WO2015012728A1 - Тренажер для обучения ходьбе - Google Patents

Тренажер для обучения ходьбе Download PDF

Info

Publication number
WO2015012728A1
WO2015012728A1 PCT/RU2014/000481 RU2014000481W WO2015012728A1 WO 2015012728 A1 WO2015012728 A1 WO 2015012728A1 RU 2014000481 W RU2014000481 W RU 2014000481W WO 2015012728 A1 WO2015012728 A1 WO 2015012728A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pneumatic
simulator
patient
training
carriage
Prior art date
Application number
PCT/RU2014/000481
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ильдар Фарвазович РАХМАТУЛЛИН
Сергей Андреевич КУЗЕВАНОВ
Денис Валерьевич СИРОТКИН
Original Assignee
Rakhmatullin Ildar Farvazovich
Kuzevanov Sergei Andreevich
Sirotkin Denis Valerievich
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 Rakhmatullin Ildar Farvazovich, Kuzevanov Sergei Andreevich, Sirotkin Denis Valerievich filed Critical Rakhmatullin Ildar Farvazovich
Publication of WO2015012728A1 publication Critical patent/WO2015012728A1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/008—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about using suspension devices for supporting the body in an upright walking or standing position, e.g. harnesses
    • 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12—Driving means
    • A61H2201/1238—Driving means with hydraulic or pneumatic drive
    • A61H2201/1246—Driving means with hydraulic or pneumatic drive by piston-cylinder systems
    • 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1657—Movement of interface, i.e. force application means
    • A61H2201/1659—Free spatial automatic movement of interface within a working area, e.g. Robot
    • 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5007—Control means thereof computer controlled
    • 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5061—Force sensors
    • 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5069—Angle sensors
    • 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
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5071—Pressure sensors

Definitions

  • the invention relates to devices for teaching walking and / or to facilitate the restoration of walking skills lost for some reason, that is, for the rehabilitation of patients with impaired motor functions.
  • the prior art is represented by a number of devices (U2396934, A61H 1/02, publ. 08/20/2010; RU2422123 C2, publ. 06/27/2011; WO 2006/17926 A1, GO9B9 / 00, publ. 02/23/2006; US 2002/0065173 A1 , ⁇ 61 ⁇ 3/00, publ. 30.05.2002; US 2007/0004567 A1, A47D 13/04, publ. 04.01.2007; US 2008/0287268 A1, A61h 3/00, publ.
  • the main nodes of the known devices are spatial structures (frames, frames, racks, beds, etc.) that provide adjustable compensation for the load on the legs (supporting limbs) from the patient’s own weight, containing, as a rule, power mechanisms and a patient suspension system of the type parachute harness made of belts, buckles (fasteners) and adjusting elements for fitting according to the figure.
  • the most advanced of the known devices also contain a number of sensors that measure parameters to provide automatic or semi-automatic control and monitoring of training, including using a computer and related programs. The information signals of these sensors allow the development of control commands for the executive links of the power mechanisms, accounting, recording and archiving of the parameters of each training session.
  • One of the analogues of the claimed technical solution is a device according to US patent [US 2008/0287268 A1, A61h 3/00, publ. November 20, 2008], which has similar essential features, in particular, a bearing guide, a carriage with rollers arranged to move along the guide, a drive for moving the carriage, a suspension system with the ability to provide support to a person, and a control system that is configured to detect using encoder sensor, the movement of a person in relation to the carriage and activate the drive mechanism from the detected movement of the person.
  • the main disadvantages of the analogue are: the ability to provide support only in a given trajectory, corresponding to the configuration of the carrier rail.
  • the device according to the US patent [US2007004567, A1, A61NZ / 00, publ. January 4, 2007], containing the maximum number of similar and / or identical to the claimed technical solution essential features with the same properties (functions) as individual nodes and elements, and the device as a whole, namely: a supporting structure made in the form of a crane beam with a carriage on it and a mechanism for moving the carriage, a lifting mechanism with drives for controlling the length of the executive link (cord) and drives for moving the crane beams, a control computer, sensors for measuring the direction of movement of the patient in two spatial coordinates, as well as to control and prevent the patient from falling, supported by a harness on his body and generate commands from the control computer to the drives to move the crane beam and carriage, as well as to the drives lifting mechanism to ensure the mobility of the patient in the harness in the training zone.
  • the main disadvantages of the prototype device are the lack of effectiveness of dynamic weight unloading, which is determined by the design of the lifting mechanism, as well as the fact that a vertically located suspension to support the patient replaces the function of maintaining the vertical position of the body by the patient himself, thereby distancing walking skill from the actual learning conditions and restricts development skill balance.
  • it is possible to indicate insufficient functionality during the session (the inability to squat, bounce, change direction), which undoubtedly affects the patient's stimulation and motivation for the rehabilitation process.
  • the required technical result of the proposed invention is to expand the simulator's functionality and increase its consumer properties in general, or, otherwise, expand the functionality with a significant increase in the patient's motivation and the efficiency of restoration of the patient's motor functions.
  • the objective of the invention is the device solved by the fact that the simulator for walking training, containing a bearing guide, movable, along the guide, a carriage with rollers, with a controlled movement mechanism and a pulley, a cord for attaching it to the swivel end of the harness on the patient’s harness, unloading mechanism the weight of the latter connected to the other end of the cord, sensors for the parameters of the training session, a control computer with appropriate software for analysis and operational management of the session, as well as a data transmission network, it is equipped with a compressed air source, the carrier rail is made in the form of a closed curve, for example, in the form of a circle, three, at least, carriages are placed on it, the weight unloading mechanism is made in the form of pneumatic cylinders, according to the number of carriages, the working cavity of each pneumatic cylinder is in communication with a compressed air source vmoliney, the piston of each pneumatic cylinder is connected to another corresponding cable end.
  • the simulator for walking training
  • the pneumatic cylinder is mounted on the carriage in a radial direction relative to the guide;
  • the parameters of the training session parameters are made in the form of encoders on the rollers and carriage pulleys;
  • a pneumatic distributor is installed on the pneumatic line between the compressed air source and the pneumatic cylinders;
  • a pressure sensor is installed on the pneumatic line between the pneumatic distribution and the working cavities of the pneumatic cylinders;
  • each pneumatic cylinder is equipped with a receiver, the cavity of which is in communication with the working cavity of the pneumatic cylinder through an opening in the wall of the latter.
  • figure 1 and 2 shows a General view
  • figure 3 shows a block diagram of a device
  • the figure 4 shows a block diagram of a mechanism for moving the carriage, the mechanism of unloading the body weight and sensors of the parameters of the training session
  • figure 5 shows a top view of the simulator
  • the figure 6 shows the change in the position of the simulator carriages on the guide when moving the patient from point "K” to point "M”
  • figure 7 shows the carriage
  • the figure 8 shows the elements of the simulator assembly.
  • the claimed simulator for teaching walking contains (see Fig. 1-8) a supporting rail 1, mounted, for example, to the ceiling.
  • Moving carriages 2.1, 2.2 and 2.3 are placed on it with rollers 3 for supporting on the guide, controlled by mechanisms 4 for moving each of them and pulleys 5.
  • the other ends of each of the cords are connected to the mechanism 8 for unloading the patient’s weight.
  • the simulator is also equipped with sensors 10 parameters of the training session, contains a control computer And with appropriate software for analysis and operational control of the session, a data transmission network 12 and a compressed air source 13.
  • the mechanism 8 for unloading the patient’s weight is made in the form of pneumatic cylinders 14.1, 14.2 and 14.3 in terms of the number of carriages 2, the working cavity 15 of each pneumatic cylinder is connected to the compressed air source 13 by a pneumatic line 16, and the piston 17 of each of the pneumatic cylinders 14.1, 14.2 and 14.3 is connected to the other end of the corresponding cord 6.
  • a supporting rail in the form of a circle (which is the preferred option) each of the pneumatic cylinders are oriented in a radial position relative to the guide, as shown in FIG. 5.
  • Sensors 10 parameters of the training session contain encoders 18 rollers 3 and encoders 19 pulleys 5 carriages 2.
  • the working cavity 15 of the pneumatic cylinders 14 of the mechanism 8 for unloading the patient’s weight are connected by a single pneumatic line 16 from a source 13 of compressed air and a pneumatic distributor 20 and a sensor 21 are installed on it pressure to control and manage the degree of unloading of the patient’s weight.
  • Each of the pneumatic cylinders 14 is equipped with a receiver 22 in the form of a protective casing of this cylinder, as shown in figure 8, while the cavity 23 of the receiver is in communication with the working cavity 15 of the pneumatic cylinder with an opening 24 in the wall of the latter.
  • the position 25 denotes the point of the additional hinged suspension, pneumatic cylinders 14 to the ceiling, for example, in the case of a significant linear size.
  • the figure 6 shows the situation when the patient from point "K” will move to point "M” and the carriage 2 will occupy position 2. G, 2.2 'and 2.3'.
  • the mechanism 4 for moving each of the carriages 2 contains an electric motor 26 with a controller 27 that ensures, by means of control from a computer (using signals from encoders 18 and 19), the optimal positioning of the carriage 2 on the guide 1 and, accordingly, the relative position of the carriages relative to each other.
  • the simulator for walking training works as follows.
  • the initial state of the simulator assumes that the patient is practically in the center of the training zone, see point “O” in figure 6, the carriages are located on the supporting rail equidistant from each other, that is, they are distributed around the circle through 120 °.
  • the ends of the cords hanging from the pulleys are mounted on the swivel of the patient’s harness and the slow supply of compressed air from a source, such as a compressor, into the working cavities of the pneumatic cylinders is unloaded and the patient’s body weight is maintained during the session by a predetermined amount, which is calculated by the control computer by a signal from pressure sensor.
  • the air supply is regulated by a controlled pneumatic distributor and the control computer program.
  • the pressure in all pneumatic cylinders is the same, and the pulling forces of the cords are the same regardless of the horizontal movement of the patient along the training zone.
  • the pressure in the system changes slightly, and accordingly the degree of unloading of the patient's weight. This achieves effective dynamic weight unloading, in a wide range of possible patient movements horizontally and vertically.
  • the patient is invited (in one form or another) to move around the arena in accordance with the training methodology, while the child, for example, may be offered any stimulating (increasing motivation) measures and means of a playful nature (game orientation).
  • the control computer monitors the location and movement of the patient in the training zone and controls the movement of the carriages in such a way as to compensate for the horizontal forces acting on the patient.
  • the positioning of the carriages is controlled by the reading of the encoders 19 rollers.
  • the three-point suspension together with the above weight unloading mechanism and the carriage moving mechanism compensates for the horizontal forces generated due to the suspension cords being at an angle to the vertical. Moreover, the compensation of horizontal forces is maintained during any movement of the patient in the training zone.
  • the proposed simulator allows you to make the rehabilitation process dynamic and interesting by creating a game area of sufficient area and the ability to move freely in this area, both horizontally in any chosen direction, and also allows you to jump and climb the elements of the game area.
  • the simulator forms a skill maintaining equilibrium in the vertical position of the body and walking in conditions as close to real as possible, provides a high degree of safety of the training process.
  • the simulator does not completely replace the function of self-maintaining balance and requires the patient to actively participate in this process, while the degree of participation is inversely dependent on the degree of unloading of the patient's weight (the greater the unloading of weight, the easier it is to maintain balance).
  • the claimed object ensures the achievement of the declared technical result, including holding a treatment session in the range from full to partial dynamic unloading of the patient’s weight, ensuring the patient’s movement while maintaining dynamic unloading of the weight throughout the entire playing area, and therefore must be protected by the appropriate security document (patent) of the Russian Federation.

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)
  • Instructional Devices (AREA)

Abstract

Тренажер для обучения ходьбе предназначен для восстановления утраченных по каким-либо причинам или не развитых навыков ходьбы, то есть для реабилитации пациентов с нарушением двигательных функций. Состоит из несущей направляющей с подвижными по ней каретками с катками, с управляемыми механизмами перемещения и шкивами, а также содержит механизм разгрузки веса пациента, датчики параметров сеанса тренинга, управляющий компьютер и сеть передачи данных. От известного объекта-прототипа отличается выполнением несущей направляющей, конструктивным исполнением механизмов перемещения и механизма разгрузки веса пациента, наличием датчиков энкодеров, источника сжатого воздуха, пневмораспределителя последнего, а также оригинальностью подвеса упряжи пациента на трех шнурах, размещенных средней частью на шкивах кареток. Обладает большей адаптивностью, функциональными возможностями, надежностью и простотой в эксплуатации, то есть более высокими потребительскими свойствами.

Description

Тренажёр для обучения ходьбе
Изобретение относится к устройствам для обучения ходьбе и/или для облегчения восстановления утраченных по каким-либо причинам навыков ходьбы, то есть и для реабилитации пациентов с нарушением двигательных функций.
Уровень техники представлен целым рядом устройств ( U2396934, А61Н 1/02, публ. 20.08.2010; RU2422123 С2, публ. 27.06.2011; WO 2006/17926 А1, GO9B9/00, публ. 23.02.2006; US 2002/0065173 А1, А61Н 3/00, публ. 30.05.2002; US 2007/0004567 А1, A47D 13/04, публ. 04.01.2007; US 2008/0287268 А1, A61h 3/00, публ. 20.11.2008; SU 2126666 CI, А61Н 3/00, 27.02.1999.), в том числе и роботизированных, то есть с использованием управляющих программ, реализуемых посредством компьютеров (процессоров) и соответствующих исполнительных силовых механизмов и приспособлений, взаимодействующих с пациентом.
Основными узлами известных устройств являются пространственные конструкции (каркасы, рамы, стойки, станины и т.д.), обеспечивающие регулируемую компенсацию нагрузки на ноги (опорные конечности) от собственного веса пациента, содержащие, как правило, силовые механизмы и систему подвеса пациента по типу парашютной упряжи из ремней, пряжек (застёжек) и регулировочных элементов для подгонки по фигуре. Наиболее прогрессивные из известных устройств содержат также ряд датчиков, измеряющих параметры для обеспечения автоматического или полуавтоматического управления и контроля тренингом, в том числе и с помощью компьютера и соответствующих программ. Информационные сигналы этих датчиков позволяют вести выработку управляющих команд на исполнительные звенья силовых механизмов, учет, запись и архивирование параметров каждого сеанса тренинга.
Однако у всех известных устройств есть существенный недостаток— малая адаптивность к психофизиологическим особенностям пациентов детей, со сниженной способностью к проявлению волевых качеств и не имеющих чётко осознанной нацеленности на положительный (требуемый) результат тренинга.
Одним из аналогов заявляемого технического решения является устройство по патенту США [US 2008/0287268 А1, A61h 3/00, публ. 20.11.2008], имеющее сходные существенные признаки, в частности несущую направляющую, каретку с катками, выполненными с возможностью двигаться по направляющей, привод для передвижения каретки, систему подвески с возможностью оказывать поддержку человеку и систему управления, которая выполнена с возможностью обнаруживать, с помощью датчика энкодера, движение человека по отношению к каретке и активировать механизм привода от обнаруженного движения человека.
Основными недостатками аналога являются: возможность осуществления поддержки только в заданной траектории движения, соответствующей конфигурации несущей направляющей.
За устройство-прототип заявляемого технического решения принято устройство по патенту США [US2007004567, А1, А61НЗ/00, публ. 04.01.2007], содержащее максимальное количество сходных и/или тождественных заявляемому техническому решению существенных признаков с теми же свойствами (функциями) как отдельных узлов и элементов, так и устройства в целом, а именно: несущую конструкцию, выполненную в виде кран-балки с кареткой на ней и механизмом перемещения каретки, подъемный механизм с приводами для управления длиной исполнительного звена (шнура) и приводы для перемещения кран- балки, управляющий компьютер, датчики для измерения направления движения пациента по двум пространственным координатам, а также для контроля и недопущения падения пациента, поддерживаемого упряжью на его теле и выработки команд от управляющего компьютера к приводам для перемещения кран-балки и каретки, а также к приводам подъемного механизма для обеспечения подвижности пациента в упряжи в области тренировочной зоны.
Основными недостатками устройства-прототипа являются недостаточная эффективность динамической разгрузки веса, что определяется конструкцией подъемного механизма, а также то, что вертикально расположенный подвес для поддержки пациента замещает функцию удержания вертикального положение тела самим пациентом, тем самым отдаляя от реальных условий обучения навыку ходьбы и ограничивает развитие навыка равновесия. В дополнение к вышеотмеченному можно указать недостаточную функциональность во время сеанса (невозможность приседания, подпрыгивания, смены направления движения), что несомненно сказывается на стимуляции и мотивации пациента к реабилитационному процессу.
Требуемый технический результат предполагаемого изобретения (иначе — цель и задача его создания) заключается в расширении функциональных возможностей тренажёра и повышении его потребительских свойств в целом, или, иначе, расширение функциональных возможностей при существенном повышении мотивации пациента и эффективности восстановления двигательных функций пациента.
Задача изобретения-устройства решена тем, что тренажёр для обучения ходьбе, содержащий несущую направляющую, подвижную, по направляющей, каретку с катками, с управляемым механизмом перемещения и шкивом, шнур для присоединения его свисающего со шкива конца к вертлюгу упряжи на теле пациента, механизм разгрузки веса последнего, соединённый с другим концом шнура, датчики параметров сеанса тренинга, управляющий компьютер с соответствующим программным обеспечением для анализа и оперативного управления сеансом, а также сеть передачи данных, он снабжен источником сжатого воздуха, несущая направляющая выполнена в виде замкнутой кривой, например, в виде окружности, на ней размещены три, как минимум, каретки, механизм разгрузки веса выполнен в виде пневмоцилиндров, по количеству кареток, рабочая полость каждого пневмоцилиндра сообщена с источником сжатого воздуха пневмолинией, поршень каждого из пневмоцилиндров соединён с другим концом соответствующего шнура.
Дополнительными отличиями являются:
- пневмоцилиндр закреплён на каретке в радиальном, относительно направляющей, направлении;
- датчики параметров сеанса тренинга выполнены в виде энкодеров на катках и шкивах кареток;
- рабочие полости всех пневмоцилиндров сообщены между собой;
- на пневмолинии между источником сжатого воздуха и пневмоцилиндрами установлен пневмораспределитель;
- на пневмолинии между пневмораспределитетем и рабочими полостями пневмоцилиндров установлен датчик давления;
- каждый пневмоцилиндр снабжен ресивером, полость которого сообщена с рабочей полостью пневмоцилиндра посредством отверстия в стенке последнего.
Необнаружение в общедоступных источниках информации, в том числе и в патентных, технических решений с той же (или эквивалентной) совокупностью существенных, в том числе отличительных, признаков и с теми же свойствами, характеризует заявленное устройство как новое и промышленно применимое, что, при несомненном достижении (обеспечении) требуемого технического результата, позволяет утверждать о соответствии его критериям «изобретения».
Конструктивное исполнение устройства поясняется графическими материалами, где: на фигуре 1 и 2 приведён общий вид; на фигуре 3 приведена блок-схема устройства; на фигуре 4 приведена блок-схема механизма перемещения каретки, механизма разгрузки веса тела и датчиков параметров сеанса тренинга; на фигуре 5 приведён вид тренажера сверху; на фигуре 6 приведено изменение положений кареток тренажёра на направляющей при перемещении пациента из точки "К" в точку "М"; на фигуре 7 приведена каретка; на фигуре 8 приведены элементы тренажёра в сборе.
Заявленный тренажёр для обучения ходьбе содержит (см. фиг. 1-8) несущую направляющую 1, крепящуюся, например, к потолку. На ней размещены подвижные каретки 2.1, 2.2 и 2.3 с катками 3 для опоры на направляющую, управляемыми механизмами 4 перемещения каждой из них и шкивами 5. На каждом из шкивов каждой из кареток расположен шнур 6, свисающий со шкива конец каждого шнура предназначен для соединения, например, с карабином (не показан) вертлюга 7 упряжи 9 на теле пациента. К механизму 8 разгрузки веса пациента присоединены другие концы каждого из шнуров. Тренажёр снабжен также датчиками 10 параметров сеанса тренинга, содержит управляющий компьютер И с соответствующим программным обеспечением для анализа и оперативного управления сеансом, сеть 12 передачи данных и источник 13 сжатого воздуха. Механизм 8 разгрузки веса пациента выполнен в виде пневмоцилиндров 14.1, 14.2 и 14.3 по количеству кареток 2, рабочая полость 15 каждого пневмоцилиндра сообщена с источником 13 сжатого воздуха пневмолинией 16, а поршень 17 каждого из пневмоцилиндров 14.1, 14.2 и 14.3 соединен с другим концом соотвествующего ему шнура 6. При несущей направляющей в форме окружности (что является предпочтительным вариантом) каждый из пневмоцилиндров ориентирован в радиальном, относительно направляющей, положении, как это изображено на фиг. 5. Датчики 10 параметров сеанса тренинга содержат энкодеры 18 катков 3 и энкодеры 19 шкивов 5 кареток 2. Рабочие полости 15 пневмоцилиндров 14 механизма 8 разгрузки веса пациента сообщены между собой единой пневмолинией 16 от источника 13 сжатого воздуха и на ней установлены пневмораспределитель 20 и датчик 21 давления для контроля и управления степенью разгрузки веса пациента. Каждый из пневмоцилиндров 14 снабжен ресивером 22 в виде защитного кожуха этого цилиндра, как это изображено на фигуре 8, при этом полость 23 ресивера сообщена с рабочей полостью 15 пневмоцилиндра отверстием 24 в стенке последнего. Следует отметить, что на фигуре 5 позицией 25 обозначена точка дополнительного шарнирного крепления-подвеса, пневмоцилиндров 14 к потолку, например, в случае их значительного линейного размера. На фигуре 6 изображена ситуация, когда пациент из точки «К», переместится в точку «М» и каретки 2 займут положения 2. Г, 2.2' и 2.3'. Механизм 4 перемещения каждой из кареток 2 (см. фигуры 7 и 8) содержит электродвигатель 26 с контроллером 27, обеспечивающие посредством управления с компьютера (по сигналам энкодеров 18 и 19) оптимальное позиционирование каретки 2 на направляющей 1 и, соответственно, взаимное расположение кареток относительно друг друга.
Тренажёр для обучения ходьбе работает следующим образом. Исходное состояние тренажёра предполагает, что пациент находится практически в центре зоны тренинга, см. точку «О» на фигуре 6, каретки расположены на несущей направляющей равноудалённо друг от друга, то есть распределены по окружности через 120°. Концы шнуров, свисающие со шкивов крепят на вертлюге упряжи пациента и медленной подачей сжатого воздуха из источника, например компрессора, в рабочие полости пневмоцилиндров, разгружают и поддерживают во время сеанса вес тела пациента на заданную величину, которая высчитывается управляющим компьютером по сигналу с датчика давления. Подача воздуха при этом регулируется управляемым пневмораспределителем и программой управляющего компьютера. Учитывая, что рабочие полости всех пневмоцилиндров сообщены между собой, давление во всех пневмоцилиндрах одинаково, и одинаковы тянущие усилия шнуров независимо от перемещения пациента по зоне тренинга по горизонтали. При этом в пневмоцилиндрах, снабженных ресиверами, при изменении положения поршней, незначительно изменяется давление в системе, и соответственно степень разгрузки веса пациента. Этим достигается эффективная динамическая разгрузка веса, в широком диапазоне возможных передвижений пациента по горизонтали и вертикали. Далее пациенту предлагается (в той или иной форме) перемещаться по манежу в соответствии с методикой тренинга, при этом ребёнку, например, могут быть предложены какие-либо стимулирующие (повышающие мотивацию) меры и средства игрового характера (игровой направленности). Управляющий компьютер по показаниям энкодеров 18, расположенных на шкивах, при известном положении кареток, отслеживает местоположение и передвижение пациента по зоне тренинга и управляет перемещением кареток таким образом, чтобы компенсировать горизонтальные силы, действующие на пациента. Позиционирование кареток контролируется по показанием энкодеров 19 катков. Трехточечный подвес вместе с вышеуказанными механизмом разгрузки веса и механизмом перемещения кареток приводит к компенсации горизонтальных сил, образующихся из-за того, что шнуры подвеса находятся под углом к вертикали. Причём компенсация горизонтальных сил сохраняется при любых передвижениях пациента по зоне тренинга. Предлагаемый тренажёр позволяет сделать процесс реабилитации динамичным и интересным, создав игровую зону достаточной площади и возможность свободного передвижения в этой площади, как по горизонтали в любом выбранном направлении, а также позволяет совершать прыжки и подъемы по элементам игровой зоны. Тренажёр формирует навык удержания равновесия в вертикальном положении тела и ходьбы в условиях, максимально приближенных к реальным, обеспечивает высокую степень безопасности процесса тренировки. Тренажёр не замещает полностью функцию самостоятельного удержания равновесия и требует от пациента активного участия в этом процессе, при этом степень участия находится в обратной зависимости от степени разгрузки веса пациента (чем больше разгрузка веса, тем проще удерживать равновесие).
Заявленный объект, как изобретение, обеспечивает достижение декларированного технического результата, в том числе проведение лечебного сеанса в диапазоне от полной до частичной динамической разгрузки веса пациента, обеспечивая передвижение пациента с сохранением динамической разгрузки веса по всему объёму игровой зоны, в связи с чем подлежит защите соответствующим охранным документом (патентом) РФ.

Claims

Формула изобретения
1. Тренажёр для обучения ходьбе, содержащий несущую направляющую, подвижную, по направляющей, каретку с катками, с управляемым механизмом перемещения и шкивом, шнур для присоединения его свисающего со шкива конца к вертлюгу упряжи на теле пациента, механизм разгрузки веса последнего, соединённый с другим концом шнура, датчики параметров сеанса тренинга, управляющий компьютер с соответствующим программным обеспечением для анализа и оперативного управления сеансом, а также сеть передачи данных, отличающийся тем, что он снабжен источником сжатого воздуха, несущая направляющая выполнена в виде замкнутой кривой, например, в виде окружности, на ней размещены три, как минимум, каретки, механизм разгрузки веса выполнен в виде пневмоцилиндров, по количеству кареток, рабочая полость каждого пневмоцилиндра сообщена с источником сжатого воздуха пневмолинией, поршень каждого из пневмоцилиндров соединён с другим концом соответствующего шнура.
2. Тренажёр для обучения ходьбе по п.1, отличающийся тем, что пневмоцилиндр закреплён на каретке в радиальном, относительно направляющей, направлении.
3. Тренажёр для обучения ходьбе по п.1, отличающийся тем, что датчики параметров сеанса тренинга выполнены в виде энкодеров на катках и шкивах кареток.
4. Тренажёр для обучения ходьбе по п.1, отличающийся тем, что рабочие полости всех пневмоцилиндров сообщены между собой.
5. Тренажёр для обучения ходьбе по п.1, отличающийся тем, что на пневмолинии между источником сжатого воздуха и пневмоцилиндрами установлен пневмораспределитель.
6. Тренажёр для обучения ходьбе по п.1, отличающийся тем, что на пневмолинии между пневмораспределителем и рабочими полостями пневмоцилиндров установлен датчик давления.
7. Тренажёр для обучения ходьбе по п.1, отличающийся тем, что каждый пневмоцилиндр снабжен ресивером, полость которого сообщена с рабочей полостью пневмоцилиндра посредством отверстия в стенке последнего.
PCT/RU2014/000481 2013-07-23 2014-07-01 Тренажер для обучения ходьбе WO2015012728A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013134771 2013-07-23
RU2013134771/14A RU2560511C2 (ru) 2013-07-23 2013-07-23 Тренажер для обучения ходьбе

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015012728A1 true WO2015012728A1 (ru) 2015-01-29

Family

ID=52393621

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2014/000481 WO2015012728A1 (ru) 2013-07-23 2014-07-01 Тренажер для обучения ходьбе

Country Status (3)

Country Link
EA (1) EA026532B1 (ru)
RU (1) RU2560511C2 (ru)
WO (1) WO2015012728A1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105105965A (zh) * 2015-03-06 2015-12-02 孙玉山 一种瘫痪病人肢体康复训练装置
CN109414607A (zh) * 2016-07-25 2019-03-01 郑富焕 步行运动用多向悬挂装置
CN112999570A (zh) * 2021-04-01 2021-06-22 北京大学 一种用于行走康复治疗和辅助的康复设备

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11020306B2 (en) 2017-12-04 2021-06-01 Dynamic Movement Frameworks, LLC Unweighting devices

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1477408A1 (ru) * 1986-12-10 1989-05-07 Ю.М.Самойлов, А.Д.Джураев и О.Д.Слобод нюк Устройство дл обучени ходьбе
US20070004567A1 (en) * 2005-07-01 2007-01-04 Devdas Shetty Ambulatory suspension and rehabilitation apparatus
JP2013000573A (ja) * 2011-06-21 2013-01-07 Masashi Otake 被痴呆介護者用歩行運動装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5695432A (en) * 1994-09-23 1997-12-09 Tranås Rostfria AB Arrangement for practizing walking
US7291097B1 (en) * 2004-08-12 2007-11-06 Dace Les N Ambulatory patient support mechanism
CN202516240U (zh) * 2012-03-07 2012-11-07 冯智 一种肢残病人康复用环绕步行道

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1477408A1 (ru) * 1986-12-10 1989-05-07 Ю.М.Самойлов, А.Д.Джураев и О.Д.Слобод нюк Устройство дл обучени ходьбе
US20070004567A1 (en) * 2005-07-01 2007-01-04 Devdas Shetty Ambulatory suspension and rehabilitation apparatus
JP2013000573A (ja) * 2011-06-21 2013-01-07 Masashi Otake 被痴呆介護者用歩行運動装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105105965A (zh) * 2015-03-06 2015-12-02 孙玉山 一种瘫痪病人肢体康复训练装置
CN109414607A (zh) * 2016-07-25 2019-03-01 郑富焕 步行运动用多向悬挂装置
CN109414607B (zh) * 2016-07-25 2020-06-16 郑富焕 步行运动用多向悬挂装置
CN112999570A (zh) * 2021-04-01 2021-06-22 北京大学 一种用于行走康复治疗和辅助的康复设备
CN112999570B (zh) * 2021-04-01 2022-06-14 北京大学 一种用于行走康复治疗和辅助的康复设备

Also Published As

Publication number Publication date
EA026532B1 (ru) 2017-04-28
EA201401047A1 (ru) 2015-05-29
RU2560511C2 (ru) 2015-08-20
RU2013134771A (ru) 2015-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2730266B1 (en) Gait training apparatus
US7381163B2 (en) Closed-loop force controlled body weight support system
CN109152950B (zh) 用于体育锻炼的可移动平台
US9056240B2 (en) Apparatus for simulating motion in a virtual environment
WO2015012728A1 (ru) Тренажер для обучения ходьбе
JP2023040073A (ja) 部分免荷システムの方法及び装置
KR101847380B1 (ko) 가상현실 휘트니스 시스템
CA3026301C (en) Body lightening system for gait training
US20210197027A1 (en) Device for muscles and balance development
KR101635637B1 (ko) 치료용 운동 방법 및 치료용 운동 장치
JP2019532684A (ja) 体重支持システムのための方法及び装置
US20190011330A1 (en) Performance evaluation apparatus and performance evaluation method for wearable motion assistance device
CN209751561U (zh) 一种悬轨式仿生减重步行训练器
CN109475458B (zh) 马术治疗装置
US20220241132A1 (en) Body weight load reduction device
Pospisil et al. Independent ankle motion control improves robotic balance simulator
EA008583B1 (ru) Тренажер специализированный для восстановления двигательных функций
RU128105U1 (ru) Устройство для лечебной гимнастики
CN210812332U (zh) 一种智能中风下肢康复系统
KR102127355B1 (ko) 멀티형 슬링 운동 장치 및 시스템
RU2740964C1 (ru) Способ развития ловкости и координационных способностей у военнослужащих
CN110494112A (zh) 轨道和升降康复系统及相关方法
Sakanaka Causes of variation in intrinsic ankle stiffness and the consequences for standing
Takai et al. Development of split-force-controlled body weight support (SF-BWS) robot for gait rehabilitation
CN114557863A (zh) 一种神经内科用辅助下肢康复训练系统

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14829107

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14829107

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1