RU2729732C1 - Universal forced leg movement rehabilitation device - Google Patents
Universal forced leg movement rehabilitation device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729732C1 RU2729732C1 RU2020113493A RU2020113493A RU2729732C1 RU 2729732 C1 RU2729732 C1 RU 2729732C1 RU 2020113493 A RU2020113493 A RU 2020113493A RU 2020113493 A RU2020113493 A RU 2020113493A RU 2729732 C1 RU2729732 C1 RU 2729732C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lever
- knee
- shin
- support
- thrust
- Prior art date
Links
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 claims abstract description 71
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 claims abstract description 41
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 claims abstract description 24
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 14
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 9
- 210000001699 lower leg Anatomy 0.000 claims description 38
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 7
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 claims description 7
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 claims description 6
- 244000309466 calf Species 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 27
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 206010008129 cerebral palsy Diseases 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 3
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 3
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 2
- 210000000544 articulatio talocruralis Anatomy 0.000 description 2
- 230000006854 communication Effects 0.000 description 2
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 2
- 230000005021 gait Effects 0.000 description 2
- 230000037023 motor activity Effects 0.000 description 2
- 210000002346 musculoskeletal system Anatomy 0.000 description 2
- 208000020431 spinal cord injury Diseases 0.000 description 2
- 208000008238 Muscle Spasticity Diseases 0.000 description 1
- 208000023178 Musculoskeletal disease Diseases 0.000 description 1
- 208000006011 Stroke Diseases 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000001537 neural effect Effects 0.000 description 1
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000037081 physical activity Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 208000018198 spasticity Diseases 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012549 training Methods 0.000 description 1
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
- A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
- A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
- A61H1/0237—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the lower limbs
-
- 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)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates
Изобретение относится к медицинской технике, конкретнее - к реабилитационным тренажерам, предназначенным для восстановления двигательной активности ног пациентов с нарушением опорно-двигательного аппарата, а именно, при травме спинного мозга, после инсульта, детского церебрального паралича, а также при заболеваниях, которые приводят к нарушению цикла шагательных движенийThe invention relates to medical equipment, more specifically to rehabilitation simulators designed to restore the motor activity of the legs of patients with musculoskeletal disorders, namely, with spinal cord injury, after a stroke, cerebral palsy, as well as in diseases that lead to a violation cycle of walking movements
Предпосылки создания изобретенияBackground of the invention
Методика локомоторной терапии признана одной из самой эффективных реабилитационных технологий восстановления навыка ходьбы во всем мире. Она заключается в ходьбе на тредмилле с одновременной компенсацией части веса пациента и принудительном передвижением его ног по движущейся ленте тредмилла. Данная методика может быть реализована с помощью известных роботизированных комплексов, применяемых при восстановлении ходьбы пациентов после травмы спинного мозга, инсульта, детского церебрального паралича и т.п.The technique of locomotor therapy is recognized as one of the most effective rehabilitation technologies for restoring walking skills in the world. It consists in walking on a treadmill with the simultaneous compensation of a part of the patient's weight and forcibly moving his legs along the moving treadmill belt. This technique can be implemented using well-known robotic systems used to restore the walking of patients after spinal cord injury, stroke, cerebral palsy, etc.
Патент РФ №2240851 С1 раскрывает тренировочное устройство для восстановления двигательной активности. Оно представляет собой две вертикальные штанги, установленные на горизонтальных опорах, между которых установлена беговая дорожка. На вертикальных штангах крепится кривошипно-шатунная передача, представляющая собой раму с блоками и противовесом. Устройство позволяет осуществлять принудительные шаговые движения по движущейся ленте беговой дорожки. Для обеспечения пассивного передвижения ног каждое колено пациента крепится с помощью эластичных ремней к подвижным коленоупорам, синхронность движения которых обеспечивается кривошипно-шатунной передачей. Колени пациента осуществляют возвратно-поступательные движения.RF patent No. 2240851 C1 discloses a training device for restoring physical activity. It consists of two vertical bars mounted on horizontal supports, between which a treadmill is installed. A crank gear is attached to the vertical rods, which is a frame with blocks and a counterweight. The device allows for forced stepping movements along the moving belt of the treadmill. To ensure passive movement of the legs, each patient's knee is attached with elastic straps to movable knee pads, the synchronization of movement of which is provided by a crank drive. The patient's knees perform reciprocating movements.
Патент РФ №2402311 С1 описывает устройство принудительного передвижения ног, которое содержит коленоупоры и упоры голени с эластичными ремнями для крепления коленей и голени пациента, а также определенный набор рычагов на базе кривошипно-шатунной передачи (КШП). Один конец длинного рычага КШП (он же шатун) соединен с верхней частью рычага голени и коротким рычагом КШП (он же кривошип), а другой его конец соединен с нижней частью тяги бедра. Верхняя часть тяги бедра закреплена неподвижно, а нижняя ее часть дополнительно соединена с верхней частью тяги голени и через дистансер коленоупора - с коленоупором ноги. На нижней части тяги голени укреплены рычаг голени и через дистансер голени упор голени ноги. Работа КШП заключается в следующем. Короткий рычаг КШП вращается по часовой стрелке. При движении короткого рычага КШП по дуге 90-270 град. за счет рычага голени тяга голени сгибается по отношению тяги бедра, что приводит к принудительному сгибанию ноги в коленном суставе во время цикла переноса шагового движения. При движении по дуге 270-90 град. нога проходит цикл опоры шагового движения.RF patent No. 2402311 C1 describes a device for forced movement of the legs, which contains knee pads and shin pads with elastic straps for attaching the knees and shins of the patient, as well as a certain set of levers based on a crank drive (CRT). One end of the long KShP lever (aka connecting rod) is connected to the upper part of the lower leg lever and a short KShP lever (aka crank), and its other end is connected to the lower part of the thigh thrust. The upper part of the thigh traction is fixed motionless, and its lower part is additionally connected to the upper part of the lower leg traction and through the knee support distance to the leg knee support. On the lower part of the tibia traction, the tibia lever and the tibia support through the tibia distancer are reinforced. The work of the KSP is as follows. The short lever KSHP rotates clockwise. When the short lever KShP moves along an arc of 90-270 degrees. due to the tibia lever, the tibia traction bends in relation to the thigh traction, which leads to forced flexion of the leg at the knee joint during the cycle of transferring the stride movement. When moving along an arc 270-90 degrees. the leg goes through the support cycle of the step movement.
Однако применяемые в данных устройствах коленоупоры и упоры голени ноги с неподвижными крепежными площадками не позволяют своевременно опустить или поднять ногу в начальный и конечный моменты опоры.However, the knee pads and leg pads used in these devices with fixed attachment pads do not allow the leg to be lowered or raised in time at the initial and final moments of support.
Неподвижное крепление в продольной и поперечной области коленоупоров и свободное крепление стопы не позволяют менять положение колена пациента во время шаговых движений и прижимать стопу во время цикла упора шага. Проблема с изменением положения колена во время ходьбы в продольной и поперечной области возникает у детей с последствиями ДЦП. Зачастую колени у таких детей излишне сведены и до конца не выпрямляются во время ходьбы. Кроме этого, современные исследования показали, что в стопе содержатся нейронные окончания, которые в значительной степени влияют на шагательные движения человека. Для их активации стопа должна прижиматься к полотну беговой дорожки во время цикла опоры.Fixed attachment in the longitudinal and transverse areas of the knee supports and free attachment of the foot do not allow changing the position of the patient's knee during step movements and pressing the foot during the step stop cycle. The problem with changing the position of the knee while walking in the longitudinal and transverse region occurs in children with the consequences of cerebral palsy. Often, the knees of such children are unnecessarily brought together and do not fully straighten while walking. In addition, modern studies have shown that the foot contains neural endings that significantly affect the walking movements of a person. To activate them, the foot must be pressed against the belt of the treadmill during the stance cycle.
Все вышеперечисленные недостатки ухудшают клиническую биомеханику ходьбы.All of the above disadvantages impair the clinical biomechanics of walking.
Кроме этого, используемые в известных устройствах рычаги КШП с фиксированной длиной не позволяют подстраивать механизм принудительного передвижения ног под рост пациента.In addition, the fixed-length CRP levers used in known devices do not allow the mechanism of forced movement of the legs to be adjusted to the patient's height.
Предлагаемое устройство позволяет устранить данные недостатки.The proposed device allows you to eliminate these disadvantages.
Суть изобретенияThe essence of the invention
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение реабилитационного эффекта при восстановлении пациентов с нарушением опорно- двигательного аппарата.The objective of the invention is to eliminate these disadvantages and increase the rehabilitation effect in the recovery of patients with disorders of the musculoskeletal system.
Техническим результатом является улучшение клинической биомеханики ходьбы. В частности, улучшение клинической биомеханики ходьбы достигается за счет:The technical result is to improve the clinical biomechanics of walking. In particular, the improvement of clinical biomechanics of walking is achieved through:
1) увеличения начальной фазы периода амортизации, уменьшения времени постановки стопы с пятки, увеличения фаза отталкивания;1) increasing the initial phase of the amortization period, decreasing the time for placing the foot from the heel, increasing the take-off phase;
2) возможности изменения положения колена в продольном и поперечном положении в цикле шага,2) the possibility of changing the position of the knee in the longitudinal and transverse position in the step cycle,
3) возможности прижатия стопы во время цикла опоры шага.3) the possibility of pressing the foot during the step support cycle.
Дополнительный технический результат настоящего изобретения состоит в создании универсального устройства для принудительного перемещения ног, которое может использоваться как взрослыми пациентами, так и детьми.An additional technical result of the present invention is to provide a universal device for forced movement of the legs, which can be used by both adult patients and children.
Технический результат достигается благодаря тому, что предложенное согласно настоящему изобретению реабилитационное устройство принудительного передвижения ног содержит подвижные коленоупоры и подвижные упоры голени, каждый из которых имеет крепежную площадку с выступами, между которыми вставлена ось с подшипником скольжения, выполненным с возможностью свободного перемещения вдоль оси, причем между верхним выступом и подшипником скольжения вставлена пружина сжатия; тягу бедра, верхняя часть которой закреплена неподвижно, а нижняя часть имеет неподвижное соединение через дистансер коленоупора с подшипником скольжения коленоупора; тягу голени, верхняя часть которой соединена с нижней частью тяги бедра, а нижняя часть имеет неподвижное соединение через дистансер упора голени с подшипником скольжения упора голени, а также соединена с рычагом прижатия стопы; кривошипно-шатунную передачу, включающую соединенные между собой длинный рычаг и короткий рычаг; и рычаг голени, первый конец которого соединен с первым концом длинного рычага кривошипно-шатунной передачи, а второй конец соединен с нижней частью тяги голени, при этом второй конец длинного рычага кривошипно-шатунной передачи соединен с нижней частью тяги бедра; причем дистансер коленоупора и рычаг прижатия стопы выполнены в виде телескопических соединений с механизмом изменения длины; дистансер коленоупора имеет Г-образную форму и выполнен с возможностью изменения длины в продольном и поперечном направлении.The technical result is achieved due to the fact that the rehabilitation device for forced movement of the legs proposed according to the present invention contains movable knee supports and movable lower leg supports, each of which has a fastening platform with protrusions, between which an axis is inserted with a sliding bearing made with the possibility of free movement along the axis, and a compression spring is inserted between the upper lip and the plain bearing; a thrust of the thigh, the upper part of which is fixed motionlessly, and the lower part has a fixed connection through the knee joint spacer with the sliding bearing of the knee joint; a lower leg thrust, the upper part of which is connected to the lower part of the thigh thrust, and the lower part has a fixed connection through the calf support distancer with the sliding bearing of the lower leg support, and is also connected to the foot pressing lever; a crank gear, including a long lever and a short lever connected to each other; and a lower leg lever, the first end of which is connected to the first end of the long crank arm, and the second end is connected to the lower part of the lower leg, the second end of the long crank arm being connected to the lower part of the thigh link; moreover, the knee-support distancer and the foot pressing lever are made in the form of telescopic joints with a mechanism for changing the length; the knee support distancer has an L-shape and is made with the ability to change the length in the longitudinal and transverse directions.
В некоторых вариантах осуществления изобретения тяга бедра, тяга голени, длинный рычаг кривошипно-шатунной передачи, короткий рычаг кривошипно-шатунной передачи, рычаг голени выполнены в виде телескопических соединений с механизмом изменения длины.In some embodiments of the invention, the thigh rod, the lower leg rod, the long crank arm, the short crank arm, and the lower leg arm are made in the form of telescopic joints with a length-changing mechanism.
В некоторых вариантах осуществления изобретения механизм изменения длины выполнен в виде электропривода, установленного на ось, проходящую внутри телескопического соединения.In some embodiments of the invention, the length changing mechanism is made in the form of an electric actuator mounted on an axle extending inside the telescopic connection.
В некоторых вариантах осуществления изобретения электропривод выполнен на базе шагового двигателя.In some embodiments of the invention, the electric drive is based on a stepper motor.
Изменение длины короткого и длинного рычагов кривошипно-шатунной передачи, тяги бедра, тяги голени и рычага голени в зависимости от роста пациента достигается за счет телескопического исполнения этих рычагов с фиксатором.Changing the length of the short and long levers of the crank drive, thigh traction, lower leg traction and lower leg lever, depending on the patient's height, is achieved through the telescopic design of these levers with a lock.
Увеличение начальной фазы периода амортизации, уменьшение времени постановки стопы с пятки, увеличения фазы отталкивания достигается введением подвижных подпружиненных коленоупоров и упоров голени.An increase in the initial phase of the amortization period, a decrease in the time for placing the foot from the heel, and an increase in the take-off phase are achieved by the introduction of movable spring-loaded knee pads and shin pads.
Изменение в продольном и поперечном направлении положения колена достигается возможностью изменения длины телескопической конструкции дистансера коленоупора с помощью соответствующих шаговых двигателей.The change in the longitudinal and transverse directions of the knee position is achieved by the possibility of changing the length of the telescopic structure of the knee support distance using the corresponding stepping motors.
Прижатие стопы во время цикла опоры шага достигается возможностью изменения длины телескопической конструкции рычага прижатия стопы с помощью шагового двигателя.Compression of the foot during the step support cycle is achieved by the ability to change the length of the telescopic design of the foot compression lever using a stepper motor.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
Прилагаемые чертежи, которые включены в состав настоящего описания и являются его частью, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и совместно с вышеприведенным общим описанием изобретения и нижеприведенным подробным описанием вариантов осуществления служат для пояснения принципов настоящего изобретения.The accompanying drawings, which are incorporated and form part of the present specification, illustrate embodiments of the invention and together with the foregoing general description of the invention and the following detailed description of the embodiments serve to explain the principles of the present invention.
На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства.FIG. 1 shows a schematic diagram of the device.
На фиг. 2 показан вид сверху дистансера коленоупора.FIG. 2 shows a top view of the knee support spacer.
На фиг. 3а-3 г изображено поэтапное положение коленоупора и упора голени.FIG. Figures 3a-3d show the phased position of the knee support and the lower leg support.
На фиг. 4 изображено поэтапное положение дистансера коленоупора.FIG. 4 shows the phased position of the knee support distancer.
Термины и определенияTerms and Definitions
Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже приведены некоторые термины, использованные в настоящем описании изобретения. Если не определено отдельно, технические и научные термины в данной заявке имеют стандартные значения, общепринятые в научной и технической литературе.For a better understanding of the present invention, below are some of the terms used in the present description of the invention. Unless otherwise specified, technical and scientific terms in this application have the standard meanings generally accepted in the scientific and technical literature.
В настоящем описании и в формуле изобретения термины «включает», «включающий» и «включает в себя», «имеющий», «снабженный», «содержащий» и другие их грамматические формы не предназначены для истолкования в исключительном смысле, а, напротив, используются в неисключительном смысле (т.е., в смысле «имеющий в своем составе»). В качестве исчерпывающего перечня следует рассматривать только выражения типа «состоящий из».In the present description and in the claims, the terms “includes”, “including” and “includes”, “having”, “equipped”, “containing” and their other grammatical forms are not intended to be construed in an exclusive sense, but, on the contrary, are used in a non-exclusive sense (ie, in the sense of "including"). Only expressions of the type “consisting of” should be considered as an exhaustive list.
Под термином «универсальный» в части его использования относительно устройства принудительного перемещения ног пациента в данном документе понимают возможность адаптации механики устройства под рост пациентов и возможность изменять походку пациента при необходимости.The term "universal" in terms of its use in relation to the device for the forced movement of the patient's legs in this document means the ability to adapt the mechanics of the device to the height of patients and the ability to change the patient's gait if necessary.
Под термином «пассивное движение ног» подразумевается принудительное передвижение ног пациента, у которого или полностью отсутствуют движения в ногах, или они чрезвычайно искажены из-за болезни или травмы.The term "passive leg movement" refers to the forced movement of the legs of a patient who either has no leg movement at all or is extremely distorted due to illness or injury.
Термин «соединенный» означает функционально соединенный, при этом может быть использовано любое количество или комбинация промежуточных элементов между соединяемыми компонентами (включая отсутствие промежуточных элементов).The term "connected" means functionally connected, and any number or combination of intermediate elements between the connected components (including the absence of intermediate elements) can be used.
Кроме того, термины «первый», «второй», «третий» и т.д. используются просто как условные маркеры, не накладывая каких-либо численных или иных ограничений на перечисляемые объекты.In addition, the terms "first", "second", "third", etc. are used simply as conditional markers, without imposing any numerical or other restrictions on the enumerated objects.
Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention
Обычно, в реабилитационном процессе восстановления двигательной активности пациентов с нарушением опорно-двигательного аппарата используют тренажер для локомоторной терапии, который состоит из нескольких составляющих: беговая дорожка, работающая на малых скоростях, вмонтированная в станину; станина с регулируемым верхним держателем и с брусьями, регулируемыми по высоте и ширине; устройство для компенсации части веса пациента, представляющее собой лебедку для облегчения вертикализации корпуса пациента и лямочные предохранительные пояса, которые надеваются на пациента; а также устройство принудительного передвижения ног.Usually, in the rehabilitation process of restoring the motor activity of patients with disorders of the musculoskeletal system, a simulator for locomotor therapy is used, which consists of several components: a treadmill operating at low speeds, built into the frame; a bed with an adjustable upper holder and bars adjustable in height and width; a device for compensating for a part of the patient's weight, which is a winch to facilitate verticalization of the patient's body and harness safety harnesses that are worn on the patient; as well as a device for forced movement of the legs.
Настоящее решение относится в целом к устройству принудительного передвижения ног, которое обеспечивает физиологическое движение нижних конечностей посредством приводов тазобедренного и голеностопного суставов, и кинематическая схема которого позволит улучшить биомеханику ходьбы по сравнению с существующими аналогами.The present solution relates in general to a device for forced movement of the legs, which provides physiological movement of the lower limbs by means of the drives of the hip and ankle joints, and the kinematic scheme of which will improve the biomechanics of walking in comparison with existing analogues.
Описание примерного варианта осуществления настоящего изобретения, приведенное ниже, приводится исключительно в качестве примера и предназначено для иллюстративных целей и не предназначено для ограничения объема раскрываемого изобретения.The description of an exemplary embodiment of the present invention below is provided by way of example only and is intended for illustrative purposes and is not intended to limit the scope of the disclosed invention.
Колени и голеностопные суставы пациента фиксируются с помощью соответствующих коленоупоров и упоров голени.The patient's knees and ankles are secured using the appropriate knee and shin supports.
В частности, каждая нога пациента (см. фиг. 1) крепится с помощью эластичных ремней 1 к подвижному коленоупору и подвижному упору голени.In particular, each leg of the patient (see Fig. 1) is attached by means of
Коленоупор выполнен в виде крепежной площадки коленоупора 2, с тыльной стороны которой расположены выступы. Выступы ориентированы в сторону кинематической схемы устройства принудительного передвижения ног. В целом, крепежная площадка коленоупора 2 имеет П-образный профиль при виде сбоку. Основание крепежной площадки коленоупора 2 может представляет собой деталь прямоугольной формы.The knee support is made in the form of a knee
Между выступами крепежной площадки коленоупора 2 вставлена ось коленоупора 4, на которой свободно перемещается подшипник скольжения коленоупора 5. Причем между верхним выступом и подшипником скольжения 5 вставлена пружина сжатия коленоупора 6.Between the protrusions of the knee
Упор голени выполнен в виде крепежной площадки упора голени 3, которая имеет аналогичную конструкцию. Крепежная площадка упора голени 3 имеет расположенные с ее тыльной стороны выступы. Выступы ориентированы в сторону кинематической схемы устройства принудительного передвижения ног.В целом, крепежная площадка упора голени 3 имеет П-образный профиль при виде сбоку. Основание крепежной площадки упора голени 3 может представляет собой деталь прямоугольной формы.The shin rest is made in the form of a shin rest attachment platform 3, which has a similar design. The fastening platform of the shin rest 3 has protrusions located on its back side. The protrusions are oriented towards the kinematic diagram of the device for forced movement of the legs. In general, the attachment platform of the lower leg support 3 has a U-shaped profile when viewed from the side. The base of the shin rest attachment platform 3 can be a rectangular piece.
Между выступами крепежной площадки упора голени 3 вставлена ось упора голени 9, на которой свободно перемещается подшипник скольжения упора голени 11. Причем между верхним выступом и подшипником скольжения 11 вставлена пружина сжатия упора голени 10.Between the projections of the shin rest attachment platform 3, an axis of the
Колебательное движение колен пациента обеспечивается за счет тяги бедра 8, верхняя часть которой закреплена неподвижно с возможностью вращения, и кривошипно-шатунной передачи (далее - КШП), состоящей из соединенных длинного рычага 15 и короткого рычага 14.The oscillatory movement of the patient's knees is provided by the thrust of the
Нижняя часть тяги бедра 8 соединена с одним из концов длинного рычага 15 КШП, а также - через дистансер 7, с подшипником скольжения 5 крепежной площадки коленоупора 2, к которой крепится колено пациента. Соединение подшипника скольжения коленоупора 5 через дистансер коленоупора 7 с нижней частью тяги бедра 8 неподвижное.The lower part of the
Принудительное движение голеностопа пациента обеспечивается за счет тяги голени 13 и рычага голени 16. Верхняя часть тяги голени 13 соединена с нижней частью тяги бедра 8, а нижняя часть тяги голени 13 соединена с крепежной площадкой упора голени 3 и с рычагом прижатия стопы. Рычаг голени 16 первым концом соединен с концом длинного рычага 15 КШП, а вторым - с нижней частью тяги голени 13.The forced movement of the patient's ankle is provided by the leg thrust 13 and the
При этом верхняя часть рычага прижатия стопы соединена с нижней частью рычага голени 16, а нижняя часть рычага прижатия стопы упирается в стопу пациента.In this case, the upper part of the foot pressing lever is connected to the lower part of the
Соединение крепежной площадки упора голени 3 с нижней частью тяги голени 13 осуществляется неподвижным соединением нижней части голени 13 через дистансер голени 12 с подшипником скольжения 11 крепежной площадки упора голени 3.The connection of the shin support attachment platform 3 with the lower part of the lower leg thrust 13 is carried out by a fixed connection of the lower part of the
Длинный 15 и короткий 14 рычаги КШП, тяга бедра 8, тяга голени 13, рычаг голени 16, дистансер коленоупора 7 и рычаг прижатия стопы выполнены в виде телескопических соединений, каждое из которых содержит наружную и внутреннюю трубы. Каждое телескопическое соединение рычага или тяги снабжено механизмом изменения длины, который выполнен в виде электропривода, установленного на ось, проходящую внутри соответствующих тяг и рычагов. В качестве электропривода предпочтительно используется электропривод на базе шагового двигателя. Однако, для специалиста в данной области техники является очевидным использование любого типа электропривода. Двигатель может быть закреплен внутри наружной трубы телескопического соединения и соединен со штоком, на конце которого установлена гайка. Гайка в свою очередь закреплена внутри внутренней трубы телескопического соединения. Для специалиста в данной области техники является очевидным любое другое крепление двигателя.Long 15 and short 14 KShP levers,
Так, механизм изменения длины рычага голени 16 в предпочтительном варианте осуществления изобретения имеет следующую конструкцию. Рычаг голени 16 выполнен в виде наружной трубы 17 и внутренней трубы 18, вставленной в наружную. В наружной трубе 17 закреплен шаговый двигатель 19, внутри которого проходит шток 20. На конце штока закреплена гайка 21, соединенная с внутренней трубой 18.Thus, the mechanism for changing the length of the
Аналогично выполнены механизмы изменения длины короткого и длинного рычагов КШП, тяги бедра и тяга голени, рычага прижатия стопы с двигателями 22, 23, 24, 25 и 29 соответственно.Mechanisms for changing the length of the short and long KShP levers, thigh traction and lower leg thrust, foot pressing lever with
Длина рычага прижатия стопы увеличивается во время упора ноги и уменьшается во время переноса.The length of the foot pressure lever increases during leg rest and decreases during transfer.
Дистансер коленоупора 7 имеет два механизма изменения длины с использованием шаговых двигателей 27 и 28. Внешний вид сверху дистансера коленоупора 7 показан на фиг. 2. Дистансер выполнен Г-образной формы. Наружная труба телескопического соединения дистансера коленоупора 7 имеет Г-образную форму, а внутренние трубы выполнены с возможностью перемещаться вдоль оси наружной трубы за счет шаговых двигателей и штоков. Длина телескопической конструкции дистансера коленоупора 7 в продольном направлении меняется с помощью шагового двигателя 27, а поперечном направлении - шаговым двигателем 28.The
Каждый шаговый двигатель механизмов изменения длины соединен с блоком управления 26. Средства передачи данных между двигателями и блоком управления 26 выбираются из устройств, предназначенных для реализации процесса коммуникации между различными устройствами посредством проводной и/или беспроводной связи, в частности, такими устройствами могут быть: GSM модем, Wi-Fi приемопередатчик, Bluetooth или BLE модуль, GPRS модуль, Глонасс модуль, NFS, Ethernet и т.п.Each stepper motor of the mechanisms for changing the length is connected to the
Блок управления 26 запрограммирован таким образом, чтобы рычаги принудительного передвижения ног двигались синхронно со скоростью движения беговой дорожки в соответствии с циклом шагательных движений клинической биомеханики ходьбы.The
При регулировании длины короткого рычага 14 КШП можно менять длину шага пациента. Меняя длину рычага голени 16 и длинного рычага 15 КШП можно менять походку пациента.When adjusting the length of the
Пример осуществления заявленного изобретения.An example of implementation of the claimed invention.
На пациента надевают лямочный предохранительный пояс вертикальной поддержки, фиксируют коленные и голеностопные суставы. После этого пациент принимает вертикальное положение или за счет силы рук и коленоупоров, или с помощью лебедки. Обычно управление работой тренажера для локомоторной терапии осуществляется с удаленного блока управления, который позволяет задавать скорость движения беговой дорожки, контролировать спастику пациента, следить за реакцией ног пациента на прикладываемые усилия. Работа устройства принудительного перемещения ног осуществляется с помощью передачи управляющих воздействий на приводы устройства от блока управления двигателями.The patient is put on a vertical support harness, knee and ankle joints are fixed. After that, the patient assumes an upright position either by the strength of the arms and knee supports, or by means of a winch. Usually, the operation of the locomotor therapy simulator is controlled from a remote control unit, which allows you to set the speed of the treadmill, control the patient's spasticity, and monitor the response of the patient's legs to applied forces. The operation of the device for forced movement of the legs is carried out by transferring control actions to the drives of the device from the engine control unit.
Подстройка механизма устройства принудительного перемещения ног под рост пациента происходит следующим образом.The adjustment of the mechanism of the device for forced movement of the legs for the patient's height is as follows.
На неподвижно закрепленный в наружной трубе 17 телескопического соединения рычага голени 16 шаговый двигатель 19 подается управляющий сигнал от блока управления шаговыми двигателями 26. При этом шток 20 начинает вращаться. Расстояние от двигателя 19 до закрепленной на конце штока 20 гайки 21 начинает изменяться. Так как гайка 21 неподвижно соединена с внутренней трубой 18 телескопического соединения рычага голени 16, то начинает меняться и общая длина рычага голени 16. Аналогично изменяется длина короткого 14 и длинного 15 рычагов КШП, тяги бедра 8 и тяги голени 13.The
После установки на блоке управления тренажера параметров ходьбы (начальное положение, скорость, движение одной или двумя ногами), включают режим ходьбы.After setting the walking parameters on the control unit of the simulator (initial position, speed, movement with one or two legs), the walking mode is turned on.
Общий цикл движения крепежной площадки коленоупора 2 во время шага схематично иллюстрирован на фиг. 3 и заключается в следующем.The general movement cycle of the knee
В исходном положении (фиг. 3а) короткий рычаг КШП 14 находится в вертикальном положении, т.е., угол его поворота равен 0 град. Стопа пациента 30, закрепленная эластичными ремнями 1, стоит на полотне беговой дорожки. За счет пружины сжатия 6 крепежной площадки коленоупора и направляющей оси 4 крепежная площадка коленоупора 2 находится в верхнем положении по отношению к неподвижно закрепленному подшипнику 5 коленоупора (показано широкой стрелкой).In the initial position (Fig. 3a), the
После начала движения короткий рычаг КШП 14 вращается по часовой стрелке, полотно беговой дорожки движется слева направо (показано широкой заштрихованной стрелкой). Тяга бедра 8 и тяга голени 13 вращаются против часовой стрелки, оставаясь примерно на одной линии. Нога перемещается назад.After the start of the movement, the
В момент, когда короткий рычаг 14 КШП повернется на угол примерно 90 град. (фиг. 3б) крепежная площадка коленоупора 2 за счет веса пациента смещается в нижнее положение, пружина коленоупора 6 сжимается, и стопа 30 остается на полотне беговой дорожки, а не преждевременно поднимается. Положение стопы при использовании аналогичного устройства без подпружиненных коленоупора и упора голени в момент отрыва показано штрихпунктирной линией 31. В этом случае поднятие стопы происходит уже при угле поворота короткого рычага 14 КШП около 70 град. В результате использования кинематической схемы заявленного изобретения фаза отталкивания каждой ноги увеличивается на расстояние «а» по сравнению с фазой отталкивания при использовании аналогичных устройств c жестким креплением коленоупоров и упоров голени.At the moment when the
В цикле переноса ноги короткий рычаг 14 КШП (фиг. 3в) поворачивается на угол 110-250 град.In the cycle of the leg transfer, the
После переноса ноги, когда короткий рычаг 14 КШП повернется на угол примерно 270 град. (фиг. 3г), нога занимает переднее положение, крепежная площадка коленоупора 2 продолжает занимать нижнее положение, и нога своевременно опускается, а не зависает над полотном беговой дорожки. В результате использования кинематической схемы заявленного изобретения начальная фаза периода амортизации увеличивается на расстояние «б» по сравнению с начальной фазой периода амортизации при использовании аналогичных устройств с жестким креплением коленоупоров и упоров голени.After the transfer of the leg, when the
Кроме этого, за счет того, что при угле поворота короткого рычага КШП 14 в пределах 270-300 град. пружина сжатия коленоупора 6 разжимается, крепежная площадка коленоупора 2 перемещается в верхнее положение, происходит своевременное без запаздывания постановка стопы с пятки.In addition, due to the fact that when the angle of rotation of the
В момент выпрямления ноги, когда она занимает положение аналогичное исходному положению (фиг. 3а), пружина коленоупора 6 находится уже в разжатом состоянии, основание с выступами крепежной площадки коленоупора 2 находится в верхнем положении, цикл повторяется.At the moment of straightening the leg, when it takes a position similar to the initial position (Fig.3a), the spring of the
Аналогично перемещается упор голени 3.Shin rest 3 moves in the same way.
Изменение в продольном и поперечном направлении положения колена достигается возможностью изменения длины телескопической конструкции дистансера 7 коленоупора. Коленоупор из положения 32 (фиг. 4) при изменении длины дистансера 7 в продольном направлении длина за счет шагового двигателя 27 занимает положение 34. При изменении длины дистансера 7 коленоупора в поперечном направлении с помощью шагового двигателя 28, коленоупор из положения 32 занимает положение 33. Изменение положения коленоупора в продольном или в поперечном направлении меняется по решению лечащего врача от блока управления 26 в ручном режиме.The change in the longitudinal and transverse directions of the knee position is achieved by the possibility of changing the length of the telescopic structure of the
Прижатие стопы во время цикла опоры шага достигается за счет изменения длины телескопического рычага прижатия стопы, которое происходит с помощью шагового двигателя 29. В момент опоры длина рычага прижатия стопы увеличивается, а момент переноса уменьшается. Изменение длины рычага прижатия стопы синхронизировано с движением рычагов принудительного передвижения ног.The foot pressing during the step support cycle is achieved by changing the length of the telescopic foot pressing lever, which occurs with the help of the stepping
Таким образом, вышеприведенный пример осуществления заявленного устройства подтверждает возможность получения технического результата, который в целом достигается за счет вертикального перемещения крепежных площадок коленоупоров и упоров голени, конструкции крепления площадки коленоупора с тягой бедра и КШП, а также за счет телескопического выполнения рычагов и тяг.Thus, the above example of the implementation of the claimed device confirms the possibility of obtaining a technical result, which is generally achieved due to the vertical movement of the knee pads and shin stops, the design of the knee pad attachment with the thigh thrust and KSHP, as well as due to the telescopic design of the levers and rods.
Хотя настоящая патентная заявка относится к определенному в прилагаемой ниже в формуле изобретения, важно отметить, что настоящая заявка на патент содержит основание для формулировки других изобретений, которые могут, например, быть заявлены как объект уточненной формулы изобретения настоящей заявки или как объект формулы изобретения в выделенной и/или продолжающей заявке. Такой объект может быть охарактеризован любым признаком или комбинацией признаков, описанных в настоящем документе.While this patent application relates to what is defined in the claims appended below, it is important to note that this patent application contains a basis for the formulation of other inventions, which may, for example, be claimed as the subject of the refined claims of the present application or as the subject of the and / or a continuing application. Such an object can be characterized by any feature or combination of features described herein.
Claims (12)
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020113493A RU2729732C1 (en) | 2020-04-14 | 2020-04-14 | Universal forced leg movement rehabilitation device |
EA202090795A EA037485B1 (en) | 2020-04-14 | 2020-04-20 | Universal rehabilitation device for forced movement of legs |
CH001206/2022A CH718683B1 (en) | 2020-04-14 | 2020-05-08 | UNIVERSAL REHABILITATION DEVICE FOR FORCED MOVEMENT OF THE LEGS. |
PCT/RU2020/000216 WO2021211003A1 (en) | 2020-04-14 | 2020-05-08 | Universal rehabilitation device for forced movement of the legs |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020113493A RU2729732C1 (en) | 2020-04-14 | 2020-04-14 | Universal forced leg movement rehabilitation device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2729732C1 true RU2729732C1 (en) | 2020-08-11 |
Family
ID=72086192
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020113493A RU2729732C1 (en) | 2020-04-14 | 2020-04-14 | Universal forced leg movement rehabilitation device |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH718683B1 (en) |
EA (1) | EA037485B1 (en) |
RU (1) | RU2729732C1 (en) |
WO (1) | WO2021211003A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU206769U1 (en) * | 2021-03-05 | 2021-09-28 | Олег Николаевич Рогачев | Trainer track for the prevention and treatment of flat feet |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2000766C1 (en) * | 1991-06-28 | 1993-10-15 | Михаил Абрамович Альтшуллер | Apparatus for developing contractures |
RU2139701C1 (en) * | 1998-10-08 | 1999-10-20 | Жилин Владислав Иванович | Device for recovery of mobility in joints |
RU2240851C1 (en) * | 2003-10-02 | 2004-11-27 | Назаров Александр Михайлович | Exercising apparatus for recovery of leg motional activity |
RU2402311C1 (en) * | 2009-08-10 | 2010-10-27 | Александр Михайлович Назаров | Apparatus for forced feet motion |
US9011296B2 (en) * | 2012-07-26 | 2015-04-21 | Charles A. Peralo | Therapeutic exercise apparatus with multiple selectively interlockable sliding platforms |
US10449107B2 (en) * | 2016-12-08 | 2019-10-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gait training apparatus |
-
2020
- 2020-04-14 RU RU2020113493A patent/RU2729732C1/en active
- 2020-04-20 EA EA202090795A patent/EA037485B1/en not_active IP Right Cessation
- 2020-05-08 CH CH001206/2022A patent/CH718683B1/en not_active IP Right Cessation
- 2020-05-08 WO PCT/RU2020/000216 patent/WO2021211003A1/en active Application Filing
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2000766C1 (en) * | 1991-06-28 | 1993-10-15 | Михаил Абрамович Альтшуллер | Apparatus for developing contractures |
RU2139701C1 (en) * | 1998-10-08 | 1999-10-20 | Жилин Владислав Иванович | Device for recovery of mobility in joints |
RU2240851C1 (en) * | 2003-10-02 | 2004-11-27 | Назаров Александр Михайлович | Exercising apparatus for recovery of leg motional activity |
RU2402311C1 (en) * | 2009-08-10 | 2010-10-27 | Александр Михайлович Назаров | Apparatus for forced feet motion |
US9011296B2 (en) * | 2012-07-26 | 2015-04-21 | Charles A. Peralo | Therapeutic exercise apparatus with multiple selectively interlockable sliding platforms |
US10449107B2 (en) * | 2016-12-08 | 2019-10-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gait training apparatus |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU206769U1 (en) * | 2021-03-05 | 2021-09-28 | Олег Николаевич Рогачев | Trainer track for the prevention and treatment of flat feet |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA037485B1 (en) | 2021-04-02 |
WO2021211003A1 (en) | 2021-10-21 |
CH718683B1 (en) | 2024-02-15 |
EA202090795A1 (en) | 2021-03-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104490568B (en) | Human lower extremity exoskeleton walking aid rehabilitation robot | |
KR100942968B1 (en) | A movement machine for rehabilitation medical cure | |
JP6757971B2 (en) | Lower limb joint exercise device | |
JP5283282B2 (en) | Walking assist device | |
KR101289005B1 (en) | Walking training apparatus | |
US20110160625A1 (en) | Apparatus and method for training knee and hip joints of a patient in post-traumatic or post-operative period | |
EP2241302B1 (en) | Apparatus for rehabilitation of patients suffering motor dysfunction | |
US11986434B2 (en) | Medical walker | |
RU2687573C2 (en) | Ankle link of orthosis or exoskeleton | |
CN213311456U (en) | Lower limb rehabilitation training robot | |
US10881889B2 (en) | Gait pattern training device | |
CN112451310B (en) | Restorer is tempered to orthopedics joint muscle power | |
KR101797967B1 (en) | Walking Assistance Apparatus for Lower Limb | |
CN113712744B (en) | Wheelchair and walking assisting exoskeleton integrated structure and control method thereof | |
CN106137681A (en) | Intelligent lower limb recovery training appliance for recovery | |
CN111870487A (en) | Lower limb rehabilitation mechanical exoskeleton device and control method thereof | |
CN208710413U (en) | A kind of lower limb rehabilitation training machine | |
RU2729732C1 (en) | Universal forced leg movement rehabilitation device | |
WO2009122557A1 (en) | Exercise aiding apparatus | |
EP3718525B1 (en) | Motorised assistance system | |
EP3986353B1 (en) | A wearable lower extremity exoskeleton | |
CN114733145B (en) | Intelligent multifunctional lower limb rehabilitation training integrated machine | |
US11083662B2 (en) | Pivoting lower limb therapy device | |
RU130500U1 (en) | TRAINING COMPLEX (OPTIONS) | |
WO2020130866A1 (en) | Ankle link of a brace or exoskeleton |