RU2598058C1 - Set of user crutches for controlling exoskeleton - Google Patents

Set of user crutches for controlling exoskeleton Download PDF

Info

Publication number
RU2598058C1
RU2598058C1 RU2015147184/14A RU2015147184A RU2598058C1 RU 2598058 C1 RU2598058 C1 RU 2598058C1 RU 2015147184/14 A RU2015147184/14 A RU 2015147184/14A RU 2015147184 A RU2015147184 A RU 2015147184A RU 2598058 C1 RU2598058 C1 RU 2598058C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
exoskeleton
crutch
support
user
crutches
Prior art date
Application number
RU2015147184/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Евгеньевич Аведиков
Мстислав Андреевич Родыгин
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Экзоатлет"
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 Общество С Ограниченной Ответственностью "Экзоатлет" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Экзоатлет"
Priority to RU2015147184/14A priority Critical patent/RU2598058C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2598058C1 publication Critical patent/RU2598058C1/en
Priority to PCT/RU2016/050064 priority patent/WO2017078576A1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/02—Crutches

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

FIELD: medical equipment.
SUBSTANCE: invention relates to medical equipment, particularly to devices for facilitating walking - "smart" crutches for movement in the predetermined modes. Set of crutches includes support housings of crutches, made with possibility of adjustment of their longitudinal dimensions, equipped with support handles; first crutch comprises micro-controller and first accumulator, transceiver and on/off, start/stop and "walking mode" buttons, connected to the first, second, third and fourth ports of the micro-controller. On/off, start/stop and "walking mode" buttons are arranged on the support handle of the first crutch. External skeleton is attached to the user and comprises a body and foot supports, second accumulator in the body or in foot supports, first part of distributed computer network, including the head controller in the body or in the foot supports of the exoskeleton. Second part of the distributed computer network includes a micro-controller, and both parts of the on-board computer network are connected by a wireless communication channel, and the exoskeleton has the possibility of movement in a sagittal plane in predetermined modes of motion. First crutch has a support reaction force sensor, three-axis accelerometer and display connected to the fifth, sixth and seventh ports of the micro-controller.
EFFECT: invention usage allows to expand functional capabilities of controlling an exoskeleton.
1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к элементам устройств содействия ходьбе в заранее предопределенных режимах движения пользователей с нарушением функций опорно-двигательного аппарата, с ограниченной подвижностью или полной неподвижностью нижних конечностей при нормальном функционировании верхних конечностей и верхней части корпуса. Изобретение обеспечивает возможность ходьбы пользователя с нарушением функций опорно-двигательного аппарата по горизонтальной и наклонной опорной поверхности, а также по лестничным маршам и переход через препятствия, а также может применяться при проведении реабилитационно-восстановительных процедур.The invention relates to medical equipment, in particular, to elements of walking assistance devices in predetermined modes of movement of users with impaired musculoskeletal system functions, with limited mobility or complete immobility of the lower extremities during normal functioning of the upper limbs and upper body. The invention provides the ability to walk the user with a violation of the functions of the musculoskeletal system on a horizontal and inclined supporting surface, as well as on flights of stairs and crossing over obstacles, and can also be used during rehabilitation and recovery procedures.

Известен аппарат для передвижения человека с нарушением опорно-двигательных функций, содержащий левую и правую ручные опоры в виде костылей и активный экзоскелет нижних конечностей, выполненный с возможностью крепления его к ножным конечностям и корпусу тела человека. Ручные опоры снабжены органами управления, обеспечивающими управление приводами звеньев экзоскелета и коленными тормозами [US 7998096 В1, опубл. 16.08.2011].A known apparatus for moving a person with a violation of musculoskeletal functions, containing the left and right hand supports in the form of crutches and an active exoskeleton of the lower extremities, made with the possibility of attaching it to the legs and the body of a person. Manual supports are equipped with controls that provide control of exoskeleton link drives and knee brakes [US 7998096 B1, publ. 08/16/2011].

В данном устройстве ручные опоры - костыли соединены с экзоскелетом проводными каналами обмена данными. В нем невозможно обеспечить согласованное движение всех приводов, а само оно может обеспечить движение пользователя только в пошаговом режиме и не может обеспечить ходьбу пользователя, близкую к естественной. Указанные факторы отрицательно влияют на эргономические характеристики устройства в целом.In this device, hand supports - crutches are connected to the exoskeleton by wired data exchange channels. It is impossible to ensure the coordinated movement of all drives in it, and it alone can provide the user with movement only in a step-by-step mode and cannot ensure the user's walking close to natural. These factors negatively affect the ergonomic characteristics of the device as a whole.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является комплект костылей пользователя моторизованного экзоскелета, содержащих опорные корпусы, выполненные с возможностью регулирования их продольных размеров и снабженные опорными рукоятками, при этом первый костыль содержит микроконтроллер и первый аккумулятор, соединенные между собой, а также приемопередатчик и кнопки «Вкл/Выкл», «Старт/Стоп» и «Режим движения», подключенные к первому, второму, третьему и, соответственно, четвертому портам микроконтроллера, причем кнопки «Вкл/Выкл», «Старт/Стоп» и «Режим движения» смонтированы в опорной рукоятке первого костыля, экзоскелет выполнен с возможностью прикрепления к пользователю и включает корпус и ножные опоры, содержит второй аккумулятор, смонтированный в корпусе или в ножных опорах экзоскелета, первую часть распределенной вычислительной сети, включающую в том числе головной контроллер, смонтированный в корпусе или в ножных опорах экзоскелета, при этом вторая часть распределенной вычислительной сети включает микроконтроллер, при этом обе части бортовой вычислительной сети соединены между собой беспроводным каналом связи, а сам экзоскелет выполнен с возможностью передвижения в сагиттальной плоскости в заранее предопределенных режимах движения [заявка на изобретение № US 2013/0158445 А1, опубл. 20.06.2013].Closest to the proposed invention is a set of crutches of a user of a motorized exoskeleton, containing supporting bodies made with the possibility of adjusting their longitudinal dimensions and equipped with supporting handles, while the first crutch contains a microcontroller and a first battery connected to each other, as well as a transceiver and buttons “On / Off ”,“ Start / Stop ”and“ Motion mode ”connected to the first, second, third and, respectively, fourth ports of the microcontroller, and the“ On / Off ”buttons, “Start / Stop” and “Movement mode” are mounted in the support handle of the first crutch, the exoskeleton is made to attach to the user and includes a body and foot supports, contains a second battery mounted in the body or foot supports of the exoskeleton, the first part of a distributed computing network, including including the head controller mounted in the body or in the foot supports of the exoskeleton, while the second part of the distributed computing network includes a microcontroller, with both parts of the on-board computer networks are interconnected by a wireless communication channel, and the exoskeleton is made with the ability to move in the sagittal plane in predefined motion modes [patent application No. US 2013/0158445 A1, publ. 06/20/2013].

Данное изобретение имеет следующие недостатки:The present invention has the following disadvantages:

- отсутствует возможность контроля заряда аккумуляторов и возможность инструментального подтверждения заданного режима движения, что негативно отражается на безопасности движения пользователя;- there is no possibility of monitoring the charge of the batteries and the possibility of instrumental confirmation of a given mode of movement, which negatively affects the safety of the user's movement;

- отсутствует проверка начального положения пользователя в момент начала движения, что может привести к потере равновесия и падению пользователя;- there is no verification of the initial position of the user at the moment the start of movement, which can lead to loss of balance and the fall of the user

- отсутствует возможность аварийного отключения экзоскелета при падении костыля или пользователя;- there is no possibility of emergency shutdown of the exoskeleton when the crutch or the user falls;

- отсутствует возможность блокировки кнопок костыля в горизонтальном положении, что исключает ложное срабатывание, например, при падении костыля.- there is no possibility of locking the crutch buttons in a horizontal position, which eliminates false triggering, for example, when the crutch falls.

Указанные недостатки отрицательно влияют на безопасность пользователя, функциональные возможности и эргономические характеристики устройства содействия ходьбе в целом.These shortcomings adversely affect the safety of the user, the functionality and ergonomic characteristics of the device to facilitate walking in general.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является улучшение эргономических характеристик и расширение функциональных возможностей устройства и повышение безопасности пользователя.The technical result to which the invention is directed is to improve ergonomic characteristics and expand the functionality of the device and increase user safety.

Для достижения указанных технических результатов в известное изобретение, содержащее Комплект костылей пользователя моторизованного экзоскелета, содержащих опорные корпусы, выполненные с возможностью регулирования их продольных размеров и снабженные опорными рукоятками, при этом первый костыль содержит микроконтроллер и первый аккумулятор, соединенные между собой, а также приемопередатчик и кнопки «Вкл/Выкл», «Старт/Стоп» и «Режим движения», подключенные к первому, второму, третьему и, соответственно, четвертому портам микроконтроллера, причем кнопки «Вкл/Выкл», «Старт/Стоп» и «Режим движения» смонтированы в опорной рукоятке первого костыля, экзоскелет выполнен с возможностью прикрепления к пользователю и включает корпус и ножные опоры, содержит второй аккумулятор, смонтированный в корпусе или в ножных опорах экзоскелета, первую часть распределенной вычислительной сети, включающую в том числе головной контроллер, смонтированный в корпусе или в ножных опорах экзоскелета, при этом вторая часть распределенной вычислительной сети включает микроконтроллер, при этом обе части бортовой вычислительной сети соединены между собой беспроводным каналом связи, а сам экзоскелет выполнен с возможностью передвижения в сагиттальной плоскости в заранее предопределенных режимах движения, при этом в первый костыль комплекта дополнительно введены датчик силы реакции опоры, трехосевой акселерометр и дисплей, подключенные к пятому, шестому и, соответственно, седьмому портам микроконтроллера.In order to achieve the indicated technical results, a well-known invention comprising a set of crutches of a user of a motorized exoskeleton containing supporting bodies made with the possibility of adjusting their longitudinal dimensions and equipped with supporting handles, the first crutch comprising a microcontroller and a first battery connected to each other, as well as a transceiver and “On / Off”, “Start / Stop” and “Motion Mode” buttons connected to the first, second, third and, respectively, fourth microcontrol ports lera, the “On / Off”, “Start / Stop” and “Movement mode” buttons are mounted in the support handle of the first crutch, the exoskeleton is made to attach to the user and includes the body and foot supports, contains a second battery mounted in the body or in the foot supports of the exoskeleton, the first part of the distributed computing network, including including the head controller mounted in the housing or in the foot supports of the exoskeleton, while the second part of the distributed computing network includes a microcontroller, both parts of the onboard computer network are interconnected by a wireless communication channel, and the exoskeleton is made with the ability to move in the sagittal plane in predefined motion modes, while the support reaction force sensor, a three-axis accelerometer and a display connected to the fifth are additionally introduced into the first crutch of the set, the sixth and, accordingly, the seventh ports of the microcontroller.

Кроме того, в качестве заранее предопределенных режимов движения экзоскелета использованы режимы «Идти по горизонтальной поверхности», «Идти по лестнице вверх», «Идти по лестнице вниз», «Идти по наклонной поверхности вверх», «Идти по наклонной поверхности вниз», «Перешагнуть через препятствие», «Сидеть на опоре», «Стоять вертикально с выпрямленными ногами», «Встать вертикально с выпрямленными ногами из положения «Сидеть на опоре», «Сесть на опору из положения «Стоять вертикально с выпрямленными ногами».In addition, the following modes were used as predefined exoskeleton movement modes: “Walk on a horizontal surface”, “Walk on a ladder up”, “Walk on a ladder down”, “Walk on a slope up”, “Walk on a slope down”, “ Step over the obstacle ”,“ Sit on a support ”,“ Stand upright with legs straightened ”,“ Stand upright with straightened legs from the position “Sit on a support”, “Sit on a support from the position“ Stand upright with straightened legs ”.

На фиг. 1 приведен общий вид пользователя с надетым на него экзоскелетом. На фиг. 2 схематически показаны элементы экзоскелета и «интеллектуального» костыля, связанные беспроводным каналом связи. На фиг. 3 приведена структурная схема второй части распределенной бортовой вычислительной сети, разнесенной на «интеллектуальном» костыле. На фиг. 4 приведен общий вид рукоятки костыля, с размещенными на ней кнопками управления и дисплеем.In FIG. Figure 1 shows a general view of a user wearing an exoskeleton. In FIG. 2 schematically shows elements of an exoskeleton and an “smart” crutch connected by a wireless communication channel. In FIG. Figure 3 shows the structural diagram of the second part of the distributed on-board computer network, spaced on an "intellectual" crutch. In FIG. 4 shows a general view of the crutch handle, with the control buttons and display placed on it.

На фигурах 1, 2, 3 и 4 обозначены:In figures 1, 2, 3 and 4 are indicated:

1, 2 - первый и, соответственно, второй костыли;1, 2 - the first and, accordingly, the second crutches;

3 - пользователь;3 - user;

4 - моторизованный экзоскелет;4 - motorized exoskeleton;

5 - корпус экзоскелета;5 - exoskeleton body;

6, 7 - левая и соответственно правая ножные опоры экзоскелета;6, 7 - left and, accordingly, right foot supports of the exoskeleton;

8 - второй аккумулятор;8 - second battery;

9 - первый аккумулятор;9 - the first battery;

10 - распределенная бортовая вычислительная сеть;10 - distributed on-board computer network;

11 - первая часть распределенной бортовой вычислительной сети;11 - the first part of a distributed on-board computer network;

12 - головной контроллер экзоскелета;12 - head controller of the exoskeleton;

13 - вторая часть распределенной бортовой вычислительной сети;13 - the second part of the distributed on-board computer network;

14 - микроконтроллер;14 - microcontroller;

15 - беспроводной канал связи;15 - wireless communication channel;

16, 17 - опорные рукоятки левого и, соответственно, правого костыля;16, 17 - supporting handles of the left and, accordingly, the right crutch;

18, 19, 20 и 21 - первый, второй, третий и, соответственно четвертый порты микроконтроллера;18, 19, 20 and 21 - the first, second, third and, respectively, fourth ports of the microcontroller;

22, 23 и 24 - пятый, шестой и, соответственно, седьмой порты микроконтроллера;22, 23 and 24 - the fifth, sixth and, accordingly, the seventh ports of the microcontroller;

25 - кнопка «Вкл/Выкл»;25 - “On / Off” button;

26 - кнопка «Старт/Стоп» (управляющая кнопка);26 - “Start / Stop” button (control button);

27 - кнопка «Режим движения» (управляющая кнопка);27 - button "Motion mode" (control button);

28 - приемопередатчик;28 - transceiver;

29- датчик силы реакции опоры;29 - support reaction force sensor;

30 - трехосевой акселерометр;30 - three-axis accelerometer;

31 - дисплей;31 - display;

32 и 33 - опорные корпусы первого и, соответственно, второго костылей.32 and 33 are the supporting bodies of the first and, accordingly, the second crutches.

Комплект костылей 1 и 2 пользователя 3 моторизованного экзоскелета 4 содержит опорные корпусы 32 и 33, выполненные с возможностью регулирования их продольных размеров и снабженные опорными рукоятками 16 и 17, при этом первый костыль 1 содержит микроконтроллер 14 и первый аккумулятор 9, соединенные между собой, а также приемопередатчик 28 и кнопки «Вкл/Выкл» 25, «Старт/Стоп» 26 и «Режим движения» 27, подключенные к первому 18, второму 19, третьему 20 и, соответственно, четвертому 21 портам микроконтроллера 14, причем кнопки «Вкл/Выкл» 25, «Старт/Стоп» 26 и «Режим движения» 27 смонтированы в опорной рукоятке 16 первого костыля 1, при этом экзоскелет 4 выполнен с возможностью прикрепления к пользователю 3 и включает корпус 5 и ножные опоры 6 и 7, второй аккумулятор 8, смонтированный в корпусе 5 или в ножных опорах 6 или 7 экзоскелета 4, первую часть 11 распределенной вычислительной сети 10, включающую в том числе головной контроллер 12, смонтированный в корпусе 5 или в ножных опорах 6 или 7 экзоскелета, при этом вторая часть 13 распределенной вычислительной сети 10 включает микроконтроллер 14, при этом обе части 11 и 13 бортовой вычислительной сети 10 соединены между собой беспроводным каналом связи 15, а сам экзоскелет 4 выполнен с возможностью передвижения в сагиттальной плоскости в заранее предопределенных режимах движения.A set of crutches 1 and 2 of user 3 of a motorized exoskeleton 4 contains support bodies 32 and 33, made with the possibility of adjusting their longitudinal dimensions and equipped with support arms 16 and 17, while the first crutch 1 contains a microcontroller 14 and a first battery 9 connected to each other, and also the transceiver 28 and the “On / Off” buttons 25, “Start / Stop” 26 and “Motion mode” 27 connected to the first 18, second 19, third 20 and, respectively, fourth 21 ports of the microcontroller 14, and the “On / Off” buttons Off ”25,“ Start / Stop ”26 and“ Cut movements 27 are mounted in the supporting handle 16 of the first crutch 1, while the exoskeleton 4 is adapted to be attached to the user 3 and includes a housing 5 and foot supports 6 and 7, a second battery 8 mounted in the housing 5 or in the foot supports 6 or 7 of the exoskeleton 4, the first part 11 of the distributed computing network 10, including including the head controller 12 mounted in the housing 5 or in the foot supports 6 or 7 of the exoskeleton, while the second part 13 of the distributed computing network 10 includes a microcontroller 14, both of which are 11 and 13 the on-board computer network 10 is interconnected by a wireless communication channel 15, and the exoskeleton 4 itself is configured to move in the sagittal plane in predetermined modes of movement.

Кроме того, первый костыль 1 комплекта содержит датчик 29 силы реакции опоры, трехосевой акселерометр 30 и дисплей 31, подключенные к пятому 22, шестому 23 и, соответственно, седьмому 24 портам микроконтроллера 14.In addition, the first crutch 1 of the kit contains a support reaction force sensor 29, a three-axis accelerometer 30 and a display 31 connected to the fifth 22, sixth 23 and, accordingly, the seventh 24 ports of the microcontroller 14.

При этом в качестве заранее предопределенных режимов движения экзоскелета использованы режимы «Идти по горизонтальной поверхности», «Идти по лестнице вверх», «Идти по лестнице вниз», «Идти по наклонной поверхности вверх», «Идти по наклонной поверхности вниз», «Перешагнуть через препятствие», «Сидеть на опоре», «Стоять вертикально с выпрямленными ногами», «Встать вертикально с выпрямленными ногами из положения «Сидеть на опоре», «Сесть на опору из положения «Стоять вертикально с выпрямленными ногами».At the same time, the following modes were used as predefined exoskeleton motion modes: “Walk on a horizontal surface”, “Walk on a staircase up”, “Walk on a staircase down”, “Walk on a slope up”, “Walk on a slope down”, “Step over through an obstacle ”,“ Sit on a support ”,“ Stand upright with legs straightened ”,“ Stand upright with straightened legs from the position “Sit on a support”, “Sit on a support from the position“ Stand upright with straightened legs ”.

Для управления экзоскелетом с помощью «интеллектуального» костыля необходимо выполнить следующие действия.To control the exoskeleton using an “intellectual” crutch, you must perform the following steps.

1. Подсоединить цепи питания экзоскелета 4 к клеммам второго аккумулятора 8.1. Connect the exoskeleton 4 power supply circuit to the terminals of the second battery 8.

2. Включить питание первого костыля 1 кнопкой «Вкл/Выкл» 25.2. Turn on the power of the first crutch 1 using the On / Off button 25.

3. Дождаться появления индикации на дисплее 31, что свидетельствует об установлении связи между первым костылем 1 и экзоскелетом 4.3. Wait until the display appears on the display 31, which indicates the establishment of communication between the first crutch 1 and the exoskeleton 4.

4. Кнопкой «Режим движения» 27 на первом костыле 1 произвести выбор нужного режима движения; при этом информация о выбранном режиме движения будет отображена на дисплее 31 в виде соответствующей пиктограммы.4. Use the “Movement mode” button 27 on the first crutch 1 to select the desired movement mode; however, information about the selected driving mode will be displayed on the display 31 in the form of a corresponding icon.

5. После выбора требуемого режима движения необходимо нажать кнопку «Старт/Стоп» 20.5. After selecting the desired driving mode, press the "Start / Stop" button 20.

В результате осуществляется проверка положения первого костыля 1 (вертикальное или горизонтальное), проверка положения пользователя 3 с помощью датчика 29 силы реакции опоры; в случае правильности положения первого костыля 1 и пользователя 3 на дисплее 31 начинается отсчет времени (4 секунды) и запускается выбранный режим движения.As a result, the position of the first crutch 1 is checked (vertical or horizontal), the position of the user 3 is checked with the help of the support reaction force sensor 29; if the position of the first crutch 1 and user 3 is correct, the countdown (4 seconds) starts on the display 31 and the selected driving mode starts.

В случае ошибочного запуска режима, у пользователя есть возможность повторно нажать кнопку «Старт/Стоп» для отмены выбранного режима.In case of an erroneous start of the mode, the user has the opportunity to press the “Start / Stop” button again to cancel the selected mode.

Подтверждением заявленного технического результата является предоставление пользователю следующих дополнительных возможностей, придающих костылю «интеллектуальные» функции.Confirmation of the claimed technical result is to provide the user with the following additional features that give the crutch "intellectual" functions.

1. Включение/выключение питания костыля осуществляется при помощи кнопки «Вкл/Выкл» 25, которая для защиты от случайного нажатия смонтирована под опорной рукояткой 16, что положительно сказывается на безопасности пользователя.1. Turning on / off the power of the crutch is carried out using the “On / Off” button 25, which is mounted under the support handle 16 to protect against accidental pressing, which positively affects the safety of the user.

2. Смена режима движения осуществляется либо нажатием на кнопку «Режим движения» 27, либо вращением первого костыля 1 на 15-20 градусов вокруг вертикальной оси (задействуется трехосевой акселерометр 27).2. Change of the driving mode is carried out either by pressing the “Driving mode” button 27, or by rotating the first crutch 1 by 15-20 degrees around the vertical axis (a three-axis accelerometer 27 is activated).

3. Запуск/остановка экзоскелета осуществляется по нажатию кнопки «Старт/Стоп» 26.3. Start / stop of the exoskeleton by pressing the "Start / Stop" button 26.

4. Защита от случайного срабатывания (например, при падении первого костыля 1 на пол) осуществляется при помощи трехосевого акселерометра 27; костыль 1 реагирует на нажатия кнопок управления при отклонении его от вертикальной оси не более чем на 45°, а в горизонтальном положении, т.е. при отклонении костыля от вертикальной оси более, чем на 45°, автоматически отключаются все ранее включенные режимы и управляющие кнопки блокируются.4. Protection against accidental operation (for example, when the first crutch 1 falls on the floor) is carried out using a three-axis accelerometer 27; crutch 1 responds to pressing the control buttons when it deviates from the vertical axis by no more than 45 °, and in a horizontal position, i.e. when the crutch deviates from the vertical axis by more than 45 °, all previously included modes are automatically turned off and the control buttons are blocked.

5. Информирование о наличии/отсутствии связи первого костыля 1 с экзоскелетом 4, производится путем отображения значка режима при подключении на дисплее 31.5. Information on the presence / absence of communication of the first crutch 1 with the exoskeleton 4 is done by displaying the mode icon when connected on the display 31.

6. Информация о выбранном режиме движения отображается на дисплее 31.6. Information about the selected driving mode is shown on display 31.

7. Информация о заряде первого и второго аккумуляторов 9 и 8 отображается на дисплее 31.7. Information about the charge of the first and second batteries 9 and 8 is displayed on the display 31.

8. В случае, если пользователь 3 в момент начала движения согласно режиму «Идти по горизонтальной поверхности» из положения «стоя» не будет опираться на костыль, что будет идентифицировано датчиком 29 силы реакции опоры, то выбранный режим не будет активирован и экзоскелет 4 не начнет движение.8. If user 3 at the moment of starting the movement according to the “Walk on a horizontal surface” mode from the “standing” position does not lean on the crutch, which will be identified by the support reaction force sensor 29, the selected mode will not be activated and the exoskeleton 4 will not will start moving.

9. В случае падения первого костыля 1, это определяется трехосевым акселерометром 30 и автоматически отключаются все запущенные режимы и блокируются управляющие кнопки.9. In the event of the fall of the first crutch 1, this is determined by the three-axis accelerometer 30 and all running modes are automatically turned off and the control buttons are blocked.

Таким образом, данному изобретению присущ ряд «интеллектуальных» свойств, которые позитивно влияют на безопасность пользователя, эргономические характеристики и функциональные возможности устройств содействия ходьбе.Thus, this invention has a number of “intelligent” properties that positively affect user safety, ergonomic characteristics, and functionality of walking assistance devices.

Claims (2)

1. Комплект костылей пользователя моторизованного экзоскелета, содержащий опорные корпусы костылей, выполненные с возможностью регулирования их продольных размеров и снабженные опорными рукоятками, при этом первый костыль содержит микроконтроллер и первый аккумулятор, соединенные между собой, а также приемопередатчик и кнопки «Вкл/Выкл», «Старт/Стоп» и «Режим движения», подключенные к первому, второму, третьему и, соответственно, четвертому портам микроконтроллера, причем кнопки «Вкл/Выкл», «Старт/Стоп» и «Режим движения» смонтированы в опорной рукоятке первого костыля, экзоскелет выполнен с возможностью прикрепления к пользователю и включает корпус и ножные опоры, содержит второй аккумулятор, смонтированный в корпусе или в ножных опорах экзоскелета, первую часть распределенной вычислительной сети, включающую в том числе головной контроллер, смонтированный в корпусе или в ножных опорах экзоскелета, при этом вторая часть распределенной вычислительной сети включает микроконтроллер, при этом обе части бортовой вычислительной сети соединены между собой беспроводным каналом связи, а сам экзоскелет выполнен с возможностью передвижения в сагиттальной плоскости в заранее предопределенных режимах движения, отличающийся тем, что в первый костыль комплекта дополнительно введены датчик силы реакции опоры, трехосевой акселерометр и дисплей, подключенные к пятому, шестому и, соответственно, седьмому портам микроконтроллера.1. A set of crutches of a user of a motorized exoskeleton containing crutch support bodies made with the possibility of adjusting their longitudinal dimensions and equipped with support handles, while the first crutch contains a microcontroller and a first battery connected to each other, as well as a transceiver and on / off buttons, “Start / Stop” and “Driving mode” connected to the first, second, third and, respectively, fourth ports of the microcontroller, and the “On / Off”, “Start / Stop” and “Driving mode” buttons are mounted in the supporting handle of the first crutch, the exoskeleton is adapted to be attached to the user and includes a body and foot supports, contains a second battery mounted in the body or in the foot supports of the exoskeleton, the first part of a distributed computing network, including including a head controller mounted in the body or in the foot supports of the exoskeleton, while the second part of the distributed computer network includes a microcontroller, while both parts of the on-board computer network are interconnected wirelessly a communication channel, and the exoskeleton is made with the ability to move in the sagittal plane in predetermined movement modes, characterized in that the support reaction force sensor, a three-axis accelerometer and a display connected to the fifth, sixth and, respectively, seventh ports are additionally introduced into the first crutch of the kit microcontroller. 2. Комплект костылей пользователя моторизованного экзоскелета по п. 1, отличающийся тем, что в качестве заранее предопределенных режимов движения экзоскелета использованы режимы «Идти по горизонтальной поверхности», «Идти по лестнице вверх», «Идти по лестнице вниз», «Идти по наклонной поверхности вверх», «Идти по наклонной поверхности вниз», «Перешагнуть через препятствие», «Сидеть на опоре», «Стоять вертикально с выпрямленными ногами», «Встать вертикально с выпрямленными ногами из положения «Сидеть на опоре», «Сесть на опору из положения «Стоять вертикально с выпрямленными ногами». 2. A set of crutches of a user of a motorized exoskeleton according to claim 1, characterized in that the modes “Walk on a horizontal surface”, “Walk on a ladder up”, “Walk on a ladder down”, “Walk on a sloping” are used as predefined modes of movement of an exoskeleton surface up ”,“ Walk downhill ”,“ Step over an obstacle ”,“ Sit on a support ”,“ Stand upright with legs straightened ”,“ Stand upright with straightened legs from the position “Sit on a support”, “Sit on a support from pos Ia "Stand upright with legs straight."
RU2015147184/14A 2015-11-03 2015-11-03 Set of user crutches for controlling exoskeleton RU2598058C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147184/14A RU2598058C1 (en) 2015-11-03 2015-11-03 Set of user crutches for controlling exoskeleton
PCT/RU2016/050064 WO2017078576A1 (en) 2015-11-03 2016-11-02 Pair of crutches allowing user control of an exoskeleton

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015147184/14A RU2598058C1 (en) 2015-11-03 2015-11-03 Set of user crutches for controlling exoskeleton

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2598058C1 true RU2598058C1 (en) 2016-09-20

Family

ID=56938043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015147184/14A RU2598058C1 (en) 2015-11-03 2015-11-03 Set of user crutches for controlling exoskeleton

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2598058C1 (en)
WO (1) WO2017078576A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10624809B2 (en) 2017-11-09 2020-04-21 Free Bionics Taiwan Inc. Exoskeleton robot and controlling method for exoskeleton robot
RU200841U1 (en) * 2017-12-12 2020-11-13 Акционерное общество "Волжский электромеханический завод" LOWER LIMBS EXOSKELETON CONTROL DEVICE
RU2745539C2 (en) * 2019-02-07 2021-03-26 Акционерное общество "Волжский электромеханический завод" Method of controlling the exoskeleton of the lower extremities by voice commands
RU2770786C2 (en) * 2019-05-22 2022-04-21 Акционерное общество "Волжский электромеханический завод" Pair of crutches for exoskeleton

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10292891B2 (en) 2017-06-02 2019-05-21 Ohio State Innovation Foundation Active robotic walker and associated method
CN107411939B (en) * 2017-07-24 2019-09-27 燕山大学 A kind of dedicated power-assisted healing robot of single lower limb individuals with disabilities
CN107714402B (en) * 2017-11-09 2024-01-16 杭州程天科技发展有限公司 A arm cane for ectoskeleton robot
CN109288650A (en) * 2018-07-31 2019-02-01 电子科技大学 The independent used movable lower limb training of wearer and auxiliary intelligent apparatus
CN109172288A (en) * 2018-10-08 2019-01-11 巴中职业技术学院 A kind of wearable running gear for lower limb rehabilitation training

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2364385C2 (en) * 2005-01-26 2009-08-20 Юниверсити Оф Цукуба Portable motion-activity accessory, and control program
US7998096B1 (en) * 2007-06-25 2011-08-16 Skoog Eric J Paraplegic controlled, concealed mechanized walking device
US20130158445A1 (en) * 2010-08-23 2013-06-20 The Regents Of The University Of California Orthesis system and methods for control of exoskeletons
US20140142475A1 (en) * 2010-09-27 2014-05-22 Vanderbilt University Movement assistance device
US20140196757A1 (en) * 2013-01-17 2014-07-17 Argo Medical Technologies Ltd Gait device with a crutch
WO2014159577A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Ekso Bionics, Inc. Machine to human interfaces for communication from a lower extremity orthotic

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204636918U (en) * 2015-04-26 2015-09-16 江苏远传智能科技有限公司 A kind of safety crutch

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2364385C2 (en) * 2005-01-26 2009-08-20 Юниверсити Оф Цукуба Portable motion-activity accessory, and control program
US7998096B1 (en) * 2007-06-25 2011-08-16 Skoog Eric J Paraplegic controlled, concealed mechanized walking device
US20130158445A1 (en) * 2010-08-23 2013-06-20 The Regents Of The University Of California Orthesis system and methods for control of exoskeletons
US20140142475A1 (en) * 2010-09-27 2014-05-22 Vanderbilt University Movement assistance device
US20140196757A1 (en) * 2013-01-17 2014-07-17 Argo Medical Technologies Ltd Gait device with a crutch
WO2014159577A1 (en) * 2013-03-14 2014-10-02 Ekso Bionics, Inc. Machine to human interfaces for communication from a lower extremity orthotic

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10624809B2 (en) 2017-11-09 2020-04-21 Free Bionics Taiwan Inc. Exoskeleton robot and controlling method for exoskeleton robot
RU200841U1 (en) * 2017-12-12 2020-11-13 Акционерное общество "Волжский электромеханический завод" LOWER LIMBS EXOSKELETON CONTROL DEVICE
RU2745539C2 (en) * 2019-02-07 2021-03-26 Акционерное общество "Волжский электромеханический завод" Method of controlling the exoskeleton of the lower extremities by voice commands
RU2770786C2 (en) * 2019-05-22 2022-04-21 Акционерное общество "Волжский электромеханический завод" Pair of crutches for exoskeleton

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017078576A1 (en) 2017-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2598058C1 (en) Set of user crutches for controlling exoskeleton
US10736810B2 (en) Control system for exoskeleton apparatus
CA2740438C (en) Locomotion assisting device and method
Quintero et al. A method for the autonomous control of lower limb exoskeletons for persons with paraplegia
Strausser et al. The development and testing of a human machine interface for a mobile medical exoskeleton
EP2861198B1 (en) Movement assistance device
CN103153234B (en) Man-machine interface for lower limb orthosis
CN104523403B (en) A method of judging that ectoskeleton assistant robot wearer's lower limb action is intended to
Mertz The next generation of exoskeletons: lighter, cheaper devices are in the works
Vouga et al. TWIICE—A lightweight lower-limb exoskeleton for complete paraplegics
US20150045703A1 (en) Human Machine Interface for Lower Extremity Orthotics
US10213357B2 (en) Ambulatory exoskeleton and method of relocating exoskeleton
JP2013542014A (en) Walking motion assist device with integrated tilt sensor
KR101913187B1 (en) A walking aiding device for a hemiplegic patient and a control method thereof
RU167681U1 (en) MOTORIZED EXOSCELETON USER'S CHAIR
WO2020224565A1 (en) Exoskeleton device for assisting human with walking, and method therefor
VIRK et al. Exo-legs for elderly persons
Itadera et al. Adaptive walking load control for training physical strength using cane-type robot
Zhang et al. User-friendly walking assistance device able to walk on stairs safely
Choi et al. A human-robot interface system for walkon suit: A powered exoskeleton for complete paraplegics
TWM510162U (en) Support device of rehabilitation machine
CA2886860C (en) Automated utility device for mobility
Johnson et al. A Preliminary Study on the Feasibility of Using a Knee Exoskeleton to Reduce Crouch Gait in an Adult with Cerebral Palsy
JP5525648B1 (en) Dementia dedicated walking aid
JP5719961B1 (en) Walking aid