ЛОЖЕМЕНТ ДЛЯ ВЕРХНЕЙ КОНЕЧНОСТИ ЧЕЛОВЕКА Российский патент 2000 года по МПК A61F5/04 

Изобретение - ложемент для верхней конечности человека относится к устройствам, предназначенным для использования в тренажерах для занятий физической культурой и спортом. Кроме того, может быть использовано в устройствах, предназначенных для целей лечебной физкультуры, при проведении реабилитационных оздоровительных занятий, а также в качестве рабочего приспособления для инвалидов с отсутствием пальцев рук.

Различие между известными ложементами и предложенным заключается в способе его крепления на тренируемой конечности или в определенном контакте между ними. Имеется в виду, что в известных устройствах ложемент может удерживаться с помощью пальцев рук, или контакт может происходить при помощи наложения кистей рук, а также предплечий на определенную деталь ложемента.

Известен ложемент, используемый в приспособлении для тренировки мышц предплечий и кистей рук, имеющий жесткий кожух и средства закрепления ложемента на предплечье верхней конечности (см. заявку PCT N 09500210, МПК A 63 В 21/02 опубл. в 1995 г.).

Известны также два однотипных, конструктивных элемента - ложемента, обеспечивающих контакт с кистями рук (см. пат. США N 5102096, A 63 В 21/02, 1992 г.).

По совокупности существенных признаков последнее устройство является наиболее близким аналогом. Однако это устройство может использоваться только в тренажерах, имеющих упругие элементы для создания напряжения в мышцах.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание ложемента для верхней конечности человека, предназначенного как для использования при тренировке мышц рук и торса, так и в медицинских целях: при проведении реабилитации больных и в качестве рабочего приспособления со сменным инструментом для инвалидов с отсутствующими фалангами пальцев рук. То есть задачей является расширение эксплуатационных возможностей ложемента.

Поставленная задача решается за счет того, что конструкция ложементов обеспечивает возможность контакта ложемента с большей частью поверхности кистей рук, за исключением фаланг пальцев, и позволяет фиксировать их на кистях рук, обеспечивая возможность регулирования плотности облегания или кистей рук, за исключением фаланг пальцев.

Кожух, который может входить в состав ложемента, или усиленная наружная поверхность пневматической камеры используются для размещения средств крепления, например к упругому элементу тренажера или к приспособлениям для проведения рабочих операций инвалидом с отсутствующими фалангами пальцев, при этом упомянутые средства крепления могут располагаться в непосредственной близости от лучезапястного сустава.

Совокупность признаков, обеспечивающих получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны, являются:
- пневматическая камера, на которой расположены средства регулирования давления внутри нее;
- элементы фиксации на конечности без использования фаланг пальцев;
- средства крепления к другим устройствам, обеспечивающим возможность использования ложемента по назначению, например к упругому элементу тренажера или к приспособлениям для проведения рабочих операций инвалидом с отсутствующими фалангами пальцев.

В частных случаях использования ложемент может характеризоваться следующими существенными признаками:
- упомянутые средства крепления к другим устройствам могут располагаться в непосредственной близости от лучезапястного сустава;
- средства регулирования давления внутри камеры состоят из насоса, клапанов и соединительных трубок, причем их выполнение таково, что возможно приведение в действие без использования фаланг пальцев;
- элементы фиксации камеры на конечности без использования фаланг пальцев состоят из регулируемых по длине ремней и застежек, причем конструкция застежек обеспечивает возможность расстегивать и застегивать их без использования фаланг пальцев;
- средства крепления к другим устройствам состоят из различного вида приспособлений, позволяющих обеспечить надежный контакт с данными устройствами, причем приспособления могут быть как съемными, так и неподвижно закрепленными на камере или кожухе;
- материал, из которого изготовлена камера, имеет участки с различными коэффициентами растяжения;
- может иметься кожух, образующий корпус ложемента, внутри которого помещена пневматическая камера.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен ложемент, вид сбоку.

На фиг. 2 изображен продольный разрез ложемента, в котором основным силовым элементов является кожух, а приспособление, обеспечивающее контакт с другим устройством, изображено в виде звена разъемной кинематической пары, причем данное приспособление является съемным.

На фиг. 3 изображен продольный разрез ложемента, в котором основным силовым элементом является камера, а приспособление, обеспечивающее контакт с другим устройством, изображено в виде звена разъемной кинематической пары, причем данное приспособление является неподвижно закрепленным на камере.

На фиг. 4 изображен ложемент, вид спереди.

На фиг. 5 изображена застежка, вид сбоку.

На фиг. 6 изображена застежка, вид спереди.

На фиг. 7 изображен ложемент, вид снизу, на котором в качестве приспособления, используемого для проведения рабочих операций инвалидом с отсутствующими фалангами пальцев, закреплена пила-ножовка.

На фиг. 8 изображен ложемент, вид сверху, на котором в качестве приспособления, обеспечивающего контакт с упругим элементом, изображена разъемная кинематическая пара, расположенная в непосредственной близости от лучезапястного сустава.

Ложемент для верхней конечности человека может использоваться как один, так и в паре с другим ложементом, если предполагается задействовать обе конечности, причем ложементы имеют одинаковую конструкцию и изготовлены из одних и тех же материалов. Они выполняют одни и те же функции. Поэтому будет описываться конструкция только одного из них.

Основным силовым элементом, воспринимающим нагрузки и задающим форму любого устройства, обычно является корпус. В заявленном ложементе в качестве основного силового элемента может быть использована как собственно пневматическая камера 6, внешняя поверхность которой должна быть для этого усилена, так и специальный элемент - кожух 1.

Далее ложемент будет описан для случая с кожухом. Для случая выполнение основного силового элемента из собственно усиленной (утолщенной, армированной и т.п.) внешней поверхности пневматической камеры 6 отличие будет состоять только в том, что необходимые элементы будут крепиться непосредственно к камере. Для достижения технического результата оба этих случая эквиваленты.

В случае использования кожуха 1 как основного силового элемента внутренняя поверхность кожуха 1 профилируется в виде ребристой поверхности, причем ребра ориентированы перпендикулярно продольной оси кожуха. Такое выполнение кожуха 1 позволяет устанавливать внутри него пневматическую камеру 6 без дополнительных средств крепления ее относительно продольной оси кожуха 1.

Пневматическая камера 6 своей внутренней поверхностью контактирует с верхней конечностью человека. Внешняя поверхность условно делится на два участка посредством образованного материалом камеры утолщения - бортика 2. Бортик 2 предназначен для ограничения движения кожуха 1 в сторону предплечья.

Первый участок внешней поверхности камеры 6 (далее - первый участок) контактирует с внутренней поверхностью кожуха 1.

Второй участок внешней поверхности камеры 6 (далее - второй участок) выполняет роль манжета. Для этого материал, из которого выполнена камера 6, в зоне второго участка усилен, в частности утолщен и (или) армирован, что позволяет ему иметь коэффициент растяжения, близкий к нулю.

На втором участке выполнены соответствующие утолщения в местах соединения 19 с регулируемыми по длине ремнями 3, которые являются элементами фиксации на предплечье, в районе лучезапястного сустава, без использования фаланг пальцев, а также на этом участке закреплены основания 7 застежек 15, для регулируемых по длине ремней 3, причем конструкция застежек 15 обеспечивает возможность расстегивать и застегивать их без использования фаланг пальцев.

На втором участке также закреплено устройство для открывания клапана 9, состоящее из основания 16 и кнопки 18. Нажатием на кнопку 18 открывается клапан 17 и происходит стравливание воздуха.

На втором участке внешней поверхности пневматической камеры 6 выполнено утолщение, которое образует основание 4 под нагнетающий насос 5, образованный эластичной полусферой 8, соединенной с основанием 4. Основание 4 имеет форму цилиндра, который имеет два основания. Одно основание, по своему периметру, имеет контакт с эластичной полусферой 8, другое закреплено на внутренней поверхности камеры 6, что позволяет, при использовании насоса, прикладывать усилие непосредственно на предплечье руки в районе лучезапястного сустава. В основании 4 выполнены два отверстия: первое под клапан 9, выполненный в виде эластичной пластины, и второе - под трубку 13 с клапаном 14, которая соединяется с камерой 6 через выполненное в ней отверстие 12.

Ложемент, располагаясь над кистью руки со стороны предплечья, доходит до лучезапястного сустава, а со стороны пальцев до пястно-фаланговых суставов. Со стороны же большого пальца в кожухе 1 ложемента выполнен вырез, через который большой палец выводится за пределы кожуха.

Кожух 1 имеет форму, близкую к полому эллиптическому цилиндру, который имеет два основания в виде эллипсов. Одно основание располагается над лучезапястным суставом (далее в тексте - нижнее основание кожуха), другое над пястно-фаланговыми суставами кисти, за исключением пястно-фалангового сустава большого пальца (далее в тексте - верхнее основание кожуха).

При работе устройства камера 6 под воздействием закачиваемого воздуха расширяется. Ограниченная кожухом 1 камера 6 плотно облегает кисть руки, за исключением фаланг пальцев и принимает форму, близкую к форме кожуха. Первый участок камеры, контактируя с внутренней поверхностью кожуха 1, плотно облегает ребра, ориентированные перпендикулярно продольной оси кожуха. Воздух, имеющийся между ребрами, отводится через отверстие 21.

Камера 6 имеет сложную форму с вырезом, который позволяет вывести за ее пределы большой палец руки. По своим параметрам вырез приблизительно соответствует вырезу на кожухе 1, продолжается на втором участке, выполняющим роль манжета, и выходит на нижнее основание камеры 6.

Средства крепления к другим устройствам состоят из различного вида приспособлений, позволяющих обеспечить надежный контакт с устройствами, обеспечивающими возможность использования ложемента по назначению. Частным случаем является закрепление на ложементе первого звена 20 разъемной кинематической пары.

Ниже будут описаны операции, которые необходимо произвести с ложементом при подготовке его к использованию.

В первую очередь в пневматическую камеру 6 посредством насоса 5 закачивается воздух через трубку 13. Камера 6 расширяется и принимает форму, близкую к форме кожуха 1. Первый участок камеры, контактируя с внутренней поверхностью кожуха 1, плотно облегает ребра, ориентированные перпендикулярно продольной оси кожуха, фиксируя его на камере. При желании можно надеть перчатки, для исключения непосредственного контакта кожи конечности с внутренней поверхностью камеры. Использование или не использование перчаток непосредственного влияния на достижение технического результата не оказывает.

Ложемент надевают на кисть руки. Увеличивая или уменьшая давление в камере 6, добиваются необходимой плотности облегания.

Отрегулировав по длине ремни, с помощью застежек, плотно прижимаем второй участок камеры 6, выполняющий роль манжета 3 к руке, в районе лучезапястного сустава.

Используя средства крепления, соединяем ложемент с устройством и используем по назначению.

Из вышеописанного видно, что при осуществлении заявленного изобретения мы получили технический результат, который выражается:
- в равномерном распределении нагрузки на кисти рук, за исключением фаланг пальцев;
- в уменьшении нагрузки на мышцы предплечья;
- в уменьшении нагрузки на лучезапястный сустав руки, при определенных условиях использования;
- в плавной регулировке плотности облегания, одновременно, большей части поверхности кистей рук, за исключением фаланг пальцев, без использования фаланг пальцев;
- в возможности использования ложемента, без посторонней помощи инвалидом, у которого отсутствуют фаланги пальцев рук.

Равномерное распределение нагрузки на кисти рук, за исключением фаланг пальцев, достигается за счет использования ложементов, конструкция которых обеспечивает возможность контакта с большей частью поверхности кистей рук, за исключением фаланг пальцев.

Уменьшение нагрузки на мышцы предплечья достигается за счет использования ложементов, конструкция которых позволяет фиксировать их на кистях рук, без использования фаланг пальцев.

Уменьшение нагрузки на лучезапястный сустав при определенных условиях использования достигается за счет расположения средств крепления в непосредственной близости от лучезапястного сустава.

Плавная регулировка плотности облегания, одновременно, большей части поверхности кистей рук, за исключением фаланг пальцев, без использования фаланг пальцев достигается за счет использования в качестве средства регулирования плотности облегания конечности пневматической камеры, на которой расположены средства регулирования давления внутри нее, причем их выполнение таково, что возможно приведение их в действие без использования фаланг пальцев.

Возможность использования ложемента без посторонней помощи инвалидом, у которого отсутствуют фаланги пальцев рук, достигается за счет использования застежек, конструкция которых обеспечивает возможность расстегивать и застегивать их без использования фаланг пальцев, кроме этого, средства регулирования давления внутри камеры состоят из элементов, приведение которых в действие возможно без использования фаланг пальцев. Предполагается, что ложемент уже был соединен с устройством, позволяющим использовать его по назначению.

Далее будут описаны примеры реализации заявленного изобретения.

При использовании ложемента в тренажерах для занятий физической культурой и спортом его соединяют с устройствами, позволяющими создать в мышцах необходимое напряжение (противовесы, металлические пружины растяжения и т.д. ).

Для соединения с ними используются разъемные кинематические пары (далее в тексте РКП). РКП состоит из двух звеньев.

Первое звено 20 состоит из основания с двумя стойками и валика.

Второе звено 22 состоит из металлического крючка с плоской пружиной, причем в крючке имеется отверстие, используемое для соединения с устройством, позволяющим создать в мышцах необходимое напряжение.

На поверхности ложемента может быть закреплено несколько первых звеньев 20 РКП. Все первые звенья 20 РКП идентичны друг другу, что позволяет второму звену 22 РКП соединяться с любым из них.

Рассмотрим вариант, когда в качестве устройства, позволяющего создать в мышцах необходимое напряжение, используется упругий элемент 23.

Упругий элемент 23 с расположенным на одном его конце вторым звеном 22 РКП соединяется с ложементом. Другой его конец закрепляется неподвижно. Второе звено 22 РКП на упругом элементе может быть соединено с любым первым звеном 20 РКП на ложементе. Изменяя положение точки неподвижного крепления упругого элемента, используя различные варианты соединения вторых звеньев 22 РКП с первыми звеньями 20 РКП на ложементе, а также различное положение рук по отношению к корпусу и различное положение корпуса, по отношению к упругому элементу, можно добиться напряжения различных групп мышц.

У инвалидов с отсутствующими фалангами пальцев резко снижается нагрузка на мышцы верхних конечностей. Большинство имеющихся тренажеров не приспособлены для использования их человеком, у которого отсутствуют фаланги пальцев. Использование ложемента целесообразно при проведении реабилитационных, оздоровительных занятий в качестве одного из элементов спортивного тренажера. Камера в ложементе может быть изготовлена индивидуально, для конкретного человека. При изготовлении камеры возможно использование силиконовой резины.

Использование ложемента в качестве рабочего приспособления со сменным инструментом для инвалидов с отсутствующими фалангами пальцев достигается за счет закрепления на его поверхности предметов или устройств, для удержания которых обычно используются фаланги пальцев. Например пила-ножовка (фиг. 7). Пила-ножовка прочно закрепляется на ложементе. При ее использовании нагрузка равномерно распределяется на кисть руки, за исключением фаланг пальцев.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для занятий физической культурой и спортом, кроме того, может быть использовано в устройствах, предназначенных для целей лечебной физкультуры, при проведении реабилитационных оздоровительных занятий, а также в качестве рабочего приспособления для инвалидов с отсутствием пальцев рук. Ложемент для верхней конечности человека включает элементы фиксации на верхней конечности и средства регулирования плотности ее облегания в виде пневматической камеры, на поверхности которой расположены средства регулирования давления внутри камеры, при этом элементы фиксации на кистях рук выполнены с возможностью фиксации без использования фаланг пальцев. Кроме того, ложемент снабжен средствами крепления к другим устройствам, обеспечивающим возможность использования ложемента по назначению. Конструкция средств регулирования давления внутри камеры и конструкция застежек, входящих в состав элементов фиксации камеры на конечности, обеспечивает возможность приведения их в действие без использования фаланг пальцев. Технический результат заключается в расширении эксплуатационных возможностей ложемента. 6 з.п.ф-лы, 8 ил.

1. Ложемент для верхней конечности человека, включающий элементы фиксации на верхней конечности и средства регулирования плотности ее облегания, отличающийся тем, что в качестве средства регулирования плотности облегания конечности использована пневматическая камера, на которой расположены средства регулирования давления внутри ее, при этом элементы фиксации на кистях рук выполнены с возможностью фиксации без использования фаланг пальцев, кроме того, ложемент снабжен средствами крепления к другим устройствам, обеспечивающим возможность использования ложемента по назначению. 2. Ложемент по п.1, отличающийся тем, что он снабжен кожухом, образующим корпус ложемента, внутри которого помещена пневматическая камера. 3. Ложемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что средства регулирования давления внутри камеры состоят из насоса, клапанов и соединительных трубок, причем их выполнение таково, что возможно приведение их в действие без использования фаланг пальцев. 4. Ложемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что элементы фиксации камеры на конечности состоят из регулируемых по длине ремней и застежек, причем конструкция застежек обеспечивает возможность расстегивать и застегивать их без использования фаланг пальцев. 5. Ложемент по п. 1 или 2, отличающийся тем, что средства крепления к другим устройствам состоят из различного вида приспособлений, позволяющих обеспечить надежный контакт с данными устройствами, причем приспособления могут быть съемными или неподвижно закрепленными к внешней поверхности пневматической камеры или кожуху. 6. Ложемент по п.5, отличающийся тем, что средства крепления располагаются в непосредственной близости от лучезапястного сустава. 7. Ложемент по п.1 или 2, отличающийся тем, что материал, из которого выполнена камера, имеет участки с различными коэффициентами растяжения.