RU2747593C1 - Пневматический экзоскелет - Google Patents
Пневматический экзоскелет Download PDFInfo
- Publication number
- RU2747593C1 RU2747593C1 RU2020121019A RU2020121019A RU2747593C1 RU 2747593 C1 RU2747593 C1 RU 2747593C1 RU 2020121019 A RU2020121019 A RU 2020121019A RU 2020121019 A RU2020121019 A RU 2020121019A RU 2747593 C1 RU2747593 C1 RU 2747593C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pneumatic
- exoskeleton
- hinges
- thigh
- pneumatic accumulator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Pain & Pain Management (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Rehabilitation Therapy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
Изобретение относится к медицине, а именно к пневматическим экзоскелетам. Экзоскелет состоит из шарниров, опорных стоек, крепежных ремней, самоактивируемого пневмоаккумулятора и спинного упора, к которому при помощи шарниров крепят бедренные и голенные стойки. Пневмоаккумулятор состоит из воздухонепроницаемой оболочки, на которой с противоположных сторон расположены ручки сворачивания и клапан запирания воздуха. Внутри воздухонепроницаемой оболочки расположен упругий каркас. Спинная стойка, бедренные и голенные стойки снабжены гибкими пластинами прижатия и состоят из опорных пластин, снабженных тыльными упорами. Изобретение обеспечивает возможность снижения нагрузки на суставы и мышцы пользователя, при этом достигается упрощение хранения и переноски устройства. 1 ил.
Description
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для облегчения движения пользователей с нарушениями функций опорно-двигательного аппарата при проведении реабилитационно-восстановительных процедур, а также может найти применение в туризме и спорте и при проведении спасательных операций на суше и на воде.
Известен экзоскелет (патент РФ №2567589), содержащий одетый на человека корсет, траверсу, вмонтированную в него, закрепленную на тазобедренной части, опирающуюся своими концами на составленные из звеньев опорные стойки, башмаки, связанные со стойками, шарниры и упорные подшипники, размещенные на траверсе и башмаках, в которых вращаются цапфы кривошипов, установленных на концах стоек, ведущий вал, вращающийся в установленном на траверсе шарнире, механизм синхронного поворота кривошипов, соединенных посредством рычагов с мышцами человека, являющихся приводом и дополнительный привод с блоком питания.
Недостатками данного устройства являются сложность и дороговизна конструкции, требующая частого обслуживания. Эксплуатационные возможности ограниченны ввиду необходимости применения внешнего источника питания.
Известен экзоскелет пассивный (патент РФ №189468) выполненный из стоп, изготовленных в виде стремяподобных узлов с возможностью передачи нагрузки от груза опорной поверхности, голеней, изготовленных в виде регулируемых по длине рычагов, связывающих узлы стоп и коленей, при этом колени изготовлены в виде скоб с горизонтальной, поперечной осью вращения, связи узлов голеней и бедер и содержат настройку под Х-образность ног, стяжек на голенях, охватывающих голени человека, при этом бедра изготовлены в виде регулируемых по длине рычагов, связывающих узлы коленей и пояса, при этом пояс изготовлены в виде коромысло-образной детали, подобной тазовым костям человека, с двух сторон которой крепится бедренные рычаги, а посередине - рессора спины в виде плоской балки прямоугольного сечения, передающей нагрузку от плеч и грузового крюка к поясу, при этом плечи изготовлены в виде пространственных деталей воспринимающих нагрузку от положенного на плечи груза и передающих нагрузку на спинную рессору.
Недостатками известной конструкции являются громоздкая и тяжелая конструкция, требующая приложения большого усилия для совершения движения.
Из известных технических решений наиболее близким по назначению и технической сущности к заявленному объекту является экзоскелет с электропневматической системой управления (патент РФ №2565101), состоящий из силового каркаса, который включает в себя опорную раму с шарнирами, в которых закреплены опорные стойки, в свою очередь, состоящие из тазобедренных, коленных и голеностопных звеньев, и электропневматической системы, содержащей первый пневмомускул, первый, второй, третий и четвертыйдвухлинейные двухпозиционные пневмораспределители, первый трехлинейный двухпозиционный пневмораспределитель, регулятор давления, контроллер и компрессор, пневмоаккумулятор, электроаккумулятор, систему управления, состоящую из комбинированной микроэлектромеханической системы, включающей акселерометр, инклинометр, гироскоп, датчики давления и угла поворота. С помощью регулятора давления устанавливается определенное давление, которое регулируется степенью затяжки пружины и контролируется датчиком давления.
Недостатками известного устройства являются сложная конструкция, содержащая большое количество мелких деталей сбой в работе, любой из которых может вывести конструкцию из строя. Применение в устройстве внешнего источника энергии и ведет к значительному удорожанию и избыточному весу устройства. Конструкция требовательна к частому обслуживанию.
Цель изобретения - создание надежного и недорогого пневматического экзоскелета, использование которого снижает нагрузку на суставы и мышцы и при этом увеличивает уровень выносливости и силы пользователя.
Поставленная цель достигается тем, что предложен пневматический экзоскелет, прикрепляемый ремнями к туловищу и нижним конечностям пользователя.
Пневматический экзоскелет (Фиг. 1) состоит из самоактивируемого пневмоаккумулятора [1], включающего оболочку пневмоаккумулятора [2], изготовленную из нетканого воздухонепроницаемого прочного материала. Внутри пневмоаккумулятора размещен упругий каркас [3], изготовленный в виде складной сетки с х-образными пружинящими сегментами выполненными из пружинной стали. С внешней стороны пневмоаккумулятора расположен клапан запирания воздуха [4] и боковые ручки сворачивания [5]. Пневмоаккумулятор [1] соединен со спиной стойкой экзоскелета [6], состоящей из оболочки спинной стойки [7], опорных пластин [8], снабженных тыльными упорами [9], соединенных между собой шарнирами [10] и гибкой пластины прижатия [11]. К спинной стойке [6] прикреплены подмышечные лямки [12] и поясничный ремень [13], ниже которого по бокам расположены тазобедренные шарниры [14], к которым прикреплены бедренные стойки [15]. Бедренные стойки [15] состоят из бедренной оболочки [16], изготовленной из нетканого воздухонепроницаемого прочного материала, гибкой пластины прижатия [17], опорных пластин бедренной стойки [18], снабженных тыльными упорами [19] и шарнирами [20], при помощи которых они соединены между собой. Бедренные стойки посредством коленных шарниров [21] прикреплены к голенным стойкам [22], состоящим из оболочки [23], пластин голенной стойки [24], снабженных тыльными упорами [25] и шарнирами [26], при помощи которых они соединены между собой, при этом голенные стойки снабжены гибкими пластинами прижатия [27]. К голенным звеньям снизу прикреплены амортизирующие наконечники голенной стойки [28]. Пневматический экзоскелет содержит набедренные крепежные ремни [29] и голенные крепежные ремни [30] и ремни фиксации пневмоаккумулятора [31].
Устройство работает следующим образом: перед использованием экзоскелет укладывают на горизонтальную поверхность и открывают клапан запирания воздуха [4], после чего внутренний упругий каркас пневмоаккумулятора [3] начинает расправляться и давить изнутри на стенки оболочки пневмоаккумулятора [1], что ведет к расширению пространства внутри пневмоаккумулятора и последующему заполнению воздухом. После заполнения пневмоаккумулятора воздухом клапан [4] запирают до упора, затем при помощи боковых ручек [5] сворачивают пневмоаккумулятор, тем самым увеличивая давление, приводящее к распространению воздуха по всему экзоскелету. Воздух, заполняя оболочки экзоскелета давит на стенки, которые, в свою очередь, расширяясь, давят на гибкие пластины прижатия [11], [17], [27]. Пластины прижатия плотно и жестко прижимаются к опорным пластинам [8], [18], [24], которые под давлением пластин прижатия жестко фиксируются в выпрямленном положении, и образуют жесткую конструкцию. После заполнения экзоскелета воздухом пневмоаккумулятор прижимают к тыльной стороне спинной стойки экзоскелета [6] и плотно пристегивают при помощи ремней [31], затем при помощи ремней [29], [30] и подмышечных лямок [12] экзоскелет плотно фиксируют на туловище и нижних конечностях пользователя.
При использовании экзоскелет принимает на себя весовую нагрузку тела, давящую на мышцы и скелет пользователя, тем самым облегчая движение пользователя. После использования экзоскелет снимают с пользователя укладывают на горизонтальную поверхность и открывают клапан [4], затем устройство сворачивают снизу вверх в сторону пневмоаккумулятора, стравливая внутренний воздух через клапан [4]. После сворачивания экзоскелета клапан [4] запирают до упора.
Легкая атравматичная и при этом жесткая конструкция, одетая на пользователя, значительно сокращает степень нагрузки массы тела на суставы и мышцы пользователя. Принимая на себя и передавая вес тела на поверхность, экзоскелет разгружает позвоночник, суставы и мышцы, облегчает движение пользователя с нарушениями функций опорно-двигательного аппарата, при проведении реабилитационно-восстановительных процедур, а также может найти применение в туризме, спорте и при проведении спасательных операций усиливая физические возможности. В условиях использования устройства при проведении спасательных операций на воде устройство благодаря наличию внутри воздуха способно удерживать пользователя на воде, а расположенный за спиной пневмоаккумулятор не дает перевернуться пользователю лицом в воду, надежно удерживая его на спине.
Возможность сворачивания облегчает и упрощает хранение и переноску устройства.
Claims (1)
- Пневматический экзоскелет, состоящий из шарниров, опорных стоек и крепежных ремней, отличающийся тем, что он содержит самоактивируемый пневмоаккумулятор, спинной упор, к которому при помощи шарниров крепят бедренные и голенные стойки, при этом пневмоаккумулятор состоит из воздухонепроницаемой оболочки, на которой с противоположных сторон расположены ручки сворачивания и клапан запирания воздуха, внутри воздухонепроницаемой оболочки расположен упругий каркас, а спинная стойка, бедренные и голенные стойки снабжены гибкими пластинами прижатия и состоят из опорных пластин, снабженных тыльными упорами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121019A RU2747593C1 (ru) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | Пневматический экзоскелет |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121019A RU2747593C1 (ru) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | Пневматический экзоскелет |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2747593C1 true RU2747593C1 (ru) | 2021-05-11 |
Family
ID=75919721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020121019A RU2747593C1 (ru) | 2020-06-17 | 2020-06-17 | Пневматический экзоскелет |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2747593C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD997108S1 (en) | 2021-08-13 | 2023-08-29 | Festool Gmbh | Operating element for a robotic exoskeleton |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5282460A (en) * | 1992-01-06 | 1994-02-01 | Joyce Ann Boldt | Three axis mechanical joint for a power assist device |
RU2118147C1 (ru) * | 1994-06-29 | 1998-08-27 | Анатолий Гералевич Жуков | Устройство для облегчения ходьбы и переноски грузов |
RU2565101C1 (ru) * | 2014-12-09 | 2015-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Экзоскелет с электропневматической системой управления |
US9649243B2 (en) * | 2008-01-07 | 2017-05-16 | Lite Run, Inc. | Body lift-assist walker device |
DE102016118999B4 (de) * | 2016-10-06 | 2018-05-09 | Otto Bock Healthcare Products Gmbh | Aktuator-Dämpfer-Einheit |
-
2020
- 2020-06-17 RU RU2020121019A patent/RU2747593C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5282460A (en) * | 1992-01-06 | 1994-02-01 | Joyce Ann Boldt | Three axis mechanical joint for a power assist device |
RU2118147C1 (ru) * | 1994-06-29 | 1998-08-27 | Анатолий Гералевич Жуков | Устройство для облегчения ходьбы и переноски грузов |
US9649243B2 (en) * | 2008-01-07 | 2017-05-16 | Lite Run, Inc. | Body lift-assist walker device |
RU2565101C1 (ru) * | 2014-12-09 | 2015-10-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" | Экзоскелет с электропневматической системой управления |
DE102016118999B4 (de) * | 2016-10-06 | 2018-05-09 | Otto Bock Healthcare Products Gmbh | Aktuator-Dämpfer-Einheit |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
USD997108S1 (en) | 2021-08-13 | 2023-08-29 | Festool Gmbh | Operating element for a robotic exoskeleton |
USD1005363S1 (en) | 2021-08-13 | 2023-11-21 | Festool Gmbh | Wearable robotic exoskeleton |
USD1005362S1 (en) | 2021-08-13 | 2023-11-21 | Festool Gmbh | Wearable robotic exoskeleton with belts |
USD1005361S1 (en) | 2021-08-13 | 2023-11-21 | Festool Gmbh | Wearable robotic exoskeleton with belts |
USD1011398S1 (en) | 2021-08-13 | 2024-01-16 | Festool Gmbh | Wearable robotic exoskeleton |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9649243B2 (en) | Body lift-assist walker device | |
US9561149B2 (en) | Suspension and body attachment system and differential pressure suit for body weight support devices | |
EP2300304B1 (en) | Portable system for assisting body movement | |
US5133339A (en) | Exercise method and apparatus utilizing differential air pressure | |
ES2549004T3 (es) | Dispositivo y método para disminuir el consumo de oxígeno de una persona durante una marcha regular mediante el uso de un exoesqueleto de soporte de carga | |
ES2633176T3 (es) | Chaleco de soporte | |
US7320669B2 (en) | Biofidelic shoulder brace | |
US10232209B2 (en) | Postural dynamics exercise system | |
US8021316B2 (en) | Weight-bearing lower extremity brace | |
US9554964B1 (en) | Suspension and body attachment system and differential pressure suit for body weight support devices | |
EP2968049B1 (en) | Suspension and body attachment system and differential pressure suit for body weight support devices | |
EP2688526B1 (en) | Supportive belt assembly for lower extremity orthotic devices | |
WO2003037238A2 (en) | Customizable orthotic device with adjustable support and forces | |
US7632223B2 (en) | Portable weight bearing postural correction device | |
DonTigny | Mechanics and treatment of the sacroiliac joint | |
US20160228320A1 (en) | Inversion therapy spinal decompression accessory | |
RU2747593C1 (ru) | Пневматический экзоскелет | |
RU2650579C2 (ru) | Устройство для нейро-ортопедической реабилитации | |
RU202527U1 (ru) | Экзоскелет для разгрузки нижних конечностей | |
WO2017217869A1 (en) | Upper body support apparatus | |
RU202205U1 (ru) | Экзоскелет для облегчения перемещения человеком груза | |
RU206583U1 (ru) | Устройство для снижения нагрузки и повышения безопасности при подъеме грузов | |
RU206505U1 (ru) | Устройство для повышения безопасности при подъеме грузов | |
CA3138604A1 (en) | Body weight support system for exoskeletons and method of using the same | |
RU2793174C1 (ru) | Промышленный экзоскелет для верхних и нижних конечностей |