RU218890U1 - Пассивный экзоскелет - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к устройствам, облегчающим перемещение грузов при помощи ручного труда и предназначенным для усиления физических возможностей человека, может быть использована в быту и на производстве, например при проведении погрузочно-разгрузочных работ, а также для транспортировки тяжелых грузов. Пассивный экзоскелет состоит из опорной пластины с U-образным изгибом в области поясничного отдела позвоночника, которая выполнена с возможностью закрепления на спине человека-оператора посредством грудного и поясного ремней с пряжками и плечевых лямок, и манжет ног. При этом ремни пояса и ремни, идущие к манжетам ног, представляют собой единый цельный кусок эластичной ленты, свободно скользящей сквозь пряжки. Опорная пластина имеет сетчатую структуру. Обеспечивается снижение нагрузки на плечи и мышцы спины. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к устройствам, облегчающим перемещение грузов при помощи ручного труда и предназначенным для усиления физических возможностей человека, может быть использована в быту и на производстве, например при проведении погрузочно-разгрузочных работ, а также для транспортировки тяжелых грузов.

Известно большое количество технических решений экзо- или «внешних» скелетов, реализующих идею разгрузки, состоящих из каркаса с элементами крепления к туловищу, двух пар рычагов, шарнирно соединенных между собой, которые выполняют функции бедра и голеностопа, а также с каркасом и опорой стопы. Указанные устройства приводятся в движение под действием мышц, поэтому относятся к пассивным конструкциям.

Из уровня техники известен грузовой экзоскелет, который содержит каркас с элементами крепления к туловищу, две пары тазобедренных и голеностопных рычагов. Каркас состоит из плечевого блока в виде комбинации Х-образно соединенных пластин, Г-образно изогнутых на концах, и соединенного с ним спинным карданным узлом через две опорные площадки поясничного блока, состоящего из пояса-коромысла, изогнутого по форме поясничной области тела человека, где в верхней серединной точке коромысла крепится опорная площадка спинного кардана, а концы коромысла с элементами крепления колец карданов опущены и находятся на уровне тазобедренных суставов. Соединение пространственных оболочек тазобедренных рычагов с каркасом осуществляется посредством кольцевых карданов с двумя степенями свободы поворота тазобедренных рычагов, основания которых через угловые консоли связаны с площадками скольжения, установленными на пространственных оболочках тазобедренных рычагов, с возможностью перемещения консоли по дуговым направляющим площадок при изменении угла между каркасом и пространственными оболочками тазобедренных рычагов, при этом соединение опорных площадок с вилкой голеностопа выполнено разъемным (Патент РФ №2563209, A61H3/00, опубл. 20.09.2015).

Недостатками данной конструкции являются сложность конструкции и большой вес, ограничение подвижности, недостаточная эффективность при наклонах в сторону и перекладывании груза.

Известен пассивный экзоскелет, принятый за прототип заявляемого в качестве полезной модели технического решения, выполненный в виде корсета, соединяющего грудную и поясничную опоры, и снабженный опорной пластиной в области позвоночника, расположенной между грудной и поясничной опорами и выполненной с расширением до упора с осью правой и левой лопатки, а также внутренней и наружной рессорами, жестко закрепленными с опорной пластиной и установленными в области поясничной опоры, кроме того, он дополнительно снабжен поясом с застежкой, соединенным с поясничной опорой, а также двумя эластомерами, соединенными X-образно на спине с нагрудными регулирующими стропами и задней частью опор для бедер (Патент №194544, A62B99/00, опубл. 13.12.2019)

К недостаткам данной конструкции относятся:

опасность зацепа наружной рессоры за подвижные части механизмов при работе на производственных площадках;

недостаточная разгрузка плечевого пояса спины и значительное компрессионное воздействие на позвоночник при работе с активными наклонами;

сложность конструкции.

Технический результат заявленной полезной модели - снижение нагрузки на плечи и мышцы спины.

Заявленный технический результат достигается тем, что в известном пассивном экзоскелете, состоящем из опорной пластины с U-образным изгибом в области поясничного отдела позвоночника, которая закрепляется на спине человека-оператора посредством грудного и поясного ремней с пряжками и плечевых лямок, манжет ног, ремни пояса и ремни, идущие к манжетам ног, представляют собой единый цельный кусок эластичной ленты, свободно скользящей сквозь пряжки, а опорная пластина имеет сетчатую структуру для лучшей вентиляции спины.

За счет утяжки ремня на груди и ремней на поясе экзоскелет плотно, но мягко прилегает к спине пользователя. Мягкость прилегания достигается за счет того, что сетка равномерно распределяет усилие по поверхности спины человека, поэтому экзоскелет комфортен людям с разным телосложением.

За счет прилегания экзоскелета к спине оператора осуществляется поддержка его осанки, снижается нагрузка на мышцы спины.

За счет того, что ремни, идущие к манжетам ног упругие, и при наклоне они удлиняются, запасая потенциальную энергию, при распрямлении они помогают мышцам спины оператора.

За счет того, что ремни пояса и ремни, идущие к манжетам ног, - это единый целый кусок эластичной ленты, скользящий сквозь пряжки, ремни всегда находятся в оптимальном натяжении:

при наклоне ремни натягиваются, обеспечивая помощь мышцам спины и поддерживая живот;

при распрямлении ремни немного ослабляются, обеспечивая комфорт.

Пассивный экзоскелет не содержит каких-либо приводов и источников питания, которые требовали бы время от времени «подзарядки». Поэтому время непрерывной работы такого механизма неограниченно.

Предлагаемая конструкция пассивного экзоскелета проста и имеет невысокую стоимость.

Полезная модель поясняется следующими иллюстрациями:

фиг.1 – общий вид пассивного экзоскелета;

фиг.2 – пассивный экзоскелет на операторе;

фиг.3 – пассивный экзоскелет в работе.

Пассивный экзоскелет состоит из опорной пластины (1) с U-образным изгибом в области позвоночника, которая закрепляется на спине человека-оператора посредством грудного (2) и поясного ремней (3) с пряжками (4) и плечевых лямок (5), а также, манжет ног (6), ремни пояса (3) и ремни, идущие к манжетам ног (7), представляют собой единый цельный кусок эластичной ленты, и выполнены с возможностью обеспечения свободного скольжения сквозь пряжки, а опорная пластина имеет сетчатую структуру.

Пассивный экзоскелет наиболее эффективен при выполнении задач поднятия и опускания «груза», длительной работы с «грузом» и без в наклоне.

Предназначен для

снижения нагрузки на мышцы спины;

поддержки правильной осанки;

снижение компрессии позвоночника.

Преимуществами пассивного экзоскелета являются

увеличение физических возможностей;

снижение утомляемости;

повышение производительность труда;

снижение риска производственного травматизма.

Возможно ношение как поверх верхней одежды и экипировки, так и под верхнюю одежду.

Таким образом, реализация полезной модели решает поставленные авторами задачи.

Claims (1)

1. Пассивный экзоскелет, состоящий из опорной пластины с U-образным изгибом в области поясничного отдела позвоночника, которая выполнена с возможностью закрепления на спине человека-оператора посредством грудного и поясного ремней с пряжками и плечевых лямок, и манжет ног, отличающийся тем, что ремни пояса и ремни, идущие к манжетам ног, представляют собой единый цельный кусок эластичной ленты, свободно скользящей сквозь пряжки, а опорная пластина имеет сетчатую структуру.

Images