Экзоскелет, содержащий механическое сочленение лодыжки с двумя поворотными осями - RU2017138335A
Код документа: RU2017138335A
Формула
1. Экзоскелет, содержащий:
- конструкцию ступни, содержащую опорную плоскость, выполненную с возможностью опоры на нее ступни пользователя,
- нижнюю конструкцию ноги, выполненную с возможностью размещения в ней нижней части ноги пользователя,
- механическое сочленение колена, выполненное с возможностью соединять нижнюю конструкцию ноги с верхней конструкцией ноги, выполненной с возможностью размещения в ней верхней части ноги пользователя, при этом механическое сочленение колена имеет поворотную ось, и
- механическое сочленение лодыжки, соединяющее конструкцию ступни с нижней конструкцией ноги, при этом механическое сочленение лодыжки содержит первое поворотное сочленение, имеющее первую поворотную ось, при этом указанная первая поворотная ось по существу параллельна поворотной оси механического сочленения колена,
при этом экзоскелет отличается тем, что механическое сочленение лодыжки содержит второе поворотное сочленение, имеющее вторую поворотную ось, при этом вторая поворотная ось расположена в плоскости, перпендикулярной к первой поворотной оси, и образует с опорной плоскостью угол, заключенный между 30° и 60°, когда экзоскелет стоит вертикально и находится в состоянии покоя.
2. Экзоскелет по п. 1, в котором вторая поворотная ось образует с опорной плоскостью угол, заключенный между 40° и 50°, когда экзоскелет стоит вертикально и находится в состоянии покоя, предпочтительно угол порядка 45°.
3. Экзоскелет по одному из пп. 1 или 2, дополнительно содержащий два параллельных привода, закрепленные между конструкцией ступни и нижней конструкцией ноги и выполненные с возможностью контролировать угловое положение конструкции ступни вокруг первой и второй поворотных осей механического сочленения лодыжки.
4. Экзоскелет по п. 3, в котором параллельные приводы закреплены с двух сторон от нижней конструкции ноги.
5. Экзоскелет по одному из пп. 3 или 4, в котором каждый из приводов содержит:
- линейный привод, установленный на нижней конструкции ноги, и
- тягу, установленную, с одной стороны, на линейном приводе и, с другой стороны, на конструкции ступни при помощи шарового сочленения таким образом, чтобы поступательное перемещение линейного привода приводило к вращению тяги относительно конструкции ступни.
6. Экзоскелет по п. 5, в котором линейные приводы содержат домкрат, связанный с двигателем, предпочтительно типа шарикового винта или системы винт-гайка.
7. Экзоскелет по одному из пп. 1-6, в котором домкрат содержит резьбовой шток, приводимый во вращение двигателем, и гайку, неподвижную относительно конструкции ноги, при этом тяга содержит конец, установленный на гайке таким образом, чтобы поступательное перемещение гайки приводило к поступательному перемещению конца тяги.
8. Экзоскелет по п. 7, в котором каждый привод дополнительно содержит по меньшей мере одну кулису, содержащую направляющую, закрепленную на нижней конструкции ноги, и подвижную каретку, выполненную с возможностью поступательного перемещения вдоль направляющей, при этом гайка закреплена на каретке кулисы.
9. Экзоскелет по п. 8, в котором каретка содержит первый ползун и второй ползун, установленные подвижно с возможностью поступательного перемещения по направляющей кулисы и неподвижно соединенные при помощи соединительной детали, при этом гайка и тяга закреплены на соединительной детали каретки.
10. Экзоскелет по одному из пп. 7-9, в котором механическое сочленение между гайкой и тягой содержит поворотное сочленение, и механическое сочленение между тягой и конструкцией ступни содержит шаровое сочленение.
11. Экзоскелет по п. 10, в котором механическое сочленение между гайкой и тягой содержит карданный шарнир или два поворотных сочленения с по существу перпендикулярной осью.
12. Экзоскелет по одному из пп. 7-11, в котором домкрат дополнительно содержит простой механический подшипник, расположенный между выходом двигателя и резьбовым штоком, при этом указанный механический подшипник имеет отклонение от соосности, составляющее от пяти дуговых минут до пятнадцати дуговых минут, как правило, примерно десять дуговых минут.
13. Экзоскелет по одному из пп. 1-12, в котором:
- первое поворотное сочленение расположено на конструкции ступни таким образом, чтобы приходить в положение напротив медиальной лодыжки и латеральной лодыжки пользователя, на котором надет экзоскелет, и/или
- второе поворотное сочленение расположено на конструкции ступни таким образом, чтобы приходить в положение напротив пятки или ахиллова сухожилия пользователя.
14. Экзоскелет по одному из пп. 1-13, в котором первая поворотная ось и поворотная ось механического сочленения колена образуют угол, заключенный между 0° и пятнадцатью градусами, предпочтительно между 6° и 10°, например 8°.
15. Экзоскелет по одному из пп. 1-14, в котором первая поворотная ось расположена в плоскости, параллельной земле, когда экзоскелет стоит вертикально и находится в состоянии покоя.
16. Экзоскелет по одному из пп. 1-15, дополнительно содержащий промежуточную деталь, которая, с одной стороны, установлена на конструкции ступни, будучи свободной во вращении относительно конструкции ступни вокруг второй поворотной оси, и, с другой стороны, установлена с возможностью поворота вокруг первой поворотной оси на нижней конструкции ноги.
17. Экзоскелет по п. 16, в котором промежуточная деталь установлена на нижней конструкции ноги и на конструкции ступни при помощи пассивных поворотных сочленений.
18. Экзоскелет по одному из пп. 16 или 17, дополнительно содержащий узел, образующий пружину сжатия, закрепленный, с одной стороны, на промежуточной детали и, с другой стороны, на нижней конструкции ноги.
19. Экзоскелет по п. 18, в котором образующий пружину узел содержит первый упругодеформирующийся орган, при этом первый орган соединен, с одной стороны, с промежуточной деталью между первым и вторым поворотными сочленениями при помощи крепежного элемента и, с другой стороны, с нижней конструкцией ноги, при этом указанный первый орган выполнен с возможностью действовать усилием натяжения на промежуточную деталь.
20. Экзоскелет по п. 19, в котором крепежный элемент является гибким.
21. Экзоскелет по одному из пп. 19 или 20, в котором образующий пружину узел дополнительно содержит полый корпус по существу удлиненной формы, имеющий первый конец и второй конец, противоположный первому концу, при этом указанный полый корпус установлен в гнезде, выполненном в нижней конструкции ноги, при этом первый конец полого корпуса находится напротив дна гнезда, и первый орган установлен в гнезде и сжат между дном указанного гнезда и вторым концом полого корпуса.
22. Экзоскелет по п. 21, дополнительно содержащий второй упругодеформирующийся орган, расположенный в полом корпусе, при этом второй орган закреплен вблизи первого конца полого корпуса, при этом крепежный элемент взаимодействует с вторым органом таким образом, чтобы второй орган мог натягивать крепежный элемент, и крепежный элемент расположен в полом корпусе и выступает из первого конца указанного полого корпуса и из дна гнезда.
23. Экзоскелет по п. 22, в котором первый орган и/или второй орган содержит пружину сжатия.
24. Экзоскелет по п. 23, в котором первый орган и второй орган содержат пружину сжатия, при этом второй орган имеет жесткость, меньшую жесткости первого органа.
25. Экзоскелет по одному из пп. 21-24, в котором крепежный элемент имеет утолщение, расположенное в полом корпусе, и второй орган содержит блокировочную деталь, выполненную с возможностью образовать упор для утолщения.
26. Экзоскелет по одному из пп. 21-25, в котором крепежный элемент дополнительно содержит стопорный упор, закрепленный на крепежном элементе, и полый корпус дополнительно содержит выступ, закрепленный на внутренней стенке полого корпуса и выполненный с возможностью взаимодействовать со стопорным упором и образовать препятствие для стопорного упора крепежного элемента.
27. Экзоскелет по одному из пп. 21-26, в котором полый корпус дополнительно содержит болт, закрепленный вблизи его второго конца, при этом первый орган упирается в указанный болт.
