RU2644547C2 - Стопа экзоскелета - Google Patents
Стопа экзоскелета Download PDFInfo
- Publication number
- RU2644547C2 RU2644547C2 RU2016123995A RU2016123995A RU2644547C2 RU 2644547 C2 RU2644547 C2 RU 2644547C2 RU 2016123995 A RU2016123995 A RU 2016123995A RU 2016123995 A RU2016123995 A RU 2016123995A RU 2644547 C2 RU2644547 C2 RU 2644547C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- exoskeleton
- user
- shoe
- setting
- foot
- Prior art date
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
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)
- Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
- Footwear And Its Accessory, Manufacturing Method And Apparatuses (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицине. Стопа экзоскелета, выполненного с возможностью крепления к ногам пользователя экзоскелета и передвижения в сагиттальной плоскости, содержит элемент для постановки башмака пользователя экзоскелета и башмак пользователя экзоскелета. На элементе для постановки башмака смонтированы, по меньшей мере, один элемент для фиксации башмака пользователя экзоскелета и один или два элемента для соединения с голеностопным шарниром экзоскелета. Элемент для постановки башмака пользователя экзоскелета снабжен дополнительной опорой, смонтированной в нем с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной подошвенной поверхности элемента для постановки башмака пользователя. Изобретение обеспечивает возможность осуществлять малозатратный с точки зрения расхода мышечной энергии поворот ноги пользователя экзоскелета относительно оси перпендикулярной опорной поверхности без отрыва ножной опоры экзоскелета от опорной поверхности. 1 н.п. ф-лы; 4 ил.
Description
Изобретение относится к области медицинской техники и применяется в аппарате, содержащем экзоскелет, выполненный с возможностью крепления к ногам пользователя экзоскелета и передвижения в сагиттальной плоскости, а также ручные опоры, и предназначенный для оказания помощи при ходьбе людям с ограниченными двигательными возможностями, не имеющим возможности к самостоятельному передвижению, с ограниченной подвижностью или полной неподвижностью нижних конечностей при нормальном функционировании верхних конечностей и верхней части корпуса.
Особенности предложенного конструктивного выполнения стопы экзоскелета обеспечивают пользователю аппарата возможность осуществлять малозатратный с точки зрения расхода мышечной энергии поворот ноги пользователя относительно оси перпендикулярной опорной поверхности без отрыва ножной опоры экзоскелета от опорной поверхности.
Известны конструкции стопы экзоскелета, выполненного с возможностью крепления к ногам пользователя экзоскелета и передвижения в сагиттальной плоскости, содержащие элемент для постановки башмака пользователя экзоскелета и башмак пользователя экзоскелета, а также смонтированные на этом элементе, по меньшей мере, один элемент для фиксации башмака пользователя экзоскелета и один или два элемента для соединения с голеностопным шарниром экзоскелета [JP 3500551 В2 публ. 23.02.2004, RU 2555801 С2 публ. 10.04.2015, US 20110040216 публ. 17.02.2011, US 8057410 В2 публ. 15.11.2011, US 20150321341 публ. 12.11.2015, WO 2015140353 A3 публ. 24.09.2015, CN 104434471 А публ. 25.03.2015, ЕР 2448540 А1 публ. 09.05.2012, CN 101506139 В публ. 12.01.2011].
Недостатки данных конструкций заключаются в том, что для поворота опорной ноги за счет мускульной силы нормально функционирующих верхних конечностей и верхней части корпуса, пользователю в процессе движения приходится преодолевать силу трения скольжения, обусловленную взаимодействием подошвенной поверхности элемента для постановки башмака пользователя экзоскелета с опорной поверхностью, что ограничивает функциональные возможности экзоскелета в целом.
Известна стопа экзоскелета, выполненного с возможностью крепления к ногам пользователя экзоскелета и с возможностью передвижения в сагиттальной плоскости, содержащая элемент для постановки башмака пользователя экзоскелета и башмак пользователя экзоскелета, а также смонтированные на этом элементе, по меньшей мере, один элемент для фиксации башмака пользователя экзоскелета и один или два элемента для соединения с голеностопным шарниром экзоскелета [US 20140276265 публ. 18.09.2014].
Недостаток данной стопы экзоскелета также заключается в том, что для поворота опорной ноги за счет мускульной силы нормально функционирующих верхних конечностей и верхней части корпуса пользователя, ему в процессе движения приходится преодолевать силу трения скольжения, обусловленную взаимодействием подошвенной поверхности элемента для постановки башмака пользователя экзоскелета с опорной поверхностью, что ограничивает функциональные возможности экзоскелета в целом. Эта конструкция выбрана в качестве прототипа предложенного решения.
Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в снижении величины силы трения, обусловленного взаимодействием подошвенной поверхности элемента для постановки башмака пользователя экзоскелета с опорной поверхностью при повороте опорной ноги за счет мускульной силы нормально функционирующих верхних конечностей и верхней части корпуса пользователя и уменьшения его мускульных усилий.
Для достижения указанного технического результата в стопе экзоскелета, выполненного с возможностью крепления к ногам пользователя экзоскелета и с возможностью передвижения в сагиттальной плоскости, содержащей элемент для постановки башмака пользователя экзоскелета и башмак пользователя экзоскелета, а также смонтированные на этом элементе, по меньшей мере, один элемент для фиксации башмака пользователя экзоскелета и один или два элемента для соединения с голеностопным шарниром экзоскелета, элемент для постановки башмака пользователя экзоскелета снабжен дополнительной опорой, смонтированной в нем с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной подошвенной поверхности элемента для постановки башмака пользователя.
Кроме того, ось вращения дополнительной опоры может быть совмещена с вертикальной осью ноги пользователя экзоскелета.
На чертежах фиг. 1 приведен общий вид стопы экзоскелета, на фиг. 2 и 3 показан возможный вариант выполнения дополнительной опоры и ее монтажа в стопе экзоскелета, а на фиг. 4 - размещение стопы на экзоскелете.
На фиг. 1, 2, 3 и 4 обозначены:
1 - элемент для постановки башмака пользователя экзоскелета;
2 - башмак пользователя экзоскелета;
3 - элемент фиксации башмака пользователя экзоскелета;
4 - элемент для соединения элемента для постановки башмака пользователя экзоскелета с голеностопным шарниром экзоскелета;
5 - дополнительная опора;
6 - ось вращения дополнительной опоры;
7 - вертикальная ось ноги пользователя экзоскелета;
8 - несущая скоба;
9 - упорно-радиальный подшипник;
10 - уплотнение;
11 - упор;
12 - ось дополнительной опоры;
13 и 14 - первая и вторая шайбы;
15 и 16 - правая и левая ножные опоры экзоскелета;
17 и 18 - костыли;
19 - тазовое звено экзоскелета;
20 - голеностопный шарнир экзоскелета;
21 и 22 - элементы крепления ножных опор экзоскелета к бедрам и, соответственно, голеням пользователя экзоскелета.
Стопа экзоскелета, содержит элемент 1 для постановки башмака 2 пользователя экзоскелета и башмак 2 пользователя экзоскелета и смонтированные на элементе 1 для постановки башмака 2 пользователя экзоскелета, по меньшей мере, один элемент 3 для фиксации башмака 2 пользователя экзоскелета и один или два элемента 4 для соединения с голеностопным шарниром 20 экзоскелета. Элемент 1 для постановки башмака 2 пользователя экзоскелета снабжен дополнительной опорой 5, смонтированной в нем с возможностью вращения относительно оси вращениря 6 дополнительной опоры 5, перпендикулярной подошвенной поверхности элемента 1 для постановки башмака 2 пользователя.
Кроме того, ось 6 вращения дополнительной опоры 5 может быть совмещена с вертикальной осью 7 ноги пользователя.
Ось 12 дополнительной опоры 5 смонтирована в радиально-упорном подшипнике 9, который, в свою очередь, смонтирован в элементе 1 для постановки башмака 2 пользователя и в несущей скобе 8. Между верхней горизонтальной поверхностью дополнительной опоры 5 и радиально-упорным подшипником 9 установлены уплотнение 10 и первая шайба 13, а сверху радиально-опорного подшипника 9 - вторая шайба 14, которая установлена заподлицо с внутренней поверхностью элемента 1 для постановки башмака 2 пользователя.
На верхней поверхности оси 12 дополнительной опоры 5 с помощью резьбовых элементов смонтирован упор 11. На внутренней поверхности элемента 1 для постановки башмака 2 пользователя экзоскелета при помощи резьбовых элементов смонтирована несущая скоба 8.
Пользователь использует стопу экзоскелета следующим образом.
Для передвижения и поддержания равновесия в процессе передвижения пользователь экзоскелета использует две моторизованные ножные опоры 15 и 16 экзоскелета, с помощью элементов крепления 21 и 22 присоединенные соответственно к бедрам и голеням ног пользователя и обеспечивающие возможность его перемещения в сагиттальной плоскости, и две ручные опоры в виде костылей 17 и 18. При этом на каждом шаге одна ножная опора экзоскелета и, соответственно, одна нога пользователя в процессе передвижения экзоскелета находится в фазе переноса, т.е. в безопорном состоянии, а другая ножная опора экзоскелета и оба костыля 17 и 18 - в состоянии опоры.
Для осуществления поворота в процессе движения пользователь осуществляет поворот корпуса с помощью мышц нормально функционирующих рук и верхней части корпуса. А синхронно с этим будет происходить поворот тазового звена пользователя и связанной с ним через тазовое звено 19 экзоскелета и соответствующую ножную опору 15 или 16 ножной конечности пользователя, находящейся в состоянии опоры. То есть при этом будет осуществляться поворот элемента 1 для постановки башмака 2 пользователя относительно неподвижной дополнительной опоры 5. Этот поворот будет происходить относительно оси вращения 6 дополнительной опоры 5, перпендикулярной опорной поверхности и совмещенной с вертикальной осью 7 ноги пользователя. Естественно, что возникающие при этом силы трения качения и обусловленные этими силами моменты будут меньше, чем силы трения скольжения в прототипе.
Таким образом, предложенное техническое решение позволяет пользователю экзоскелета осуществлять поворот ноги относительно ее вертикальной оси без отрыва ножной опоры экзоскелета от опорной поверхности с меньшими затратами мышечной энергии чем в прототипе, что подтверждает достижение заявленного технического результата и расширяет функциональные возможности экзоскелета в целом.
Claims (1)
- Стопа экзоскелета, выполненного с возможностью крепления к ногам пользователя экзоскелета и передвижения в сагиттальной плоскости, содержащая элемент для постановки башмака пользователя экзоскелета и башмак пользователя экзоскелета, а также смонтированные на этом элементе по меньшей мере один элемент для фиксации башмака пользователя экзоскелета и один или два элемента для соединения с голеностопным шарниром экзоскелета, отличающаяся тем, что элемент для постановки башмака пользователя экзоскелета снабжен дополнительной опорой, смонтированной в нем с возможностью вращения относительно оси, перпендикулярной подошвенной поверхности элемента для постановки башмака пользователя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016123995A RU2644547C2 (ru) | 2016-06-17 | 2016-06-17 | Стопа экзоскелета |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016123995A RU2644547C2 (ru) | 2016-06-17 | 2016-06-17 | Стопа экзоскелета |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2016123995A RU2016123995A (ru) | 2017-12-21 |
RU2644547C2 true RU2644547C2 (ru) | 2018-02-12 |
Family
ID=60762815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016123995A RU2644547C2 (ru) | 2016-06-17 | 2016-06-17 | Стопа экзоскелета |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2644547C2 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU139266U1 (ru) * | 2013-09-27 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Устройство помощи при ходьбе |
US20140276265A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Bionik Laboratories, Inc. | Foot plate assembly for use in an exoskeleton apparatus |
US20150272810A1 (en) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | Industrial Technology Research Institute | Walking assist device |
RU156507U1 (ru) * | 2015-03-04 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Экзоскелет нижних конечностей |
-
2016
- 2016-06-17 RU RU2016123995A patent/RU2644547C2/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140276265A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Bionik Laboratories, Inc. | Foot plate assembly for use in an exoskeleton apparatus |
RU139266U1 (ru) * | 2013-09-27 | 2014-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) | Устройство помощи при ходьбе |
US20150272810A1 (en) * | 2014-03-27 | 2015-10-01 | Industrial Technology Research Institute | Walking assist device |
RU156507U1 (ru) * | 2015-03-04 | 2015-11-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) | Экзоскелет нижних конечностей |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2016123995A (ru) | 2017-12-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103961240B (zh) | 踝足康复训练装置及平衡训练系统 | |
Rodriguez et al. | The effect of shoe wedges and lifts on symmetry of stance and weight bearing in hemiparetic individuals | |
US20150238382A1 (en) | Robot for walking rehabilitation therapy of stroke patient | |
KR20140134477A (ko) | 무게중심 이동을 위한 수동 메커니즘을 갖는 보행 재활 로봇 | |
KR101494685B1 (ko) | 하지 훈련 운동기구 | |
JP2006505370A (ja) | 機能訓練装置 | |
CN101340950A (zh) | 康复治疗悬吊装置 | |
KR20110069586A (ko) | 재활치료용 상하지연동운동장치 | |
KR102113231B1 (ko) | 스탠드형 보행 운동 기구 | |
CN109091355A (zh) | 一种辅助支撑型履步康复助行机构 | |
CN106112990B (zh) | 减压助力机械外骨骼装置的下肢活动支撑外骨骼机构 | |
CN106112989B (zh) | 人体穿戴式减压助力机械外骨骼装置 | |
JP2012005523A (ja) | 上肢回転運動用のリハビリ機器 | |
RU2644547C2 (ru) | Стопа экзоскелета | |
CN213218813U (zh) | 助力行走器 | |
David et al. | Oxygen consumption during machine-assisted and unassisted walking: a pilot study in hemiplegic and healthy humans | |
RU173376U1 (ru) | Интегрированная стопа экзоскелета | |
KR20190136346A (ko) | 발목 근력 보조기 | |
RU2649427C2 (ru) | Накаблучник башмака пользователя экзоскелета | |
RU173285U1 (ru) | Накаблучник для экзоскелета | |
KR101826439B1 (ko) | 하지근력 저하 환자용 재활운동기기 | |
CN103566542A (zh) | 一种通过绑缚脚和小腿带动人进行步态训练的装置 | |
CN108392378B (zh) | 下肢康复训练外骨骼系统及其步行控制方法与髋关节结构 | |
JP2011217992A (ja) | リハビリ機器 | |
JP2006341039A (ja) | 「歩行訓練&散歩型車椅子」 |