RU2493805C1 - Экзоскелетон инвалида - Google Patents
Экзоскелетон инвалида Download PDFInfo
- Publication number
- RU2493805C1 RU2493805C1 RU2012106091/14A RU2012106091A RU2493805C1 RU 2493805 C1 RU2493805 C1 RU 2493805C1 RU 2012106091/14 A RU2012106091/14 A RU 2012106091/14A RU 2012106091 A RU2012106091 A RU 2012106091A RU 2493805 C1 RU2493805 C1 RU 2493805C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- support
- exoskeleton
- shaft
- shoes
- disabled person
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rehabilitation Tools (AREA)
- Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)
Abstract
Изобретение относится к травматологии и ортопедии и может быть использовано для осуществления ходьбы и реабилитации инвалида с нарушенным опорно-двигательным аппаратом. Экзоскелетон содержит опорные стойки, башмаки и траверсу с шарниром на ее центральной части, в котором вращается вал. На концах траверсы установлены шарниры и упорные подшипники, в которых вращаются опорные стойки, снабженные кривошипами, пальцы которых вращаются в шарнирах и упорных подшипниках, размещенных на опорных башмаках. Вал соединен с опорными стойками посредством механизма синхронного поворота. Экзоскелетон вмонтирован в одетый на человека комбинезон, с помощью которого траверса закреплена на тазобедренной части. Ноги соединены с башмаками. Вал снабжен рычагами, которые связаны с мышечной системой туловища и плеч, являющейся приводом вала. Изобретение позволяет инвалиду с нарушенным опорно-двигательным аппаратом ходить по горизонтальной, или с небольшим наклоном, опорной поверхности, подниматься и спускаться по ступеням, садиться и вставать. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Экзоскелетон инвалида относится к машиностроению, в частности для осуществления ходьбы и реабилитации инвалида с нарушенным опорно-двигательным аппаратом, и может быть использован в роботостроении при построении шагающих устройств.
Известен шагающий движитель транспортного средства по авторскому свидетельству №1563104, содержащий траверсу с опорными башмаками, с шарниром на ее центральной части, в котором вращается ведущий вал привода реверсивного вращения, размещенного на корпусе. Однако движитель неустойчив, не имеет связи с корпусом человека, и не может быть использован для ходьбы инвалида.
Известны экзоскелетоны, реализующие идею разгрузки человека, содержащие каркас с элементами крепления к туловищу, рычаги, шарнирно соединенные между собой, например патенты РФ №№2116063, 2200529, 12029, 2362598. Однако они сложны и не обеспечивают автономной ходьбы инвалида с нарушенным опорно-двигательным аппаратом.
Прототипом настоящего изобретения является экзоскелетон по патенту РФ №2110243, но динамические характеристики его низки, функциональные возможности ограничены.
Техническим результатом, на обеспечение которого направлено заявляемое техническое решение, является экзоскелетон, позволяющий инвалиду с нарушенным опорно-двигательным аппаратом ходить по горизонтальной, или с небольшим наклоном, опорной поверхности, подниматься и спускаться по ступеням, садиться и вставать.
Экзоскелетон, содержит опорные стойки и башмаки. Включает в себя траверсу с шарниром на ее центральной части, в котором вращается вал, при этом на концах траверсы установлены шарниры и упорные подшипники, в которых вращаются опорные стойки, снабженные кривошипами, пальцы которых вращаются в шарнирах и упорных подшипниках, размещенных на опорных башмаках, вал соединен с опорными стойками посредством механизма синхронного поворота, причем экзоскелетон вмонтирован в одетый на человека комбинезон, с помощью которого траверса закреплена на тазобедренной части, ноги соединены с башмаками, при этом вал снабжен рычагами, которые связаны с мышечной системой туловища и плеч, являющейся приводом вала.
Согласно второму варианту на опорных башмаках установлены блоки питания и приводы реверсивного вращения опорных стоек.
Изобретение поясняется чертежами, где: на фиг.1 - вид сзади в фазе опоры на две ноги; на фиг.2 - вид сбоку; на фиг.3 - вид сзади в фазе шага; на фиг.4 - составная опорная стойка; на фиг.5 - схема размещения привода.
Обозначения на чертежах: 1 - траверса; 2 - стойки; 3 - башмаки; 4 - вал; 5 - параллелограммный механизм синхронного поворота; 6 - рычаги; 7 - гидравлический привод реверсивного поступательного движения; 8 - привод реверсивного вращения; 9 - блок питания; 10 - опорная поверхность.
Экзоскелетон содержит траверсу 1, на концах которой закреплены шарниры и упорные подшипники. В них вращаются опорные стойки 2. Стойки снабжены кривошипами, пальцы которых установлены под углом и вращаются в шарнирах и упорных подшипниках, установленных на опорных башмаках 3. В центре траверсы 1 установлен шарнир, в котором вращается вал 4. Вал 4 со стойками 2 связан параллелограммным механизмом 5 синхронного поворота. Вал 4 снабжен рычагами 6. Все сочленения экзоскелетона вмонтированы в комбинезон, выполненный в виде корсета. Комбинезон одет на инвалида, причем с помощью него траверса 1 закреплена на тазобедренной части, ноги соединены с башмаками 3, а рычаги 6 связаны с мышечной системой туловища и плеч, являющейся приводом вала 4. Стойки 2 выполнены составными, с фиксаторами положения, и снабжены гидравлическими приводами 7 реверсивного поступательного движения.
Согласно второму варианту на опорных башмаках 3 установлены приводы 8 реверсивного вращения опорных стоек и их блоки питания 9.
В фазе опоры на оба башмака 3 сила тяжести, посредством траверсы 1, распределяется на опорные стойки 2 и ноги, а общий центр тяжести направлен вертикально между площадями опорных башмаков. Горизонтальная составляющая сил при этом равна нулю. Положение инвалида устойчиво, и он с расслабленным состоянием мышц может стоять длительное время.
Фаза шага начинается при появлении внутренней силы мышц туловища и плеч, с помощью которой посредством рычагов 6, в шарнире, установленном в центре траверсы 1, поворачивается ведущий вал 4. Связанные с валом посредством механизма 5 синхронно поворачиваются в шарнирах и упорных подшипниках, закрепленных на концах траверсы, стойки 2. Кривошипы опорных стоек поворачиваются в шарнирах и упорных подшипниках, установленных на башмаках 3. Стойки 2 описывают конические поверхности и, как их образующие, при повороте меняют угол наклона к опорной поверхности и башмакам 3. Изменяется положение связанной со стойками траверсы и тазобедренной части инвалида. При ходьбе инвалид поворачивает туловище и плечо, например левое, вперед. Траверса 1 наклоняется и поднимает правую стойку 2 вместе с башмаком 3 над опорной поверхностью, а левый башмак остается на ней опорным. Вместе с траверсой изменяет положение тазобедренная часть, а корпус инвалида изгибается в сторону поворота плеча. Общий центр тяжести смещается влево и вперед. Система приобретает неустойчивость и под действием момента горизонтальной составляющей силы тяжести и внутренних сил, подобно циркулю, поворачивается в шарнире относительно левого опорного башмака. Правый башмак смещается вперед и одновременно опускается на опорную поверхность. Вновь экзоскелетон, опираясь на оба башмака 3, переходит в фазу устойчивого состояния. Начинается новая фаза шага левой ногой.
Подъем по ступеням лестницы происходит следующим образом. Как и при ходьбе, под влиянием сил мышц один опорный башмак проскальзывает по опорной поверхности, но упирается в вертикальную стенку ступени, удерживающую его от поворота. Поднимается над начальной опорной поверхностью и проскальзывает по стенке до уровня опорной поверхности ступени. После чего начинается циркульный поворот экзоскелетона и проскальзывание башмака по опорной поверхности новой ступени. Теперь башмаки располагаются на опорных поверхностях разных уровней, а положение экзоскелетона соответствует фазе устойчивой опоры башмаков на две ступени, и готовности к подъему другою башмака на следующую ступень.
Спуск происходит подобным образом. Находясь обеими башмаками 3 на верхней ступени, инвалид усилием мышц приподнимает один из них. Как при ходьбе по ровной поверхности башмак сдвигается к краю ступени и теряет с ней контакт. После этого происходит реверс поворота плеч и туловища, при котором мышечная система удерживает экзоскелетон от неуправляемого движения вперед. Башмак, проскальзывая по вертикальной стенке ступени, опускается на нижнюю ступень. Экзоскелетон приобретает устойчивость и готовность к дальнейшему спуску.
В случае превышения высоты ступени над высотой максимально возможного подъема башмака включается привод реверсивного прямолинейного движения (гидроцилиндр) 7, составная опорная стойка 2 удлиняется или укорачивается, длина ее фиксируется, например состоянием гидроцилиндра 7. Новая длина опорной стойки устанавливается достаточной для подъема на ступень или спуска с нее.
Путем изменения длины составных опорных стоек 2, с помощью гидроцилиндра 7, инвалид имеет возможность садиться и вставать. Во время уменьшения длины опорных стоек ноги изгибаются в коленных суставах, что имитирует приседание.
Второй вариант технического решения позволяет ходить инвалиду с потерей активности мышц туловища и плеч. Движение осуществляется так. Включаются приводы 8. Стойка 2 поворачивается в шарнире опорного в данный момент башмака 3, а также в шарнире траверсы 1. Посредством механизма 5 поворачиваются вал 4 и вторая стойка 2. Сопряженный с ней башмак поднимается над опорной поверхностью 10, а привод удерживает его от свободного вращения. Одновременно с реверсом приводов происходит циркульный поворот экзоскелетона до устойчивого состояния и опоры на оба башмака. Движения экзоскелетона подобны движению его членов при мышечной активности.
Экзоскелетон дает возможность инвалиду с нарушенным опорно-двигательным аппаратом, используя внутренние силы мыши туловища и плеч, ходить по улице, спускаться и подниматься по лестнице, садиться и вставать. Причем сокращение мышц похоже на сокращение мышц при ходьбе здорового человека. В случае нарушения активности мышц туловища и плеч, предусмотрено принудительное, с помощью приводов реверсивного вращения, работа экзоскелетона и ходьба инвалида.
Claims (2)
1. Экзоскелетон, содержащий опорные стойки и башмаки, включает в себя траверсу с шарниром на ее центральной части, в котором вращается вал, при этом на концах траверсы установлены шарниры и упорные подшипники, в которых вращаются опорные стойки, снабженные кривошипами, пальцы которых вращаются в шарнирах и упорных подшипниках, размещенных на опорных башмаках, вал соединен с опорными стойками посредством механизма синхронного поворота, причем экзоскелетон вмонтирован в одетый на человека комбинезон, с помощью которого траверса закреплена на тазобедренной части, ноги соединены с башмаками, при этом вал снабжен рычагами, которые связаны с мышечной системой туловища и плеч, являющейся приводом вала.
2. Экзоскелетон по п.1, отличающийся тем, что на опорных башмаках установлены блоки питания и приводы реверсивного вращения опорных стоек.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012106091/14A RU2493805C1 (ru) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Экзоскелетон инвалида |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012106091/14A RU2493805C1 (ru) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Экзоскелетон инвалида |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012106091A RU2012106091A (ru) | 2013-08-27 |
RU2493805C1 true RU2493805C1 (ru) | 2013-09-27 |
Family
ID=49163476
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012106091/14A RU2493805C1 (ru) | 2012-02-20 | 2012-02-20 | Экзоскелетон инвалида |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2493805C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2567589C1 (ru) * | 2014-08-05 | 2015-11-10 | Вячеслав Геннадьевич Иванов | Экзоскелет |
RU2768106C2 (ru) * | 2017-06-29 | 2022-03-23 | Вандеркрафт | Способ приведения в движение экзоскелета |
RU2775525C2 (ru) * | 2017-01-10 | 2022-07-04 | Вандеркрафт | Способ приведения в движение экзоскелета |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU94024295A (ru) * | 1994-06-29 | 1996-05-27 | Акционерное общество "Западно-Украинский Бизнес-Центр" (UA) | Устройство для шагового перемещения |
RU2110243C1 (ru) * | 1994-05-30 | 1998-05-10 | Акционерное общество "Западно-украинский бизнес-центр" | Экзоскелетон |
RU2116063C1 (ru) * | 1993-11-30 | 1998-07-27 | Закрытое акционерное общество "РИКСАНА" | Устройство для ходьбы |
US6666796B1 (en) * | 1999-09-16 | 2003-12-23 | Aerovironment, Inc. | Walking assisting apparatus |
RU2389469C2 (ru) * | 2005-05-27 | 2010-05-20 | Хонда Мотор Ко., Лтд. | Устройство, облегчающее ходьбу |
RU2389468C2 (ru) * | 2005-05-27 | 2010-05-20 | Хонда Мотор Ко., Лтд. | Устройство, облегчающее ходьбу |
JP2011092507A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Satsuma Tsushin Kogyo Kk | 装着型筋力補助装置 |
-
2012
- 2012-02-20 RU RU2012106091/14A patent/RU2493805C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2116063C1 (ru) * | 1993-11-30 | 1998-07-27 | Закрытое акционерное общество "РИКСАНА" | Устройство для ходьбы |
RU2110243C1 (ru) * | 1994-05-30 | 1998-05-10 | Акционерное общество "Западно-украинский бизнес-центр" | Экзоскелетон |
RU94024295A (ru) * | 1994-06-29 | 1996-05-27 | Акционерное общество "Западно-Украинский Бизнес-Центр" (UA) | Устройство для шагового перемещения |
US6666796B1 (en) * | 1999-09-16 | 2003-12-23 | Aerovironment, Inc. | Walking assisting apparatus |
RU2389469C2 (ru) * | 2005-05-27 | 2010-05-20 | Хонда Мотор Ко., Лтд. | Устройство, облегчающее ходьбу |
RU2389468C2 (ru) * | 2005-05-27 | 2010-05-20 | Хонда Мотор Ко., Лтд. | Устройство, облегчающее ходьбу |
JP2011092507A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Satsuma Tsushin Kogyo Kk | 装着型筋力補助装置 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2567589C1 (ru) * | 2014-08-05 | 2015-11-10 | Вячеслав Геннадьевич Иванов | Экзоскелет |
RU2775525C2 (ru) * | 2017-01-10 | 2022-07-04 | Вандеркрафт | Способ приведения в движение экзоскелета |
RU2768106C2 (ru) * | 2017-06-29 | 2022-03-23 | Вандеркрафт | Способ приведения в движение экзоскелета |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012106091A (ru) | 2013-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106264990B (zh) | 一种多步态模式的踏步装置及具有该装置的多环境步态康复训练机器人 | |
CN105232293B (zh) | 一种移动式腰部随动装置 | |
TWI378790B (ru) | ||
US10596058B2 (en) | Locomotion therapy and rehabilitation device | |
JP2002191654A (ja) | 歩行補助装具 | |
TW200934553A (en) | Standing-position type passive exercise machine | |
CN106112988A (zh) | 用于连接四肢外骨骼机构的人体躯干机械外骨骼装置 | |
CN104352335B (zh) | 一种偏瘫康复理疗仪 | |
RU2493805C1 (ru) | Экзоскелетон инвалида | |
CN106112990A (zh) | 减压助力机械外骨骼装置的下肢活动支撑外骨骼机构 | |
RU109979U1 (ru) | Многофункциональный спортивный тренажер | |
CN106112989A (zh) | 人体穿戴式减压助力机械外骨骼装置 | |
CN111228740B (zh) | 多方式减重干湿两用全方位步行康复训练系统 | |
RU2567589C1 (ru) | Экзоскелет | |
KR20190005334A (ko) | 무중력 트레드밀 | |
Fang et al. | Development and feasibility assessment of a rotational orthosis for walking with arm swing | |
CN206007547U (zh) | 一种助力型外骨骼随行装置 | |
RU2558633C1 (ru) | Способ мускульного передвижения | |
KR20200005362A (ko) | 무중력 트레드밀 | |
TWI599386B (zh) | Walking training machine | |
CN206334075U (zh) | 一种多步态模式的踏步装置及具有该装置的多环境步态康复训练机器人 | |
WO2012057595A1 (es) | Sistema de escalera y rampa variables para rehabilitación de extremidades inferiores | |
RU2489130C1 (ru) | Простая конструкция компенсации веса человека при ходьбе и беге | |
JP2013081490A (ja) | 運動補助装置 | |
CN201775908U (zh) | 扭脚器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20141128 |