Устройство для шагового перемещения Советский патент 1993 года по МПК A63B25/00 

Изобретение относится к области спорта и медицины.

Целью изобретения является повышение надежности работы и удобства пользования за счет дополнения конструкции двумя парами дополнительных несущих рычагов, шарнирно связанных между собой и жестко соединенными с основными подвижными парами, а собачки храповых узлов выполнены многозубчатыми.

На. фиг.1 изображено устройство, закрепленное на теле человека, вид спереди; на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг.З - то же, вид сзади; на фиг.4 - элементы крепления раздвижных стоек; на фиг.5 - фронтальное изображение шарнирных соединений опорных стоек в коленном суставе; на фиг. 10 - боковое изображение шарнирных соединений опорных стоек в коленном суставе; на фиг.6 - элементы крепления седла к поясному ремню; на фиг.7 - планка жесткости с элементами крепления, вид сверху; на фиг.9 - фронтальное изображение планки жесткости в голеностопной области; на фиг,8 - крепление паховой планки к.опорным стойкам; на фиг. 11 - боковое изображение опорной платформы для обуви; на фиг. 12 - элементы крепления подставки под каблук на опорной платформе, вид снизу.

Устройство для шагового перемещения содержит поясной ремень 1 с крючками (карабинами) 2 для крепления станкового рюкзака, паховые планки 3, к которым через шарнир 4 крепятся опорные наружная 5 и внутренняя 6 верхние стойки, велосипедное седло 7, шарнирно закрепленное в передней части, со стойкой 6, а в задней части прикрепляемое к разьемным ремням 8 и через них - к ремню 1, каждая из верхних стоек 5, 6, в нижней части, на уровне коленного сустава, имеет шарнирное соединение с парой нижних подвижных опорных стоек 9, 10, внутри шарнирного соединения имеется храповой механизм,состоящий из многозубчатой выдвижной собачки 11, расположенной в верхней части стоек 9, 10 и сегмента зубчатого колеса 12, наклон зубьев которых направлен в сторону изгиба ко- нечности в коленном суставе, зубья храпового механизма перемещаются в шарнире относительно оси 13 и могут выходить из зацепления в результате продольного пе|оо

Ј

Ч)

ю

ремещения подвижной собачки 11 по тоннелю 14 корпуса 15, которым шарнирно соединены стойки 9, 19 со стойками 5, б на уровне коленного сустава, эти пары шарнирных со-, единений объединены в единый блок планками жесткости 16, расположенными выше и ниже шарнира, к которым со стороны мышц ноги крепятся поддерживающие разъемные рамки 17, кроме того, в поперечной части коленный сустав защищается щитком сферической формы 18, который крепится к осям 13 стоек 5, 6, 9, 10, Нижние; концы выдвижных стоек 9,10 Шарнирами 19 крепятся к подвижной части опорной плат формы 20, которая шарниром 21 связана с неподвижной частью,жестко закрепляемой к подошве обуви, стойки 9, 10, в нижней части проходят в тоннеля икроножных планок жёсткости 22, котОрьгесо стороньг мыт ц также имеют разъемные ремни, подвижной части опорной платформы 20 для крепления дополнительных приспособлений, например, лыж, коньков, либо кошек для перемещения по вертикальной цилиндрической поверхности, а с тыльной стороны каблука, в теле платформы; расположёны Цилиндрические углубления 24 в которых перемещаются стержни 25 с подставкой каблука 26, выдвигаемых пружиной 27, с фиксатором, механизм регулирования длины опорных стоек 5, 6, 9, 10 содержит корпус 28 с Отверстием 29, а в корпусе 28 расположен на резьбовом соединении барашек 30, который фиксируется в отверстии 31 разборных

стоек. . -; : Рабрта устройства в статике следующая. Тело человека подвешивается в тазобедренной области на седле 7,;которое фиксируется ремнями 8 к поясному ремню 1. В свою очередь, седло 7 шарнирами 4 опирается на опорные стойки 6, а через паховую планку 3 и шарнир 4 стойка В связана с поясным ремнем 1, Стойка 5 жестко прикреплена к левому краю планки жесткости 16, к Правому краю которой, крепится стойка 6. Таким образом, в тазобедренной области тело ч еловёка удёрж ивйет сяу с одной стороны, на стойках б:/ г1рйк;р:ёпляемь(х через шарнир к поясному ре.м;ню 1, а с другой

- через паховую планку 3, .шарнир 4, седло 7 и ремни 8 к тыльной ctdp rt Wr xe no Sfe- ног о ремня Т. В :кол ённ6м Сус-тШэ конечности человека фиксируются к планкам жесткости 16,привязными р ёмнями 17, голе- ностоп ноги фиксируется к плойкам жесТ ко сти 22 пр й;вяз нымй рем:нями со стор оны икроножных мышц. Кроме. того,толеностоп через обувь, фиксируется к опорной Платформе, в неподвижной её Чзстй/чёрез шарнир 19 к опорной стойке 9 (10).. ПОДВИЖНЫЕ

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

стойки 9, 10 через тоннели 14 корпуса планок жесткости 16, 22 связаны с храповым механизмом на уровне коленного сустава. На поясном ремне 1 к крючкам 2 могут крепиться нижние концы опорных стоек каркаса станкового рюкзака с грузом. Неподвижность шарнирного соединения обеспечивается храповым механизмом, в коленном суставе, который стопорится собачкой 11, являющейся одним из концов стоек 9, 10, перемещаемых под действием тела и труза в Сторону зацепления с зубчатым колесом.12. При этом, полная не- п одвкжнрсть этих шарнйрйых соединений обеспечивается только в м рмёнгр асполо- ж й я/бН р н стЬдк /Б/..б 10 в линию, ёстё тве ннб, при условии перемещения массь те/lai и. грузаi вниз Ьтносйтельио стоек 9,10 vт.ё;;равномерном распределении этих масс на опорных платформах, При-этом, ос- врбождаются мь1ш1{ы.. нот от усилия по под- Держа;нй:ю масс и груза; рстают-с.я v на гружён и ы м и т о л ько мышц ы го л е н остоп а, удерживающие тело от опрокидывания.рт- ирсйтёл ьно г латфррмы 2U и шарнира 19. Дополнительную устойчивость конструкции прйДакУт пары опорных стоек, распрлйжен- ; ных с тыльной сторонь обеих ног, которые обеепеч.иваю требуемую жесткость фиксаций нёпОдвижнрстй в колённом суста- счет двух п:ар храп6въ)х: механизмов; s Кроме тоги, каждый Ш; р ПовыхГме анйз- ; . мой:.усилен мнЪг6з у бчато.с ю;еобачкй/11. ЖёСт11(0 велрс педн сЩЙр/ 7 повышает удЬбство пользования aia с чеТ:со зданйя эффекта сйдёнй : Ёажным уйлбвйем функци- оНирован йяi явл яется г р двариТельная подборки р мёрбв ог рр1нь(х стоёк5; 6. 9. Т.О.. ; под нтгр йп0лргйчёские; данные человека с т1р 6 11|ь Й п..о.блёН;йй для р егулйрова-: йия размёрбЁгрпорных .стоек Требуемая-же- ст к:о ст ь сЪ ё Д и не ни я р а з д в и ж ных; стоек ; Ьбеспёчиваётся икс р йаЯЙёМ вйнта в от- вёрЬтии 2SI корпуса .рм ; 30. При- . крепле ние ; ; дополнительных /.. приспособлений в опорной платформе обеспечивается вставлением стержней с приспособлением в отверстия 23, пронизывающих тело платформы, .

Работа устромства в динамике отличается тем, Чт6 пёр емёщенйё .масс телй йтруза на одну из Horv либсi носки обеих вог, освобождает стойки 9V10, в рёзультате поддёй- ствйем: массы; подвйжйрй части опорной платформы и стоек- п бслёдниё смещаются вниз и тем самым собачка 11 отдаляется от зубчатого сегмёйта 12, что приводитк освобождению храпового зацепления в шарнй- рэ, расположенного на оси 13. Свободному смещению подвижных стоек 9, 10 относительно неподвижного корпуса 15, способствуют шарнирные соединения 19, 21. В результате освобождения храпового механизма, нога обретает полную подвижность в коленном суставе и может выдвигаться вперед, либо осуществляется естественный изгиб в коленном суставе при приседании. При вынесении ноги вперед делается шаг, переносится центр тяжести на выдвигаемую вперед опорную ногу. При этом, масса тела перемещается вниз вместе с опорными стойками 5, 6 этой ноги до момента упора собачки 1.1 в сегмент колеса 12, т.е. до осуществления зубчатого храпового зацепления. Если движение осуществляется по горизонтальной поверхности, то вынесенная вперед нога в момент опоры, практически не сгибается в коленном суставе, работают в основном тазобедренный и голеностопный суставы. В данном случае, значительную часть времени подвижность коленного сустава может быть заблокирована. Если же движение осуществляется по пересеченной местности, например по лестнице, то в момент перенесения центра тяжести на подвижную часть опорной платформы, коленный сустав находится в смещенном состоянии, т.е. нога согнута. При этом, фиксация храпового механизма не приводит к полной неподвижности коленного сустава, т.к. сохраняется возможность полного расправления ноги, за счет проскакиваиия зубьев сегмента 12 относительно собачки 11. Естественно, обратное движение в шарнирах блокируется за счет наклона зубьев. Эффект экономии мышечных усилий обеспечивается за счет возможного смещения нагрузок на мышцы ног в сторону статических, когда на любом этапе движения (сгибания, разгибания) ноги, возможен режим ее активного отдыха, когда можно расслабить мышцы,удерживающие массу тела. Собственно, этот эффект присутствует и при подъеме тяжести с положения полного приседа, т.к. возможен отдых на любом этапе движения. Аналогично, эффект снятия мышечной нагрузки, хотя и в меньшей степени, присутствует в других режимах движения: ходьбе, беге и т.п. Дополнительная безопасность от травматизма, при падении, достигается за счет наличия защитного колпака 18, планок 16, 22 и дополнительных стоек 6, 9. С целью повышения надежности функционирования, в случае заклинивания либо поломки храпового механизма, используется механизм разблокировки. Для этого, носком неопорной ноги задвигается подставка под каблук 26 опорной ноги. Предварительно, необходимо разгрузить опорную платформу опорной ноги. Для чего следует перенести центр тяжести на носок, В результате подошва обуви отдаляется от опорной платформы и подставка 26 перемещается под каблук. При этом, стержни 25 утапливаются в углублении 24, сжимая пружины 27. Фиксация подставки осуществляется перенесением тяжести на опорную ногу и наличием стопорного механизма. Если возникает необходимость включения храповых механизмов ноги, то осуществляется более

энергичный наклон тела относительно носка опорной ноги. При этом каблук приподнимается и освобождает подставку 26, которая под действием усилия пружин 27 отдаляется от опорной платформы. Наличие

планок жесткости 16,22 позволяет снизить, при необходимости, количество поддерживающих ремней 17 до одного на каждую стойку, т.к. обеспечивается надежная фиксация конечностей при ходьбе.

Формул а изобретения

1. Устройство для шагового перемеще- ; ния, содержащее пары несущих рычагов, со- ; единенные между собой посредством : шарнирных узлов, и храповые узлы, имею-

щие сегменты с наклонными зубьями, взаи- j модёйствующую с ними собачку и средства I управления собачкой, установленные- на | каждом из несущих рычагов средства креп- : ления к ногам и шарнирно связанные с несущими рычагами опорные платформы, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе и удобства в пользовании, оно снабжено двумя дополнительными парами несущих рычагов. шарнирно связанными между собой и жестко соединенными с основными по- движными парами, а собачки храповых узлов выполнены многозубчатыми,

2, Устройство по п. 1, от л и ч а ю ще е- с я тем, что, с целью повышения надежности, шарниры смежных пар рычагов снабжены защитными щитками.

3. Устройство по пп.1 и 2, о т л и ч а ю -

щ ее с я тем, что храповые узлы снабжены : средствами аварийного отключения, выпол- ненными в виде подпружиненных элементов, установленных с возможностью

ограниченного перемещения в опорной платформе для взаимодействия с каблуком обуви. .

Ъг. 11

Сущность изобретения: относится к медицинской кибернетике и может быть использовано для ускорения ходьбы и перенесения тяжести, при расширении области применения и функциональных возможностей, при повышении надежности функционирования за счет использования двух пар опорных стоек, седла, многозубчатой собачки храпового соединения и элементов крепления к обуви. 2 з.п. ф-лы, 12 ил.

Фнг.П