RU2655189C1 - Hip unit of exoskeleton or orthesis - Google Patents

Hip unit of exoskeleton or orthesis Download PDF

Info

Publication number
RU2655189C1
RU2655189C1 RU2017105441A RU2017105441A RU2655189C1 RU 2655189 C1 RU2655189 C1 RU 2655189C1 RU 2017105441 A RU2017105441 A RU 2017105441A RU 2017105441 A RU2017105441 A RU 2017105441A RU 2655189 C1 RU2655189 C1 RU 2655189C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pin
connecting element
exoskeleton
assembly according
hip
Prior art date
Application number
RU2017105441A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Елена Валентиновна Письменная
Кирилл Михайлович Толстов
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 RU2017105441A priority Critical patent/RU2655189C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2655189C1 publication Critical patent/RU2655189C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/60Artificial legs or feet or parts thereof
    • A61F2/605Hip joints
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL 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
    • A61H3/00Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medicine. Hip joint of the exoskeleton or orthosis contains a L-shaped arm intended for articulation by the first end on the pelvic element of the exoskeleton or orthosis, first support member pivotally attached to the first end at a second end of the L-shaped arm and having, at the second end, a first connecting member, second support member for mounting the exoskeleton or orthosis on the femoral link and having a second connecting member. First and second connecting members form a movable connection providing relative rotation of the first and second support members with three degrees of freedom.
EFFECT: invention provides increase in mobility, simplification of construction and a reduction in the mass of the hip node of the passive exoskeleton.
11 cl, 9 dwg

Description

[0001] Заявляемое изобретение относится к области удовлетворения жизненных потребностей человека и может быть использовано в туризме, спорте, при проведении погрузочно-разгрузочных работ, спасательных и армейских операций.[0001] The claimed invention relates to the field of meeting the vital needs of a person and can be used in tourism, sports, during loading and unloading, rescue and army operations.

[0002] Заявляемая конструкция, прежде всего, предназначена для использования в пассивных экзоскелетах, приводимых в движение мышечной силой человека и снимающих нагрузку с опорно-мышечного аппарата при переноске тяжестей. При этом заявляемый тазобедренный узел экзоскелета полностью реализует двигательные функции тазобедренного сустава человека, то есть обеспечивает отведение и приведение, сгибание и разгибание бедра, а также отведение и приведение стопы (поворот ноги вокруг своей вертикальной оси).[0002] The inventive design is primarily intended for use in passive exoskeletons, driven by human muscle and relieving the load from the musculoskeletal system when carrying heavy loads. At the same time, the claimed exoskeleton hip node fully realizes the motor functions of the human hip joint, that is, it provides abduction and adduction, flexion and extension of the thigh, as well as abduction and adduction of the foot (rotation of the leg around its vertical axis).

[0003] Известно тазобедренное сочленение тазового и бедренного звеньев экзоскелета, описанное в патенте на Полезную модель RU 136336, A61F 2/60, 2014, содержащее кронштейн и первую, вторую и третью кинематические цилиндрические вращательные пары. Первая и вторая кинематические пары выполнены в виде вращательных пар с подвижными звеньями, а третья кинематическая пара - в виде вращательной пары с одним неподвижным и одним подвижным звеньями.[0003] A hip joint of the pelvic and femoral exoskeleton is known, described in Utility Model Patent RU 136336, A61F 2/60, 2014, comprising a bracket and first, second and third kinematic cylindrical rotational pairs. The first and second kinematic pairs are made in the form of rotational pairs with movable links, and the third kinematic pair is made in the form of a rotational pair with one fixed and one movable links.

[0004] Первое подвижное звено первой кинематической пары жестко смонтировано на одном конце кронштейна, первое подвижное звено второй кинематической пары - на другом конце кронштейна, а неподвижное звено третьей кинематической пары - на втором подвижном звене второй кинематической пары. Геометрические оси вращения первой и второй кинематических пар лежат в одной плоскости и перпендикулярны друг другу, а геометрическая ось третьей кинематической пары перпендикулярна геометрической оси вращения второй кинематической пары.[0004] The first movable link of the first kinematic pair is rigidly mounted at one end of the bracket, the first movable link of the second kinematic pair is at the other end of the bracket, and the fixed link of the third kinematic pair is at the second movable link of the second kinematic pair. The geometric axis of rotation of the first and second kinematic pairs lie in the same plane and are perpendicular to each other, and the geometric axis of the third kinematic pair is perpendicular to the geometric axis of rotation of the second kinematic pair.

[0005] Кронштейн снабжен прямолинейными участками, выполненными с возможностью изменения и фиксации стопорами их длины, вторая кинематическая пара снабжена управляемым механизмом ее фиксации, и в состав тазобедренного шарнирного узла экзоскелета введены средство управления механизмом фиксации второй кинематической пары.[0005] The bracket is provided with rectilinear portions configured to change and fix the stoppers of their length, the second kinematic pair is equipped with a controlled mechanism for its fixation, and a means for controlling the fixation mechanism of the second kinematic pair are introduced into the hip joint of the exoskeleton.

[0006] Недостатком этого тазобедренного узла является несоответствие геометрической оси третьей кинематической пары и вертикальной оси ноги человека, вокруг которой происходит поворот стопы, что ограничивает подвижность и снижает безопасность использования экзоскелета.[0006] The disadvantage of this hip assembly is the mismatch of the geometric axis of the third kinematic pair and the vertical axis of the human leg around which the foot rotates, which limits mobility and reduces the safety of the use of the exoskeleton.

[0007] Известен тазобедренный узел грузового экзоскелета пассивного типа, полностью реализующий функции движения тазобедренного сустава человека (см. патент RU 2563209, А61Н 3/00, 2014), включающий тазобедренный рычаг, выполненный в виде пространственной оболочки и шарнирно связанный с каркасом и голеностопным рычагом.[0007] A passive-type cargo exoskeleton hip assembly fully realizing the movement functions of a human hip joint is known (see patent RU 2563209, А61Н 3/00, 2014), including a hip arm made in the form of a spatial sheath and pivotally connected to the frame and ankle lever .

[0008] Каркас состоит из плечевого блока и соединенного с ним спинным карданным узлом поясничного блока, состоящего из пояса-коромысла, изогнутого по форме поясничной области тела человека, где в верхней серединной точке коромысла крепится опорная площадка спинного кардана. Концы коромысла с элементами крепления колец карданов опущены и находятся на уровне тазобедренных суставов.[0008] The frame consists of a shoulder block and a lumbar block connected to it by a dorsal cardan unit, consisting of a rocker arm curved in the shape of the lumbar region of the human body, where a supporting platform of the dorsal gimbal is attached at the upper midpoint of the rocker arm. The ends of the rocker arm with the attachment elements of the cardan rings are lowered and are at the level of the hip joints.

[0009] Соединение пространственной оболочки тазобедренного рычага с каркасом осуществляется посредством кольцевых карданов с двумя степенями свободы поворота тазобедренных рычагов, основания которых через угловые консоли связаны с площадками скольжения. Последние установлены на пространственных оболочках тазобедренных рычагов с возможностью перемещения консоли по дуговым направляющим площадок при изменении угла между каркасом и пространственными оболочками тазобедренных рычагов.[0009] The connection of the spatial shell of the hip lever with the frame is carried out by means of ring driveshafts with two degrees of freedom of rotation of the hip levers, the bases of which are connected through the corner consoles with the sliding platforms. The latter are installed on the spatial shells of the hip arms with the ability to move the console along the arc guide rails when changing the angle between the frame and the spatial shells of the hip arms.

[0010] Недостатком этого тазобедренного узла является высокая сложность и большая масса конструкции.[0010] The disadvantage of this hip assembly is its high complexity and large mass of structure.

[0011] Технический результат предлагаемого изобретения заключается в расширении арсенала технических средств тазобедренных узлов пассивных экзоскелетов или ортезов, полностью реализующих функции тазобедренного сустава человека, за счет увеличения подвижности, упрощения конструкции и уменьшения массы.[0011] The technical result of the invention consists in expanding the arsenal of hardware of the hip nodes of passive exoskeletons or orthoses that fully realize the functions of the human hip joint by increasing mobility, simplifying the design and reducing weight.

[0012] Указанный технический результат достигается за счет того, что тазобедренный узел содержит Г-образный рычаг, предназначенный для шарнирной установки первым концом на тазовом элементе экзоскелета или ортеза. Первый опорный элемент шарнирно закреплен первым концом на втором конце Г-образного рычага и имеет на своем втором конце первый соединительный элемент.[0012] The specified technical result is achieved due to the fact that the hip assembly contains a L-shaped lever designed for articulation with the first end on the pelvic element of the exoskeleton or orthosis. The first support element is pivotally fixed by the first end to the second end of the L-shaped lever and has at its second end a first connecting element.

[0013] Второй опорный элемент предназначен для установки на бедренном звене экзоскелета или ортеза и имеет второй соединительный элемент. Первый и второй соединительные элементы образуют подвижное соединение, обеспечивающее относительное вращение первого и второго опорных элементов с тремя степенями свободы.[0013] The second support element is designed to be mounted on the femoral link of an exoskeleton or orthosis and has a second connecting element. The first and second connecting elements form a movable connection, providing relative rotation of the first and second supporting elements with three degrees of freedom.

[0014] Телесный угол, определяющий диапазон относительного вращения первого и второго опорных элементов, выбирается исходя из антропометрических особенностей и характеристик ноги человека, в частности угла отведения/приведения стопы. Кроме того, телесный угол может быть ограничен требованиями к устойчивости конструкции экзоскелета, необходимой для исключения возможности травмирования оператора экзоскелета, особенно при выполнении погрузочно-разгрузочных работ с большим весом груза.[0014] The solid angle defining the range of relative rotation of the first and second supporting elements is selected based on the anthropometric features and characteristics of the human leg, in particular the angle of abduction / reduction of the foot. In addition, the solid angle may be limited by the requirements for the stability of the exoskeleton design, necessary to exclude the possibility of injury to the exoskeleton operator, especially when performing loading and unloading operations with a large load weight.

[0015] В частном случае исполнения, по крайней мере, один из соединительных элементов может быть выполнен с возможностью перемещения относительно соответствующего опорного элемента. Такое перемещение может быть полезным для улучшения общей подвижности экзоскелета, особенно при наклонах туловища вперед.[0015] In the particular case of execution, at least one of the connecting elements can be made with the possibility of movement relative to the corresponding support element. Such movement can be useful to improve the overall mobility of the exoskeleton, especially when the body is tilted forward.

[0016] В конкретном случае исполнения, по крайней мере, один из соединительных элементов может быть выполнен в виде шарнира с тремя степенями свободы, а другой соединительный элемент выполнен с возможностью перемещения относительно шарнира, по крайней мере, с одной степенью свободы.[0016] In a particular embodiment, at least one of the connecting elements may be made in the form of a hinge with three degrees of freedom, and the other connecting element may be movable relative to the hinge with at least one degree of freedom.

[0017] Предпочтительным является такое выполнение, при котором первый соединительный элемент выполнен в виде штыря, второй соединительный элемент выполнен в виде сферического подшипника, наружное кольцо которого зафиксировано на втором опорном элементе, а штырь расположен в отверстии внутреннего кольца сферического подшипника.[0017] It is preferable that the first connecting element is made in the form of a pin, the second connecting element is made in the form of a spherical bearing, the outer ring of which is fixed to the second supporting element, and the pin is located in the hole of the inner ring of the spherical bearing.

[0018] Также предпочтительным является такое выполнение, при котором первый соединительный элемент выполнен в виде штыря, второй соединительный элемент выполнен в виде сферического подшипника, наружное кольцо которого зафиксировано на втором опорном элементе, а штырь расположен в отверстии внутреннего кольца сферического подшипника с возможностью осевого перемещения.[0018] It is also preferable that the first connecting element is made in the form of a pin, the second connecting element is made in the form of a spherical bearing, the outer ring of which is fixed on the second supporting element, and the pin is located in the hole of the inner ring of the spherical bearing with the possibility of axial movement .

[0019] В частном случае исполнения первый соединительный элемент может быть выполнен в виде штыря, второй соединительный элемент выполнен в виде втулки из упругого материала, зафиксированной в отверстии второго опорного элемента, а штырь расположен в отверстии втулки.[0019] In the particular case of execution, the first connecting element can be made in the form of a pin, the second connecting element is made in the form of a sleeve of elastic material fixed in the hole of the second supporting element, and the pin is located in the hole of the sleeve.

[0020] Предпочтительно, чтобы штырь был расположен в отверстии втулки с натягом.[0020] Preferably, the pin is located in the bore of the sleeve with interference.

[0021] Также предпочтительно такое выполнение, при котором первый соединительный элемент может быть выполнен в виде штыря, второй соединительный элемент выполнен в виде втулки из упругого материала, зафиксированной в отверстии второго опорного элемента, а штырь расположен в отверстии втулки с возможностью осевого перемещения.[0021] It is also preferable that the first connecting element can be made in the form of a pin, the second connecting element is made in the form of a sleeve of elastic material fixed in the hole of the second supporting element, and the pin is axially movable in the hole of the sleeve.

[0022] В частном случае исполнения, по крайней мере, один из соединительных элементов может быть установлен на соответствующем опорном элементе с возможностью кругового или плоскопараллельного перемещения.[0022] In the particular case of execution, at least one of the connecting elements can be mounted on the corresponding support element with the possibility of circular or plane-parallel movement.

[0023] Предпочтителен такой вариант выполнения, при котором первый соединительный элемент может быть выполнен в виде штыря, размещенного на эксцентричном валу, установленном на первом опорном элементе с возможностью вращения. При этом второй соединительный элемент выполнен в виде сферического подшипника, наружное кольцо которого зафиксировано на втором опорном элементе, а штырь расположен в отверстии внутреннего кольца сферического подшипника.[0023] Preferred is an embodiment in which the first connecting element can be made in the form of a pin placed on an eccentric shaft mounted rotatably on the first support element. In this case, the second connecting element is made in the form of a spherical bearing, the outer ring of which is fixed on the second supporting element, and the pin is located in the hole of the inner ring of the spherical bearing.

[0024] Также предпочтительно такое выполнение, при котором первый соединительный элемент выполнен в виде штыря, размещенного на эксцентричном валу, установленном на первом опорном элементе с возможностью вращения. При этом второй соединительный элемент выполнен в виде сферического подшипника, наружное кольцо которого зафиксировано на втором опорном элементе, а штырь расположен в отверстии внутреннего кольца сферического подшипника с возможностью осевого перемещения.[0024] It is also preferable that the first connecting element is made in the form of a pin placed on an eccentric shaft mounted rotatably on the first support element. In this case, the second connecting element is made in the form of a spherical bearing, the outer ring of which is fixed on the second supporting element, and the pin is located in the hole of the inner ring of the spherical bearing with the possibility of axial movement.

[0025] Вышеизложенное представляет собой краткое изложение сущности изобретения и, таким образом, может содержать упрощения, обобщения, включения и/или исключения подробностей; следовательно, специалистам в данной области техники следует принять во внимание, что данное краткое изложение сущности изобретения является только иллюстративным и не подразумевает какое-либо ограничение.[0025] The foregoing is a summary of the invention and, thus, may contain simplifications, generalizations, inclusion and / or exclusion of details; therefore, those skilled in the art should take into account that this summary of the invention is illustrative only and does not imply any limitation.

[0026] Для лучшего понимания сути предлагаемого технического решения ниже приводится описание конкретного примера выполнения, не являющееся ограничительным примером практической реализации грузового экзоскелета в соответствии с заявляемым изобретением со ссылками на чертежи, на которых представлено следующее.[0026] For a better understanding of the essence of the proposed technical solution, a specific embodiment is described below, which is not a restrictive example of the practical implementation of a cargo exoskeleton in accordance with the claimed invention with reference to the drawings, which show the following.

[0027] На фиг. 1 изображены тазобедренные узлы, установленные на тазовом элементе экзоскелета, аксонометрия вид спереди.[0027] FIG. 1 shows the hip nodes mounted on the pelvic exoskeleton element, front view axonometry.

[0028] На фиг. 2 изображены тазобедренные узлы, установленные на тазовом элементе экзоскелета, аксонометрия вид сзади.[0028] In FIG. 2 shows the hip nodes mounted on the pelvic element of the exoskeleton, rear view axonometry.

[0029] На фиг. 3 изображен вид А на фиг. 1, пример 1.[0029] FIG. 3 is a view A of FIG. 1, example 1.

[0030] На фиг. 4 изображен вид А на фиг. 1, пример 2.[0030] FIG. 4 is a view A of FIG. 1, example 2.

[0031] На фиг. 5 изображен вид А на фиг. 1, пример 3.[0031] FIG. 5 is a view A of FIG. 1, example 3.

[0032] На фиг. 6 изображен вид А на фиг. 1, пример 4.[0032] FIG. 6 is a view A of FIG. 1, example 4.

[0033] На фиг. 7 изображен тазобедренный узел, исходное положение стопы, вид сверху.[0033] FIG. 7 shows the hip node, the initial position of the foot, a top view.

[0034] На фиг. 8 изображен тазобедренный узел, повернутое положение стопы, вид сверху.[0034] FIG. 8 shows a hip assembly, a rotated foot position, a top view.

[0035] На фиг. 9 изображен вид Б на фиг. 8.[0035] FIG. 9 is a view B of FIG. 8.

[0036] Следует учесть, что на чертежах представлены только те детали, которые необходимы для понимания существа предложения, а сопутствующее оборудование, хорошо известное специалистам в данной области, на чертежах не представлено.[0036] It should be noted that the drawings show only those details that are necessary for understanding the essence of the proposal, and related equipment, well known to specialists in this field, is not shown in the drawings.

[0037] На фиг. 1 и 2 изображены соответственно правый 10R и левый 10L тазобедренные узлы. Тазобедренные узлы имеют аналогичную конструкцию и, как следует из симметрии человека, выполнены симметрично (зеркально) относительно сагиттальной плоскости. В дальнейшем для простоты будет описано выполнение только правого тазобедренного узла 10R.[0037] FIG. 1 and 2, respectively, the right 10R and left 10L hip nodes are depicted. Hip nodes have a similar design and, as follows from human symmetry, are made symmetrically (mirror) with respect to the sagittal plane. For simplicity, only the right hip 10R will be described hereinafter.

[0038] Тазобедренный узел 10 включает в себя Г-образный рычаг 20, первый опорный элемент 30 и второй опорный элемент 40. Рычаг 20 при помощи расположенного на его первом конце шарнира 21 установлен на тазовом элементе 50 экзоскелета с возможностью поворота.[0038] The hip assembly 10 includes an L-shaped lever 20, a first support member 30 and a second support member 40. The lever 20 is pivotally mounted on the first end of the hinge 21 and is rotatably mounted on the exoskeleton pelvic element 50.

[0039] Первый опорный элемент 30 выполнен в виде стойки и шарнирно закреплен своим первым концом на втором конце рычага 20 с помощью шарнира 22. Второй опорный элемент 40 установлен на элементе бедра 60 экзоскелета.[0039] The first support element 30 is made in the form of a rack and is pivotally mounted with its first end on the second end of the lever 20 using the hinge 22. The second support element 40 is mounted on the hip element 60 of the exoskeleton.

[0040] На фиг. 3 показан первый пример выполнения подвижного соединения первого и второго опорных элементов. В этом примере первый соединительный элемент, расположенный на втором конце первого опорного элемента 30, выполнен в виде штыря 31. Второй соединительный элемент выполнен в виде стандартного сферического подшипника скольжения 41, наружное кольцо которого установлено в отверстии второго опорного элемента 40 и зафиксировано гайкой 42.[0040] FIG. 3 shows a first embodiment of the movable connection of the first and second support elements. In this example, the first connecting element located on the second end of the first supporting element 30 is made in the form of a pin 31. The second connecting element is made in the form of a standard spherical plain bearing 41, the outer ring of which is installed in the hole of the second supporting element 40 and fixed by a nut 42.

[0041] Штырь 31 расположен в отверстии внутреннего кольца сферического подшипника 41. В данном конкретном примере штырь 31 установлен с возможностью осевого перемещения. Однако специалисту в данной области техники будет понятно, что штырь 31 может быть жестко зафиксирован относительно внутреннего кольца сферического подшипника 41, например так, как будет показано далее.[0041] The pin 31 is located in the bore of the inner ring of the spherical bearing 41. In this particular example, the pin 31 is axially movable. However, one skilled in the art will understand that the pin 31 can be rigidly fixed relative to the inner ring of the spherical bearing 41, for example, as will be shown later.

[0042] На фиг. 4 показан второй пример выполнения подвижного соединения первого и второго опорных элементов. В этом примере первый соединительный элемент, расположенный на втором конце первого опорного элемента 30, выполнен в виде штыря 31, размещенного на эксцентричном валике 32. Валик 32 установлен с возможностью вращения в подшипниках 33 и 34, расположенных в отверстии вставки 35 первого опорного элемента 30.[0042] FIG. 4 shows a second embodiment of the movable connection of the first and second support elements. In this example, the first connecting element located on the second end of the first support element 30 is made in the form of a pin 31 placed on the eccentric roller 32. The roller 32 is mounted for rotation in bearings 33 and 34 located in the insertion hole 35 of the first support element 30.

[0043] Второй соединительный элемент выполнен в виде стандартного сферического подшипника скольжения 41, наружное кольцо которого установлено в отверстии второго опорного элемента 40 и зафиксировано гайкой 42. Штырь 31 расположен в отверстии внутреннего кольца сферического подшипника 41. В данном конкретном примере штырь 31 установлен с возможностью осевого перемещения.[0043] The second connecting element is made in the form of a standard spherical plain bearing 41, the outer ring of which is installed in the hole of the second support element 40 and fixed with a nut 42. The pin 31 is located in the hole of the inner ring of the spherical bearing 41. In this specific example, the pin 31 is installed with the possibility axial displacement.

[0044] Эксцентричная установка штыря 31 за счет сочетания его кругового движения и вращательного движения в подшипнике 41 позволяет расширить диапазон поворота бедренного звена 60 экзоскелета вокруг вертикальной оси ноги человека. Специалисту в данной области техники понятно, что круговое движение эксцентрика может быть заменено плоскопараллельным, например, за счет использования рычажных механизмов.[0044] The eccentric installation of the pin 31 by combining its circular motion and rotational motion in the bearing 41 allows you to expand the range of rotation of the femoral link 60 of the exoskeleton around the vertical axis of the human leg. One skilled in the art will recognize that the circular motion of the eccentric can be replaced by plane-parallel, for example, by using linkage mechanisms.

[0045] На фиг. 5 показан третий пример выполнения подвижного соединения первого и второго опорных элементов. В этом примере первый соединительный элемент, расположенный на втором конце первого опорного элемента 30, выполнен в виде валика 32. Последний установлен с возможностью осевого перемещения в подшипниках 33 и 34, расположенных в отверстии вставки 35 первого опорного элемента 30.[0045] FIG. 5 shows a third embodiment of the movable connection of the first and second support elements. In this example, the first connecting element located on the second end of the first support element 30 is made in the form of a roller 32. The latter is mounted with axial movement in bearings 33 and 34 located in the insertion hole 35 of the first support element 30.

[0046] Второй соединительный элемент выполнен в виде стандартного сферического подшипника скольжения 41, наружное кольцо которого установлено в отверстии второго опорного элемента 40 и зафиксировано гайкой 42. Валик 32 свободным концом зафиксирован в отверстии внутреннего кольца сферического подшипника 41 с помощью гайки 43.[0046] The second connecting element is made in the form of a standard spherical plain bearing 41, the outer ring of which is installed in the hole of the second support element 40 and fixed with a nut 42. The roller 32 is fixed with its free end in the hole of the inner ring of the spherical bearing 41 with the nut 43.

[0047] На фиг. 6 показан четвертый пример выполнения подвижного соединения первого и второго опорных элементов. В этом примере первый соединительный элемент, расположенный на втором конце первого опорного элемента 30, выполнен в виде штыря 31. Второй соединительный элемент выполнен в виде втулки 44 из упругого материала, например резины, зафиксированной в отверстии второго опорного элемента 40. В данном конкретном примере штырь 31 установлен с возможностью осевого перемещения.[0047] FIG. 6 shows a fourth embodiment of the movable connection of the first and second support elements. In this example, the first connecting element located at the second end of the first supporting element 30 is made in the form of a pin 31. The second connecting element is made in the form of a sleeve 44 of an elastic material, for example rubber, fixed in the hole of the second supporting element 40. In this specific example, the pin 31 mounted axially movable.

[0048] Работа тазобедренного узла 60 поясняется фиг. 7-9. Отведение и приведение бедренного звена 60 осуществляется за счет поворота рычага 20 в шарнире 21. Сгибание и разгибание бедренного звена 60 осуществляется за счет поворота рычага 20 в шарнире 22. Отведение и приведение стопы осуществляется за счет поворота штыря 31 (фиг. 3, 4) или валика 32 (фиг. 5) в подшипнике 41, или штыря 31 (фиг. 6) в упругой втулке 44. При этом стойка 30 поворачивается на некоторый угол.[0048] The operation of the hip assembly 60 is illustrated in FIG. 7-9. The abduction and adduction of the femoral link 60 is carried out by turning the lever 20 in the hinge 21. The bending and unbending of the femoral link 60 is carried out by the rotation of the lever 20 in the hinge 22. The abduction and adduction of the foot is carried out by turning the pin 31 (Fig. 3, 4) a roller 32 (Fig. 5) in the bearing 41, or a pin 31 (Fig. 6) in the elastic sleeve 44. In this case, the post 30 is rotated by a certain angle.

[0049] Предлагаемый тазобедренный узел имеет простую конструкцию, содержащую минимальное количество деталей. В качестве шарнирных узлов могут быть применены широко распространенные стандартные подшипники, упрощающие изготовление и эксплуатацию изделия.[0049] The proposed hip assembly has a simple structure containing a minimum number of parts. As pivot assemblies, widespread standard bearings can be used to simplify the manufacture and operation of the product.

[0050] Хотя в данном документе были описаны различные стороны осуществления заявленного изобретения, специалистам в данной области техники понятно, что возможны другие подходы к осуществлению представленного изобретения. Различные стороны и реализация данного изобретения изложены в настоящем описании в иллюстративных целях и не подразумевают ограничения, причем объем защиты настоящего изобретения указан в нижеследующей формуле изобретения.[0050] Although various aspects of the practice of the claimed invention have been described herein, those skilled in the art will appreciate that other approaches to practicing the present invention are possible. The various aspects and implementation of the present invention are set forth herein for illustrative purposes and are not meant to be limiting, the scope of protection of the present invention being indicated in the following claims.

Claims (15)

1. Тазобедренный узел экзоскелета или ортеза, содержащий1. The hip node of an exoskeleton or orthosis containing - Г-образный рычаг, предназначенный для шарнирной установки первым концом на тазовом элементе экзоскелета или ортеза,- L-shaped lever designed for articulation with the first end on the pelvic element of the exoskeleton or orthosis, - первый опорный элемент, шарнирно закрепленный первым концом на втором конце Г-образного рычага и имеющий на втором конце первый соединительный элемент,- the first support element pivotally mounted by the first end on the second end of the L-shaped lever and having at the second end the first connecting element, - второй опорный элемент, предназначенный для установки на бедренном звене экзоскелета или ортеза и имеющий второй соединительный элемент,- the second supporting element, designed to be installed on the femoral link of the exoskeleton or orthosis and having a second connecting element, - при этом первый и второй соединительные элементы образуют подвижное соединение, обеспечивающее относительное вращение первого и второго опорных элементов с тремя степенями свободы.- while the first and second connecting elements form a movable connection, providing relative rotation of the first and second supporting elements with three degrees of freedom. 2. Тазобедренный узел по п. 1, отличающийся тем, что, по крайней мере, один из соединительных элементов выполнен с возможностью перемещения относительно соответствующего опорного элемента.2. The hip assembly according to claim 1, characterized in that at least one of the connecting elements is movable relative to the corresponding supporting element. 3. Тазобедренный узел по п. 1, отличающийся тем, что, по крайней мере, один из соединительных элементов выполнен в виде шарнира с тремя степенями свободы, а другой соединительный элемент выполнен с возможностью перемещения относительно шарнира, по крайней мере, с одной степенью свободы.3. The hip assembly according to claim 1, characterized in that at least one of the connecting elements is made in the form of a hinge with three degrees of freedom, and the other connecting element is made with the possibility of movement relative to the hinge with at least one degree of freedom . 4. Тазобедренный узел по п. 1, отличающийся тем, что первый соединительный элемент выполнен в виде штыря, второй соединительный элемент выполнен в виде сферического подшипника, наружное кольцо которого зафиксировано на втором опорном элементе, а штырь расположен в отверстии внутреннего кольца сферического подшипника.4. The hip assembly according to claim 1, characterized in that the first connecting element is made in the form of a pin, the second connecting element is made in the form of a spherical bearing, the outer ring of which is fixed on the second supporting element, and the pin is located in the hole of the inner ring of the spherical bearing. 5. Тазобедренный узел по п. 3, отличающийся тем, что первый соединительный элемент выполнен в виде штыря, второй соединительный элемент выполнен в виде сферического подшипника, наружное кольцо которого зафиксировано на втором опорном элементе, а штырь расположен в отверстии внутреннего кольца сферического подшипника с возможностью осевого перемещения.5. The hip assembly according to claim 3, characterized in that the first connecting element is made in the form of a pin, the second connecting element is made in the form of a spherical bearing, the outer ring of which is fixed on the second supporting element, and the pin is located in the hole of the inner ring of the spherical bearing axial displacement. 6. Тазобедренный узел по п. 1, отличающийся тем, что первый соединительный элемент выполнен в виде штыря, второй соединительный элемент выполнен в виде втулки из упругого материала, зафиксированной в отверстии второго опорного элемента, а штырь расположен в отверстии втулки.6. The hip assembly according to claim 1, characterized in that the first connecting element is made in the form of a pin, the second connecting element is made in the form of a sleeve of elastic material fixed in the hole of the second supporting element, and the pin is located in the hole of the sleeve. 7. Тазобедренный узел по п. 6, отличающийся тем, что штырь расположен в отверстии втулки с натягом.7. The hip assembly according to claim 6, characterized in that the pin is located in an interference fit of the sleeve. 8. Тазобедренный узел по п. 3, отличающийся тем, что первый соединительный элемент выполнен в виде штыря, второй соединительный элемент выполнен в виде втулки из упругого материала, зафиксированной в отверстии второго опорного элемента, а штырь расположен в отверстии втулки с возможностью осевого перемещения.8. The hip assembly according to claim 3, characterized in that the first connecting element is made in the form of a pin, the second connecting element is made in the form of a sleeve of elastic material fixed in the hole of the second supporting element, and the pin is located in the hole of the sleeve with axial movement. 9. Тазобедренный узел по п. 1 или 3, отличающийся тем, что, по крайней мере, один из соединительных элементов установлен на соответствующем опорном элементе с возможностью кругового или плоскопараллельного перемещения.9. The hip assembly according to claim 1 or 3, characterized in that at least one of the connecting elements is mounted on the corresponding supporting element with the possibility of circular or plane-parallel movement. 10. Тазобедренный узел по п. 9, отличающийся тем, что первый соединительный элемент выполнен в виде штыря, размещенного на эксцентричном валу, установленном на первом опорном элементе с возможностью вращения, второй соединительный элемент выполнен в виде сферического подшипника, наружное кольцо которого зафиксировано на втором опорном элементе, а штырь расположен в отверстии внутреннего кольца сферического подшипника.10. The hip assembly according to claim 9, characterized in that the first connecting element is made in the form of a pin mounted on an eccentric shaft mounted on the first support element, and the second connecting element is made in the form of a spherical bearing, the outer ring of which is fixed on the second supporting element, and the pin is located in the hole of the inner ring of the spherical bearing. 11. Тазобедренный узел по п. 9, отличающийся тем, что первый соединительный элемент выполнен в виде штыря, размещенного на эксцентричном валу, установленном на первом опорном элементе с возможностью вращения, второй соединительный элемент выполнен в виде сферического подшипника, наружное кольцо которого зафиксировано на втором опорном элементе, а штырь расположен в отверстии внутреннего кольца сферического подшипника с возможностью осевого перемещения.11. The hip assembly according to claim 9, characterized in that the first connecting element is made in the form of a pin mounted on an eccentric shaft mounted on the first support element, rotatable, the second connecting element is made in the form of a spherical bearing, the outer ring of which is fixed on the second supporting element, and the pin is located in the bore of the inner ring of the spherical bearing with the possibility of axial movement.
RU2017105441A 2017-02-21 2017-02-21 Hip unit of exoskeleton or orthesis RU2655189C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017105441A RU2655189C1 (en) 2017-02-21 2017-02-21 Hip unit of exoskeleton or orthesis

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017105441A RU2655189C1 (en) 2017-02-21 2017-02-21 Hip unit of exoskeleton or orthesis

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2655189C1 true RU2655189C1 (en) 2018-05-24

Family

ID=62202686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017105441A RU2655189C1 (en) 2017-02-21 2017-02-21 Hip unit of exoskeleton or orthesis

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2655189C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186439U1 (en) * 2018-07-05 2019-01-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Экзоатлет" Exoskeleton Torso Link
RU2725288C2 (en) * 2018-12-26 2020-06-30 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное государственное казенное учреждение "Войсковая часть 68240" Cargo passive exoskeleton with adjustment for anthropometric parameters of user

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130303950A1 (en) * 2010-04-09 2013-11-14 Ekso Bionics Exoskeleton Load Handling System and Method of Use
RU136336U1 (en) * 2013-03-29 2014-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) HIP JOINT OF EXOSCELETON
RU2563209C2 (en) * 2014-05-15 2015-09-20 Сергей Васильевич Злыдарь Cargo exoskeleton, back cardan assembly and annular cardan of cargo exoskeleton
US20160229065A1 (en) * 2014-06-04 2016-08-11 Ekso Bionics, Inc. Exoskeleton and Method of Increasing the Flexibility of an Exoskeleton Hip Joint
WO2017015086A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-26 Ekso Bionics, Inc. Universal tensegrity joints for human exoskeleton

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130303950A1 (en) * 2010-04-09 2013-11-14 Ekso Bionics Exoskeleton Load Handling System and Method of Use
RU136336U1 (en) * 2013-03-29 2014-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (МГУ) HIP JOINT OF EXOSCELETON
RU2563209C2 (en) * 2014-05-15 2015-09-20 Сергей Васильевич Злыдарь Cargo exoskeleton, back cardan assembly and annular cardan of cargo exoskeleton
US20160229065A1 (en) * 2014-06-04 2016-08-11 Ekso Bionics, Inc. Exoskeleton and Method of Increasing the Flexibility of an Exoskeleton Hip Joint
WO2017015086A1 (en) * 2015-07-17 2017-01-26 Ekso Bionics, Inc. Universal tensegrity joints for human exoskeleton

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU186439U1 (en) * 2018-07-05 2019-01-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Экзоатлет" Exoskeleton Torso Link
RU2725288C2 (en) * 2018-12-26 2020-06-30 Российская Федерация, от имени которой выступает Федеральное государственное казенное учреждение "Войсковая часть 68240" Cargo passive exoskeleton with adjustment for anthropometric parameters of user

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3324898B1 (en) Universal tensegrity joints for human exoskeleton
US4241730A (en) Knee support
EP3151804B1 (en) Exoskeleton and method of increasing the flexibility of an exoskeleton hip joint
US20090292229A1 (en) Knee orthosis with hinged shin and thigh cuff
US20200253774A1 (en) Ankle Brace or Ankle Exoskeleton
JPH1142259A (en) Walking aid
KR102109878B1 (en) Connection device for exoskeleton structures that can carry loads during walking or running
CA2905267C (en) Rehabilitation apparatus with mechanical linkage
RU2655189C1 (en) Hip unit of exoskeleton or orthesis
JP2021506610A (en) Exoskeleton structure
KR20170075699A (en) Frame Structure Of Lower Limb Assistance Robot
RU2725288C2 (en) Cargo passive exoskeleton with adjustment for anthropometric parameters of user
RU2635760C1 (en) Tibial link of orthesis or exoskeleton
US5728164A (en) Hip joint for orthopedic orthesis
KR102633470B1 (en) Wearable Assistance Device
RU2110243C1 (en) Exoskeleton
JPH09253145A (en) Walk auxiliary apparatus
CN112873177B (en) Lower limb exoskeleton robot
WO2020130866A1 (en) Ankle link of a brace or exoskeleton
RU2110244C1 (en) Exoskeleton
SU1577787A1 (en) Orthopedic apparatus for lower extremity
JP4016132B2 (en) Combined body that translates and rotates as a multi-node mechanism
AU2006246442A1 (en) Leg Brace Assembly

Legal Events

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

Effective date: 20190222

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20210512