RU2489130C1 - Simple construction of person's weight compensation in walking and running - Google Patents

Simple construction of person's weight compensation in walking and running Download PDF

Info

Publication number
RU2489130C1
RU2489130C1 RU2011148041/14A RU2011148041A RU2489130C1 RU 2489130 C1 RU2489130 C1 RU 2489130C1 RU 2011148041/14 A RU2011148041/14 A RU 2011148041/14A RU 2011148041 A RU2011148041 A RU 2011148041A RU 2489130 C1 RU2489130 C1 RU 2489130C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
center
foot
rotation
person
exonog
Prior art date
Application number
RU2011148041/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011148041A (en
Inventor
Иван Анатольевич Родин
Original Assignee
Иван Анатольевич Родин
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Иван Анатольевич Родин filed Critical Иван Анатольевич Родин
Priority to RU2011148041/14A priority Critical patent/RU2489130C1/en
Publication of RU2011148041A publication Critical patent/RU2011148041A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2489130C1 publication Critical patent/RU2489130C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention refers to medical equipment and may be used for rehabilitation of disabled persons and domiciliary. The construction of person's weight compensation in walking and running comprises a saddle, a frame coupled thereto, hinged hip exolegs, exolegs, an elastic energy storage unit, hinges enabling bends and torsions of a foot and coupled support. Each exoleg is provided with back stroke stoppers, a foot support enabling the foot lift control, foot up-lift springs, hinged hip exolegs with two or three degrees of freedom. The elastic energy storage unit is used as a basic element compensating the up-lift and lowering of the user's centre of gravity and its load which provides an elastic force between a foot-near point towards the toe and a centre of exolegs rotation located either at the inguinal region or above the hips.
EFFECT: construction facilitates person's motions, especially when walking and running, unloading the spine and joints, enables carrying the loads with no extra efforts and jumping high.
5 dwg

Description

Устройство относится к медицинской технике (устройства реабилитации), а также к приспособлениям для транспортировки грузов и спортивному инвентарю.The device relates to medical equipment (rehabilitation devices), as well as to devices for transporting goods and sports equipment.

В мире существует огромное число конструкций, имитирующих скелет человека и помогающих ему ходить, переносить тяжести. В основном подобные устройства отличает: ограниченность в движениях, наличие электрической батареи и двигателей с редукторами, большое число шарниров имитирующих суставы и элементов идущих параллельно скелету и связанные с конечностями, датчики движений, электрические контроллеры, программы имитации движений и как результат - сложность конструкции.In the world there are a huge number of designs that mimic the skeleton of a person and help him walk, carry heavy loads. Basically, such devices are distinguished by: limited movement, the presence of an electric battery and motors with gears, a large number of hinges simulating joints and elements running parallel to the skeleton and connected with limbs, motion sensors, electrical controllers, simulation programs of movements and, as a result, design complexity.

Данная конструкция имеет минимальное число шарниров: шарниры обеспечивают 3 степени свободы между конечной точкой, соприкасающейся с землей и «центром вращения экзоноги» - вперед, вбок, вверх (xyz), итого 3 шарнира на экзоногу, не считая вспомогательных. Элементы «экзоног» могут быть не связаны с положением костей ног и позвоночника, не имитируют возможность вертикального кручения бедра, в то же время давая конечной точке (стопе) возможность кручения и наклонов.This design has a minimum number of hinges: the hinges provide 3 degrees of freedom between the end point in contact with the ground and the "center of rotation of the exonog" - forward, sideways, up (xyz), for a total of 3 hinges per exonog, not counting the auxiliary ones. The exonog elements may not be related to the position of the bones of the legs and spine, they do not imitate the possibility of vertical torsion of the thigh, while at the same time giving the end point (foot) the possibility of torsion and bending.

Помещение центра вращения экзоног в требуемую точку в теле человека и обеспечение требуемой свободы, может быть осуществлено например с помощью преобразователя центра вращения - Г-образной детали с двумя осями на концах, направленных к точке вращения.The placement of the center of rotation of exonogs at the desired point in the human body and the provision of the required freedom can be carried out, for example, using a converter of the center of rotation - a L-shaped part with two axes at the ends directed to the point of rotation.

Для обеспечения движения ноги вперед и наклона вбок достаточно одного горизонтально расположенного преобразователя центра вращения.To ensure movement of the leg forward and tilt to the side, one horizontally located transducer of the center of rotation is sufficient.

При необходимости можно добавить дополнительную свободу экзоноге - на кручение, используя дополнительные преобразователи центра вращения, расположенные в плоскости симметрии человека (Фиг. 5В) или с помощью направляющей хода, расположенной на горизонтальном преобразователе с имитацией движения по окружности. (Фиг. 5Г).If necessary, you can add additional freedom to the exonog — torsion, using additional transducers of the center of rotation located in the plane of symmetry of the person (Fig. 5B) or using a travel guide located on a horizontal transducer simulating circular motion. (Fig. 5G).

Основным элементом компенсации веса служит аккумулятор потенциальной энергии (газ или пружина) с силой реакции близким к постоянному и включатель этого аккумулятора - управляемый харповый механизм или клапан гидравлического механизма или фрикционный механизм обратного хода.The main element of weight compensation is a potential energy accumulator (gas or spring) with a reaction force close to constant and the switch of this accumulator is a controlled harp mechanism or a valve of a hydraulic mechanism or a friction reverse mechanism.

Конструкция может быть исполнена с точкой вращения экзоног вне тела человека, тогда более целесообразно использование одного амортизатора на 2 ноги. При таком исполнении последовательность расположения элементов под нагрузкой меняется: с «Земля-подступник-СОХ-амортизатор-шарниры-нагрузка» на «Земля-подступник-СОХ-шарниры-амортизатор-нагрузка».The design can be performed with a pivot point exonog outside the human body, then it is more advisable to use one shock absorber for 2 legs. With this design, the sequence of the arrangement of elements under load changes: from “Earth-riser-SOX-shock absorber-hinges-load” to “Earth-riser-SOX-hinges-hinges-shock absorber-load”.

Особенностью конструкции является возможность изготовления изделия со значительно меньшими нагрузками в осях вращения и шарнирах, а также минимальное количество и простота деталей.A design feature is the ability to manufacture products with significantly lower loads in the axes of rotation and hinges, as well as the minimum number and simplicity of parts.

Конструкция позволяет снять вес человека в 3х точках: ступни, паховая область, подмышки.The design allows you to remove the weight of a person in 3 points: feet, inguinal region, armpits.

Амплитуда движения ног и туловища полностью сохраняется.The amplitude of movement of the legs and torso is fully preserved.

Эти особенности позволяют использовать конструкцию в огромном спектре применения: медицина - возможность ходить много и полноценно не только престарелым, но даже тем, у кого нет ног, указывая руками, куда наступить, спорт - энергия при прыжке вверх может составить 300%, до двух раз большая скорость при беге за счет большего прыжка. Конструкция может применяться в туризме и прогулках - можно поднимать и долго носить, не уставая большой вес. Облегчается работа, связанная с нагрузками: у грузчиков, садоводов, военных.These features allow you to use the design in a huge range of applications: medicine - the ability to walk a lot and fully not only for the elderly, but even for those who have no legs, pointing with their hands where to step, sports - energy when jumping up can reach 300%, up to two times greater speed when running due to a larger jump. The design can be used in tourism and walking - it can be lifted and worn for a long time without losing a lot of weight. Work related to workloads is facilitated: among movers, gardeners, and military personnel.

Варианты исполнения:Execution Options:

Простой (экзоноги крепятся в паховой области без Г-образных преобразователей).Simple (exons are mounted in the inguinal region without L-shaped transducers).

Базовый (присутствует виртуальная точка вращения «тазобедренного» сустава внутри тела).Basic (there is a virtual point of rotation of the "hip" joint inside the body).

Медицинский (возможно управление ног руками, есть подставка от опрокидывания).Medical (it is possible to control the legs with hands, there is a stand against rollover)

Рабочий (один амортизатор на две ноги, центр вращения экзоног вне тела).Worker (one shock absorber for two legs, the center of rotation of the exonog outside the body).

Существуют сотни патентов, посвященных конструкциям поддержки и компенсации веса человека при реабилитации, ходьбе, беге, труде.There are hundreds of patents dedicated to support and weight compensation designs for rehabilitation, walking, running, and labor.

Упомянуты наиболее схожие.The most similar ones are mentioned.

Известно устройство US 2011040216 (А1), включающее:A device US 2011040216 (A1), including:

пояс на талию, седло, раму, шарниры: тазобедренный, коленный, голеностопный, пассивную пружину колена или двигатель, пружину стопы, устройство компенсации длинны ноги при вращении и прочее.waist belt, saddle, frame, hinges: hip, knee, ankle, passive knee spring or engine, foot spring, device for compensating long legs during rotation, etc.

Общим с данным устройством является: наличие седла, экзоног, возможное отсутствие аккумулятора и двигателей, использование пружин для компенсации веса.Common with this device is: the presence of a saddle, exonog, the possible absence of a battery and engines, the use of springs to compensate for weight.

Недостатками этого устройства являются следующие.The disadvantages of this device are as follows.

1) Неоптимально выбранная точка вращения экзоног, ведущая к усложнению конструкции механизмом удлиняющим ногу. Присутствие нагрузки боковых мышц спины при ходьбе.1) The suboptimal point of rotation of exonogs, leading to a complication of the design of the mechanism lengthening the leg. The presence of a load of the lateral muscles of the back while walking.

2) Нагрузка передается не «напрямую», а через большое число шарниров и соответствующих связей, которые усложняют конструкцию и не дают возможность полностью использовать эффект от стопорного устройства.2) The load is transmitted not “directly”, but through a large number of hinges and corresponding connections, which complicate the design and do not allow the full effect of the locking device.

3) Подъем и отведение ноги осуществляется с полным усилием, без компенсации.3) The lifting and abduction of the legs is carried out with full effort, without compensation.

4) Компенсация наклона туловища вперед отсутствует.4) There is no forward torso compensation.

5) Позвоночник не разгружен.5) The spine is not unloaded.

6) Дополнительная пружина стопы с малым ходом.6) Additional foot spring with a small stroke.

Эти недостатки исключены в описываемой конструкции за счет:These disadvantages are excluded in the described design due to:

1, 4) выбора более правильной центра вращения экзоног (предпочтительно в центре туловища, на 25 см выше реального сустава),1, 4) the choice of a more correct center of exonog rotation (preferably in the center of the trunk, 25 cm above the real joint),

2) единого амортизатора экзоноги с минимально-возможным числом степеней свободы расположенным напрямую от точки, контактирующей с землей до «тазобедренного сустава»,2) a single exonogus shock absorber with the minimum possible number of degrees of freedom located directly from the point in contact with the ground to the “hip joint”,

3) пружины подъема ноги наверх,3) spring lifting legs up,

5) подмышечной поддержки,5) axillary support,

6) передачи нагрузки напрямую, к точке контакта с землей.6) transfer of the load directly to the point of contact with the ground.

Известно устройство US 2010113989 (A1) - WALKING ASSISTANCE DEVICE, которое следует считать наиболее схожим устройством, принятым мной за прототип.A device US 2010113989 (A1) is known - WALKING ASSISTANCE DEVICE, which should be considered the most similar device that I have accepted as a prototype.

Общим с данным устройством является: наличие седла, соединенных с ним через «виртуальные» шарниры экзоног, переносящих нагрузку сразу на область стопы, использование пружин для компенсации веса, две степени свободы «тазобедранного сустава». Особенностью прототипа является наличие двигателя и аккумулятора, а также использование тонких деталей и узлов, так как конструкция находится между ног и не должна мешать ходьбе.Common with this device is: the presence of a saddle connected to it through “virtual” exonog joints that transfer the load directly to the foot area, the use of springs to compensate for weight, two degrees of freedom of the “hip joint”. A feature of the prototype is the presence of an engine and battery, as well as the use of thin parts and assemblies, since the structure is between the legs and should not interfere with walking.

Недостатками прототипа являются следующие.The disadvantages of the prototype are as follows.

1) Отсутствие компенсации наклона туловища вперед.1) Lack of compensation for torso forward.

2) Конструктивное исполнение «тазобедренных» шарниров с использованием высоконагруженных направляющих хода не позволяет поднять виртуальную точку вращения выше, без ограничения амплитуды движения ног.2) The design of the “hip” hinges using highly loaded travel guides does not allow to raise the virtual point of rotation higher, without limiting the amplitude of movement of the legs.

3) Компенсация подъема ноги осуществляется за счет двигателя, а не простой пружины.3) Compensation for lifting the legs is due to the engine, and not a simple spring.

4) При вытягивании ноги вперед - нагрузка не компенсирована вообще, только за счет мышц пользователя.4) When stretching the legs forward - the load is not compensated at all, only due to the muscles of the user.

5) Нет возможности (даже геометрической) установки дополнительной свободы «тазобедренного шарнира на кручение ноги.5) There is no possibility (even geometric) of installing additional freedom of the “hip joint for torsion of the leg.

Эти недостатки решаются в устройстве, содержащем:These disadvantages are solved in a device containing:

седло или подвесной корсет, шарниры "тазобедренных" суставов с 2-3 степенями свободы, в которых точка вращения находится выше и ближе к плоскости симметрии человека, чем естественный сустав; амортизатор с кронштейном-преобразователем, пружину подъема ноги, стопор обратного хода, управляемый через трос стопой, вспомогательные шарниры (крепления и опора амортизатора, крепления пружины подъема ноги). Также дополнительно содержащую: опору на подмышки с осью для свободы поворота позвоночника вбок и направляюще рельсы подмышечных опор для кручения позвоночника, веревки для рук, опору дополнительной устойчивости, ручки управления ногами, крючки для рюкзака, демпфер амортизатора.a saddle or a suspended corset, joints of "hip" joints with 2-3 degrees of freedom, in which the rotation point is higher and closer to the plane of symmetry of a person than a natural joint; a shock absorber with a converter bracket, a foot lifting spring, a backstop controlled via a cable with a foot, auxiliary hinges (fasteners and shock absorber support, fastening a foot lifting spring). Also additionally containing: support on the armpits with an axis for freedom of sideways rotation of the spine and guide rails of the axillary supports for torsion of the spine, hand ropes, support for additional stability, foot control knobs, backpack hooks, shock absorber damper.

Эти недостатки исключены в описываемой конструкции за счет:These disadvantages are excluded in the described design due to:

1, 2) настраиваемой, расположенной выше, центра вращения экзоног с большой амплитудой работы ноги и корпуса, с использованием простой конструкции «тазобедренных» шарниров,1, 2) a customizable, located above the center of rotation of exonogs with a large amplitude of the leg and body, using a simple design of "hip" joints,

3, 4) пружины подъема ноги,3, 4) leg lifting springs,

5) разделения конструкции рамы на две с общим шарниром, проходящим через вертикальную ось или с помощью округлых направляющих.5) dividing the frame structure into two with a common hinge passing through the vertical axis or using rounded guides.

Особенностью моей конструкции является: наличие поддержки для разгрузки позвоночника, крюков для рюкзака и приспособления для поднятия и ношения грузов в руках, устройства дополнительной устойчивости, возможность управления ног руками, возможность использовать людям с парализованными нижними конечностями или их отсутствием, более простая конструкция с низкими нагрузками.A feature of my design is: the presence of support for unloading the spine, backpack hooks and devices for lifting and carrying goods in hands, additional stability devices, the ability to control legs with hands, the ability to use for people with paralyzed lower limbs or their absence, a simpler design with low loads .

Пояснения к рисункамExplanation of figures

Фигура 1 - общий схематичный вид устройства. «Базовая» («Медицинская») версия исполнения.Figure 1 is a General schematic view of the device. "Basic" ("Medical") version of the performance.

Фигура 2 - схема работы амортизации и стопорного устройства.Figure 2 - diagram of the depreciation and locking device.

Фигура 3 - «Простая» версия исполнения. Показано различие конструкции от «Базовой»: точка вращения и компоновка элементов амортизатора.Figure 3 - "Simple" version of the execution. The design difference from the “Basic” is shown: the rotation point and the layout of the shock absorber elements.

Фигура 4 - Схема последовательности расположения элементов под нагрузкой для двух вариантов исполнения:Figure 4 - Sequence diagram of the arrangement of elements under load for two versions:

A) - два амортизатора на конструкцию - последовательность нагрузки: Земля-подступник-СОХ-амортизатор-шарниры-нагрузкаA) - two shock absorbers per design - load sequence: Earth-riser-COX-shock absorber-hinges-load

Б) - один амортизатор на конструкцию. - последовательность нагрузки: Земля-подступник-СОХ-шарниры-амортизатор-нагрузкаB) - one shock absorber per design. - load sequence: Earth-riser-MOR-hinges-shock absorber-load

Фигура 5 - Схема осуществления 3х степеней свободы для «тазобедренного сустава»:Figure 5 - Diagram of the implementation of 3 degrees of freedom for the "hip joint":

B) - с помощью двух преобразователей центра вращенияB) - using two converters of the center of rotation

Г) - с помощью дополнительной направляющей - имитации осевого движенияD) - using an additional guide - simulating axial movement

Обозначения на рисунках и иерхия:Designations in the figures and Jericho:

(1) седло(1) saddle

(2) рама(2) frame

(3) 2 основных «тазобедренных» шарнира - переобразователь точки вращения 2 экзоноги в сборе:(3) 2 main “hip” joints - transducer of a pivot point 2 exonogs assembly:

(4) подступник (или кнопка)(4) riser (or button)

(5) опора для нижней части экзоноги(5) support for the lower exonogue

(6, 7) рама экзоноги(6, 7) exonogue frame

(8) амортизатор(8) shock absorber

(9) управляемый Стопор Обратного Хода (СОХ)(9) Operated Reverse Stop (COX)

(10) пружина подъема ноги(10) leg lift spring

Стойка опоры подмышек в сборе:Armpit support stand assembly:

(11) основание(11) base

(12) рельсы подмышечных опор(12) axillary rails

(13) 2 мягкие подмышечные опоры(13) 2 soft axillary supports

(14) крюки для рюкзака(14) backpack hooks

(15) крюки для груза в руках(15) cargo hooks in hand

Дополнительно на рисунке:Additionally in the picture:

(20) - положение виртуального центра вращения экзоног(20) - position of the virtual center of exonog rotation

(21) - сферический шарнир для стопы(21) - spherical joint for the foot

(22) - ось вращения между рамой и стойкой для опоры подмышек(22) - axis of rotation between the frame and the rack for supporting armpits

(23) - приложенный вес (человек + багаж)(23) - applied weight (person + baggage)

(24) - трос(24) - cable

(25) - ручки управления ногой(25) - foot control knobs

(26) - опора дополнительной устойчивости(26) - support of additional stability

(27)- ось отклонения ноги вбок(27) - axis of leg deflection to the side

(28)- ось отклонения ноги вперед(28) - the axis of the leg forward

(29) - звено параллелограмма(29) - parallelogram link

(30)- угол параллелограмма(30) - parallelogram angle

101 - оси отклонения ноги вбок101 - sideways deflection axes

102 - оси наклона ноги вперед102 - axis of the leg forward

103 - ось кручения ноги103 - axis of torsion of the leg

104 - Две части рамы104 - Two parts of the frame

105 - основная часть направляющей105 - the main part of the guide

106 - подвижная часть направляющей106 - movable part of the guide

Работа конструкцииConstruction work

Человек сидит в седле (1) и опирается на мягкую опору в подмышках (13). Ступни находятся на подступнике (4). Подступник и опора нижней части экзоноги (5) образуют как бы 2 разных уровня: уровень ступни и уровень земли. Когда нога человека является опорной - разница уровней нулевая и трос блокирует СОХ (9) и весь вес тела приходится на экзоногу (6, 7). Вторая же экзонога имеет незаблокированный СОХ и может свободно подниматься и опускаться, не упираясь в реакцию амортизатора. Пружина подъема ноги (10) компенсирует вес ноги: заставляет амортизатор сжаться при незначительном мышечном усилии. Таким образом нога подымается без усилий. При опускании ноги, сначала земли коснется нижняя опора экзоноги и по мере наступания - будет натягиваться трос управления СОХ этой экзоноги до схватывания амортизатора. К моменту загрузки экзоноги амортизатор получает на себя весь вес. Вторая нога разгружена и готова к поднятию после приподнимания подступника.A man sits in the saddle (1) and rests on a soft support in the armpits (13). Feet are on the outskirts (4). The riser and support of the lower part of the exonogue (5) form, as it were, 2 different levels: the level of the foot and the level of the earth. When a person’s leg is a supporting one, the level difference is zero and the cable blocks the MOR (9) and the entire body weight falls on the exonog (6, 7). The second exonog has an unblocked MOR and can freely rise and fall, without abutting against the shock absorber reaction. The leg lift spring (10) compensates for the leg weight: it causes the shock absorber to contract with little muscle effort. Thus, the leg rises effortlessly. When lowering the legs, the lower support of the exonogue first touches the ground and, as it approaches, the COX control cable of this exonogue will be pulled to seize the shock absorber. By the time the exonogs are loaded, the shock absorber receives all the weight. The second leg is unloaded and is ready to be lifted after lifting the riser.

Сила реакции амортизатора выбирается чуть меньшей веса человека, с неболыпым ее увеличением, для лучшего контроля подъема-опускания, или в соответствии с требуемой задачей.The reaction force of the shock absorber is chosen a little less than the weight of a person, with a slight increase in it, for better control of lifting and lowering, or in accordance with the required task.

Центры вращения экзоног (20) находятся выше тазобедренных суставов. Это позволяет «подпружинить» и наклон тела вперед. Одновременно позволяя использовать при ходьбе режим «более длинные ноги», что смягчает проседания при длинном шаге.Exonog rotation centers (20) are located above the hip joints. This allows you to "spring" and tilt the body forward. At the same time, you can use the “longer legs” mode when walking, which mitigates subsidence with a long step.

Близкое (совмещенное) расположение центров вращения экзоног позволяет исключить использования боковых мышц спины при переносе веса тела с одной ноги на другой.The close (combined) location of the centers of rotation of exonogs eliminates the use of lateral back muscles when transferring body weight from one leg to another.

Для обеспечения минимальной горизонтальной составляющей силы возвратной пружины при поднятии ноги вперед (с прямым коленом) верх пружины закрепляется как можно выше, например на дуге рельсе под подмышкой (12). Низ пружины соединен с подступником (или с параллелограмным шарниром (30) для лучшей характеристики потенциала поднятия ноги).To ensure the minimum horizontal component of the force of the return spring when lifting the legs forward (with a straight knee), the top of the spring is fixed as high as possible, for example, on an arc of a rail under the armpit (12). The bottom of the spring is connected to the riser (or to the parallelogram hinge (30) to better characterize the potential for raising the leg).

Когда человек приседает, он может использовать как один амортизатор так и оба (например для сильного прыжка). Небольшое расслабление в коленях позволяет полностью присесть и также подняться.When a person crouches, he can use both one shock absorber and both (for example, for a strong jump). A little relaxation in the knees allows you to fully crouch and also rise.

Сферический шарнир (21) позволяет крутить и наклонять стопу соответственно рельефу и позиции ноги.The spherical hinge (21) allows you to rotate and tilt the foot according to the topography and position of the foot.

Конструкция может находиться как спереди человека так и сзади. «Колени» также могут быть развернуты в противоположную сторону.The design can be both in front of the person and behind. Knees can also be turned in the opposite direction.

Активация СОХ может происходить и от кнопки, расположенной под опорой экзоноги. Тогда пружина обратного хода может крепиться сразу к опоре, подступник не требуется.Activation of COX can also occur from a button located under the support of the exonogue. Then the return spring can be attached directly to the support, the riser is not required.

При исполнении конструкции с тремя степенями свободы «тазобедренного» шарнира, экзонога получает возможность кручения, что может быть важно в специфических случаях, например, чтобы немного скрыть конструкцию под одежду.When executing a design with three degrees of freedom of the “hip” hinge, the exonog gets the possibility of torsion, which can be important in specific cases, for example, to slightly hide the structure under clothes.

В «Простом» варианте исполнения, экзоноги крепятся к точке в области паха. Этот вариант может быть дополнен компенсатором, который давит на амортизатор при отклонении ноги в сторону или вперед, от чего центр вращения виртуально перемещается выше, в более эффективную зону.In the “Simple” embodiment, exons are attached to a point in the groin area. This option can be supplemented by a compensator, which presses on the shock absorber when the leg is deflected to the side or forward, from which the center of rotation virtually moves higher, to a more effective zone.

Компенсатор по сути представляет собой дополнительный рычаг, шарнирно связанный с рамой конструкции. Амортизатор крепится к этому рычагу верхним концом.The compensator is essentially an additional lever pivotally connected to the frame of the structure. The shock absorber is attached to this lever with its upper end.

Основание опоры подмышек имеет совместно с рамой конструкции горизонтальную ось (22), для обеспечения наклонов тела вбок. рельсы подмышечных опор (12) дают возможность кручения позвоночника.The base of the armpit support has, together with the frame of the structure, a horizontal axis (22), to ensure sideways tilting of the body. axillary support rails (12) enable torsion of the spine.

На рельсах могут быть закреплены крючки для рюкзака (14) или веревки с крючками для ношения грузов «в руках» (15).Hooks for a backpack (14) or ropes with hooks for carrying goods “in hands” (15) can be fixed on rails.

Седло может иметь вертикальную дополнительную свободу относительно рамы, для обеспечения оптимального распределения веса, например в виде вертикальной оси проходящей через его центр.The saddle may have additional vertical freedom relative to the frame, to ensure optimal weight distribution, for example in the form of a vertical axis passing through its center.

«Медицинский» вариант конструкции может быть дополнен устройством дополнительной устойчивости и ручками управления ногами.The “medical” version of the design can be supplemented by an additional stability device and foot control knobs.

«Рабочий» вариант наиболее целесообразен с точкой вращения, расположенной значительно выше бедер, например над головой. Это дает минимальную просадку центра тяжести при передвижении с грузом. Фактически человек подвешивается к высокорасположенной точке общего шарнира экзоног и подвеса.The "working" option is most appropriate with a pivot point located significantly above the hips, for example above the head. This gives a minimum drawdown of the center of gravity when moving with the load. In fact, a person is suspended from a high-lying point of a common hinge of exonogs and suspension.

Устройство от дополнительной устойчивости представляет собой дополнительную выдвигающуюся конструкцию (26) на экзоноге, нижний конец которой позволяет опереться на нее, получив устойчивое равновесие на 4 точках.The device from additional stability is an additional retractable structure (26) on the exonog, the lower end of which allows you to lean on it, having received a stable balance at 4 points.

Ручки управления (25) крепятся на экзоногу (в вершине параллелограмма (30)). Двигая рукой вверх пользователь легко подымет всю ногу. Аналогичны движения вбок и вперед. То есть даже при полной парализации нижней части тела или отсутствии ног, есть возможность без значительных усилий динамично работать ногами, выбирая правильно опору.The control knobs (25) are attached to the exonog (at the top of the parallelogram (30)). Moving the hand up, the user can easily lift the entire leg. The movements are sideways and forward. That is, even with a complete paralysis of the lower body or the absence of legs, it is possible to dynamically work with your legs without significant effort, choosing the right support.

Claims (16)

1. Конструкция компенсации веса человека при ходьбе и беге. содержащая седло, соединенную с ним раму, тазобедренные шарниры экзоног, экзоноги, накопитель упругой энергии, шарниры, обеспечивающие стопе и связанной с ней опоре экзоноги - наклоны и кручение, отличающееся тем, что содержит для каждой экзоноги стопоры обратного хода, подступник, обеспечивающий управление подъемом ноги, пружины возврата ноги вверх, тазобедренные шарниры экзоног, с двумя или тремя степенями свободы, при этом накопитель упругой энергии используют в качестве основного элемента, компенсирующего подъем и опускание центра тяжести пользователя и его груза, который обеспечивает упругую силу между точкой около стопы, ближе к мыску, и центром вращения экзоног, расположенным либо в паховой области, либо выше тазобедренных суставов.1. The design of compensation for the weight of a person when walking and running. containing a saddle, a frame connected to it, hip exonog hinges, exonogs, an elastic energy accumulator, hinges providing the foot and associated support exonogs - tilts and torsion, characterized in that it contains backward stoppers for each exonog, a riser that provides lift control legs, spring return legs up, exonog hip joints, with two or three degrees of freedom, while the elastic energy storage is used as the main element to compensate for the rise and fall of the center t the user's gesture and its cargo, which provides a resilient force between a point near the foot closer to the toe, and the center of rotation ekzonog located either in the groin or above the hips. 2. Конструкция по п.1, содержащая накопитель упругой энергии, используемый в качестве основного элемента компенсирующего подъем и опускание центра тяжести пользователя и его груза, обеспечивающие упругую силу между точкой около стопы, ближе к мыску, и центром вращения экзоноги.2. The design according to claim 1, containing an elastic energy storage device used as the main element to compensate for the lifting and lowering of the user's center of gravity and its load, providing elastic force between the point near the foot, closer to the toe, and the center of rotation of the exonogue. 3. Конструкция по п.2, содержащая стопор обратного хода ноги, управляемый смещением ноги или руки человека, дающий возможность снять нагрузку с амортизатора при подъеме ноги.3. The structure according to claim 2, comprising a foot backstop, controlled by the displacement of a person’s leg or arm, making it possible to remove the load from the shock absorber when raising the leg. 4. Конструкция по п.3, содержащая пружину, компенсирующую вес ноги для поднятия ее центра тяжести вверх.4. The design according to claim 3, containing a spring that compensates for the weight of the legs to raise its center of gravity up. 5. Конструкция по п.4, дополнительно содержащая шарнир наклона спины в стороны, расположенный на раме, стойку опоры подмышек с дугами-рельсами и расположенными па рельсах подмышечными опорами для кручения позвоночника.5. The construction according to claim 4, additionally containing a hinge for tilting the back to the sides, located on the frame, an armpit support rack with arches-rails and axillary supports located along the rails for torsion of the spine. 6. Конструкция по п.5, дополнительно содержащая настраиваемый демпфер амортизатора.6. The design of claim 5, further comprising a custom shock absorber damper. 7. Конструкция по п.6, дополнительно содержащая ручки управления ногами и выдвигающуюся опору от падения, расположенные на каждой экзоноге.7. The structure according to claim 6, further comprising foot control knobs and a retractable fall support located on each exonog. 8. Конструкция по п.7, накопитель упругой энергии которой исполнен в виде двух амортизаторов, расположенных на каждой экзоноге.8. The design according to claim 7, the elastic energy storage device of which is made in the form of two shock absorbers located on each exonog. 9. Конструкция по п.8, выполненная с последовательностью силовых элементов, между землей и нагрузкой на основу конструкции: опора амортизатора-СОХ-амортизатор-тазобедренные шарниры-основа.9. The design of claim 8, made with a sequence of power elements, between the ground and the load on the basis of the structure: shock absorber support-SOX-shock absorber-hip hinges-base. 10. Конструкция по п.9, содержащая тазобедренные шарниры экзоног, выполненные с центром вращения, расположенным выше тазобедренного сустава человека и ближе к плоскости симметрии человека.10. The construction according to claim 9, containing exonogo hinges made with a center of rotation located above the human hip joint and closer to the plane of symmetry of the person. 11. Конструкция по п.10, содержащая для каждой экзоноги основной преобразователь центра вращения, расположенный горизонтально, дополнительный преобразователь центра вращения, расположенный в плоскости симметрии человека, или дополнительную направляющую, с имитацией кручения вокруг вертикальной оси.11. The design of claim 10, containing for each exonog a main transducer of a center of rotation located horizontally, an additional transducer of a center of rotation located in the plane of symmetry of a person, or an additional guide with simulated torsion around a vertical axis. 12. Конструкция по п.9, содержащая тазобедренные шарниры экзоног с центром крепления, расположенным в паховой области человека, и центром вращения в той же точке.12. The construction according to claim 9, containing exonogo hinges with a center of attachment located in the inguinal region of the person and a center of rotation at the same point. 13. Конструкция по п.12, отличающаяся тем, что центр вращения экзоног смещены в точку, расположенную выше тазобедренного сустава человека и ближе к плоскости симметрии человека, за счет дополнительного компенсатора распрямления экзоноги, функция которого давать коррекцию при отклонении ноги вперед и в стороны.13. The design according to p. 12, characterized in that the center of rotation of the exonogs is shifted to a point located above the human hip joint and closer to the plane of symmetry of the person, due to the additional compensator for straightening the exonogue, the function of which is to correct when the leg is deflected forward and to the side. 14. Конструкция по п.7, выполненная с последовательностью силовых элементов, между землей и нагрузкой на основу конструкции: опора экзоноги-СОХ-тазобедренные шарниры-накопитель упругой энергии-основа.14. The design according to claim 7, made with a sequence of power elements, between the ground and the load on the basis of the structure: support exonogi-SOX-hip joints-storage of elastic energy-base. 15. Конструкция по п.14, отличающаяся тем, что накопитель упругой энергии которой исполнен в виде одного общего амортизатора, расположенного между совместным центром вращения экзоног и центром тяжести.15. The design according to 14, characterized in that the elastic energy storage device which is made in the form of one common shock absorber located between the joint center of rotation of the exonog and the center of gravity. 16. Конструкция по п.15, отличающаяся тем, что опора на паховую и прилегающие области выполнена в виде корсета. 16. The design according to p. 15, characterized in that the support on the inguinal and adjacent areas is made in the form of a corset.
RU2011148041/14A 2011-11-28 2011-11-28 Simple construction of person's weight compensation in walking and running RU2489130C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011148041/14A RU2489130C1 (en) 2011-11-28 2011-11-28 Simple construction of person's weight compensation in walking and running

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011148041/14A RU2489130C1 (en) 2011-11-28 2011-11-28 Simple construction of person's weight compensation in walking and running

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011148041A RU2011148041A (en) 2013-06-10
RU2489130C1 true RU2489130C1 (en) 2013-08-10

Family

ID=48784327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011148041/14A RU2489130C1 (en) 2011-11-28 2011-11-28 Simple construction of person's weight compensation in walking and running

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2489130C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2677919C1 (en) * 2014-12-18 2019-01-22 Ганеш Рам ДЖАНГИР Improved belt system for supporting the body
RU2712576C2 (en) * 2018-06-28 2020-01-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова" Device for facilitating walking using frame from high-carbon plastic
RU2760527C1 (en) * 2021-04-15 2021-11-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Exoskeleton

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1831347A3 (en) * 1991-11-15 1993-07-30 Pavel A Romakhin Walking and running simulator
RU2100995C1 (en) * 1996-01-30 1998-01-10 Тетюхин Илья Владиславович All-purpose training device for medical and social rehabilitation
EP2036518A1 (en) * 2006-06-29 2009-03-18 HONDA MOTOR CO., Ltd. Walk assistance device
EP2055287A1 (en) * 2006-08-22 2009-05-06 Honda Motor Co., Ltd Walking assistance device
CN201524216U (en) * 2009-02-23 2010-07-14 耿超 Auxiliary human walking device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1831347A3 (en) * 1991-11-15 1993-07-30 Pavel A Romakhin Walking and running simulator
RU2100995C1 (en) * 1996-01-30 1998-01-10 Тетюхин Илья Владиславович All-purpose training device for medical and social rehabilitation
EP2036518A1 (en) * 2006-06-29 2009-03-18 HONDA MOTOR CO., Ltd. Walk assistance device
EP2055287A1 (en) * 2006-08-22 2009-05-06 Honda Motor Co., Ltd Walking assistance device
CN201524216U (en) * 2009-02-23 2010-07-14 耿超 Auxiliary human walking device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2677919C1 (en) * 2014-12-18 2019-01-22 Ганеш Рам ДЖАНГИР Improved belt system for supporting the body
RU2712576C2 (en) * 2018-06-28 2020-01-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Калмыцкий государственный университет имени Б.Б. Городовикова" Device for facilitating walking using frame from high-carbon plastic
RU2760527C1 (en) * 2021-04-15 2021-11-26 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Exoskeleton

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011148041A (en) 2013-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2925853T3 (en) Flexible Portable Muscle Assist Device
AU2011315313B2 (en) Exercise and gait-training apparatus
Asbeck et al. A biologically inspired soft exosuit for walking assistance
US10130535B2 (en) Four bar apparatus and method for lifting, lowering, exercise and self-propelled transit
RU190786U1 (en) Passive Cargo Exoskeleton
CN105473116B (en) External structural support device
Gagnon et al. Biomechanics of sitting pivot transfers among individuals with a spinal cord injury: a review of the current knowledge
JP6798618B2 (en) Operation assist device
RU2489130C1 (en) Simple construction of person's weight compensation in walking and running
Chen et al. Flexible design of a wearable lower limb exoskeleton robot
Meng et al. Flexible lower limb exoskeleton systems: A review
CN102599998B (en) Mechanical human hip exoskeleton bearing device
RU189468U1 (en) EXOSKELET PASSIVE
CN106236511A (en) Loss of weight gait image training robot
CN214490583U (en) Foot arch imitating lower limb exoskeleton
RU2637604C1 (en) Mobile device for walking
Bhardwaj et al. Passive exosuit emulator for material handling applications
RU130498U1 (en) TRAINING COMPLEX
Daines et al. Sit-to-stand and stand-to-sit crutch use for lower extremity powered exoskeletons
RU2571888C1 (en) Set of means for protection of astronauts against negative effects of weightlessness
RU212301U1 (en) PASSIVE EXOSKELETON
Chow Design and development of a non-powered exoskeleton device to cater to the physical needs of puppeteers
RU2760527C1 (en) Exoskeleton
CA2805534C (en) Automated utility device for mobility
CN213588954U (en) Gait walking aid

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131129