УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШАГОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК A63B23/04 A61H3/00 

Изобретение относится к медицине и спорту.

Известно устройство для шагового перемещения, содержащее пары рычагов с элементами крепления на внешних боковых сторонах бедер, голени и тазобедренной части, соединенные между собой посредством шарнирных соединений со стопорными механизмами, каждый из которых включает сегмент с наклонными зубьями, взаимодействующую с ним собачку и приспособление для управления собачкой.

Недостатком данного устройства является ограниченность применения.

Целью изобретения является расширение возможностей применения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено шарнирно связанными с рычагами для бедер планками для установки вдоль боков пользователя, несущими подмышечные опорные элементы на свободных концах, и дополнительными парами рычагов, связанных между собой шарнирными соединениями со стопорными механизмами, при этом одни пары дополнительных рычагов шарнирно связаны с подмышечными опорными элементами и несут рукоятки на концах, а другие - установлены с внутренней стороны ноги, причем верхние их концы шарнирно соединены между собой, а нижние жестко связаны с внешними рычагами в области стопы, а также рычаги и планки выполнены с возможностью изменения их длины.

На фиг.1 изображено устройство, закрепленное на теле человека, вид сбоку; на фиг. 2 - устройство с элементами крепления, вид сзади; на фиг.3 - рычаги кистевого поддержания тела; на фиг.4 - храповой механизм шарнирного соединения, на уровне коленного сустава; на фиг.5 - шарнирное соединение в тазобедренной зоне; на фиг.6 - шарнирное соединение в паховой области.

Устройство содержит поддерживающие ремни 1, паховые планки 2, наружные опорные рычаги тазобедренной зоны 3, голеностопные рычаги 4, коленные шарниры со стопорным механизмом 5, тазобедренные шарниры 6, внутренние опорные рычаги тазобедренной зоны 7 и голеностопной 8, стремя 9, опорное седло 10, планки 11 с подмышечными опорными элементами 12, рычаги плечевого пояса 13, рычаги кистевой зоны 14, локтевые шарниры 15, рукоятки 16, подмышечные шарниры 17, шарнирностопорные механизмы состоящие из зубчатого сегмента 18 с наклонными зубьями, оси 19, многозубчатой собачки 20, упорного винта 21, цилиндрической пружины 22, крышек корпуса 23, либо зубчатого соединения с прямыми зубьями собачки 24 и зубчатого сегмента 25.

Работает устройство следующим образом.

Тело человека подвешивается в тазобедренной области на седле 10 с помощью ремней 1 и планок 2 в шарнире 6, расположенном в верхних частях рычагов 3. Нижние конечности человека фиксируются неподвижно относительно рычагов 3, 4 при продевании ноги в стремя 9 и удерживаются соединительными щитками с внутренними рычагами 7, 8 и поддерживающими ремнями 1. Неподвижность шарнирного соединения, на уровне коленного сустава, обеспечивается взаимодействием собачки 20 и зубьев сегмента 18 за счет воздействия на нее массы тела, через стойку 3. При этом, собачка перемещается в тоннеле крышек корпуса 23, а крышки соединяются осью 19 и винтом 21. Верхняя часть туловища человека удерживается мышцами спины и живота в вертикальном положении относительно тазобедренного шарнира 6, в верхней части которого расположена планка 11 с подмышечным опорным элементом 12, на котором также может быть подвешена определенная часть массы тела. Кроме того, для разгрузки лимфатических узлов в подмышечной зоне, определенная часть массы тела может быть подвешена при опоре кистевой зоны на рукоятках 16. При этом, рычаг 14 перемещается вниз относительно рычага 13 и зуб 24 входит в соединение с зубьями сегмента 25, расположенного в нижней части рычага 13, чем обеспечивается неподвижность шарнирного соединения 15. Фиксация неподвижности шарнира 15 позволяет опираться в кистевой зоне не только при расправленном локтевом суставе, но и при его согнутом положении, что позволяет равномерно распределить нагрузку кистевой зоны и предплечья. В свою очередь шарнирное соединение 17 рычага 13 и опорного элемента 12 позволяет выбрать требуемое положение руки относительно туловища, соответствующее этапу шагового перемещения.

Таким образом, в статическом положении, масса тела человека поддерживается в тазобедренной, подмышечной и кистевой областях на жестком каркасе, образованном рычагами 4, 8, 3, 7, 11 и рычагами 13, 14. При этом, с помощью соответствующих групп мышц опираемую массу можно перераспределять по опорным зонам каркаса в соответствии с медицинскими показаниями, либо условиями перемещения.

Работа устройства в динамике отличается тем, что перемещение нижних конечностей человека обеспечивается путем перенесения центра тяжести на одну из ног и освобождения за счет этого зубчатого зацепления храпового механизма шарнира 5. При этом собачка 20 под действием возвратной пружины 22 отдаляется от зубчатого сегмента 18, перемещаясь в тоннеле крышек 23. В результате освобождается шарнирное соединение, расположенное в области коленного сустава неопорной ноги, т.е. могут взаимно перемещаться на оси 19 рычаги 3, 4 и 7, 8. В результате, конечность человека приобретает в коленном суставе требуемую подвижность. В данном случае, под действием усилия соответствующих мышц происходит естественное движение подъема, сгибания и последующего затем расправления в тазобедренном и коленном суставах, что характерно для выполнения шагового движения. Одновременно тело человека наклоняется вперед, центр тяжести смещается в переднюю часть стопы опорной ноги и соответственно происходит горизонтальное смещение (наклон) стопы относительно нижней части рычагов 4, 8. При этом, масса тела человека и переносимого им груза по прежнему поддерживается рычагами 4, 8 и 3, 7 опорной ноги, так как продолжается фиксация неподвижности шарнирного соединения 5 опорной конечности, а значит через рукоятку 16, рычаги 13, 14 планки 11, паховые планки 2, ремни 1, седло 10 и рычаги 4, 8 и 3, 7 опорной конечности тело по прежнему остается в подвешенном состоянии. При дальнейшем перенесении центра тяжести на выдвинутую вперед ногу, происходит перемещение собачки 20 в тоннеле крышек 23 и соответственно фиксируется неподвижность шарнирного соединения 5 теперь уже этой опорной конечности. В дальнейшем работа устройства не отличается от приведенной.

При движении человека по пересеченной местности, в том числе по лестнице, работа устройства отличается тем, что опорная нога может быть согнутой в коленном суставе в момент восприятия конечностью массы тела и груза. В данном случае, шарнирные соединения опорной ноги стопорятся от перемещения в сторону дальнейшего сгибания, взаимного смещения рычагов 3, 4 и 7, 8 собачкой 20 за счет наклона зубьев сегмента 18 и собачки, но остается возможность свободного расправления конечности в коленном суставе (в сторону совпадения продольных осей рычагов 3, 4 и 7, 8) опорной ноги. Тем самым мышцы опорной ноги частично освобождаются от поддержания массы тела и груза, но используются для усиления инерционного движения и расправления конечности. Таким образом, чем больше инерция движения масс тела и груза, тем эффективнее функционирует предлагаемое устройство. В процессе шагового перемещения и в статике обеспечивается требуемая свобода как наклона туловища, так и свободное перемещение рук относительно туловища. Так, наклон туловища вперед и в сторону позволяет выполнить карданное шарнирное соединение 6, а руки относительно туловища - шаровое шарнирное соединение 17. Универсальность применения устройства для людей различного роста и полноты обеспечивается подбором размеров опорных стоек и рычагов, а также выполнением их раздвижными. При этом, регулируя размеры этих стоек и рычагов, можно обеспечить как равномерное распределение поддержания массы тела и груза в тазовой, подмышечной и кистевой областях, так и избирательное распределение. Первое предпочтительно при использовании здоровыми людьми, тогда остается возможность перераспределения массы по точкам опоры за счет мышечных усилий. Второе - при использовании в медицине, когда требуется разгрузить определенную группу мышц, либо скелетных костей.

Таким образом, предлагаемое устройство, по сравнению с базовым, позволяет увеличить количество опорных элементов каркаса, для поддержания масс тела и груза, без ограничения естественности шагового перемещения.

Следовательно, достигается расширение области применения известного технического решения.

Использование: в медицине и спорте. Сущность: пары рычагов 3,4 и 7,8 расположены вдоль боковых сторон ног и связаны попарно шарнирными соединениями 5. Планки 11 шарнирно связаны с рычагами 3 и несут подмышечные опорные элементы 12. Рычаги 13,14 связаны между собой шарниром 15 и шарниром с подмышечным опорным элементом 12. Шарниры 5,15 имеют стопорные механизмы, включающие сегменты с наклонными зубьями, собачки и приспособления для управления собачкой. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ШАГОВОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ, содержащее пары рычагов с элементами крепления на внешних боковых сторонах бедра, голени и тазобедренной части, соединенные между собой посредством шарнирных соединений со стопорными механизмами, каждый из которых включает сегмент с наклонными зубьями, взаимодействующую с ним собачку и приспособление для управления собачкой, отличающееся тем, что, с целью расширения возможностей применения, оно снабжено шарнирно связанными с рычагами для бедер планками для установки вдоль боков пользователя, несущими подмышечные опорные элементы на свободных концах, и дополнительными парами рычагов, связанных между собой шарнирными соединениями со стопорными механизмами, при этом одни пары дополнительных рычагов шарнирно связаны с подмышечными опорными элементами и несут рукоятки на концах, а другие установлены с внутренних сторон ног, причем верхние их части шарнирно связаны между собой, а нижние жестко связаны с внешними рычагами в области стоп. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что рычаги и планки выполнены с возможностью изменения их длины.