НОСИМОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖКИ РУК ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Российский патент 2023 года по МПК A61H3/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к носимым системам для поддержания рук пользователя, используемым в промышленности, в частности в добывающей отрасли, на сборочных, 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 рук человека во время выполнения каких-либо работ, требующих длительного напряжения [1]-[4].

Ближайшим аналогом заявленного изобретения является устройство для удержания грузов верхними конечностями при выполнении работ на потолке и других отрицательных поверхностях [5], характеризующееся тем, что оно состоит из функционально соединенных между собой модуля крепления и модуля подъема груза, причем модуль крепления включает в себя каркас, присоединяемый с помощью поясного фиксатора к корпусу оператора, при этом модуль подъема груза включает в себя накопитель упругой энергии, содержащий корпус с упругим элементом и подвижный шток, причем нижний конец корпуса накопителя соединен шарнирно сферическим шарниром с каркасом, а верхний конец подвижного штока шарнирно соединен с ложементом для поддержки оператора, при этом корпус накопителя соединен шарнирно с приводом, кинематически связанным с нижним концом троса, а верхний конец троса шарнирно соединен с ложементом для поддержки руки оператора.

Описанное устройство обладает рядом серьезных недостатков, таких как отсутствие компенсации изгибающей нагрузки на модуль подъема груза и постоянные, заложенные в самой конструкции несоосные (консольные) нагрузки на накопитель упругой энергии, действующие в двух плоскостях: за счет крепления троса на пружине - в плоскости, ортогональной основной оси шарнира в креплении между ложементом (планкой) и силовым элементом; за счет момента сил взаимодействия руки и ложемента (планки) - в плоскости, содержащей ось шарнира в креплении между ложементом (планкой) и силовым элементом и сферический шарнир крепления опоры к поясу.

Данные недостатки приводят к сильному уменьшению срока службы, вплоть до нескольких недель или даже дней, повышению уровня шума из-за скрипа устройства, снижению коэффициента полезного действия. Они негативно влияют на динамические характеристики аппарата, в том числе ограничение на скорость подъема руки, сопротивление свободному движению и перемещению вдоль корпуса оператора. При использовании газовых пружин в данной схеме закрепления, также не работает предохранительный механизм, заложенный в конструкции таких пружин многими производителями.

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, 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 за счет снижения изгибающей и несоосной (консольной) нагрузок на силовой элемент;

• Повышение КПД устройства;

• 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 нескольким существенным доработкам:

• Первая и обязательная доработка - это крепление нерастяжимого элемента, который может представлять собой в том числе трос, осуществляется не к силовому элементу, который является накопителем упругой энергии, а ниже его, к опоре, что снижает несоосную (консольную) нагрузку на силовой элемент;

• Вторая доработка заключается в использовании элемента компенсации изгибающего и/или радиального усилия, который может представлять собой, в том числе изменение формы планки, таким образом, что крепления (9), (10) и вектор скорости точки приложения усилия (15) принадлежат одной плоскости (Фиг. 1В), изменение схемы крепления и типа силового элемента, допускающего его изгибание и (или) нерастяжимого элемента не допускающего его изгибание е плоскости, отличной от плоскости, которая определяется нерастяжимым элементом и креплением (10) (Фиг. 1Г) или компенсаторный элемент (14) изгибающего усилия, представляющий собой устройство, допускающее изменение расстояния между осями креплений (17) и (16) и не допускающее изгибающих усилий в креплениях силового элемента (11) (Фиг. 1Б), используемые совместно или по отдельности.

• Третья доработка заключается в изменении геометрии шарниров таким образом, что крепления (9), (10) и вектор скорости точки приложения усилия (15) принадлежат одной плоскости (Фиг. 1В).

Вторая и третья доработка могут использоваться совместно или по отдельности в дополнение к первой, которая является обязательной.

ТЕРМИНЫ

«Промышленный экзоскелет» (ПЭ) в контексте настоящего изобретения - это носимое на человеке средство индивидуальной защиты опорно-двигательного аппарата, компенсирующее и/или перераспределяющее нагрузку на опорно-двигательный аппарат.

«Свободная зона» в контексте настоящего изобретения - это область, в которой могут находится руки оператора, но при этом величина ассистирующего усилия минимальна или существенно ниже величины поддержки, используемой во время работы.

«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.

«Необходимое усилие» 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 соответствующей верхней конечности оператора и держателя руки (2) равен нулю.

«Рабочее движение» в контексте настоящего изобретения - это движение руки, определяемое вектором скорости точки (15).

«Плечевой сустав оператора» (1) в контексте настоящего изобретения - это область на поверхности тела оператора, минимально отдаленная от плечевого сустава оператора, находящаяся на верхней внешней поверхности плеча.

«Держатель руки» (2) в контексте настоящего изобретения - это элемент конструкции, к которому крепится верхняя 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 корпус оператора, мало изменяющий 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 руки.

«Фиксатор опоры» (3) в контексте настоящего изобретения - это элемент, позволяющий зафиксировать часть экзоскелета на поверхности тела оператора, предпочтительно в области бедренного сустава для передачи нагрузки от силового элемента на корпус оператора.

«Крепление» (8, 9, 10, 12, 13, 16, 17) 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 или в соответствии с геометрией элемента компенсации изгибающего и/или радиального усилия находится под углом к осям (9) и (10).

Крепления (9, 12) могут представлять собой крепление произвольного типа.

Крепление (10) при использовании компенсаторного элемента (14) может представлять собой крепление произвольного типа. В ином случае крепление не должно содержать вращательной степени свободы вокруг оси, параллельной главной оси (минимального момента) тензора инерции планки.

Крепления (13, 16, 17) представляют собой шарниры, которые имеют одну вращательную степень свободы, оси которых параллельны между собой. Ось шарнира крепления (16) может совпадать с осями шарниров креплений (9) или (10), или находится в любом месте на планке (6) и в одном из предпочтительных вариантов совпадает с осью шарнира крепления (10).

«Крепление опоры» (4) в контексте настоящего изобретения - это крепление произвольного типа, которое имеет по меньшей мере три вращательные степени свободы (не обязательно находящиеся в одном месте геометрически).

«Нерастяжимый 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 нерастяжимый элемент всегда допускает уменьшение расстояния между креплениями (9) и (12) при подъеме руки оператора.

«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.

«Компенсаторный элемент» (14) в контексте настоящего изобретения - это устройство, допускающее изменение расстояния между осями креплений (17) и (16) и не допускающее изгибающих усилий в креплениях силового элемента (11).

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 необходимого усилия для поддержки по меньшей мере одной руки оператора путем передачи усилия от держателя руки (2) к фиксатору опоры (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 фиксатору опоры (3), при этом необходимое движение планки (6), к которой прикреплен держатель руки (2), обеспечивает по меньшей мере один нерастяжимый 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 креплению опоры (4) или к указанному фиксатору опоры (3).

В одном из предпочтительных вариантов устройство имеет регулировку длины опоры (5) и регулировку длины планки (6), позволяющие позиционировать крепления (9) и (10) в области плечевого сустава оператора (1). Устройство может состоять из одного или двух модулей, для поддержки одной или двух рук, соответственно.

В одном из предпочтительных вариантов воплощений Крепление, в общем случае, если отдельно не указано иное, может представлять собой подшипниковое соединение, втулку, упругий элемент, ткацкую деталь, деформируемую деталь, шаровой наконечник, подвижный упор.

Держатель руки (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 руки оператора и застежками для быстрого снятия, также может представлять собой кронштейн с системой подвесов или иную деталь, надежно фиксирующуюся на верхней конечности оператора, например на плече, или предплечье, или локте или нескольких зонах рядом с локтевым суставом. В одном из предпочтительных вариантов элемент имеет покрытие с высоким коэффициентом трения при движении вдоль руки и с низким - при вращении вокруг.

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, стержня, планки, фермы, оси, шпильки. В одном из предпочтительных вариантов опора выполнена в форме трубки и содержит регулировку длины для операторов разного роста, которая может быть дискретной или непрерывной. Опора также может содержать 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, для выполнения основного свойства компенсаторного элемента (14), 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.

Фиксатор опоры (3) в одном из предпочтительных вариантов воплощений может представлять собой пояс, накладку, вставку, вкладыш, наклейку, разъемное магнитное соединение, прищепку, заклепку, застежку, брошь, которое может быть как частью устройства, так и крепиться на элемент одежды оператора, например, ремень, вкладываться в карман, крепиться на пояс или иное оборудование находящееся во время выполнения целевого процесса в заданной области. Фиксатор может крепиться к собственному ремню оператора. В одном из предпочтительных вариантов выполнен в виде пояса и имеет независимую регулировку длины на передней и задней части и пряжку для быстрого сброса.

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 нерастяжимого элемента. Крепление (9) может содержать поступательную степень свободы вдоль планки для регулировки плеча усилия силового элемента (11).

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. Вторая степень свободы может существовать при наличии компенсаторного элемента (14).

Крепление (13), (16) и (17) в одном из предпочтительных вариантов воплощений могут представлять собой вращательный шарнир с одной степенью свободы под прямым углом к планке (6) при этом крепление 17 может иметь одну ось с креплением (12), а крепление (16) с (9) или (10), в случае, если их оси параллельны.

Крепление опоры (4) в одном из предпочтительных вариантов воплощений 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. 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).

Нерастяжимый элемент (7) в одном из предпочтительных вариантов воплощений может представлять собой многозвенный механизм, цепь, трос, шнур, ремень, стропу, телескопическую трубку или набор подобных элементов. При этом сохранение возможности уменьшения расстояния между (9) и (12) способствует увеличению объема движения оператора без ассистирующего усилия. В одном из предпочтительных вариантов воплощений используется капроновый, металлический или иной нерастяжимый трос. Данный трос может быть продублирован с двух сторон от планки (6) и крепиться с помощью петель подвижно на осях шарниров креплений (9) и (12). Также может быть использован один трос, закрепленный на оси шарнира крепления (9) или (12), а в области другого шарнира он может быть пропущен через отверстие, что обеспечивает равное натяжение с двух сторон.

Силовой элемент (11) в одном из предпочтительных вариантов воплощений может представлять собой 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. В одном из предпочтительных вариантов при использовании газовой пружины дополнительная вращательная степень свободы шарнира (10) должна допускать движение, ограниченное элементом (14). В одном из предпочтительных вариантов воплощений при использовании рессоры элемент (14) не требуется.

Компенсаторный элемент (14) в одном из предпочтительных вариантов воплощений может представлять собой многозвенник, набор многозвенников с совпадающими осями вращения. В одном из предпочтительных вариантов выполнен в виде двухзвенника.

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 СО2 из-за снижения энергозатрат сотрудников.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг. 1А. Базовая модель устройства, вид сбоку и сзади.

Фиг. 1Б. Модели устройства с элементами компенсации изгибающего усилия, вид сбоку.

Фиг. 1В. Модель устройства с изменением формы планки и изменением геометрии шарниров, вид сбоку и сверху.

Фиг. 1Г. Модель устройства с изменением схемы крепления и типа силового элемента (рессора), вид сбоку.

Фиг. 2 Возможный вариант воплощения устройства без компенсаторного элемента (14).

Фиг. 3. Возможный вариант воплощения устройства с компенсаторным элементом (14) в виде двухзвенного механизма.

1 - плечевой сустав оператора

2 - держатель руки

3 - фиксатор опоры

4 - крепление опоры

5 - опора

6 - планка

7 - нерастяжимый элемент

8 - крепление

9 - крепление

10 - крепление

11 - силовой элемент

12 - крепление

13 - крепление

14 - компенсаторный элемент

15 - точка приложения усилия

16 - крепление

17 - крепление

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. RU175852U1 (ФГБОУ высшего образования "Российский национальный исследовательский медицинский университет им. Н.И. Пирогова" Министерства здравоохранения Российской Федерации), 21.12.2017;

2. WO2019081851A1 (В TEMIA INC; SAFRAN ELECTRONICS & DEFENSE), 02.05.2019;

3. CN110181489 (KNOWGENE TAIZHOU ROBOT TECH CO LTD), 30.08.2019;

4. CN110238819 (UNIV BEIHANG), 17.09.2019;

5. RU 200733 U1 (ООО «Экзомед»), 09.11.2020.

Группа изобретений относится к медицине. Устройство для обеспечения необходимого усилия для поддержки по меньшей мере одной руки оператора, включающее держатель руки оператора, фиксатор опоры, по меньшей мере один силовой элемент, с одной стороны закрепленный к планке посредством третьего крепления, с другой стороны зафиксированный на опоре, которая с помощью крепления опоры крепится к фиксатору опоры, при этом по меньшей мере один нерастяжимый элемент выполнен с возможностью обеспечения движения планки, к которой прикреплен держатель руки, закрепленный с одной стороны к указанной планке посредством второго крепления, с другой стороны посредством четвертого крепления - к указанной опоре или к указанному креплению опоры или к указанному фиксатору опоры, предназначенному для фиксации устройства на теле оператора. Применение устройства для повышения производительности труда сотрудников промышленных предприятий. Применение устройства для снижения риска травм и возникновения профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата сотрудника. Применение устройства для снижения затрат предприятия, связанных с временной, частичной или полной потерей работоспособности или снижения производительности и концентрации сотрудника. Применение устройства для снижения выбросов CO₂ из-за снижения энергозатрат работника. Техническим результатом является расширение арсенала надежных, комфортных в использовании, износоустойчивых устройств, пригодных для применения в качестве промышленного экзоскелета или средства индивидуальной защиты опорно-двигательного аппарата. 5 н. и 35 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для обеспечения необходимого усилия для поддержки по меньшей мере одной руки оператора, включающее держатель руки (2) оператора, фиксатор опоры (3), по меньшей мере один силовой элемент (11), с одной стороны закрепленный к планке (6) посредством третьего крепления (10), с другой стороны зафиксированный на опоре (5), которая с помощью крепления опоры (4) крепится к фиксатору опоры (3), при этом по меньшей мере один нерастяжимый элемент (7) выполнен с возможностью обеспечения движения планки (6), к которой прикреплен держатель руки (2), закрепленный с одной стороны к указанной планке (6) посредством второго крепления (9), с другой стороны посредством четвертого крепления (12) - к указанной опоре (5) или к указанному креплению опоры (4) или к указанному фиксатору опоры (3), предназначенному для фиксации устройства на теле оператора.

2. Устройство по п.1, состоящее из по меньшей мере одного модуля, предназначенного для поддержки одной руки оператора.

3. Устройство по п.1, где держатель руки (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, также может представлять собой кронштейн с системой подвесов или иную деталь, надежно фиксирующуюся на верхней конечности оператора, например на плече, или предплечье, или локте, или нескольких зонах рядом с локтевым суставом.

4. Устройство по п.3, где держатель руки (2) имеет покрытие с высоким коэффициентом трения при движении вдоль руки и с низким - при вращении вокруг.

5. Устройство по п.1, где фиксатор опоры (3) может представлять собой в том числе пояс, накладку, вставку, вкладыш, наклейку, разъемное магнитное соединение, прищепку, заклепку, застежку, брошь, которое может быть как частью устройства, так и прилагаться в наборе с ним и крепиться на элемент одежды оператора, например, ремень, вкладываться в карман, крепиться на пояс или иное оборудование находящееся во время выполнения целевого процесса в заданной области.

6. Устройство по п.5, где фиксатор опоры (3) выполнен с возможностью прикрепления к собственному ремню оператора.

7. Устройство по п.5, где фиксатор опоры (3) выполнен в виде пояса и имеет независимую регулировку длины на передней и задней части и пряжку для быстрого сброса.

8. 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.

9. Устройство по п.8, где крепление опоры (4) представляет собой шарнир, имеющий по меньшей мере две вращательные степени свободы.

10. Устройство по п.8, где крепление опоры (4) может представлять собой подшипниковое соединение, втулку, упругий элемент, ткацкую деталь, деформируемую деталь, шаровой наконечник, подвижный упор.

11. Устройство по п.1, где опора (5) и планка (6) выполнены с возможностью регулировки их длины, что позволяет позиционировать крепления второе (9) и третье (10) в области плечевого сустава оператора (1).

12. Устройство по п.1, где опора (5) представляет собой несжимаемый элемент или набор элементов, неподвижно зафиксированных относительно друг 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).

13. Устройство по п.12, где опора (5) выполнена в форме трубки и выполнена с возможностью регулировки длины, где упомянутая регулировка может быть дискретной или непрерывной.

14. Устройство по п.12, где опора (5) содержит гнездо фиксации силового элемента.

15. Устройство по п.1, где опора (5) имеет ничтожно малую длину.

16. Устройство по п.1, где планка (6) выполнена в виде рычага для передачи крутящего момента на держатель руки.

17. Устройство по п.16, 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, для выполнения основного свойства компенсаторного элемента (14).

18. Устройство по п.17, где планка (6) состоит из двух элементов, имеющих фиксируемую поступательную степень свободы относительно друг друга, позволяющую регулировать ее длину.

19. Устройство по п.1, где нерастяжимый элемент (7) представляет собой объект, не удлиняющийся существенно при приложении нагрузки на держатель руки (2).

20. Устройство по п.19, где нерастяжимый элемент (7) может представлять собой многозвенный механизм, цепь, трос, шнур, ремень, стропу, телескопическую трубку или набор подобных элементов.

21. Устройство по п.19, где нерастяжимый элемент (7) представляет собой капроновый, металлический или иной нерастяжимый трос.

22. Устройство по п.21, где трос закреплен на оси шарнира второго крепления (9) или (12), а в области другого шарнира он может быть пропущен через отверстие.

23. Устройство по п.21, где трос может быть продублирован с двух сторон от планки (6) и крепиться с помощью петель подвижно на осях шарниров креплений (9) и/или (12).

24. Устройство по п.1, где первое крепление (8) может представлять собой вращательный шарнир с одной степенью свободы расположенный под прямым углом к планке (6).

25. Устройство по п.1, где второе крепление (9) и четвертое крепление (12) могут представлять собой вращательный шарнир с одной степенью свободы под прямым углом к планке (6) или при использовании деформируемого нерастяжимого элемента жесткую фиксацию.

26. Устройство по п.25, где шарнир одного из креплений, а именно второго крепления (9) и четвертого крепления (12) обладает дополнительной степенью свободы, вращательной или поступательной, для регулировки длины нерастяжимого элемента.

27. Устройство по п.25, где второе крепление (9) может содержать поступательную степень свободы вдоль планки для регулировки плеча усилия силового элемента (11).

28. Устройство по п.1, где третье крепление (10) может представлять собой шарнир, содержащий одну, допускающую движение в плоскости рабочего движения, а также, возможно, вторую, ортогональную первой, вращательные степени свободы.

29. Устройство по п.28, где первая степень свободы реализована наконечником газовой пружины или петлей рессоры, в то время как вторая реализована вокруг винта или линейной направляющей поступательной степени свободы данного крепления, используемой для регулировки плеча приложения усилия силового элемента.

30. Устройство по п.1, где пятое крепление (13), шестое крепление (16) и седьмое крепление (17) могут представлять собой вращательный шарнир с одной степенью свободы под прямым углом к планке (6), при этом седьмое крепление (17) может иметь одну ось с четвертым креплением (12), а шестое крепление (16) с вторым (9) или третьим (10), в случае если их оси параллельны.

31. Устройство по любому из пп.24-30, где первое крепление (8), второе крепление (9), третье крепление (10), четвертое крепление (12), пятое крепление (13), шестое крепление (16), седьмое крепление (17) могут представлять собой подшипниковое соединение, втулку, упругий элемент, ткацкую деталь, деформируемую деталь, шаровой наконечник, подвижный упор.

32. Устройство по п.1, где силовой элемент (11) может представлять собой 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.

33. Устройство по п.32, где при использовании газовой пружины в качестве силового элемента (11) дополнительная вращательная степень свободы шарнира (10) допускает движение, ограниченное элементом (14).

34. Устройство по п.1, где указанное устройство может содержать компенсаторный элемент (14), который может представлять собой многозвенник или набор многозвенников с совпадающими осями вращения.

35. Устройство по п.34, где компенсаторный элемент (14) выполнен в виде двухзвенника.

36. Устройство по п.1, представляющее собой промышленный экзоскелет по меньшей мере одной верхней конечности.

37. Применение устройства по п.1 для повышения производительности труда сотрудников промышленных предприятий.

38. Применение устройства по п.1 для снижения риска травм и возникновения профессиональных заболеваний опорно-двигательного аппарата сотрудника.

39. Применение устройства по п.1 для снижения затрат предприятия, связанных с временной, частичной или полной потерей работоспособности или снижения производительности и концентрации сотрудника.

40. Применение устройства по п.1 для снижения выбросов CO₂ из-за снижения энергозатрат работника.