WO2023038552A1 - Носимое устройство для поддержки позы пользователя - Google Patents

Носимое устройство для поддержки позы пользователя Download PDF

Info

Publication number
WO2023038552A1
WO2023038552A1 PCT/RU2022/050288 RU2022050288W WO2023038552A1 WO 2023038552 A1 WO2023038552 A1 WO 2023038552A1 RU 2022050288 W RU2022050288 W RU 2022050288W WO 2023038552 A1 WO2023038552 A1 WO 2023038552A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
support
fastening
bar
freedom
operator
Prior art date
Application number
PCT/RU2022/050288
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Игорь Александрович ОРЛОВ
Мария Семеновна БАРШИНА
Дмитрий Александрович ГРИБКОВ
Мария Викторовна ПОРОХНЯ
Антон Павлович АЛИСЕЙЧИК
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Экзаурус"
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
Priority claimed from RU2021126908A external-priority patent/RU2021126908A/ru
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Экзаурус" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Экзаурус"
Publication of WO2023038552A1 publication Critical patent/WO2023038552A1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47C—CHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C9/00—Stools for specified purposes
    • A47C9/02—Office stools not provided for in main groups A47C1/00, A47C3/00 or A47C7/00; Workshop stools
    • A47C9/025—Stools for standing or leaning against, e.g. in a semi-standing or half-seated position
    • 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 wearable systems for maintaining a user's posture used in industry, in particular in logistics, assembly, mining, sorting and other industries where occupational diseases of the musculoskeletal system of employees are common.
  • the closest analogue of the claimed invention is a device for holding the weight of the human body when working in static positions [5], characterized in that it consists of attachment elements to each leg of a person, and each device contains:
  • a brace member selectively positioned between said top rail and the bottom of said bottom rail to push the bottom section out of the top section of said bottom rail when said top rail rotates toward said bottom rail to engage the bottom of said bottom rail with the ground, on which the weight of the human body can be supported.
  • the described device has a number of serious disadvantages, such as:
  • the objective of the present invention was to create a similar device, devoid of these disadvantages, having high operational reliability for a long service life, high efficiency, operating efficiently and silently, maintaining comfortable (free) movement of the operator and his high mobility, and hence cost-effective to purchase by industrial companies that need such devices for their employees.
  • IE International exoskeleton
  • IE is a means of individual protection of the musculoskeletal system worn on a person, which reduces and/or compensates and/or redistributes the load on the musculoskeletal system.
  • PPE ODA Personal protective equipment for the musculoskeletal system
  • the terms indicating the relative position of objects should be understood as the relative position with an error of not more than 5% and (or) 5 centimeters and (or) 5 degrees.
  • intended is meant, in particular, a special purpose, use and/or equipment.
  • the fact that an object is intended for a particular function should, in particular, mean that the object performs that particular function in at least one application and/or operational state.
  • Necessary support in the context of the present invention is an effect that reduces the load on the human musculoskeletal system.
  • “Mount” in the context of the present invention is a hinged, mechanical, magnetic, or other movable connection that provides the necessary relative mobility between the connected elements.
  • "Hinge” in the context of the present invention is a mechanical device that allows you to implement a given (given) degrees of freedom (mobility) when fixing one element to another, the work of changing the position of the hinge coordinates of which can be neglected in the context of this application of the described device or concept.
  • Spherical hinge in the context of the present invention is a mechanical device or element that allows the mutual movement of the connected bodies in three rotational coordinates.
  • “Hinge axis” in the context of the present invention is a straight line around which one structural element rotates relative to another, interconnected by a hinge or fastening.
  • “Point of application of force” (15) in the context of the present invention is a virtual point, relative to which the total moment of forces of interaction between the operator and the holder of the leg (2) is equal to zero.
  • “Working position” in the context of the present invention is the position of the body in which the projection of the center of mass is in a polygon bounded by the centers of pressure of the operator's feet and stops (3) of the device.
  • “Operator's knee joint” (1) in the context of the present invention is the area on the surface of the operator's body, minimally distant from the operator's knee joint, located on the inner surface of the knee.
  • Leg holder (2) in the context of the present invention is a structural element to which the lower limb of the operator is attached and through which the force is transmitted from the power element to the operator.
  • the “bar” (6) in the context of the present invention is made in the form of a lever for transferring force to the leg holder and changes the geometric characteristics little during the working operation, while adjusting its length, the kinematics of the device can be adjusted to the anatomical features of the operator.
  • “Stop” (3) in the context of the present invention is an element that allows you to fix the support (5) on the surface, floor, grid or platform.
  • Mount (8, 9, 10, 12) in the context of the present invention is a hinged, mechanical, magnetic, or other movable connection that provides the necessary relative mobility between the connected elements.
  • Fastening (8) has no more than two degrees of freedom and does not contain a movable axis parallel to the straight line defined by fastenings (8) and (10).
  • the main axis of the fastening hinge (8) is parallel to the axes (9) and (10).
  • Mount (9) is a hinge containing an axis of rotation, orthogonal to the plane of movement during lifting and also allows the maintenance of a rotational hinge of the axis around the element (7). It may also contain a translational degree of freedom along the axis of the element (7), used to adjust the zone of comfortable fixation.
  • the fastening (12) may be a rotational hinge, the axis of which is orthogonal to the plane of the working movement. It may also contain a translational degree of freedom along the element axis (5) or an additional axis of rotation, orthogonal to the plane of the working movement, used to turn off the force and / or enlargement of the free zone. Fastening (12) connects element (5) with elements (7) and (11), fixing one of them relative to support (5).
  • the fastening (10) can be any type of fastening.
  • a “support mount” (4) in the context of the present invention is an arbitrary type of mount that has at least one rotational degree of freedom.
  • Retaining element (7) in the context of the present invention is an object, the distance between the fasteners (9) and (12) of which, a little (no more than 5%) increases relative to the original length of the element in the process of performing a work operation when applying a force limited use case. In this case, a reduction in the distance between the fasteners (9) and (12) may or may not be allowed, depending on the configuration, due to which it may or may not be compressible.
  • the "power element” (11) in the context of the present invention can be both a passive device capable of accumulating mechanical energy during compression and then releasing it when the arm is raised, or an active device capable of using external energy to perform useful work.
  • the proposed invention is a device for providing the necessary support for the operator's posture by transferring force from the leg holder (2) to the stop (3), by means of at least one power element (11), on one side fixed to the bar (6) by means of fastening (10 ), on the other side, fixed on the support (5), which, by means of the support (4), is attached to the stop (3), while the necessary movement of the bar (6), to which the hand holder (2) is attached, provides at least one holding element (7), fixed on one side to the specified bar (6) by means of fastening (9), on the other hand by means of fastening (12) - to the specified support (5) or to the specified strength element (11) or to the specified support fastening (4) or to the indicated stop (3).
  • the device has an adjustment of the length of the support (5) and an adjustment of the length of the bar (6), which allow positioning the fasteners (9) in the region of the operator's knee joint (1).
  • the device may consist of one or two modules to support one or two legs, respectively.
  • the Mount can be a bearing connection, a bushing, an elastic element, a weaving part, a deformable part, a ball head, a movable stop.
  • the leg holder (2) in one of the preferred embodiments can be a plastic lodgement hinged on the bar (6) with a fabric lining and a system of belts with adjustments for different sizes of the operator's thigh and fasteners for quick release, it can also be another part , securely fixed on the lower surface of the operator's thigh.
  • the element is coated with a high coefficient of friction when moving along the leg.
  • the support (5) in one of the preferred embodiments can be an incompressible element or a set of elements that are fixed relative to each other, including at least one tube of polygonal, oval or round cross-section, a rod, a plank, a truss, an axis, hairpins.
  • the support is in the form of a rectangular tube and contains a length adjustment for operators of different sizes, which can be discrete or continuous.
  • the support may also contain (movable or not) a seat for fixing the strength element.
  • the bar (6) in one of the preferred embodiments can be a tube, a bar, a beam, a profile, a boss rod, a stick or a connection of any set of these elements, both along the main axes and at an angle, while adjusting its length can be carried out kinematics of the device for the anatomical features of the operator.
  • the element consists of two elements having a fixed translational degree of freedom relative to each other, allowing you to adjust its length.
  • the stop (3) in one of the preferred embodiments may be a hemisphere with an anti-slip pad or tip for secure fixation on the surface.
  • Mount (8) in one of the preferred embodiments may be a rotational hinge with one degree of freedom located at right angles to the bar (6).
  • Fastenings (9) and (12) in one of the preferred embodiments can be a rotational hinge with one degree of freedom at right angles to the bar (6) or, using a deformable inextensible element, a rigid fixation.
  • the hinge of one of the fasteners has an additional degree of freedom (rotational or translational) to adjust the length of the retaining element.
  • Mount (12) may contain translational degree of freedom along the support to provide free lifting, walking and improved ergonomics.
  • the fastening (10) in one of the preferred embodiments may be a hinge containing one (allowing movement in the plane of the working movement) and, possibly, a second (orthogonal to the first) rotational degrees of freedom.
  • the first degree of freedom can be implemented by the tip of the gas spring or the spring loop, while the second can be implemented around the screw or linear guide of the translational degree of freedom of this attachment, used to adjust the force application arm of the strength element.
  • the fastening of the support (4) in one of the preferred embodiments can be made in the form of a spherical hinge, a set of cylindrical hinges with non-parallel axes, or fastening with the help of an elastic or not material, the properties of which allow multiple rotations or bends while maintaining mechanical properties.
  • the rotational degree around the "axis" of the support (5) can be anywhere in this support, contained in the setting of its length, or structurally incorporated into the characteristic of the power element (11) itself.
  • the holding element (7) in one of the preferred embodiments may be a multi-link mechanism, a chain, a cable, a cord, a belt, a sling, a telescopic tube, a bar, a profile or a set of similar elements.
  • the preservation of the possibility of reducing the distance between (9) and (12) contributes to an increase in the amount of movement of the operator without an assisting effort if the Mount (12) does not contain a translational degree of freedom.
  • a nylon, metal or other inextensible belt is used. This belt can be duplicated on both sides of the bar (6) and fastened with the help of loops movably on the axes of the hinges of the fasteners (9) and (12).
  • This element can be attached to the specified support (5) or to the specified power element (11) or to the specified support (5) or to the specified support attachment (4) or to the specified stop (3).
  • the power element (11) in one of the preferred embodiments can be a lockable gas spring, gas lift, hydraulic lock, compression spring, spring or active drive, including a pneumatic cylinder, hydraulic cylinder or linear actuator, or a device consisting of a set of these elements, or another element, the geometric characteristics of which increase when external energy is used to perform useful work.
  • Blocking, installation or fixation at the required height can be carried out using a lever, a button located on the body of the mechanism or independently located by the user or an assistant or another actuator actuated either by the user independently, or with the help of an autonomous or servo control system using an actuator or propulsion device.
  • the proposed device in one of the preferred options can be used as an industrial exoskeleton.
  • the proposed device in one of the preferred options can be used as a means of individual protection of the musculoskeletal system.
  • the proposed device can be used to increase the productivity of employees of industrial enterprises.
  • the proposed device can be used to reduce the risk of injury and the occurrence of occupational diseases of employees of industrial enterprises.
  • the proposed device can be used to reduce the costs of enterprises associated with a temporary, partial or complete loss of performance or a decrease in productivity and concentration of employees.
  • the proposed device can be used to reduce CO2 emissions due to a reduction in the energy consumption of employees.
  • Fig. 1 Basic device model, side view.
  • Fig. 2 Possible embodiment of the device in working position.
  • Fig. 3 Possible embodiment of the device in a position without providing support.

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)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Изобретение относится к носимым системам для поддержания веса пользователя, используемым в промышленности, в частности в добывающей отрасли, на сборочных, сортировочных, логистических и иных производствах, где распространено наличие профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата сотрудников. Решение направлено на создание устройств с увеличенным сроком службы и повышенными эргономическими характеристиками. Устройство позволяет снижать риск получения производственных травм, порчи оборудования и объектов производственных процессов при поломке или некорректной работе устройства и повышать комфорт использования устройства за счет снижения ограничений движения при работе устройства. Важным результатом является расширение арсенала надежных, комфортных в использовании, износоустойчивых устройств, пригодных для применения в качестве промышленного экзоскелета или средства индивидуальной защиты опорно-двигательного аппарата.

Description

НОСИМОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ ПОЗЫ ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к носимым системам для поддержания позы пользователя, используемым в промышленности, в частности в логистике, сборочном производстве, добывающей отрасли, сортировочных и иных производствах, где распространено наличие профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата сотрудников.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В уровне техники широко описаны носимые системы и экзоскелеты для поддержания позы человека во время выполнения каких-либо работ, требующих длительного напряжения [1]-[4].
Ближайшим аналогом заявленного изобретения является устройство для удержания веса тела человека при работе в статических позах [5], характеризующееся тем, что оно состоит из элементов прикрепления к каждой ноге человека, причем каждое устройство содержит:
• нижнюю планку, имеющую верхнюю часть и нижнюю часть, перемещаемую относительно верхней части;
• устройство для прикрепления верхней части указанной нижней планки к ноге человека;
• верхнюю планку;
• устройство для шарнирного соединения указанной верхней планки с верхней частью указанной нижней планки;
• элемент распорки, выборочно устанавливаемый между указанной верхней планкой и нижней частью указанной нижней планки, чтобы выдвигать нижнюю секцию из верхней секции указанной нижней планки, когда указанная верхняя планка поворачивается к указанной нижней планке для зацепления с нижней частью указанной нижней планки с поверхностью земли, на которой может поддерживаться вес тела человека.
Описанное устройство обладает рядом серьезных недостатков, таких как:
• габариты устройства в вертикальной позе и при перемещении;
• шум во время передвижения;
• сложность синхронной регулировки высоты фиксации позы;
• значительный вес устройства;
• недостаточная прочность;
• сложность адаптации под анатомические особенности оператора; • низкая скорость передвижения;
• динамические ограничения во время передвижения;
• снижение безопасности использования;
• затруднение передвижения в неструктурированных средах и типичных внутренних пространствах рабочих помещений;
• повышенные энерготраты человека;
• невозможность работы на наклонных поверхностях;
• ограничения эргономики во время фиксации позы.
Таким образом, задачей настоящего изобретения было создание аналогичного устройства, лишенного указанных недостатков, обладающего высокой эксплуатационной надежностью в течение длительного срока службы, высоким коэффициентом полезного действия, работающего эффективно и бесшумно, сохраняющего комфортное (свободное) движение оператора и его высокую мобильность, а значит и экономически целесообразного для приобретения промышленными компаниями, нуждающимися в подобных устройствах для своих сотрудников.
Техническими результатами настоящего изобретения являются:
• Увеличение срока службы устройства;
• Увеличение возможностей оператора при ходьбе и перемещении;
• Снижение ограничений подвижности в суставах;
• Увеличение безопасности труда;
• Адаптивность к анатомическим особенностям в широком диапазоне;
• Снижение энерготрат оператора;
• Снижение уровня шума при работе устройства;
• Снижение риска получения производственной травмы, порчи оборудования и объектов производственных процессов при поломке или некорректной работе устройства;
• Расширение арсенала надежных, комфортных в использовании, износоустойчивых устройств, пригодных для применения в качестве промышленного экзоскелета или средства индивидуальной защиты опорно-двигательного аппарата.
Указанный технический результат достигается благодаря особенностям конструктивного исполнения и взаимного расположения деталей в устройстве, снижению нагрузки на подвижные элементы, использованию биоинспирированной геометрии взаиммного расположения шарниров и антропометрически верифицированных геометрических характеристик. ТЕРМИНЫ
«Промышленный экзоскелет» (ПЭ) в контексте настоящего изобретения — это носимое на человеке средство индивидуальной защиты опорно-двигательного аппарата, уменьшающее и/или компенсирующее и/или перераспределяющее нагрузку на опорнодвигательный аппарат.
«Средство индивидуальной защиты опорно-двигательного аппарата» (СИЗ ОДА) — это устройство, используемое для предотвращения или снижения негативного воздействия тяжести трудового процесса на опорно-двигательный аппарат, предназначенное, в том числе, для снижения риска профессиональных заболеваний и увеличения производительности труда (увеличения естественных возможностей) человека.
Под терминами, указывающими на взаимное расположение объектов следует понимать взаимное расположение с погрешностью не более 5% и (или) 5 сантиметров и (или) 5 градусов.
«Прямая ортогональна плоскости» или «ось ортогональна плоскости» в контексте настоящего изобретения допускает отклонение от нормали не более чем на 10 градусов.
Под «предназначено» подразумевается, в частности, специальное назначение, использование и (или) оснащение. Тот факт, что объект предназначен для конкретной функции, должен, в частности, означать, что объект выполняет эту конкретную функцию по меньшей мере в одном приложении и (или) рабочем состоянии.
«Необходимая поддержка» в контексте настоящего изобретения — это воздействие, снижающее нагрузку на опорно-двигательный аппарат человека.
«Степени свободы» — совокупность независимых координат перемещения и/или вращения, полностью определяющая положение системы или тела.
«Крепление» в контексте настоящего изобретения — это шарнирное, механическое, магнитное, или иное подвижное соединение, обеспечивающее необходимую относительную подвижность между соединяемыми элементами. «Шарнир» в контексте настоящего изобретения — это механическое устройство, позволяющее реализовать заданную (заданные) степени свободы (подвижности) при закреплении одного элемента к другому, работой на изменение положения шарнирных координат которого можно пренебречь в контексте данного применения описываемого устройства или понятия.
«Сферический шарнир» в контексте настоящего изобретения — это механическое устройство или элемент, допускающий взаимное движение соединяемых тел в трех вращательных координатах.
«Ось шарнира» в контексте настоящего изобретения — это прямая, вокруг которой происходит вращение одного элемента конструкции относительно другого, соединенных между собой шарниром или креплением. «Точка приложения усилия» (15) в контексте настоящего изобретения — это виртуальная точка, относительно которой суммарный момент сил взаимодействия оператора и держателя ноги (2) равен нулю.
«Рабочее положение» в контексте настоящего изобретения — это положение корпуса при котором проекция центра масс находится в многоугольнике, ограниченном центрами давления стоп оператора и упоров (3) устройства.
«Коленный сустав оператора» (1) в контексте настоящего изобретения — это область на поверхности тела оператора, минимально отдаленная от коленного сустава оператора, находящаяся на внутренней поверхности колена.
«Держатель ноги» (2) в контексте настоящего изобретения — это элемент конструкции, к которому крепится нижняя конечность оператора и через который передается усилие от силового элемента к оператору.
«Опора» (5) в контексте настоящего изобретения — это объект, позволяющий передать полезную нагрузку от силового элемента на поверхность через упор (3) Опора мало изменяет геометрические характеристики в процессе рабочей операции, при этом регулировкой ее длины может осуществляться подстройка кинематики устройства под анатомические особенности оператора.
«Планка» (6) в контексте настоящего изобретения выполнена в виде рычага для передачи усилия на держатель ноги и мало изменяет геометрические характеристики в процессе рабочей операции, при этом регулировкой ее длины может осуществляться подстройка кинематики устройства под анатомические особенности оператора.
«Упор» (3) в контексте настоящего изобретения — это элемент, позволяющий зафиксировать опору (5) на поверхности, полу, решетке или платформе.
«Крепление» (8, 9, 10, 12) в контексте настоящего изобретения — это шарнирное, механическое, магнитное, или иное подвижное соединение, обеспечивающее необходимую относительную подвижность между соединяемыми элементами.
Крепление (8) имеет не более двух степеней свободы и не содержит подвижной оси, параллельной прямой, определяемой креплениями (8) и (10). Основная ось шарнира крепления (8) параллельна к осям (9) и (10).
Крепление (9) представляет собой шарнир, содержащий ось вращения, ортогональную плоскости движения при подъеме а также допускает содержание вращательно шарнира оси вокруг элемента (7). Также может содержать поступательную степень свободы вдоль оси элемента (7), используемую для регулировки зоны комфортной фиксации.
Крепление (12) может представлять собой вращательный шарнир, ось которого ортогональна плоскости рабочего движения. Также может содержать поступательную степень свободы вдоль оси элемента (5) или дополнительную ось вращения, ортогональную плоскости рабочего движения, используемые для отключения усилия и/или увеличения свободной зоны. Крепление (12) соединяет элемент (5) с элементами (7) и (11), фиксируя один из них, относительно опоры (5).
Крепление (10) может представлять собой крепление произвольного типа.
«Крепление опоры» (4) в контексте настоящего изобретения — это крепление произвольного типа, которое имеет по меньшей мере одну вращательную степень свободы.
«Удерживающий элемент» (7) в контексте настоящего изобретения это объект, расстояние между креплениями (9) и (12) которого, мало (не более чем на 5%) увеличивается относительно исходной длины элемента в процессе выполнения рабочей операции при приложении усилия, ограниченного сценарием использования. При этом уменьшение расстояния между креплениями (9) и (12) может допускаться или нет, в зависимости от конфигурации благодаря чему он может быть сжимаемым или нет.
«Силовой элемент» (11) в контексте настоящего изобретения может представлять собой как пассивное устройство, способное накапливать механическую энергию при сжатии и затем отдавать ее при подъеме руки, так и активное, способное использовать внешнюю энергию для совершения полезной работы.
Если не указано иное, все технические и специальные термины, использованные в данном контексте, имеют общепринятое в данной области техники значение.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Ниже представлены некоторые частные варианты реализации заявленного изобретения. Они иллюстрируют предложенное решение, не ограничивая при этом объем заявленных в формуле притязаний.
Предложенное изобретение представляет собой устройство для обеспечения необходимой поддержки позы оператора путем передачи усилия от держателя ноги (2) к упору (3), посредством по меньшей мере одного силового элемента (11), с одной стороны закрепленного к планке (6) посредством крепления (10), с другой стороны зафиксированного на опоре (5), которая с помощью крепления опоры (4) крепится к упору (3), при этом необходимое движение планки (6), к которой прикреплен держатель руки (2), обеспечивает по меньшей мере один удерживающий элемент (7), закрепленный с одной стороны к указанной планке (6) посредством крепления (9), с другой стороны посредством крепления (12) — к указанной опоре (5) или к указанному силовому элементу (11) или к указанному креплению опоры (4) или к указанному упору (3).
В одном из предпочтительных вариантов устройство имеет регулировку длины опоры (5) и регулировку длины планки (6), позволяющие позиционировать крепления (9) в области коленного сустава оператора (1). Устройство может состоять из одного или двух модулей, для поддержки одной или двух ног, соответственно. В одном из предпочтительных вариантов воплощений Крепление может представлять собой подшипниковое соединение, втулку, упругий элемент, ткацкую деталь, деформируемую деталь, шаровой наконечник, подвижный упор.
Держатель ноги (2) в одном из предпочтительных вариантов воплощений может представлять собой пластиковый ложемент, шарнирно закрепленный на планке (6) имеющий накладку из ткани и систему ремней с регулировками для разных размеров бедра оператора и застежками для быстрого снятия, также может представлять собой иную деталь, надежно фиксирующуюся на нижней поверхности бедра оператора. В одном из предпочтительных вариантов элемент имеет покрытие с высоким коэффициентом трения при движении вдоль ноги.
Опора (5) в одном из предпочтительных вариантов воплощений может представлять собой несжимаемый элемент или набор элементов, неподвижно фиксирующихся друг относительно друга в том числе, состоящий из по меньшей мере одной трубки многоугольного, овального или круглого сечения, стержня, планки, фермы, оси, шпильки. В одном из предпочтительных вариантов опора выполнена в форме прямоугольной трубки и содержит регулировку длины для операторов разного роста, которая может быть дискретной или непрерывной. Опора также может содержать (подвижное или нет) гнездо фиксации силового элемента.
Планка (6) в одном из предпочтительных вариантов воплощений может представлять собой трубку, планку, балку, профиль, тягу бобышку, палку или соединение любого набора указанных элементов, как вдоль основных осей, так и под углом, при этом регулировкой ее длины может осуществляться подстройка кинематики устройства под анатомические особенности оператора. В одном из предпочтительных вариантов элемент состоит из двух элементов, имеющих фиксируемую поступательную степень свободы друг относительно друга, позволяющую регулировать ее длину.
Упор (3) в одном из предпочтительных вариантов воплощений может представлять собой полусферу с противоскользящей накладкой или острием для надежной фиксации на поверхности.
Крепление (8) в одном из предпочтительных вариантов воплощений может представлять собой вращательный шарнир с одной степенью свободы расположенный под прямым углом к планке (6).
Крепления (9) и (12) в одном из предпочтительных вариантов воплощений могут представлять собой вращательный шарнир с одной степенью свободы под прямым углом к планке (6) или при использовании деформируемого нерастяжимого элемента жесткую фиксацию. В одном из предпочтительных вариантов шарнир одного из креплений обладает дополнительной степенью свободы (вращательной или поступательной) для регулировки длины удерживащего элемента. Крепление (12) может содержать поступательную степень свободы вдоль опоры для обеспечения свободного подъема, ходьбы и улучшения эргономических характеристик.
Крепление (10) в одном из предпочтительных вариантов воплощений может представлять собой шарнир, содержащий одну (допускающую движение в плоскости рабочего движения) а также, возможно, вторую (ортогональную первой) вращательные степени свободы. Первая степень свободы может быть реализована наконечником газовой пружины или петлей рессоры, в то время, как вторая может быть реализована вокруг винта или линейной направляющей поступательной степени свободы данного крепления, используемой для регулировки плеча приложения усилия силового элемента.
Крепление опоры (4) в одном из предпочтительных вариантов воплощений могут быть выполнено в виде сферического шарнира, набора цилиндрических шарниров с непараллельными осями или закрепления с помощью упругого или нет материала, свойства которого допускают многократные повороты или изгибы при сохранении механических свойств. При этом вращательная степень вокруг «оси» опоры (5) может быть в любом месте данной опоры, содержаться в настройке ее длины или конструктивно заложена в характеристику самого силового элемента (11).
Удерживающий элемент (7) в одном из предпочтительных вариантов воплощений может представлять собой многозвенный механизм, цепь, трос, шнур, ремень, стропу, телескопическую трубку, планку, профиль или набор подобных элементов. При этом сохранение возможности уменьшения расстояния между (9) и (12) способствует увеличению объема движения оператора без ассистирующего усилия в случае, если Крепление (12) не содержит поступательной степени свободы. В одном из предпочтительных вариантов воплощений используется капроновый, металлический или иной нерастяжимый ремень. Данный ремень может быть продублирован с двух сторон от планки (6) и крепиться с помощью петель подвижно на осях шарниров креплений (9) и (12). Данный элемент может крепиться к указанной опоре (5) или к указанному силовому элементу (11) или к указанной опоре (5) или к указанному креплению опоры (4) или к указанному упору (3).
Силовой элемент (11) в одном из предпочтительных вариантов воплощений может представлять собой блокируемую газовую пружину, газлифт, гидрозамок, пружину сжатия, рессору или активный привод, в том числе пневмоцилиндр, гидроцилиндр или линейный актуатор, или устройство, состоящие из набора указанных элементов, или иной элемент, геометрические характеристики которого увеличиваются при использовании внешней энергии для совершения полезной работы. Блокировка, установка или фиксация на необходимой высоте может осуществляться с помощью рычага, кнопки, расположенной на корпусе механизма или независимо находящейся у пользователя или ассистента или иного исполнительного механизма приводящихся в действие либо пользователем самостоятельно, либо с помощью автономной или следящей системы управления с помощью актуатора или движителя.
Предложенное устройство в одном из предпочтительных вариантов может быть использовано в качестве промышленного экзоскелета.
Предложенное устройство в одном из предпочтительных вариантов может быть использовано в качестве средства индивидуальной защиты опорно-двигательного аппарата.
Предложенное устройство может применяться для повышения производительности труда сотрудников промышленных предприятий.
Предложенное устройство может применяться для снижения риска травм и возникновения профессиональных заболеваний сотрудников промышленных предприятий.
Предложенное устройство может применяться для снижения затрат предприятий, связанных с временной, частичной или полной потерей работоспособности или снижения производительности и концентрации сотрудников.
Предложенное устройство может применяться для снижения выбросов СОг из-за снижения энергозатрат сотрудников.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 Базовая модель устройства, вид сбоку.
Фиг. 2 Возможный вариант воплощения устройства в рабочем положении.
Фиг. 3 Возможный вариант воплощения устройства в положении без обеспечения поддержки.
1 - коленный сустав оператора
2 - держатель ноги
3 - упор
4 - крепление опоры
5 - опора
6 - планка
7 - удерживающий элемент
8 - крепление
9 - крепление
10 - крепление
11 - силовой элемент
12 - крепление СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. US10537459 (Noonee AG) 21.01.20
2. US10632002 (Ottobock SE and Co KGaA) 28.04.2020 3. LIS20190343707 (Eidgenoessische Technische Hochschule Zurich ETHZ) 14.11.2019
4. EP2168548 (Honda Motor Co Ltd) 31.03.2010
5. US4138156 (Darcy R. Bonner) 06.02.1979

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Предложенное изобретение представляет собой устройство для обеспечения необходимого усилия для поддержки веса оператора путем передачи усилия от по меньшей мере одного держателя ноги (2) к упору (3), посредством по меньшей мере одного силового элемента (11), с одной стороны закрепленного к планке (6) посредством крепления (10), с другой стороны зафиксированного на опоре (5), которая с помощью крепления опоры (4) крепится к упору (3), при этом необходимое положение планки (6), к которой прикреплен держатель ноги (2), обеспечивает по меньшей мере один удерживающий элемент (7), закрепленный с одной стороны к указанной планке (6) посредством крепления (9), с другой стороны посредством крепления (12) — к указанной опоре (5), или к указанному силовому элементу (11), или к указанному креплению опоры (4) или к указанному упору (3).
2. Устройство по п.1 , где удерживающий элемент (7) является нерастяжимым и допускает сжатие.
3. Устройство по п.1 , где удерживающий элемент (7) является нерастяжимым и не допускает сжатие.
4. Устройство по п.1 , состоящее из по меньшей одного модуля, предназначенного для поддержки веса оператора.
5. Устройство по п.1 , где держатель ноги (2) может представлять собой в том числе пластиковый ложемент, шарнирно закрепленный на планке (6) имеющий накладку из ткани и систему ремней с регулировками для разных размеров руки оператора и застежками для быстрого снятия.
6. Устройство по п.1 , где упор (3) выполнен в виде подпятника и имеет противоскользящую накладку или имеет вид шпоры или острия для надежного сцепления с поверхностью.
7. Устройство по п.1 , где крепление опоры (4) может быть выполнено в виде сферического шарнира, набора цилиндрических шарниров с непараллельными осями или закрепления с помощью упругого или нет материала, свойства которого допускают многократные повороты или изгибы при сохранении механических свойств.
8. Устройство по п.7, где крепление опоры (4) представляет собой шарнир, имеющий по меньшей мере одну вращательную степень свободы.
9. Устройство по п.7, где крепление опоры (4) может представлять собой подшипниковое соединение, втулку, упругий элемент, ткацкую деталь, деформируемую деталь, шаровой наконечник, подвижный упор.
10. Устройство по п.1 , где упомянутое устройство имеет регулировку длины опоры (5) и регулировку длины планки (6), позволяющие позиционировать крепление (9) в области коленного сустава оператора (1). Устройство по п.1 , где опора (5) может представлять собой несжимаемый элемент или набор элементов, неподвижно фиксирующихся друг относительно друга в том числе, состоящий из по меньшей мере одной трубки, стержня, планки, фермы, оси, шпильки или соединения любого набора указанных элементов, как вдоль основных осей, так и под углом, для выполнения основной функции опоры (5). Устройство по п.11 , где опора (5) выполнена в форме трубки и содержит регулировку длины, где упомянутая регулировка может быть дискретной или непрерывной. Устройство по п.11 , где опора (5) содержит гнездо фиксации силового элемента. Устройство по п.1 , где опора (5) имеет ничтожно малую длину или отсутствует. Устройство по п.1 , где планка (6) выполнена в виде рычага для передачи крутящего момента на держатель ноги. Устройство по п.15, где планка (6) может представлять собой трубку, планку, балку, профиль, тягу бобышку, палку или соединение любого набора указанных элементов, как вдоль основных осей, так и под углом. Устройство по п.16, где планка (6) состоит из двух элементов, имеющих фиксируемую поступательную степень свободы друг относительно друга, позволяющую регулировать ее длину. Устройство по п.1 , где удерживающий элемент (7) представляет собой объект, не удлиняющийся существенно при переносе веса на держатель ноги (2). Устройство по п.2, где удерживающий элемент (7) может представлять собой многозвенный механизм, цепь, трос, шнур, ремень, стропу, телескопическую трубку или набор подобных элементов. Устройство по п.З, где удерживающий элемент (7) может представлять собой трубку, стержень, планку, ферму, ось, шпильку или набор подобных элементов. Устройство по п.19, где удерживающий элемент (7) представляет собой капроновый, металлический или иной нерастяжимый ремень. Устройство по п.1 , где крепление (8) может представлять собой вращательный шарнир с одной степенью свободы расположенный под прямым углом к планке (6). Устройство по п.1 , где крепления (9) и (12) могут представлять собой вращательный шарнир с одной степенью свободы под прямым углом к планке (6) или при использовании деформируемого нерастяжимого элемента жесткую фиксацию. Устройство по п.23, где шарнир одного из креплений (9) и (12) обладает дополнительной степенью свободы, вращательной или поступательной, для регулировки длины нерастяжимого элемента. Устройство по любому из п.п. 24-30, где крепления (8), (9), (10), (12) могут представлять собой подшипниковое соединение, втулку, упругий элемент, ткацкую деталь, деформируемую деталь, шаровой наконечник, подвижный упор.
26. Устройство по п. 1, где силовой элемент (11) может представлять собой блокируемую газовую пружину, газлифт, пружину сжатия, рессору или активный привод, в том числе пневмоцилиндр, гидроцилиндр или линейный актуатор, или устройство, состоящие из набора указанных элементов, или иной элемент, геометрические характеристики которого увеличиваются при использовании внешней энергии для совершения полезной работы и имеющее функцию фиксации положения.
27. Устройство по п. 1, представляющее собой промышленный экзоскелет по меньшей мере одной верхней конечности.
28. Применение устройства по п. 1 для повышения производительности труда сотрудников промышленных предприятий.
29. Применение устройства по п. 1 для снижения риска травм и возникновения профессиональных заболеваний.
30. Применение устройства по п. 1 для снижения затрат предприятия, связанных с временной, частичной или полной потерей работоспособности или снижения производительности и концентрации сотрудника.
31. Применение устройства по п.1 для снижения выбросов СОг из-за снижения энергозатрат работника.
PCT/RU2022/050288 2021-09-13 2022-09-13 Носимое устройство для поддержки позы пользователя WO2023038552A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021126908 2021-09-13
RU2021126908A RU2021126908A (ru) 2021-09-13 Носимое устройство для поддержки позы пользователя

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023038552A1 true WO2023038552A1 (ru) 2023-03-16

Family

ID=85506873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2022/050288 WO2023038552A1 (ru) 2021-09-13 2022-09-13 Носимое устройство для поддержки позы пользователя

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023038552A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4138156A (en) * 1977-09-06 1979-02-06 Bonner Darcy R Wearable chair
RU2110243C1 (ru) * 1994-05-30 1998-05-10 Акционерное общество "Западно-украинский бизнес-центр" Экзоскелетон
US20190133805A1 (en) * 2016-05-04 2019-05-09 Noonee Ag Leg unit for a wearable sitting posture assisting device
US20200093676A1 (en) * 2017-06-06 2020-03-26 Ottobock Se & Co. Kgaa Device for supporting both arms of a user
WO2020139115A1 (ru) * 2018-12-28 2020-07-02 Игорь Александрович ОРЛОВ Способ поддержания позы человека и системы для осуществления способа

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4138156A (en) * 1977-09-06 1979-02-06 Bonner Darcy R Wearable chair
RU2110243C1 (ru) * 1994-05-30 1998-05-10 Акционерное общество "Западно-украинский бизнес-центр" Экзоскелетон
US20190133805A1 (en) * 2016-05-04 2019-05-09 Noonee Ag Leg unit for a wearable sitting posture assisting device
US20200093676A1 (en) * 2017-06-06 2020-03-26 Ottobock Se & Co. Kgaa Device for supporting both arms of a user
WO2020139115A1 (ru) * 2018-12-28 2020-07-02 Игорь Александрович ОРЛОВ Способ поддержания позы человека и системы для осуществления способа

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102151228B1 (ko) 힘 분산형 착용로봇
ES2690989T3 (es) Exoesqueleto y método para proporcionar un par de asistencia a un brazo de un usuario
KR20180123108A (ko) 인간을 위한 외골격(Exoskeleton for a Human Being)
US10569413B2 (en) Exoskeleton and method of providing an assistive torque to an arm of a wearer
CN107835675B (zh) 用于人手臂支承外骨骼的方法和装置
US20210078161A1 (en) Exoskeleton
US8360997B2 (en) Robot arm
US5282460A (en) Three axis mechanical joint for a power assist device
US8968222B2 (en) Wearable material handling system
JP6798618B2 (ja) 動作補助装置
WO2018165399A1 (en) Devices for the support and balance of human exoskeletons
ES2955334T3 (es) Dispositivo de compensación de carga, en particular de cargas gravitacionales, aplicable a exoesqueletos
WO2023038552A1 (ru) Носимое устройство для поддержки позы пользователя
CN107569362B (zh) 一种外骨骼机器人及其髋关节部件
CN214285780U (zh) 一种可调节穿戴式助力机械外骨骼
WO2023038551A1 (ru) Носимый механизм для поддержки корпуса пользователя
RU2808690C1 (ru) Носимое устройство для поддержки рук пользователя
RU2021126908A (ru) Носимое устройство для поддержки позы пользователя
US20180295998A1 (en) Dynamically adjustable arm lift (daal) accessory device
WO2023038550A1 (ru) Носимое устройство для поддержки рук пользователя
WO2023038553A1 (ru) Носимый механизм для поддержки рук пользователя
RU2809267C1 (ru) Носимый механизм для поддержки рук пользователя
CN107595556B (zh) 一种外骨骼机器人及其小腿挡板部件
KR101666203B1 (ko) 착용로봇
KR102486715B1 (ko) 작업자용 보조기

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: 22867797

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE