connected with the movable circuit form.

Устройство конструктивно усложнено и требует постоянного использования мышечных сил рук для поддержания и перемещения массы тела. Это в свою очередь не позволяет использовать мышечную силу рук для выполнения других функций (например, перенос груза) одновременно с поддержанием массы тела и передвижением. Кроме того, механизм фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением, соединяющий рычаги, также излишне усложнен и не обладает достаточной надежностью, а устройство недостаточно удобно в применении и транспортировке. The device is structurally complicated and requires constant use of the muscle strength of the hands to maintain and move body weight. This, in turn, does not allow the use of the muscle strength of the hands to perform other functions (for example, weight transfer) while maintaining body weight and movement. In addition, the locking mechanism of the hinge assembly with ratchet gear connecting the levers is also unnecessarily complicated and does not have sufficient reliability, and the device is not convenient enough for use and transportation.

В основу изобретения поставлена задача создать такое устройство для ходьбы, в котором новое конструктивное выполнение механизма фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением и средств управления его подвижностью, а также опорных рычагов и элементов крепления к туловищу, позволило получить устройство для ходьбы упрощенной конструкции с повышенной надежностью и простотой регулирования устройства под антропометрические параметры пользователя, возможностью закрепления устройства под одеждой и внутри обуви и удобства транспортировки. The basis of the invention is the task of creating such a device for walking, in which a new structural embodiment of the locking mechanism of the hinge assembly with ratchet gearing and means of controlling its mobility, as well as supporting levers and fastening elements to the body, made it possible to obtain a device for walking a simplified design with increased reliability and the simplicity of adjusting the device for anthropometric user parameters, the possibility of fixing the device under clothes and inside shoes and the convenience of trans ortirovki.

Поставленная задача решается устройством, содержащим каркас с элементами крепления к туловищу, шарнирно связанные с каркасом две пары рычагов, каждая из которых состоит из соединенных между собой посредством шарнирного узла тазобедренного и голеностопного рычагов и соединена одним концом с каркасом, а другим с опорной платформой для обуви, механизм фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением, соединяющий рычаги, выполнен в виде пары колес с храповым зубчатым зацеплением и кинематически связан с подвижной платформой, а механизм фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением дублирован на уровне коленного сустава и состоит из подвижного цилиндрического многозубчатого храпового колеса с профильным осевым отверстием и наклонными зубьями и цилиндрическим углублением на одном торце и расположенного с возможностью перемещения по многогранной части оси коленного шарнира, помещенной внутри кольцевого углубления неподвижного храпового цилиндрического колеса, расположенного на выступах подколенного щитка, двух цилиндрических пружин, одна из которых с большим усилием сжатия расположена между радиальным подшипником на подколенном щитке и выступающими концами штифта, пропущенного через многогранную часть оси коленного сустава и цилиндрический концевик троса, и находящегося в соприкосновении с поверхностью цилиндрического углубления подвижного храпового колеса, а вторая пружина с меньшим усилием сжатия расположена в цилиндрических углублениях на втором торце подвижного храпового колеса и корпуса надколенного щитка, троса с цилиндрическим концевиком, пронизанного перпендикулярно оси штифтом, ось коленного шарнира со стороны надколенного щитка имеет следующие друг за другом осевые цилиндрические углубления различного диаметра для размещения заглушки, цилиндрического концевика троса, троса, а со стороны подколенного щитка
конусное углубление, переходящее в цилиндрическое, где размещен трос, при этом трос связан через устройство натяжения с "П" образной скобой, расположенной внутри стремени голеностопного щитка и взаимодействующей с опорной платформой для обуви, а рычаги выполнены сборными и состоят из паховых щитков, полос, надколенных щитков, подколенных щитков, голеностопных щитков и шарниров для регулирования щитков под антропометрические параметры конечностей пользователя.The problem is solved by a device containing a frame with fastening elements to the body, two pairs of levers pivotally connected to the frame, each of which consists of a joint between the hip and ankle levers and is connected at one end to the frame and the other to the shoe support platform , the locking mechanism of the hinge assembly with ratchet gear connecting the levers is made in the form of a pair of wheels with ratchet gear and is kinematically connected with a movable platform, and the fur the anism of fixation of the hinge assembly with ratchet gear is duplicated at the level of the knee joint and consists of a movable cylindrical multi-toothed ratchet wheel with a axial profile hole and inclined teeth and a cylindrical recess at one end and located on the polyhedral part of the axis of the knee joint placed inside the annular recess a fixed ratchet cylindrical wheel located on the protrusions of the popliteal flap, two coil springs, one of which With a large compression force, it is located between the radial bearing on the popliteal flap and the protruding ends of the pin passed through the multifaceted part of the axis of the knee joint and the cylindrical end of the cable and is in contact with the surface of the cylindrical recess of the movable ratchet wheel, and the second spring with a lower compression force is located in cylindrical recesses at the second end of the movable ratchet wheel and the body of the patellar flap, a cable with a cylindrical end, pierced by a perpendicular bright axis with a pin, the axis of the knee hinge on the side of the patellar flap has axial cylindrical recesses of different diameters following each other to accommodate the plugs, the cylindrical end of the cable, the cable, and from the side of the popliteal shield
the conical recess, turning into a cylindrical one, where the cable is placed, the cable being connected through a tension device to a “P” shaped bracket located inside the stapes of the ankle plate and interacting with the supporting platform for shoes, and the levers are prefabricated and consist of inguinal shields, bands, patellar flaps, popliteal flaps, ankle flaps and hinges for adjusting the flaps under the anthropometric parameters of the user's limbs.

Отличительными признаками этого устройства является то, что механизм фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением дублирован на уровне коленного сустава и состоит из подвижного цилиндрического многозубчатого храпового колеса с профильным осевым отверстием и наклонными зубьями и цилиндрическим углублением на одном торце и расположенного с возможностью перемещения по многогранной части оси коленного шарнира, помещенной внутри кольцевого углубления неподвижного храпового цилиндрического колеса, расположенного на выступах подколенного щитка, двух цилиндрических пружин, одна из которых с большим усилием сжатия расположена между радиальным подшипником на подколенном щитке и выступающими концами штифта, пропущенного через многогранную часть оси коленного сустава и цилиндрический концевик троса, и находящегося в соприкосновении с поверхностью цилиндрического углубления подвижного храпового колеса, а вторая пружина с меньшим усилием сжатия расположена в цилиндрических углублениях на втором торце подвижного храпового колеса и корпуса надколенного щитка, троса с цилиндрическим концевиком, пронизанного перпендикулярно оси штифтом, ось коленного шарнира со стороны надколенного щитка имеет следующие друг за другом осевые цилиндрические углубления различного диаметра для размещения заглушки, цилиндрического концевика троса, троса, а со стороны подколенного щитка - конусное углубление, переходящее в цилиндрическое, где размещен трос, при этом трос связан через устройство натяжения с "П"-образной скобой, расположенной внутри стремени голеностопного щитка и взаимодействующей с опорной платформой для обуви, а рычаги выполнены сборными и состоят из паховых щитков, полос, надколенных щитков, подколенных щитков, голеностопных щитков и шарниров для регулирования щитков под антропометрические параметры конечностей пользователя. Distinctive features of this device is that the locking mechanism of the hinge assembly with ratchet gear is duplicated at the level of the knee joint and consists of a movable cylindrical multi-toothed ratchet wheel with a axial profile hole and inclined teeth and a cylindrical recess at one end and located with the possibility of movement along the multifaceted part the axis of the knee joint placed inside the annular recess of the fixed ratchet cylindrical wheel located on the protrusion Axis of the popliteal flap, two coil springs, one of which with great compression force is located between the radial bearing on the popliteal flap and the protruding ends of the pin, passed through the multifaceted part of the axis of the knee joint and the cylindrical end of the cable, and which is in contact with the surface of the cylindrical recess of the movable ratchet wheel and the second spring with a lower compression force is located in cylindrical recesses on the second end of the movable ratchet wheel and the body of the patellar shield a rope with a cylindrical end, pierced perpendicular to the axis by a pin, the axis of the knee hinge on the side of the knee shield has successive axial cylindrical recesses of various diameters to accommodate the plugs, the cylindrical end of the cable, cable, and on the side of the popliteal shield there is a conical recess that turns into cylindrical, where the cable is located, while the cable is connected through a tension device to a "P" -shaped bracket located inside the stapes of the ankle plate and interacting with the support plate shoe mold, and the levers are prefabricated and consist of inguinal flaps, strips, patellar flaps, popliteal flaps, ankle flaps and hinges for adjusting the flaps under the anthropometric parameters of the user's limbs.

Совокупность вышеперечисленных признаков предлагаемого устройства позволяет получить технический результат, заключающийся в том, что создано устройство для ходьбы упрощенной конструкции с повышенной надежностью и простотой регулирования устройства под антропометрические параметры пользователя, возможностью закрепления устройства под одеждой и внутри обуви и удобства транспортировки. The combination of the above characteristics of the proposed device allows to obtain a technical result, namely, that a device for walking a simplified design with increased reliability and ease of regulation of the device for anthropometric user parameters, the possibility of fixing the device under clothes and inside shoes and ease of transportation.

На фиг. изображено устройство, закрепленное на теле пользователя, вид спереди; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 вид сзади; на фиг. 4 - коленный шарнир в сборе, вид сбоку, наружная сторона; на фиг. 5 то же, вид спереди; на фиг. 6 внутренняя сторона корпуса коленного шарнира, вид спереди; на фиг. 7 тыльная сторона корпуса коленного шарнира; на фиг. 8 - корпус коленного шарнира в разрезе, вид сбоку; на фиг. 9 храповое колесо коленного шарнира; на фиг. 10 голеностопный узел, вид снизу; на фиг. 11 - седло, вид снизу; на фиг. 12 вид сбоку; на фиг. 13 основание опорного седла в разрезе по А-А фиг. 11; на фиг. 14 узел I натяжения троса по фиг. 2; на фиг. 15 основание опорного седла, вид сбоку и сверху; на фиг. 16 - механизм фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением в разрезе по Б-Б фиг. 5;
Устройство содержит (фиг. 1, 2 и 3) каркас, состоящий из опорного седла 1, паховые щитки 2, трехугольную рамку 3, рычаги, включающие полосы 4, надколенные щитки 5, подколенные щитки 6, полосы 7, голеностопные щитки 8 со стременем, рояльные петли щитков 9, трос 10 управления механизмом фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением, (фиг.14) втулку 11 узла регулирования натяжения троса (фиг. 2 и 3) элементы крепления, включающие фиксирующие ремни 12, поясной ремень 13, (фиг. 3) "Т"-образную планку 14 с костыликами и карданным соединением, поддерживающий ремень (планку) 15, (фиг. 3) подтяжки 16 (фиг. 13 и 17) основание 17 опорного седла, (фиг. 13) фиксатор 18 основания, (фиг. 11 и 12) корпус 19 крепления основания (фиг. 11) сферические (шаровые) подшипники 20, втулка 21 оси, ось 22, (фиг. 13) амортизирующую накладку 23 седла, чехол 24 седла, (фиг. 12) ось 25 коленного шарнира (фиг. 4-6,8 и16)гайку 26, (фиг. 14) "П"-образную скобу 28 с основанием 27, пропущенную длинными концами через отверстия в подвижной опорной платформе (стрелке обуви) 29, (фиг. 10) механизм фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением, состоящий из цилиндрического храпового колеса 30 с наклонными зубьями на торце и цилиндрическим углублением 31, профильного осевого отверстия 32 неподвижного храпового цилиндрического колеса 33, расположенного на выступах подколенного щитка 6 (фиг. 9 и 8), цилиндрических пружин 34 и 35, радиального подшипника 36, кольцевого углубления 37 на выступе надколенного щитка 5, заглушки 38, цилиндрического концевика 39 троса, цилиндрического углубления 40 оси 25, штифта 41, окна 42, воронки 43 (фиг. 16).In FIG. shows a device mounted on the user's body, front view; in FIG. 2 same side view; in FIG. 3 rear view; in FIG. 4 - knee joint assembly, side view, outer side; in FIG. 5 same front view; in FIG. 6 inner side of the knee joint body, front view; in FIG. 7 back of the knee joint body; in FIG. 8 - sectional knee hinge body, side view; in FIG. 9 ratchet wheel of the knee joint; in FIG. 10 ankle node, bottom view; in FIG. 11 - saddle, bottom view; in FIG. 12 side view; in FIG. 13 the base of the support saddle in section along aa of FIG. eleven; in FIG. 14, the cable tension unit I in FIG. 2; in FIG. 15 the base of the support saddle, side view and top; in FIG. 16 is a mechanism for fixing a hinge assembly with ratchet gear in section according to BB in FIG. 5;
The device contains (Fig. 1, 2 and 3) a frame consisting of a support saddle 1, inguinal flaps 2, a triangular frame 3, levers including strips 4, patellar flaps 5, popliteal flaps 6, strips 7, ankle flaps 8 with stirrups, the piano hinges of the shields 9, the cable 10 for controlling the mechanism of fixing the hinge assembly with ratchet gear (Fig. 14) the sleeve 11 of the cable tension control unit (Figs. 2 and 3) fastening elements including fixing belts 12, waist belt 13, (Fig. 3) "T" -shaped bar 14 with crutches and a gimbal connection, supporting p smaller (strap) 15, (Fig. 3) suspenders 16 (Figs. 13 and 17) the base 17 of the support saddle, (Fig. 13) the base lock 18, (Figs. 11 and 12) the base fastening body 19 (Fig. 11) spherical (ball) bearings 20, axis sleeve 21, axis 22, (Fig. 13) shock absorbing pad 23 of the saddle, seat cover 24, (Fig. 12) knee joint axis 25 (Figs. 4-6.8 and 16), nut 26, (Fig. 14) A "U" -shaped bracket 28 with a base 27, passed through the long ends through the holes in the movable support platform (arrow shoes) 29, (Fig. 10) the locking mechanism of the hinge assembly with ratchet gear, consisting of a cylindrical ratchet wheel 30 with inclined teeth at the end and a cylindrical recess 31, a profile axial hole 32 of a fixed ratchet spur wheel 33 located on the protrusions of the popliteal flap 6 (Fig. 9 and 8) , coil springs 34 and 35, a radial bearing 36, an annular recess 37 on the protrusion of the patellar flap 5, a plug 38, a cylindrical cable end 39, a cylindrical recess 40 of the axis 25, a pin 41, a window 42, a funnel 43 (f 16 g).

Работа устройства следующая. Тело пользователя прикрепляется к каркасу с элементами крепления к туловищу. Для этого, оно подвешивается в тазобедренной области на седле 1 и/или в подмышечной области на костыликах планки 14. Для удобства применения основание седла 1 имеет амортизационное покрытие 23 с чехлом 24. При этом костылики планки 14 через карданное соединение планки 15, упираются в седло 1 и через него в паховые шарниры (подшипники) 20, на осях 22 которых крепятся тазобедренные рычаги, которые образуются путем помещения в карман щитка 2 одного из концов полосы 4, а в карман щитка 5 другого. Свободный конец тазобедренных рычагов через шарнирный узел с осью 25 взаимодействует с голеностопными рычагами, также состоящими из элементов. Так, ось 25 шарнирного узла расположена на одном конце щитка 6, в кармане которого расположен один конец полосы 7, а другой конец полосы помещается в карман щитка 8. Щиток 6, полоса 7 и щиток 8 в сборе и представляют собой голеностопный рычаг. При этом, длина полос 4 и 7 подбирается таким образом, чтобы длина рычагов соответствовала длине нижней конечности (от тазобедренного сустава до подошвы стопы). В свою очередь, щитки 2,5,6 и 8 также регулируются под антропометрические параметры пользователя. Для этого, проворачивая звенья щитков 2,5,6 и 8 относительно рояльных петель 9 добиваются соответствия кривизны внутренней поверхности щитков, соответствующей форме взаимодействующей с ней конечности. После этого полученная форма щитков фиксируется, например, стопорением подвижности петель 9. Седло в паховой области удерживается подтяжками 16, рамкой 3, ремнем (планкой) 15. Нижние конечности крепятся к рычагам с помощью щитков 2, 5, 6 и 8, ремней 12. Таким образом, с помощью шарниров 9 и различной длины полос 4 и 7, вставляемых в карманы на щитках, элементы конструкции выполняются под антропометрические параметры пользователя. В области коленного сустава выступы щитков 5 и 6 образуют шарнирные узлы на многогранной оси 25, на которой перемещается храповое колесо 30, удерживаемое с двух сторон цилиндрическими пружинами 34 и 35. При этом усилие пружины 35 должно превышать усилие пружины 34. Тогда в исходном состоянии при разгруженной опорной платформе 29, храповое колесо 30 не взаимодействует с зубьями колеса 33. Под действием массы тела и груза опорная платформа 29 воздействует на основание скобы 27, которая перемещается относительно стремени голеностопного щитка 8. Стремя упирается в подошву обуви и соответственно тросы 10 вытягиваются из осевого отверстия осей 25. Цилиндрические концы 39 тросов 10 с продетыми штифтами 41 сжимают пружины 35. В результате, под действием усилия пружин 34, колеса 30 вводятся в зацепление с колесами 33. Наличие цилиндрических отверстий в щитке 6 позволяет осуществлять движение в одном направлении за счет возможности свободного вращения осей 25 и храпового эффекта в шарнирных узлах. В таком случае, если пользователь нагружает опорные платформы 29 в сидячем положении т.е. сидя упирается ногами в дорожное покрытие, а затем переходит в вертикальное положение, то за счет храпового эффекта зубьев колес 30 и 33 происходит взаимное распрямление рычагов конструкции в шарнирных узлах. Если возникает необходимость в подъеме и перемещении груза, то он крепится к коротким концам планки 14. При достижении вертикального положения мышцы ног расслабляются и за счет храпового эффекта в шарнирных узлах обеспечивается режим отдыха пользователя на опорном седле 1 и/или поддерживающих костыликах планки 14. The operation of the device is as follows. The user's body is attached to the frame with fastening elements to the body. For this, it is suspended in the hip region on the saddle 1 and / or in the axillary region on the crutches of the strap 14. For ease of use, the base of the saddle 1 has a cushion cover 23 with a cover 24. In this case, the crutches of the strap 14 through the gimbal connection of the strap 15, abut against the saddle 1 and through it into the inguinal joints (bearings) 20, on the axes 22 of which are attached the hip levers, which are formed by placing one of the ends of the strip 4 in the pocket of the shield 2 and the other in the shield pocket 5. The free end of the hip levers through a hinge assembly with an axis 25 interacts with ankle levers, also consisting of elements. So, the axis 25 of the hinge assembly is located at one end of the shield 6, in the pocket of which one end of the strip 7 is located, and the other end of the strip is placed in the pocket of the shield 8. The shield 6, strip 7 and the shield 8 are assembled and represent an ankle lever. At the same time, the length of strips 4 and 7 is selected so that the length of the levers corresponds to the length of the lower limb (from the hip joint to the sole of the foot). In turn, the guards 2,5,6 and 8 are also regulated by the user’s anthropometric parameters. To do this, turning the links of the flaps 2,5,6 and 8 relative to the piano loops 9 achieve the correspondence of the curvature of the inner surface of the flaps, corresponding to the shape of the limb interacting with it. After that, the obtained shape of the flaps is fixed, for example, by locking the mobility of the loops 9. The saddle in the inguinal region is held by suspenders 16, frame 3, strap (strap) 15. The lower limbs are attached to the levers with the help of flaps 2, 5, 6 and 8, belts 12. Thus, with the help of hinges 9 and various lengths of strips 4 and 7 inserted into pockets on the flaps, structural elements are performed under the anthropometric parameters of the user. In the area of the knee joint, the protrusions of the shields 5 and 6 form hinge assemblies on the polyhedral axis 25, on which the ratchet wheel 30 is held, supported on both sides by coil springs 34 and 35. In this case, the force of the spring 35 should exceed the force of the spring 34. Then, in the initial state, the unloaded support platform 29, the ratchet wheel 30 does not interact with the teeth of the wheel 33. Under the influence of body weight and load, the support platform 29 acts on the base of the bracket 27, which moves relative to the stapes of the ankle shield 8. Stirrup shafts into the sole of the shoe and, accordingly, the cables 10 are pulled out from the axial hole of the axes 25. The cylindrical ends 39 of the cables 10 with threaded pins 41 compress the springs 35. As a result, under the action of the springs 34, the wheels 30 are engaged with the wheels 33. The presence of cylindrical holes in The shield 6 allows movement in one direction due to the possibility of free rotation of the axes 25 and the ratchet effect in the hinge nodes. In this case, if the user loads the support platform 29 in a sitting position i.e. sitting rests his feet on the road surface, and then goes into a vertical position, then due to the ratchet effect of the teeth of the wheels 30 and 33, the arms of the structure are mutually straightened in the hinged nodes. If there is a need to lift and move the load, it is attached to the short ends of the strap 14. When the vertical position is reached, the leg muscles relax and due to the ratchet effect in the hinged nodes, the user rests on the saddle 1 and / or supporting crutches of the strap 14.

Таким образом, в статическом положении масса пользователя и груз поддерживаются в тазобедренной и/или подмышечных областях на жестком каркасе, образованном седлом 1, планкой 14 с костыликами, щитками 2, 5, 6 и 8, полосами 4 и 7. При этом в режиме стоячего отдыха усилия мышц используются только для удержания тела человека от опрокидывания. Thus, in a static position, the user's mass and load are supported in the hip and / or axillary regions on a rigid frame formed by a saddle 1, a strap 14 with crutches, shields 2, 5, 6 and 8, stripes 4 and 7. In this case, in the stand-by mode resting muscle efforts are used only to keep the human body from tipping over.

Работа устройства в динамике отличается тем, что свобода перемещения нижних конечностей пользователя достигается перенесением центра тяжести на опорную конечность и освобождением за счет этого опорной платформы 29 не опорной конечности. Соответственно, под действием усилия пружины 35 колеса 30 выходят из зацепления с зубьями колес 33 шарнирных узлов не опорной конечности и шарнирные узлы разблокируются. Тем самым становится возможным подъем, сгибание и перемещение вперед этой конечности, т.е. делается естественное шаговое движение. Масса тела и груза продолжают удерживаться на жесткой конструкции, образованной тазобедренным и голеностопным рычагами опорной конечности. При возникновении необходимости приседания, в том числе с грузом, центр тяжести переносится на носки обуви и с помощью голеностопных мышц разгружаются опорные платформы 29 в зонах их взаимодействия с основанием скоб 27. В результате шарнирные соединения коленных суставов обеих конечностей обретают полную подвижность и становится возможным осуществление приседания. При этом, на любой стадии перемещения (подъема, приседания, шагового перемещения) пользователь разгружает свой скелетно-мышечный аппарат за счет возможности управляющего воздействия на шарнирные узлы с механизмом фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением с использованием незначительного мышечного усилия. Наличие сферических подшипников 20 позволяет осуществлять естественные движения конечностям в тазобедренных суставах, а наличие стремян, помещаемых в обувь, снимает ограничение подвижности в голеностопных суставах. Дублирование механизмов фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением, расположенных с двух сторон коленного сустава, многозубчатость их зацепления и обеспечение щадящего режима функционирования при распрямлении опорной конечности повышает надежность функционирования устройства. The operation of the device in dynamics is characterized in that the freedom of movement of the lower limbs of the user is achieved by transferring the center of gravity to the supporting limb and releasing the non-supporting limb due to this supporting platform 29. Accordingly, under the action of the spring force 35, the wheels 30 disengage from the teeth of the wheels 33 of the non-supporting limb hinge assemblies and the hinge assemblies are unlocked. This makes it possible to lift, bend and move forward this limb, i.e. a natural step motion is made. The mass of the body and the load continue to be held on a rigid structure formed by the hip and ankle arms of the supporting limb. When it becomes necessary to squat, including with the load, the center of gravity is transferred to the toes of the shoes and using the ankle muscles the support platforms 29 are unloaded in the areas of their interaction with the base of the brackets 27. As a result, the articulated joints of the knee joints of both limbs gain full mobility and it becomes possible to implement squats. At the same time, at any stage of movement (lifting, squats, step movement), the user unloads his musculoskeletal system due to the possibility of a control action on the hinge assemblies with a locking mechanism for the hinge assembly with ratchet gear using little muscle effort. The presence of spherical bearings 20 allows natural movements of the limbs in the hip joints, and the presence of stirrups placed in shoes removes the limitation of mobility in the ankle joints. Duplication of mechanisms of fixation of the hinge assembly with ratchet gear located on both sides of the knee joint, their multi-gearing and the provision of a sparing mode of operation when the support limb is straightened increases the reliability of the device.

В результате у пользователя появляется возможность стоячего отдыха, ходьбы с поддержанием массы тела и груза во всех режимах шагового перемещения, переход из стоячего положения в сидячее и наоборот. Разборная конструкция устройства и возможность ношения под одеждой повышает удобство его применения. Первоначальное обучение пользователя применению устройства должно производиться либо инструкторами, либо с помощью инструкции, с подстраховкой от падения самостоятельно. Таким образом, расширяется возможность использования устройства, в частности для профилактики статического стреса, повышается надежность функционирования и удобство его применения. As a result, the user has the opportunity of standing rest, walking while maintaining body weight and weight in all modes of step movement, the transition from a standing position to a sitting position and vice versa. The collapsible design of the device and the ability to be worn under clothes increases its ease of use. The initial user training for the use of the device should be done either by instructors, or by using the instructions, with safety against falling on their own. Thus, the possibility of using the device is expanded, in particular for the prevention of static stress, the reliability of operation and the convenience of its use are increased.

Claims

A pedopedic pedal, comprising a frame with fastening elements to the body, two pairs of levers pivotally connected to the frame, each of which consists of interconnected by an articulated node of the hip and ankle levers and is connected at one end to the frame and the other with a support platform for shoes, the locking mechanism the hinge assembly with ratchet gear connecting the levers is made in the form of a pair of wheels with ratchet gear and is kinematically connected with a movable platform, characterized in that the locking mechanism the hinge unit with ratchet gear is duplicated at the level of the knee joint and consists of a movable cylindrical multi-toothed ratchet wheel with a axial profile hole, inclined teeth and a cylindrical recess at one end, and located on the polyhedral part of the axis of the knee hinge placed inside the annular recess of the fixed ratchet cylindrical wheels located on the protrusions of the popliteal flap, two coil springs, one of which with a large mustache or compression is located between the radial bearing on the popliteal flap and the protruding ends of the pin, passed through the many-sided part of the axis of the knee joint and the cylindrical end of the cable and in contact with the surface of the cylindrical recess of the movable ratchet wheel, and the second spring with a lower compression force is located in the cylindrical recesses on the second the end face of the movable ratchet wheel and the body of the patellar flap, a cable with a cylindrical end, pierced perpendicular to the axis by a pin, the knee hinge on the side of the patellar flap has axial cylindrical recesses of different diameters following each other to accommodate the plugs, the cylindrical end of the cable, the cable, and on the side of the popliteal flap there is a conical recess that goes into the cylindrical where the cable is located, and the cable is connected through the device tension with a U-shaped bracket located inside the stapes of the ankle shield and interacting with the supporting platform for shoes, and the levers are prefabricated and consist of inguinal shields, strips, adkolennyh, hamstring and ankle guards and hinges for adjusting the flaps under the anthropometric parameters of the user limbs.