WO2021010857A1 - Способ предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета и устройство для его осуществления - Google Patents

Способ предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета и устройство для его осуществления Download PDF

Info

Publication number
WO2021010857A1
WO2021010857A1 PCT/RU2019/000868 RU2019000868W WO2021010857A1 WO 2021010857 A1 WO2021010857 A1 WO 2021010857A1 RU 2019000868 W RU2019000868 W RU 2019000868W WO 2021010857 A1 WO2021010857 A1 WO 2021010857A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
exoskeleton
user
force
module
movement
Prior art date
Application number
PCT/RU2019/000868
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Георгий Евгеньевич АВЕДИКОВ
Вадим Андреевич ЕФАРОВ
Иван Евгеньевич МИТРОФАНОВ
Елена Валентиновна ПИСЬМЕННАЯ
Кирилл Михайлович ТОЛСТОВ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Экзоатлет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Экзоатлет" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Экзоатлет"
Publication of WO2021010857A1 publication Critical patent/WO2021010857A1/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

Definitions

  • the invention relates to medical technology, in particular to methods of preventing injury to the thigh and lower leg of the user of the active exoskeleton of the lower extremities through the attachment elements in the lifting mode from the support from the "sitting on the support" position to the "standing upright” position, and can be used when carrying out therapeutic measures for fine tuning to the anthropometric parameters of the user, as well as for registering the force of the impact of the exoskeleton on its user.
  • exoskeletons are mainly designed to increase the muscular strength of a person and to perform forced movement of his limbs for the purpose of mechanotherapy rehabilitation and expansion of functional capabilities.
  • the motorized links of the lower extremities of the exoskeleton are attached to the user using special fastening elements, in particular belts.
  • a known method of controlling a device for assisting walking of a user with dysfunction of the musculoskeletal system in predetermined modes of movement containing an exoskeleton of the lower extremities, including a pelvic link, left and right leg supports, each of which consists of femoral and shin links and feet ( RU 2364385, A61NZ / 00, 2009).
  • Adjacent links are connected by means of hinged joints equipped with meters of relative angular displacement integrated into the unit for measuring current angles and angular velocities.
  • the hip and knee joints are motorized and provided with appropriate drives.
  • the onboard controller is connected to the relative angular rotation meters of the adjacent links and the control inputs of the motorized connection drives.
  • the feet are equipped with support reaction sensors included in the support reaction measurement unit and mounted in the heel and toe of the feet.
  • the gait assistance device comprises a control device including a unit for calculating the desired angles and angular velocities of the exoskeleton, a unit for evaluating the external moment and a unit for calculating and generating control signals to the exoskeleton drives connected to the control inputs of the respective drives.
  • This method used to control the above-mentioned device for assisting walking of a user with disabilities of the musculoskeletal system does not allow to provide the functions of the control system to prevent injury to the lower extremities of the user of the exoskeleton, and the components of the device for its implementation do not contain the necessary sensors allowing to determine the force effect of the exoskeleton attachment elements to the user.
  • a device for assisting the movement of the leg comprising a thigh link located in correspondence with the user's thigh; a thigh motor located in line with the hip joint to rotate the femoral link; calf motor, corresponding to the knee joint for rotation of the calf in the sagittal plane (JP 6108551, A61NZ / 00, 2017).
  • the device also includes a first sensor for determining the force perceived from the user's hip in a first direction orthogonal to the femoral link, a second sensor for determining the force perceived from the user's thigh in a second direction opposite to the first direction, a third sensor for determining the force perceived from the user's lower leg in a third direction orthogonal to the lower leg link, and a fourth sensor for sensing force perceived from the user's lower leg in a fourth direction opposite to the third direction.
  • the thigh motor control unit controls the thigh motor based on the difference between the output of the first sensor and the output of the second sensor.
  • the calf motor control unit controls the calf motor based on the difference between the output of the third sensor and the output of the fourth sensor.
  • the technical result of the present invention is to expand the arsenal of technical means to prevent injury to the thigh and lower leg of the user of the active exoskeleton of the lower extremities when the lengths of the exoskeleton links do not correspond to the anthropometric dimensions of the user.
  • At least one sensor is installed to register the force of the action of the exoskeleton on the user of the exoskeleton in at least one element of attachment of the user of the exoskeleton to the shin and / or femoral links of the exoskeleton.
  • the current values of the forces of action of the exoskeleton on the user are measured by means of the said sensors. Compare the obtained values with a threshold value of the permissible impact force on the user's thigh and / or lower leg preset for the corresponding link of the exoskeleton.
  • the movement of the exoskeleton begins with lifting the user of the exoskeleton from a "sitting on a support” position to a "standing upright” position when the force of the exoskeleton on the user is at its maximum. Therefore, if the links of the exoskeleton are incorrectly tuned, it is important, especially at this stage of the movement of the exoskeleton, to prevent the negative effects of the exoskeleton on the user, so that it would be possible to quickly adjust (correct the settings) of the links of the exoskeleton to the anthropometric parameters of the user.
  • the value of the initial force of the action of the exoskeleton on the user measured before the start of movement in each attachment element with a force detection sensor is used as a parameter to control the degree fixing the user's legs in the exoskeleton.
  • the magnitude of the initial force in the attachment element must be controlled in order, on the one hand, to ensure reliable fixation, and on the other hand, to prevent squeezing of muscle tissues and blood vessels of the patient's circulatory system, especially for those who are deprived of sensitivity in the lower extremities.
  • Another technical result to be achieved by the present invention in terms of implementing the device is the ability to block the movement of the exoskeleton when the force of the action of the exoskeleton on the user exceeds a certain threshold value at which pain or damage is possible.
  • the device for preventing injury to the lower extremities of the user of the exoskeleton contains at least one sensor for recording the force of the impact of the exoskeleton on the user of the exoskeleton in at least one element for attaching the user of the exoskeleton to the lower leg and / or the femoral links of the exoskeleton.
  • the device also includes a module for setting a threshold value for the magnitude of the permissible impact force on the thigh and / or lower leg of the user of the exoskeleton and at least one comparison module, the first input associated with at least one sensor for registering the force of the impact of the exoskeleton on the user of the exoskeleton, and the second input is connected with the module for setting the threshold value.
  • the decision-making module of the device is connected to the output of each comparison module and is intended to be sent to the control blocks exoskeleton, responsible for the movement of the links of the exoskeleton, commands that allow or prohibit the movement of the exoskeleton.
  • the device also contains at least one module for controlling the magnitude of the initial force in the attachment element, the input of which is connected to at least one sensor for recording the force of the action of the exoskeleton on the user of the exoskeleton.
  • the output of the module for indicating the value of the initial force in the fastening element is connected to the input of the decision module.
  • non-extensible straps are used as attachment elements attached to the calf and / or femoral links of the exoskeleton.
  • FIG. 1 shows a general view of the exoskeleton with installed sensors for registering the force in the attachment elements of the user of the exoskeleton to the femoral and shin links of the exoskeleton.
  • FIG. 2 shows the user of the exoskeleton with the active exoskeleton of the lower extremities put on and the location of the force registration sensors in the attachment elements of the user to the shin and femoral links of the exoskeleton.
  • FIG. 3 shows the correct position of the user in the exoskeleton.
  • the exoskeleton hinges and the user's joints match, which corresponds to the correct setting of the calf and / or femoral lengths of the exoskeleton.
  • FIG. 4 shows the incorrect position of the user in the exoskeleton.
  • the hinges of the exoskeleton and the user's joints do not match, which corresponds to an incorrect setting of the lengths of the calf and / or femoral links of the exoskeleton.
  • FIG. 5 shows the position of the user in the exoskeleton when standing up in case of mismatch between the centers of rotation of the hinges of the exoskeleton and the centers of rotation of the user's joints.
  • FIG. 6 shows the reaction forces arising between the elements of attachment of the user of the exoskeleton to the shin and femoral links of the exoskeleton, when the user is lifted from the support with unsatisfactory adjustment of the anthropometric parameters of the exoskeleton.
  • FIG. 7 shows the reaction forces arising between the elements of attachment of the user of the exoskeleton to the shin and femoral links of the exoskeleton, when the user is lifted from the support when satisfactory adjustment of the anthropometric parameters of the exoskeleton.
  • FIG. 8 shows a diagram explaining the essence of the claimed method.
  • FIG. 9 shows a diagram of a specific embodiment of a device for preventing injury to the lower extremities of an exoskeleton user.
  • FIG. 10 shows the location of the force registration sensor on the element for attaching the user to the exoskeleton.
  • the movements of the links in the exoskeleton are performed in the sagittal plane.
  • the exoskeleton is equipped with drives in the hip and knee joints, which provide relative movement of the respective links.
  • the exoskeleton is attached to the patient by means of fastening elements (belts, straps, etc.) that directly hold the patient's torso.
  • the thighs and lower legs are also supported by fastening elements (belts, shoulder straps, etc.), respectively 18 and 19.
  • fastening elements belts, straps, etc.
  • FIG. 3 shows the correct position of the user in the exoskeleton.
  • the hip 15, knee 16 and ankle 17 joints and the hip, knee and ankle joints of the user of the exoskeleton coincide, that is, the coordinates of point A correspond to the coordinates of point A1, the coordinates of point B correspond to the coordinates of point B 1, the coordinates of point C correspond to the coordinates of point C1.
  • the wearer's thigh and lower leg lengths are designated H1 and H2, respectively, and the thigh and leg lengths L1 and L2, respectively.
  • FIG. 4 shows the incorrect position of the user in the exoskeleton.
  • the femoral 15 and ankle 17 joints and the femoral and ankle joints of the user of the exoskeleton coincide, but the knee joints 16 and knee joints do not coincide, that is, the coordinates of point A correspond to the coordinates of point A1, the coordinates of point C correspond to the coordinates of point C1, and the coordinates of point B do not correspond to the coordinates of point B1.
  • FIG. 5 shows the position of the user in the exoskeleton when getting up from the "sitting on the support" position with the indicated inconsistency.
  • point B of the knee joint and point B1 of the knee joint of the user diverge significantly.
  • FIG. 6 shows the reaction forces arising in the attachment elements 19 and 18 of the user of the exoskeleton to the shin 13 and femoral 12 links of the exoskeleton when the user of the exoskeleton is lifted from the support from the "sitting on the support" position to the "standing upright” position with unsatisfactory adjustment of the exoskeleton to the anthropometric parameters of the user.
  • This picture was recorded in an experiment carried out with Tekckan sensors.
  • FIG. 7 shows the reaction forces arising in the attachment elements 19 and 18 of the user of the exoskeleton to the shin 13 and femoral 12 links of the exoskeleton when the user of the exoskeleton is lifted from the support from the "sitting on the support" position to the "standing upright” position with a satisfactory adjustment of the exoskeleton to the anthropometric parameters of the user.
  • the maximum force from the exoskeleton on the lower leg does not exceed 15% of the user's body weight, and on the thigh is in the region of 5% of the body weight, which is acceptable values for the bones of the lower extremities.
  • FIG. 8 The general principle of the method is shown in FIG. 8.
  • sensors 21 are installed on the femoral 18 and leg 19 attachment elements of the exoskeleton 10 (Figs. 1, 2) to register the force of the action of the exoskeleton in the corresponding attachment element on the user of the exoskeleton.
  • the signal from the sensor 21, amplified, if necessary, by the amplifier 22 is fed to the first input of the comparison module 23.
  • an analog comparator can be used as a comparison module 23.
  • the second input of the comparison unit 23 receives a signal from the threshold setting unit 24 of the force of the impact of the exoskeleton attachment element on the user's leg (hereinafter, the threshold setting unit).
  • An adjustable voltage source can be used as the threshold setting module 24, for example using a graduated scale potentiometer.
  • the value of the specified threshold value of the impact strength is set for each user separately, depending on his physiological state and the degree of disease and can be set, for example, as a percentage of the user's weight. Typically this value should not exceed 20% of the user's weight.
  • the exoskeleton control units 30 responsible for the movement of the exoskeleton links in the particular case for lifting the user from the position sitting on a support "in the" standing upright "position)
  • the comparison module 23 issues a command (for example, logical 0), allowing further movement of the exoskeleton.
  • the comparison module 23 issues a command (for example, a logical 1) prohibiting further movement of the exoskeleton.
  • the proposed device 20 includes sensors 21 (Sl ... Sn) for registering the force of action of the exoskeleton on the user of the exoskeleton, signal amplifiers 22 (Aml ... Amn), comparison modules 23 (C1 ... Cn), module 24 for setting the threshold values, analog-to-digital converters (ADC) 25 (DACl ... DACn), module 26 for controlling the magnitude of the initial force in the fastening element and module 27 for making a decision.
  • sensors 21 Sl ... Sn
  • Amn signal amplifiers 22
  • comparison modules 23 C1 ... Cn
  • module 24 for setting the threshold values
  • ADC analog-to-digital converters
  • DACl ... DACn analog-to-digital converters
  • module 26 for controlling the magnitude of the initial force in the fastening element
  • module 27 for making a decision.
  • sensors 21 are mounted on the attachment members of the exoskeleton 10 to register the force of the action of the exoskeleton on the user. Any known force or pressure sensors can be used as sensors 21.
  • FIG. 10 shows a variant of using UU sensors manufactured by DACELL (Korea).
  • the design of the fastening elements should exclude their stretching and to create a moment that straightens the knee joint when standing up.
  • element the fasteners can be made of an inextensible strap in the form of a metal tape or an inextensible chain.
  • FIG. 10 shows an embodiment of fastening elements 18, 19 in the form of a chain.
  • each sensor 21 is connected to the input of the corresponding amplifier 22, the output of which is connected to the input of the ADC 25.
  • the output of each ADC 25 is connected to the corresponding input of the initial force control unit 26 and to the first input of the corresponding comparison unit 23.
  • Module 26 can be multichannel to control the value of the initial force of the action of the exoskeleton on the user for each sensor 21.
  • the first input of the module 26 is connected to the output of the ADC 25 DAC1, the second input to the output of the ADC 25 DAC2, ... n-th input to the ADC output 25 DACn.
  • the module 26 for controlling the magnitude of the initial force can have sound and / or light indication, and can also have an output to a display device (display) of the control controller of the exoskeleton.
  • the output of the module 26 for controlling the value of the initial force is connected to the input of the decision module 27.
  • each comparison unit 23 is connected to a corresponding output of the threshold setting unit 24.
  • Module 24 can be made as multi-channel for the ability to set its threshold value for each sensor 21, and single-channel for setting one common threshold value of the force of the exoskeleton impact on the user.
  • each comparison module 23 is connected to the corresponding input of the decision module 27, the output of which, in turn, is connected to the control units 30 of the exoskeleton, responsible for the movement of the links of the exoskeleton (in the particular case, for lifting the user from the "sitting on a support” position to the "standing upright” position).
  • Comparison units 23, threshold setting unit 24, initial force control unit 26 in the attachment element, and decision unit 27 may be software implemented in a separate controller 28 or in a common control controller of the active exoskeleton.
  • the operation of the device 20 for preventing injury to the lower extremities of the user of the exoskeleton is as follows.
  • the user is placed in the exoskeleton 10 in a "sitting on a support" position.
  • the user's thighs and shins are fixed, respectively, in the thigh 18 and the lower leg 19 attachment elements of the exoskeleton by tightening the straps, as a result of which some initial force of impact on the user is generated in the attachment elements.
  • the tightening of the belts of the fastening elements 18, 19 is carried out with the device 20 turned on for preventing injury to the lower extremities of the user of the exoskeleton while simultaneously monitoring the magnitude of the initial force in each fastening element equipped with the sensor 21.
  • the signal from each sensor 21 is amplified by the amplifier 22, converted into digital the form of the ADC 25 and fed to the module 26 for controlling the value of the initial force.
  • the module 26 issues a sound and / or light signal indicating that it is necessary loosen the tension of the belts of the fastening elements 18, 19. If the value of the initial force is such (small) that reliable fixation of the user's legs in the exoskeleton is not ensured (which can lead to unpredictable consequences when the exoskeleton moves), then in this example the signal prohibiting movement from the exit module 26 is fed to the input of decision module 27. It is obvious that a design is possible in which, in this case, the module 26 also outputs a corresponding sound and / or light signal without giving a signal to the input of the module 28.
  • the power part of the exoskeleton is turned on and the command is issued to the control controller to rise from the "sitting on the support" position to the "standing upright” position.
  • the signal of the current value of the force of the action of the exoskeleton on the user from each sensor 21, digitized in the ADC 25, is fed to the corresponding comparison module 23.
  • this data is compared with the data recorded in the threshold setting unit 24.
  • the result of each comparison module 23 is fed to the input of the decision module 28.
  • the decision module 28 receives information that the value of the data generated in the adders 27 does not exceed the threshold value of the allowable force on the user's lower leg and / or thigh, set by the module 24, then the control blocks 30 exoskeleton responsible for the movement of the links of the exoskeleton (in the particular case for lifting the user from the position "sitting on a support” to the position "standing upright"), the decision module 28 issues a command that allows further movement of the exoskeleton.
  • the decision module 28 receives information that the value of the data generated in the adders 27 exceeds the threshold value of the allowable force on the user's lower leg and / or thigh, set by the module 24, then the control blocks 30 of the exoskeleton, which are responsible for the movement of the links of the exoskeleton (in the particular case, for raising the user from the position "sitting on the support” to the position "standing upright"), the comparison module 23 issues a command prohibiting further movement of the exoskeleton.

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)
  • Manipulator (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к медицине. Устройство предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета содержит датчик регистрации силы воздействия экзоскелета на пользователя экзоскелета, модуль установки порогового значения величины допустимой силы воздействия, модуль сравнения и модуль принятия решения. Датчик регистрации силы установлен в элементе крепления пользователя экзоскелета к голенному или бедренному звеньям. Модуль сравнения первым входом связан с датчиком регистрации силы, а вторым входом связан с модулем установки порогового значения. Модуль принятия решения связан с выходом каждого модуля сравнения и предназначен для выдачи на управляющие блоки экзоскелета, отвечающие за движение звеньев экзоскелета, команды, разрешающей или запрещающей движение экзоскелета. В соответствии со способом предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета измеряют текущие значения сил воздействия экзоскелета на пользователя, и сравнивают полученные значения с заданным для соответствующего звена экзоскелета пороговым значением допустимой силы воздействия на бедро и/или голень пользователя. Изобретения обеспечивают возможность блокировки движения экзоскелета при превышении силы воздействия экзоскелета на пользователя порогового значения, при котором возможны болевые ощущения.

Description

СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ТРАВМИРОВАНИЯ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ ЭКЗОСКЕЛЕТА И УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0001] Изобретение относится к медицинской технике, в частности к способам предотвращения травмирования бедра и голени пользователя активного экзоскелета нижних конечностей через элементы крепления в режиме подъема с опоры из положения «сидя на опоре» в положение «стоя вертикально», и может быть использовано при проведении лечебных мероприятий для точной настройки под антропометрические параметры пользователя, а также для регистрации силы воздействия экзоскелета на его пользователя.
[0002] Существующие экзоскелеты предназначены в основном для повышения мускульной силы человека и совершения принудительного движения его конечностей в целях механотерапевтической реабилитации и расширения функциональных возможностей. Моторизованные звенья нижних конечностей экзоскелета крепятся к пользователю с помощью специальных элементов крепления, в частности ремней.
[0003] Для безопасной и комфортной эксплуатации активного экзоскелета нижних конечностей особенно важно обеспечить соответствие длин звеньев экзоскелета антропометрическим параметрам пользователя. Как будет показано далее, в случае отсутствия указанного соответствия, например, когда длина голенных или бедренных звеньев короче, чем бедро и/или голень пользователя, при выполнении подъема из положения «сидя на опоре» в положение «стоя вертикально» и различных других движений, могут иметь место, как болевой синдром, так и повреждения костей голени или бедра. [0004] На данный момент времени используемые активные экзоскелеты не оборудованы датчиками, позволяющими исключить описанные негативные последствия.
[0005] Известен способ управления устройством содействия ходьбе пользователя с нарушением функций опорно-двигательного аппарата в заранее предопределенных режимах движения, содержащим экзоскелет нижних конечностей, включающий тазовое звено, левую и правую ножные опоры, каждая из которых состоит из бедренного и голенного звеньев и стоп (RU 2364385, А61НЗ/00, 2009). Смежные звенья соединены посредством шарнирных соединений, снабженных измерителями относительного углового перемещения, интегрированными в блок измерения текущих углов и угловых скоростей.
[0006] Тазобедренные и коленные шарнирные соединения выполнены моторизованными и снабжены соответствующими приводами. Бортовой контроллер соединен с измерителями относительного углового поворота смежных звеньев и управляющими входами приводов моторизованных соединений. Стопы снабжены датчиками реакции опоры, входящими в блок измерений реакций опоры и смонтированными в пятке и носке стоп.
[0007] Кроме того, устройство содействия ходьбе содержит устройство управления, включающее блок вычисления желаемых углов и угловых скоростей экзоскелета, блок оценки внешнего момента и блок вычисления и формирования управляющих сигналов на приводы экзоскелета, подключенный к управляющим входам соответствующих приводов.
[0008] В соответствии со способом управления измеряют текущие углы и угловые скорости в тазобедренных и коленных соединениях и силы реакции опор. Для управления источником приведения в движение используют параметры кинетики, определенные блоком определения параметров, и выполняют, по меньшей мере, одну из следующих операций: операцию компенсации силы тяжести и операцию компенсации инерции.
[0009] Данный способ, используемый для управления вышеуказанным устройством содействия ходьбе пользователя с нарушением функций опорно-двигательного аппарата, не позволяет обеспечить функции системы управления, позволяющие предотвратить травмирование нижних конечностей пользователя экзоскелета, а элементы, входящие в состав устройства для его осуществления не содержат необходимых датчиков, позволяющих определить силовое воздействие элементов крепления экзоскелета к пользователю.
[0010] Известно устройство для содействия движению ноги, содержащее бедренное звено, расположенное в соответствии с бедром пользователя; двигатель бедра, расположенный в соответствии с тазобедренным суставом, для вращения бедренного звена; двигатель голенного звена, соответствующий коленному суставу, для вращения голенного звена в сагиттальной плоскости (JP 6108551, А61НЗ/00, 2017).
[0011] Устройство также содержит первый датчик для определения силы, воспринимаемой от бедра пользователя в первом направлении, ортогональном бедренному звену, второй датчик для определения силы, воспринимаемой от бедра пользователя во втором направлении, противоположном первому направлению, третий датчик для определения силы, воспринимаемой от голени пользователя в третьем направлении, ортогональном звену голени, и четвертый датчик для определения силы, воспринимаемой от голени пользователя в четвертом направлении, противоположном третьему направлению. [0012] Блок управления двигателем бедра управляет двигателем бедра на основе разности между выходом первого датчика и выходом второго датчика. Блок управления двигателем голени управляет двигателем голени на основе разности между выходом третьего датчика и выходом четвертого датчика. Таким образом, можно отразить намерение человека, носящего устройство для содействия движению ноги с простой конфигурацией, не требуя сложной системы управления.
[0013] Однако данное устройство не может быть использовано для предотвращения негативного эффекта в плане болевых ощущений или повреждения костей нижних конечностей при воздействии экзоскелета на его пользователя через элементы крепления в режиме подъема его из положения «сидя на опоре» в положение «стоя вертикально».
[0014] Технический результат предлагаемого изобретения заключается в расширении арсенала технических средств для предотвращения травмирования бедра и голени пользователя активного экзоскелета нижних конечностей при несоответствии длин звеньев экзоскелета антропометрическим размерам данного пользователя.
[0015] Указанный технический результат в отношении способа достигается за счет того, что способ предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета осуществляют следующим образом.
[0016] Устанавливают по крайней мере один датчик для регистрации силы воздействия экзоскелета на пользователя экзоскелета по крайней мере в одном элементе крепления пользователя экзоскелета к голенному и/или бедренному звеньям экзоскелета. До начала и в процессе движения экзоскелета посредством упомянутых датчиков измеряют текущие значения сил воздействия экзоскелета на пользователя. Сравнивают полученные значения с заранее заданным для соответствующего звена экзоскелета пороговым значением допустимой силы воздействия на бедро и/или голень пользователя.
[0017] Как будет показано далее, обычно движение экзоскелета начинается с подъема пользователя экзоскелета из положения «сидя на опоре» в положение «стоя вертикально», когда сила воздействия экзоскелета на пользователя максимальна. Поэтому, при неправильно настроенных звеньях экзоскелета, важно особенно на этом этапе движения экзоскелета предотвратить негативные воздействия экзоскелета на пользователя, что бы можно было оперативно подогнать (исправить настройки) звенья экзоскелета под антропометрические параметры пользователя.
[0018] Если текущие значения сил воздействия экзоскелета на пользователя не превышают заданное пороговое значение величины допустимой силы воздействия на голень и/или бедро пользователя, то на управляющие блоки экзоскелета, отвечающие за движение звеньев экзоскелета, выдают команду, разрешающую дальнейшее движение.
[0019] В противном случае, если текущие значения сил воздействия экзоскелета на пользователя превышают заданное пороговое значение величины допустимой силы воздействия на голень и/или бедро пользователя, то на управляющие блоки экзоскелета, отвечающие за движение звеньев экзоскелета, выдают команду, запрещающую дальнейшее движение.
[0020] В предпочтительном варианте реализации способа измеренную перед началом движения величину начальной силы воздействия экзоскелета на пользователя в каждом элементе крепления с датчиком регистрации силы используют как параметр для контроля степени фиксации ног пользователя в экзоскелете. Величину начальной силы в элементе крепления необходимо контролировать, чтобы с одной стороны обеспечить надежную фиксацию, а с другой стороны не допустить сдавливания мышечных тканей и сосудов кровеносной системы пациента, особенно для тех, кто лишен чувствительности в нижних конечностях.
[0021] Другим техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение в части реализации устройства является возможность блокировки движения экзоскелета при превышении силы воздействия экзоскелета на пользователя некоторого порогового значения, при котором возможны болевые ощущения или повреждения.
[0022] Указанные технические результаты в отношении устройства достигаются за счет того, что устройство предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета, содержит по крайней мере один датчик регистрации силы воздействия экзоскелета на пользователя экзоскелета по крайней мере в одном элементе крепления пользователя экзоскелета к голенному и/или бедренному звеньям экзоскелета.
[0023] Устройство также включает в себя модуль установки порогового значения величины допустимой силы воздействия на бедро и/или голень пользователя экзоскелета и по крайней мере один модуль сравнения, первым входом связанный с по крайней мере одним датчиком регистрации силы воздействия экзоскелета на пользователя экзоскелета, а вторым входом связанный с модулем установки порогового значения.
[0024] Модуль принятия решения устройства связан с выходом каждого модуля сравнения и предназначен для выдачи на управляющие блоки экзоскелета, отвечающие за движение звеньев экзоскелета, команды, разрешающей или запрещающей движение экзоскелета.
[0025] В предпочтительном варианте выполнения устройство также содержит по крайней мере один модуль контроля величины начальной силы в элементе крепления, вход которого соединен с по крайней мере одним датчиком регистрации силы воздействия экзоскелета на пользователя экзоскелета.
[0026] В частном случае исполнения выход модуля индикации величины начальной силы в элементе крепления подключен ко входу модуля принятия решения.
[0027] В предпочтительном варианте выполнения в качестве элементов крепления использованы нерастяжимые ремни, прикрепленные к голенному и/или бедренному звеньям экзоскелета.
[0028] Вышеизложенное представляет собой краткое изложение сущности изобретения и, таким образом, может содержать упрощения, обобщения, включения и/или исключения подробностей; следовательно, специалистам в данной области техники следует принять во внимание, что данное краткое изложение сущности изобретения является только иллюстративным и не подразумевает какое-либо ограничение.
[0029] Для лучшего понимания сути предлагаемого решения ниже приводится описание конкретного примера выполнения, не являющееся ограничительным примером практической реализации способа предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета и устройства для его осуществления в соответствии с заявляемым изобретением со ссылками на рисунки, на которых представлено следующее. [0030] На фиг. 1 изображен общий вид экзоскелета с установленными датчиками регистрации силы в элементах крепления пользователя экзоскелета к бедренным и голенным звеньям экзоскелета.
[0031] На фиг. 2 показан пользователь экзоскелета с надетыми на него активным экзоскелетом нижних конечностей и расположение датчиков регистрации силы в элементах крепления пользователя к голенному и бедренному звеньям экзоскелета.
[0032] На фиг. 3 показано правильное положение пользователя в экзоскелете. Шарниры экзоскелета и суставы пользователя совпадают, что соответствует правильной настройке длин голенного и/или бедренного звеньев экзоскелета.
[0033] На фиг. 4 показано неправильное положение пользователя в экзоскелете. Шарниры экзоскелета и суставы пользователя не совпадают, что соответствует неправильной настройке длин голенного и/или бедренного звеньев экзоскелета.
[0034] На фиг. 5 показано положение пользователя в экзоскелете при вставании в случае несовпадения центров вращения шарниров экзоскелета и центров вращения суставов пользователя.
[0035] На фиг. 6 показаны силы реакции, возникающие между элементами крепления пользователя экзоскелета к голенному и бедренному звеньям экзоскелета, при подъеме пользователя с опоры при неудовлетворительной настройке антропометрических параметров экзоскелета.
[0036] На фиг. 7 показаны силы реакции, возникающие между элементами крепления пользователя экзоскелета к голенному и бедренному звеньям экзоскелета, при подъеме пользователя с опоры при удовлетворительной настройке антропометрических параметров экзоскелета.
[0037] На фиг. 8 изображена схема, поясняющая сущность заявленного способа.
[0038] На фиг. 9 изображена схема конкретного варианта выполнения устройства предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета.
[0039] На фиг. 10 изображено расположение датчика регистрации силы на элементе крепления пользователя к экзоскелету.
[0040] Применение активных экзоскелетов, прогресс в разработке и производстве которых в последнее время отмечается в технологически передовых странах, позволяет проводить реабилитацию пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата в условиях максимально приближенных к естественным движениям, в частности походке, человека. При этом ходьба происходит в одетом на пациента экзоскелете 10 (фиг.1, 2), который состоит из тазового 11, двух бедренных 12, двух голенных 13 звеньев и двух стоп 14, причем смежные звенья соединены посредством бедренного 15, коленного 16 и голеностопного 17 шарнирных соединений.
[0041] Движения звеньев в экзоскелете выполняются в сагиттальной плоскости. Экзоскелет оснащен приводами в бедренных и коленных шарнирах, обеспечивающих относительное движение соответствующих звеньев. Экзоскелет к пациенту крепится посредством элементов крепления (ремней, лямок и т.п.), удерживающих непосредственно торс пациента. Бедра и голени также удерживаются за счет элементов крепления (ремней, лямок и т.п.), соответственно 18 и 19. [0042] При использовании экзоскелета в процессе ходьбы он воздействует на пациента в различных точках тела, перемещая переносимую ногу по заданной программной траектории в соответствии с выбранным паттерном. При этом особые требования предъявляются к правильной настройке звеньев экзоскелета под антропометрические параметры пользователя, то есть длина бедренных 12 и голенных 13 звеньев экзоскелета должна быть равна длине соответствующей части ноги.
[0043] Как упоминалось ранее неудовлетворение этих требований может привести как к возникновению болевых ощущений, так и повреждения костей нижних конечностей.
[0044] Обычная практика использования активных экзоскелетов (фиг.2) предполагает начало работы из положения «сидя на опоре», как наиболее удобное для пациентов с нарушением функций опорно-двигательного аппарата, а также для обслуживающего персонала. При этом, поскольку современные активные экзоскелеты имеют универсальную конструкцию, допускающую значительные регулировки длин звеньев, в положении «сидя на опоре» настраивают звенья экзоскелета под антропометрические параметры пользователя и фиксируют их на ногах с помощью соответствующих элементов крепления.
[0045] На фиг. 3 показано правильное положение пользователя в экзоскелете. Бедренные 15, коленные 16 и голеностопные 17 шарниры и бедренные, коленные и голеностопные суставы пользователя экзоскелета совпадают, то есть координаты точки А соответствуют координатам точки А1, координаты точки В соответствуют координатам точки В 1 , координаты точки С соответствуют координатам точки С1. На чертежах длины бедра и голени пользователя обозначены соответственно Н1 и Н2, а длины бедренного и голенного звеньев соответственно L1 и L2. [0046] На фиг. 4 показано неправильное положение пользователя в экзоскелете. В данном примере длина голени пользователя (Н2 = 451 мм) больше длины голенного звена экзоскелета (L2 = 400 мм). При этом бедренные 15 и голеностопные 17 шарниры и бедренный и голеностопные суставы пользователя экзоскелета совпадают, а коленные шарниры 16 и коленные суставы не совпадают, то есть координаты точки А соответствуют координатам точки А1, координаты точки С соответствуют координатам точки С1, а координаты точки В не соответствуют координатам точки В1.
[0047] На фиг. 5 показано положение пользователя в экзоскелете при вставании из положения «сидя на опоре» с указанным несоответствием. Как видно из этого рисунка точка В коленного шарнира и точка В1 коленного сустава пользователя существенно расходятся. Например, при выбранных размерах бедра и голени пользователя экзоскелета, точка В1 относительно точки В переместилась на S = 30 мм, в результате чего создалось давление на голень и бедро пользователя от элементов крепления 19 и 18 соответственно голенного 13 и бедренного 12 звеньев экзоскелета.
[0048] На фиг. 6 приведены силы реакции, возникающие в элементах крепления 19 и 18 пользователя экзоскелета к голенному 13 и бедренному 12 звеньям экзоскелета при подъеме пользователя экзоскелета с опоры из положения «сидя на опоре» в положение «стоя вертикально» при неудовлетворительной настройке экзоскелета под антропометрические параметры пользователя. Данная картина была зафиксирована в эксперименте, проведенном с датчиками фирмы Tekckan.
[0049] Из приведенных графиков следует, что при неправильной настройке звеньев экзоскелета под антропометрические параметры пользователя экзоскелета возникают большие силы, воздействующие на бедренную, большеберцовую и малоберцовую кости голени, доходящую до 40 процентов от веса тела пользователя экзоскелета, что вызывает сильный болевой эффект, а в случае, если у пользователя экзоскелета имеется остеопороз, такое воздействие может привести перелому костей голени.
[0050] На фиг. 7 приведены силы реакции, возникающие в элементах крепления 19 и 18 пользователя экзоскелета к голенному 13 и бедренному 12 звеньям экзоскелета при подъеме пользователя экзоскелета с опоры из положения «сидя на опоре» в положение «стоя вертикально» при удовлетворительной настройке экзоскелета под антропометрические параметры пользователя. Как следует из приведенных графиков, в этом случае максимальная сила от экзоскелета на голени на превышает 15% от веса тела пользователя, а на бедре находится в районе 5% от веса тела, что является допустимыми значениями для костей нижних конечностей.
[0051] Таким образом, если сделать невозможным движение экзоскелета при воздействии элементов крепления на ноги пользователя больше некоторой допустимой силы (вследствие неправильной настройки звеньев экзоскелета), можно полностью исключить такие нежелательные явления, как болевые ощущения и переломы костей нижних конечностей.
[0052] Предлагаемое изобретение позволяет полностью реализовать эту концепцию. Общий принцип реализации способа показан на фиг. 8. В соответствии с заявленным способом на бедренных 18 и голенных 19 элементах крепления экзоскелета 10 (фиг. 1 , 2) устанавливают датчики 21 для регистрации силы воздействия экзоскелета в соответствующем элементе крепления на пользователя экзоскелета.
[0053] Теоретически возможна установка одного датчика только на один элемент крепления, однако такое решение не может гарантировать 100% надежность и безопасность. Оптимальным представляется установка хотя бы одного датчика на каждом элементе крепления.
[0054] При фиксации (затягивании) элементов крепления на ноге пользователя и в дальнейшем при движении активного экзоскелета сигнал с датчика 21, усиленный, при необходимости, усилителем 22 поступает на первый вход модуля 23 сравнения. В качестве модуля сравнения 23 в простейшем случае может быть применен аналоговый компаратор.
[0055] На второй вход модуля 23 сравнения поступает сигнал с модуля 24 установки порогового значения силы воздействия элемента крепления экзоскелета на ногу пользователя (далее модуль установки порогового значения). В качестве модуля 24 установки порогового значения может быть применен регулируемый источник напряжения, например, при помощи потенциометра с градуированной шкалой.
[0056] Величина указанного порогового значения силы воздействия устанавливается для каждого пользователя отдельно в зависимости от его физиологического состояния и степени заболевания и может быть задана, например, в процентах от веса пользователя. Обычно эта величина не должна превышать 20% от веса пользователя.
[0057] Если величина сигнала с датчика 21 не превышает заданное модулем 24 пороговое значение величины допустимой силы воздействия на голень и/или бедро пользователя, то на управляющие блоки 30 экзоскелета, отвечающие за движение звеньев экзоскелета (в частном случае за подъем пользователя из положения «сидя на опоре» в положение «стоя вертикально»), модуль 23 сравнения выдает команду (например, логический 0), разрешающую дальнейшее движение экзоскелета. [0058] Если величина сигнала с датчика 21 превышает заданное модулем 24 пороговое значение величины допустимой силы воздействия на голень и/или бедро пользователя, то на управляющие блоки 30 экзоскелета, отвечающие за движение звеньев экзоскелета (в частном случае за подъем пользователя из положения «сидя на опоре» в положение «стоя вертикально»), модуль 23 сравнения выдает команду (например, логическую 1), запрещающую дальнейшее движение экзоскелета.
[0059] Далее будет описан предпочтительный вариант устройства, реализующего заявленный способ предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета. Как показано на фиг. 9 предлагаемое устройство 20 включает в себя датчики 21 (Sl ...Sn) регистрации силы воздействия экзоскелета на пользователя экзоскелета, усилители сигнала 22 (Aml ...Amn), модули 23 (С1...Сп) сравнения, модуль 24 установки порогового значения, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 25 (DACl ...DACn), модуль 26 контроля величины начальной силы в элементе крепления и модуль 27 принятия решения.
[0060] Как указывалось ранее, датчики 21 устанавливаются на элементах крепления экзоскелета 10 для регистрации силы воздействия экзоскелета на пользователя. В качестве датчиков 21 могут быть применены любые известные датчики, регистрирующие силу или давление. На фиг. 10 показан вариант использования датчиков типа UU производства фирмы DACELL (Корея).
[0061] Для исключения влияния посторонних факторов на измерение силы воздействия экзоскелета на пользователя конструкция элементов крепления должна исключать их растяжение и для создания момента, выпрямляющего коленный сустав при вставании. Например, элемент крепления может быть выполнен из нерастяжимого ремня в виде металлической ленты или в виде нерастяжимой цепи. На фиг. 10 показан вариант выполнения элементов крепления 18, 19 в виде цепи.
[0062] Выход каждого датчика 21 подключен ко входу соответствующего усилителя 22, выход которого подключен ко входу АЦП 25. Выход каждого АЦП 25 подключен к соответствующему входу модуля 26 контроля величины начальной силы и к первому входу соответствующего модуля 23 сравнения.
[0063] Модуль 26 может быть выполнен многоканальным для контроля значения начальной силы воздействия экзоскелета на пользователя для каждого датчика 21. Первый вход модуля 26 подключен к выходу АЦП 25 DAC1, второй вход - к выходу АЦП 25 DAC2, ... n-й вход к выходу АЦП 25 DACn. Модуль 26 контроля величины начальной силы может иметь звуковую и/или световую индикацию, а также может иметь выход на устройство отображения (дисплей) управляющего контроллера экзоскелета. В описываемом конкретном примере исполнения выход модуля 26 контроля величины начальной силы подключен ко входу модуля 27 принятия решения.
[0064] Второй вход каждого модуля 23 сравнения подключен к соответствующему выходу модуля 24 задания порогового значения. Модуль 24 может быть выполнен как многоканальным для возможности задания для каждого датчика 21 своего порогового значения, так и одноканальным для установки одного общего порогового значения силы воздействия экзоскелета на пользователя.
[0065] Выход каждого модуля 23 сравнения подключен к соответствующему входу модуля 27 принятия решения, выход которого в свою очередь подключен к управляющим блокам 30 экзоскелета, отвечающим за движение звеньев экзоскелета (в частном случае за подъем пользователя из положения «сидя на опоре» в положение «стоя вертикально»).
[0066] Модули 23 сравнения, модуль 24 задания порогового значения, модуль 26 контроля величины начальной силы в элементе крепления и модуль 27 принятия решения могут быть реализованы программно в отдельном контроллере 28 или в общем управляющем контроллере активного экзоскелета.
[0067] Работа устройства 20 предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета (реализация способа) происходит следующим образом. Пользователь размещается в экзоскелете 10 в положение «сидя на опоре». Бедра и голени пользователя фиксируются соответственно в бедренных 18 и голенных 19 элементах крепления экзоскелета путем затягивания ремней в результате чего в элементах крепления возникает некоторая начальная сила воздействия на пользователя.
[0068] Затягивание ремней элементов крепления 18, 19 производят при включенном устройстве 20 предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета с одновременным контролем величины начальной силы в каждом элементе крепления, оборудованным датчиком 21. При этом сигнал с каждого датчика 21 усиливается усилителем 22, преобразуется в цифровую форму АЦП 25 и поступает на модуль 26 контроля величины начальной силы.
[0069] Если величина начальной силы такова, что возможно сдавливание мышечных тканей и сосудов кровеносной системы пациента, нарушающее кровоснабжение нижних конечностей, то модуль 26 выдает звуковой и/или световой сигнал, показывающий, что необходимо ослабить натяжение ремней элементов крепления 18, 19. Если величина начальной силы такова (мала), что не обеспечивается надежная фиксация ног пользователя в экзоскелете (что при движении экзоскелета может привести к непредсказуемым последствиям), то в данном примере сигнал, запрещающий движение, с выхода модуля 26 подается на вход модуля 27 принятия решения. Очевидно, что возможно исполнение, при котором в этом случае модуль 26 также выдает соответствующий звуковой и/или световой сигнал без выдачи сигнала на вход модуля 28.
[0070] Далее включают силовую часть экзоскелета и управляющему контроллеру выдается команда на подъем из положения «сидя на опоре» в положение «стоя вертикально». В процессе движения сигнал текущего значения силы воздействия экзоскелета на пользователя с каждого датчика 21, оцифрованный в АЦП 25, поступает на соответствующий модуль 23 сравнения. В каждом модуле 23 сравнения эти данные сравниваются с данными, записанными в модуле 24 установки порогового значения. Результат работы каждого модуля 23 сравнения поступает на вход модуля 28 принятия решения.
[0071] Если со всех модулей 23 сравнения на модуль 28 принятия решения поступает информация о том, что значение сформированных в сумматорах 27 данных не превышает заданное модулем 24 пороговое значение величины допустимой силы воздействия на голень и/или бедро пользователя, то на управляющие блоки 30 экзоскелета, отвечающие за движение звеньев экзоскелета (в частном случае за подъем пользователя из положения «сидя на опоре» в положение «стоя вертикально»), модуль 28 принятия решения выдает команду, разрешающую дальнейшее движение экзоскелета. [0072] Если хотя бы с одного модуля 23 сравнения на модуль 28 принятия решения поступает информация о том, что значение сформированных в сумматорах 27 данных превышает заданное модулем 24 пороговое значение величины допустимой силы воздействия на голень и/или бедро пользователя, то на управляющие блоки 30 экзоскелета, отвечающие за движение звеньев экзоскелета (в частном случае за подъем пользователя из положения «сидя на опоре» в положение «стоя вертикально»), модуль 23 сравнения выдает команду, запрещающую дальнейшее движение экзоскелета.
[0073] Таким образом, при использовании данного изобретения обеспечивается возможность осуществления подъема из положения «сидя на опоре» в положение «стоя вертикально» и дальнейшей ходьбы пользователей экзоскелета как с частичной, так и с полной утратой функций опорно-двигательного аппарата с исключением риска возможных нежелательных явлений, таких как болевые ощущения и переломы костей нижних конечностей.
[0074] Хотя в данном документе описаны различные стороны осуществления заявленной группы изобретений, возможны и другие подходы к осуществлению данного технического решения. Различные стороны и реализация данной группы изобретений изложены в настоящем описании в иллюстративных целях и не подразумевают ограничения, причем объем защиты настоящей группы изобретений указан в нижеследующей формуле изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета, в соответствии с которым
устанавливают по крайней мере один датчик для регистрации силы воздействия экзоскелета на пользователя экзоскелета по крайней мере в одном элементе крепления пользователя экзоскелета к голенному и/или бедренному звеньям экзоскелета,
до начала и в процессе движения экзоскелета посредством упомянутых датчиков измеряют текущие значения сил воздействия экзоскелета на пользователя, и
сравнивают полученные значения с заранее заданным для соответствующего звена экзоскелета пороговым значением допустимой силы воздействия на бедро и/или голень пользователя,
если текущие значения сил воздействия экзоскелета на пользователя не превышают заданное пороговое значение величины допустимой силы воздействия на голень и/или бедро пользователя, то на управляющие блоки экзоскелета, отвечающие за движение звеньев экзоскелета, выдают команду, разрешающую дальнейшее движение, в противном случае, если текущие значения сил воздействия экзоскелета на пользователя превышают заданное пороговое значение величины допустимой силы воздействия на голень и/или бедро пользователя, то на управляющие блоки экзоскелета, отвечающие за движение звеньев экзоскелета, выдают команду, запрещающую дальнейшее движение.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что измеренную перед началом движения величину начальной силы воздействия экзоскелета на пользователя в каждом элементе крепления с датчиком регистрации силы используют как параметр для контроля степени фиксации ног пользователя в экзоскелете.
3. Устройство предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета, содержащее
по крайней мере один датчик регистрации силы воздействия экзоскелета на пользователя экзоскелета по крайней мере в одном элементе крепления пользователя экзоскелета к голенному и/или бедренному звеньям экзоскелета,
модуль установки порогового значения величины допустимой силы воздействия на бедро и/или голень пользователя экзоскелета,
по крайней мере один модуль сравнения, первым входом связанный с по крайней мере одним упомянутым датчиком регистрации силы, а вторым входом связанный с модулем установки порогового значения, и модуль принятия решения, связанный с выходом каждого модуля сравнения и предназначенный для выдачи на управляющие блоки экзоскелета, отвечающие за движение звеньев экзоскелета, команды, разрешающей или запрещающей движение экзоскелета.
4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что дополнительно содержит по крайней мере один модуль контроля величины начальной силы в элементе крепления, вход которого соединен с по крайней мере одним датчиком регистрации силы воздействия экзоскелета на пользователя экзоскелета.
5. Устройство по п. 4, отличающееся тем, что выход модуля контроля величины начальной силы в элементе крепления подключен ко входу модуля принятия решения.
6. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что в качестве элементов крепления использованы нерастяжимые ремни, прикрепленные к голенному и/или бедренному звеньям экзоскелета.
PCT/RU2019/000868 2019-07-18 2019-11-29 Способ предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета и устройство для его осуществления WO2021010857A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019122731 2019-07-18
RU2019122731A RU2019122731A (ru) 2019-07-18 2019-07-18 Способ предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета и устройство для его осуществления

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021010857A1 true WO2021010857A1 (ru) 2021-01-21

Family

ID=74185167

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2019/000868 WO2021010857A1 (ru) 2019-07-18 2019-11-29 Способ предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета и устройство для его осуществления

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2019122731A (ru)
WO (1) WO2021010857A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021208903A1 (de) 2021-08-13 2023-02-16 Festool Gmbh Exoskelett-Vorrichtung und Verfahren

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140142470A1 (en) * 2011-06-23 2014-05-22 Rehabit-Tec Ltd. Apparatus and method for rehabilitating an injured limb
US8986233B2 (en) * 2010-03-17 2015-03-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Leg assist device
US9168195B2 (en) * 2007-08-20 2015-10-27 University Of Tsukuba Motion-assist system of wearable motion-assist device, wearable motion-assist device, and motion-assist method of wearable motion-assist device
RU2658481C2 (ru) * 2015-05-08 2018-06-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Экзоатлет" Аппарат помощи при ходьбе человеку с нарушением опорно-двигательных функций (варианты)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9168195B2 (en) * 2007-08-20 2015-10-27 University Of Tsukuba Motion-assist system of wearable motion-assist device, wearable motion-assist device, and motion-assist method of wearable motion-assist device
US8986233B2 (en) * 2010-03-17 2015-03-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Leg assist device
US20140142470A1 (en) * 2011-06-23 2014-05-22 Rehabit-Tec Ltd. Apparatus and method for rehabilitating an injured limb
RU2658481C2 (ru) * 2015-05-08 2018-06-21 Общество С Ограниченной Ответственностью "Экзоатлет" Аппарат помощи при ходьбе человеку с нарушением опорно-двигательных функций (варианты)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021208903A1 (de) 2021-08-13 2023-02-16 Festool Gmbh Exoskelett-Vorrichtung und Verfahren
WO2023017173A1 (de) 2021-08-13 2023-02-16 Festool Gmbh Exoskelett-vorrichtung und verfahren

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019122731A (ru) 2021-01-18
RU2019122731A3 (ru) 2022-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6179800B1 (en) Splint
EP2637612B1 (en) Ankle foot orthopaedic devices
JP5119440B2 (ja) 股関節及び膝関節自動股義足
US20100152629A1 (en) Integrated system to assist in the rehabilitation and/or exercising of a single leg after stroke or other unilateral injury
Strausser et al. Mobile exoskeleton for spinal cord injury: Development and testing
US11147703B2 (en) Mechanical assisted active orthosis using a robotic application
CN107260494A (zh) 助行机器人
CN112603759A (zh) 一种用于下肢截瘫患者的外骨骼机器人
WO2021010857A1 (ru) Способ предотвращения травмирования нижних конечностей пользователя экзоскелета и устройство для его осуществления
CN113727680B (zh) 可穿戴辅助装置
Meggitt et al. Cast-bracing for fractures of the femoral shaft. A biomechanical and clinical study
CN214596419U (zh) 一种下肢助残外骨骼机器人
MCCOLLOUGH III Orthotic management in adult hemiplegia.
KR20210098049A (ko) 하지관절 보조용 재활시스템
SANZ-MERODIO et al. Result of clinical trials with children with spinal muscular atrophy using the atlas 2020 lower-limb active orthosis
Morris Orthotic management of cerebral palsy
RU2088273C1 (ru) Способ укрепления мышц пораженной нижней конечности и ортопедический аппарат для его осуществления
KR102255057B1 (ko) 전방십자인대 보조기
RU204629U1 (ru) Аппарат на нижние конечности и туловище для пациентов с детским церебральным параличом
RU208741U1 (ru) Ортопедический аппарат для пациентов со спастическими формами детского церебрального паралича
Mahmoud et al. Comparison of the immediate effect between functional electrical stimulation and ankle foot orthoses on gait parameters in cerebral palsy
CN210812310U (zh) 一种骨科临床用康复辅助装置
CN117224367A (zh) 一种基于传感器映射的下肢外骨骼康复训练系统
MOHAMAD et al. REHABILITATION TECHNOLOGY FOR MEDICAL ELECTRONIC ENGINEERING
RU58911U1 (ru) Модульный ортопедический аппарат

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: 19937815

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: 19937815

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1