RU2110244C1

RU2110244C1 - Exoskeleton

Info

Publication number: RU2110244C1
Application number: RU95103849A
Authority: RU
Inventors: Е.А. Осадчий
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "САНА"
Priority date: 1995-03-01
Filing date: 1995-03-16
Publication date: 1998-05-10
Also published as: UA26009C2; RU95103849A

Abstract

FIELD: medical engineering. SUBSTANCE: device has carcass with fastening members for fastening to body, two pairs of levers pivotally connected to the carcass each consisting of hip lever and talocrural lever connected to each other by means of hinged unit so that one end is connected to the carcass and the other one to supporting platform. Hip joint levers are composed of two parts: the upper one and the lower one. The upper part of a hip joint lever is pivotally connected to saddle base and is directed along the femoral back side, the lower part being directed along the femoral outer side. The second ends of the upper and the lower part of the hip joint lever are connected to each other with spiral shield directed with its convex part forward. The hinged unit has casing pivotally connected to the talocrural lever, overrunning union member that can perform one-way rotation motion. Fastening member encircles the overrunning union envelope and has ribbon clamp with casing, unbending two-element workpiece having casing turnable in the direction of the union member. One of its ends is connected to the hip joint lever at one end and circular ring-shaped clamp casing at the other end. Crank-shaft lever is turnable in the direction of the ring-shaped clamp casing and pivotally connected to the other end of the clamp and to a pin movable inside of the ring-shaped clamp casing having screw for forcing the pin to travel. The crank-shaft lever is adjustable relative to the casing (in angular mode), its protruding end is kinematically pivotally coupled to supporting platform through push-pull rod having screw connection and piston. The talocrural hinge has the form of stirrup placed in the plane of the supporting platform. The union member has braking member. EFFECT: excluded use of arm muscles for supporting and moving body mass; reliably fixed levers; noiseless operation; increased load on leg muscles. 3 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к травматологии и ортопедии. The invention relates to medical equipment, namely to traumatology and orthopedics.

Известный искусственный коленный сустав, содержащий каркас в виде тазобедренного и голеностопного рычагов, с элементами крепления к конечности, связанные шарнирным узлом, состоящим из муфты свободного хода с возможностью одностороннего вращательного движения, расположенной на поворотном пальце, шарнирный узел включает в себя механизм фиксации кольцевого зажима, расположенный вокруг обоймы муфты свободного хода, состоящий из двухэлементной разгибающейся детали, в состав которой входят поворотный корпус, соединенный с тазобедренным рычагом с одним концом кольцевого зажима, а также рычаг, поворотный в направлении указанного конца зажима и соединенный с другим концом зажима, указанный рычаг является регулированным (по углу) относительно корпуса, поворотный палец, соединяющий двухэлементную разгибающуюся деталь с тазобедренным рычагом, является эксцентричным и подвижным [1]. Known artificial knee joint containing a frame in the form of hip and ankle levers, with fastening elements to the extremities connected by a hinge assembly consisting of a freewheel with the possibility of one-way rotational movement located on the pivot pin, the hinge assembly includes a ring clamp fixing mechanism, located around the cage of the freewheel, consisting of a two-element bendable part, which includes a rotary housing connected to the hip a lever with one end of the ring clamp, as well as a lever pivoting in the direction of the specified end of the clamp and connected to the other end of the clamp, the specified lever is adjustable (in angle) relative to the body, the pivot pin connecting the two-element bending piece with the hip lever is eccentric and movable [one].

Совпадающими с настоящим техническим решением признаками являются каркас в виде тазобедренного и голеностопного рычагов, с элементами крепления, связанных шарнирным узлом, состоящим из муфты свободного хода с возможностью одностороннего вращательного движения, механизма фиксации обоймы муфты свободного хода. Signs that coincide with this technical solution are a frame in the form of hip and ankle levers, with fasteners connected by a hinge assembly consisting of a freewheel with the possibility of one-way rotational movement, a mechanism for fixing the clip of the freewheel.

Устройство применяется в протезировании, но механизм фиксации кольцевого зажима не обеспечивает достаточную подкосоустойчивость при отклонении центра тяжести от оси шарнирного узла, что ограничивает область применения. The device is used in prosthetics, but the fixation mechanism of the ring clamp does not provide sufficient strut resistance when the center of gravity deviates from the axis of the hinge assembly, which limits the scope.

Известно также устройство для шагового перемещения,содержащее каркас с элементами крепления к туловищу, шарнирно связанные с каркасом две пары рычагов, каждая из которых состоит из соединенных между собой посредством шарнирных узлов тазобедренного и голеностопного рычагов с элементами крепления к ногам, и шарнирно связанные со свободными концами голеностопных рычагов опорные платформы для обуви. Каждый из шарнирных узлов, соединяющий рычаги, снабжен механизмом фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением в виде сегмента с наклонными зубьями и взаимодействующей с ними собачкой и средством управления собачкой [2]. A device for step movement is also known, comprising a frame with fastening elements to the body, two pairs of levers pivotally connected to the frame, each of which consists of hip and ankle levers connected to each other by pivot joints with fastening elements to the legs, and pivotally connected to the free ends ankle levers support platforms for shoes. Each of the hinge assemblies connecting the levers is equipped with a mechanism for fixing the hinge assembly with ratchet gear in the form of a segment with inclined teeth and a dog interacting with them and a dog control tool [2].

Совпадающими с настоящим устройством признаками являются каркас с элементами крепления к туловищу, шарнирно связанные с каркасом две пары рычагов, каждая из которых состоит из соединенных между собой посредством шарнирных узлов тазобедренного и голеностопных рычагов с элементами крепления к ногам и шарнирно связанные со свободными концами голеностопных рычагов опорные платформы. Шарнирные узлы, соединяющие рычаги, снабжены механизмом фиксации шарнирного узла со средствами управления им. Signs that coincide with this device are a frame with fastening elements to the body, two pairs of levers pivotally connected to the frame, each of which consists of interconnected by hinged nodes of the hip and ankle levers with fastening elements to the legs and supporting pivotally connected to the free ends of the ankle levers platforms. The hinge assemblies connecting the levers are equipped with a mechanism for fixing the hinge assembly with controls.

Устройство обеспечивает поддержание и передвижение пользователя, но не обладает достаточным удобством применения, так как механизм фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением излишне усложнен и имеет недостаточное количество зон фиксации, т.е. не обеспечивает произвольную и надежную угловую фиксацию рычагов и бесшумности в работе. The device provides support and movement of the user, but does not have sufficient ease of use, since the locking mechanism of the hinge assembly with ratchet gear is unnecessarily complicated and has an insufficient number of fixation zones, i.e. It does not provide arbitrary and reliable angular fixation of levers and noiseless operation.

Наиболее близким аналогом является шагопед, содержащий каркас с элементами крепления к туловищу, шарнирно связанные с каркасом четыре пары рычагов, каждая из которых состоит из соединенных между собой посредством шарнирного узла тазобедренного и голеностопного рычагов, шарнирно связанные со свободными концами голеностопных рычагов опорные платформы для обуви, шарнирный узел с механизмом фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением, кинематически связанные между собой полусферические зубчатые колеса, валы и барабан с тросом, а механизм фиксации шарнирного узла, соединяющего рычаги, выполнен в виде пары колес с храповым зубчатым зацеплением, кинематически связанным с подвижной опорной платформой для обуви, при этом голеностопные рычаги выполнены с возможностью осевого перемещения [3]. The closest analogue is a step-pedal, containing a frame with fastening elements to the body, four pairs of levers pivotally connected to the frame, each of which consists of support platforms for shoes pivotally connected to the free ends of the ankle levers, hinge assembly with a locking mechanism for the hinge assembly with ratchet gear, kinematically connected hemispherical gears, shafts and drum with three catfish, and the locking mechanism of the hinge unit connecting the levers is made in the form of a pair of wheels with ratchet gear kinematically connected with a movable support platform for shoes, while the ankle levers are made with the possibility of axial movement [3].

Общими с настоящим техническим решением признаками являются каркас с элементами крепления к туловищу, шарнирно связанные с каркасом две пары рычагов, каждая из которых состоит из соединенных между собой посредством шарнирного узла тазобедренного и голеностопного рычагов и соединена одним концом с каркасом, а другим - с опорной платформой, механизм фиксации шарнирного узла, соединяющий рычаги, кинематически связанный с платформой. Features common with this technical solution are a frame with fastening elements to the body, two pairs of levers pivotally connected to the frame, each of which consists of a joint between the hip and ankle levers and is connected at one end to the frame and the other to the supporting platform , a mechanism for fixing the hinge assembly connecting the levers kinematically connected to the platform.

Устройство конструктивно усложнено и требует постоянного использования мышечных сил рук для поддержания и перемещения массы тела. Кроме того, механизм фиксации шарнирного узла с храповым зубчатым зацеплением излишне усложнен и имеет недостаточное количество зон фиксации, т.е. не обеспечивает произвольную и надежную угловую фиксацию рычагов и бесшумности в работе. The device is structurally complicated and requires constant use of the muscle strength of the hands to maintain and move body weight. In addition, the locking mechanism of the hinge assembly with ratchet gear is unnecessarily complicated and has an insufficient number of fixation zones, i.e. It does not provide arbitrary and reliable angular fixation of levers and noiseless operation.

В основу изобретения поставлена задача создать такое устройство, в котором новое конструктивное выполнение элементов механизма фиксации шарнирного узла, а также введение дополнительных элементов позволяет расширить функциональные возможности и область применения устройства, а именно исключить необходимость постоянного использования мышечных сил рук для поддержания и перемещения массы тела, обеспечить произвольную и надежную фиксацию рычагов, бесшумность в работе. Кроме того, устройство позволяет увеличивать нагрузку на мышцы ног при тренировках и регулировать угол наклона опорной платформы, что обеспечивает работоспособность шарнирного узла независимо от высоты препятствия. The basis of the invention is the task to create such a device in which a new constructive implementation of the elements of the locking mechanism of the hinge assembly, as well as the introduction of additional elements, allows to expand the functionality and scope of the device, namely, to eliminate the need for constant use of muscle strength of the hands to maintain and move body weight, provide arbitrary and reliable fixation of levers, noiseless operation. In addition, the device allows you to increase the load on the leg muscles during training and adjust the angle of inclination of the support platform, which ensures the operability of the hinge assembly regardless of the height of the obstacle.

Поставленная задача решается устройством, содержащим каркас с элементами крепления к туловищу, шарнирно связанные с каркасом две пары рычагов, каждая из которых состоит из соединенных между собой посредством шарнирного узла тазобедренного и голеностопного рычагов и соединена одним концом с каркасом, а другим - с опорой платформой, при этом тазобедренные рычаги состоят из двух частей - верхней и нижней, верхняя часть тазобедренного рычага шарнирно соединена одним концом с основанием седла и расположена вдоль тыльной стороны бедер, а нижняя часть тазобедренного рычага расположена на наружной стороне бедер, вторые концы верхней и нижней части тазобедренного рычага соединены между собой спиралевидным щитком, расположенным выпуклой частью вперед, шарнирный узел состоит из корпуса, шарнирно соединенного с голеностопным рычагом, муфты свободного хода с возможностью одностороннего вращательного движения, а механизм фиксации, расположенный вокруг обоймы муфты свободного хода, состоит из ленточного зажима с корпусом, двухэлементной разгибающейся детали, в состав которой входят корпус поворотный в направлении муфты, соединенный одним концом с тазобедренным рычагом, и другим концом - с корпусом кольцевого зажима, а также коленчатый рычаг, поворотный в направлении указанного корпуса зажима и шарнирно соединенный с другим концом зажима и пальцем, перемещаемым внутри корпуса кольцевого зажима, в котором расположен винт для принудительного перемещения пальца, коленчатый рычаг является регулированным (по углу) относительно корпуса, а его выступающий конец кинематически связан с опорной платформой тягой с шарнирами, содержащей винтовое соединение и поршень, при этом голеностопный шарнир выполнен в виде стремени, расположенном в полости опорной платформы, а муфта свободного хода содержит тормоз. The problem is solved by a device containing a frame with fastening elements to the body, two pairs of levers pivotally connected to the frame, each of which consists of a joint between the hip and ankle levers and is connected at one end to the frame and the other to the platform support, while the hip levers consist of two parts - the upper and lower, the upper part of the hip lever is pivotally connected at one end to the base of the saddle and is located along the back of the thighs, and the lower the thigh part of the hip lever is located on the outer side of the hips, the second ends of the upper and lower parts of the hip lever are interconnected by a spiral shield located convex part forward, the hinge assembly consists of a body pivotally connected to the ankle lever, a freewheel with the possibility of one-way rotational movement, and the locking mechanism located around the cage of the freewheel clutch consists of a tape clamp with a housing, a two-element unfolding part, which includes there is a rotary housing in the direction of the coupling, connected at one end to the hip lever and the other end to the ring clamp housing, as well as an articulated lever rotated in the direction of the specified clamp housing and pivotally connected to the other end of the clamp and a finger movable inside the ring clamp housing, in which the screw is located for forced movement of the finger, the cranked lever is adjustable (in angle) relative to the housing, and its protruding end is kinematically connected to the supporting platform by a rod with hinges s comprising a screw connection and a piston, the ankle joint is designed as a stirrup, which is located in the cavity of the support platform, and the overrunning clutch comprises a brake.

Отличительными признаками настоящего устройства является то, что тазобедренные рычаги состоят из двух частей - верхней и нижней, верхняя часть тазобедренного рычага шарнирно соединена одним концом с основанием и расположена вдоль тыльной стороны бедер, а нижняя часть тазобедренного рычага расположена на наружной стороне бедер, вторые концы верхней и нижней части тазобедренного рычага соединены между собой спиралевидным щитком, расположенным выпуклой частью вперед, шарнирный узел состоит из корпуса, шарнирно соединенного с голеностопным рычагом, муфты свободного хода с возможностью одностороннего вращательного движения, а механизм фиксации, расположенный вокруг обоймы муфты свободного хода, состоит из ленточного зажима с корпусом, двухэлементной разгибающейся детали, в состав которой входят корпус поворотный в направлении муфты, соединенный одним концом с тазобедренным рычагом, и другим концом - с корпусом кольцевого зажима, а также коленчатый рычаг, поворотный в направлении указанного корпуса зажима и шарнирно соединенный с другим концом зажима и пальцем, перемещаемым внутри корпуса кольцевого зажима, в котором расположен винт для принудительного перемещения пальца, коленчатый рычаг является регулированным (по углу) относительно корпуса, а его выступающий конец кинематически связан с опорной тягой с шарнирами, содержащей винтовое соединение и поршень, при этом голеностопный шарнир выполнен в виде стремени, расположенном в полости опорной платформы, а муфта свободного хода содержит тормоз. Distinctive features of this device is that the hip levers consist of two parts - the upper and lower, the upper part of the hip lever is pivotally connected at one end to the base and located along the back of the hips, and the lower part of the hip lever is located on the outside of the hips, the second ends of the upper and the lower part of the hip lever are interconnected by a spiral-shaped flap located convex part forward, the hinge unit consists of a body pivotally connected to the ankle the free-wheeling clutch with the possibility of one-way rotational movement, and the locking mechanism located around the clip of the free-wheeling clutch consists of a belt clamp with a housing, a two-element extensible part, which includes a rotary housing in the direction of the coupling, connected at one end to the hip lever and the other end - with the ring clamp housing, as well as an articulated lever that pivots in the direction of the specified clamp housing and pivotally connected to the other end of the clamp and the finger, inside the ring clamp housing, in which the screw is located to force the finger to move, the crank lever is adjustable (in angle) relative to the housing, and its protruding end is kinematically connected to the support rod with hinges containing a screw connection and a piston, while the ankle joint is made in in the form of a stirrup located in the cavity of the supporting platform, and the freewheel contains a brake.

Совокупность вышеперечисленных признаков настоящего устройства позволяет получить технический результат, заключающийся в том, что исключается необходимость постоянного использования мышечных сил рук для поддержания и перемещения массы тела, обеспечивается произвольная и надежная фиксация рычагов, бесшумность в работе. Кроме того, устройство позволяет увеличивать нагрузку на мышцы ног при тренировках и регулировать угол наклона опорной платформы, что обеспечивает работоспособность шарнирного узла независимо от высоты препятствия. The combination of the above features of this device allows to obtain a technical result, which eliminates the need for constant use of the muscle strength of the hands to maintain and move body weight, provides an arbitrary and reliable fixation of the levers, noiseless operation. In addition, the device allows you to increase the load on the leg muscles during training and adjust the angle of inclination of the support platform, which ensures the operability of the hinge assembly regardless of the height of the obstacle.

На фиг. 1 изображен экзоскелетон, вид спереди; на фиг.2 - то же, кинематическая схема; на фиг.3 - опорная платформа, продольный разрез. In FIG. 1 shows an exoskeleton, front view; figure 2 is the same kinematic diagram; figure 3 - supporting platform, a longitudinal section.

Устройство (фиг. 1, 3) содержит каркас в виде седла 1 с элементами крепления к туловищу, тазобедренные рычаги, состоящие из верхней 2 и нижней 3 части, спиралевидные щитки 4, шарнирные узлы 5, голеностопные рычаги 6, опорные платформы 7 с шарнирами 8, шарнирный узел (фиг.2), состоящий из муфты свободного хода с обоймой 9, ступицей 10, роликами 11, механизм фиксации, состоящий из ленточного зажима 12, один конец которого прикрепляется к корпусу шарнирного узла 13, винта 14 с клиновидным окончанием 15, двухэлементной разгибающейся детали, содержащей подвижный корпус 16 с винтами 17, коленчатый рычаг 18 с шарнирами 19, 20, пальцем 21, тягу 22 с шарнирами 23, 24, винтовое соединение 25, поршень 26, дополнительно шарнир 8 выполнен в виде стремени 27, расположенном в полости 28 опорной платформе 8, а муфта свободного хода содержит тормоз 29. The device (Fig. 1, 3) contains a frame in the form of a saddle 1 with fastening elements to the body, hip arms, consisting of upper 2 and lower 3 parts, spiral guards 4, hinge assemblies 5, ankle arms 6, support platforms 7 with hinges 8 , a hinge assembly (Fig. 2), consisting of a freewheel with a sleeve 9, a hub 10, rollers 11, a locking mechanism, consisting of a tape clamp 12, one end of which is attached to the housing of the hinge assembly 13, a screw 14 with a wedge-shaped end 15, a two-piece extension part containing a movable housing 16 with screws 17, cranked lever 18 with hinges 19, 20, pin 21, rod 22 with hinges 23, 24, screw connection 25, piston 26, additionally hinge 8 is made in the form of a stirrup 27 located in the cavity 28 of the supporting platform 8, and the freewheel contains a brake 29.

Туловище пользователя крепится к экзоскелетону в тазобедренной области на седле 1 элементами крепления (ремнями), а нижние конечности вставляются в экзоскелетон таким образом, что с тыльной стороны бедер (в паховой области) контактируют с верхней частью 2 тазобедренных рычагов, упираются передней частью в вогнутую сторону спиралевидных щитков 4, в которых также удерживаются от выпадения ремнями, а с наружной стороны контактируют с нижней частью 3 тазобедренных рычагов шарнирными узлами 5, голеностопными рычагами 6 и упираются стопами в опорные платформы 7. От выпадения в голеностопной области нижние конечности удерживает обувь, куда вставляются опорные платформы 7. При вертикальном расположении туловища и расслаблении мышц ног масса тела пользователя воздействует через седло 1 и его основание на нижние конца 3 тазобедренных рычагов, подвижный корпус 16 - на шарнир 20. В связи с тем, что шарнир 20 обладает большей подвижностью, чем подвижность ступицы 10 относительно обоймы 9, то происходит дальнейшее перемещение подвижного корпуса 16 в шарнире 20 и винты 17 воздействуют на коленчатый рычаг 18, который через шарнир 19 перемещает ленточный зажим 12 относительно корпуса шарнирного узла 13. В результате достигается неподвижность обоймы 9 относительно корпуса шарнирного узла 13. В результате в связи со свойством односторонней подвижности муфт свободного хода ролики 11 заклиниваются относительно обоймы 9 и ступицы 10, чем обеспечивается блокирование углового перемещения тазобедренного и голеностопного рычагов в сторону их складывания, а значит, и достигается эффект жесткости опорных элементов каркаса экзоскелетона. При этом существенно, что длина тяги 22 подбирается таким образом, чтобы при вертикальном положении (расположении вдоль общей оси) тазобедренного и голеностопного рычагов и требуемой степени блокирования односторонней подвижности шарнирного узла 5 она равнялась общей длине тазобедренного голеностопного рычагов и шарнирного узла. The user's torso is attached to the exoskeleton in the hip region on the saddle by 1 fastening elements (straps), and the lower extremities are inserted into the exoskeleton in such a way that from the back of the thighs (in the inguinal region) they are in contact with the upper part of the 2 hip levers, the front part rests on the concave side spiral guards 4, in which they are also kept from falling out by belts, and on the outside they are in contact with the lower part 3 of the hip arms with hinged assemblies 5, ankle arms 6 and rest against the feet in support platforms 7. From the loss in the ankle region the lower limbs are held by the shoes where the support platforms are inserted 7. When the torso is vertical and the muscles of the legs are relaxed, the user's body mass acts through the saddle 1 and its base on the lower ends 3 of the hip levers, the movable body 16 the hinge 20. Due to the fact that the hinge 20 has greater mobility than the mobility of the hub 10 relative to the cage 9, there is a further movement of the movable housing 16 in the hinge 20 and the screws 17 act on the cranks the th lever 18, which through the hinge 19 moves the belt clip 12 relative to the housing of the hinge assembly 13. As a result, the cage 9 is stationary relative to the housing of the hinge assembly 13. As a result, due to the one-way mobility of the freewheel clutches, the rollers 11 are jammed relative to the casing 9 and the hub 10 this ensures that the angular movement of the hip and ankle levers is blocked in the direction of their folding, which means that the effect of rigidity of the supporting elements of the exoskeleton frame is achieved. Moreover, it is essential that the length of the rod 22 is selected so that when the vertical position (located along the common axis) of the hip and ankle levers and the required degree of blocking of the one-way mobility of the hinge assembly 5 is equal to the total length of the hip ankle arms and hinge assembly.

Таким образом, при вертикальном положении тела пользователя без осуществления шагового перемещения полностью разгружается его скелетно-мышечный аппарат и лишь частично используются мышечные усилия для фиксирования подвижности в тазобедренных и голеностопных суставах. При этом масса пользователя и груза поддерживаются в тазобедренной и голеностопных областях на жестком каркасе, образованном каркасом в виде седла с элементами крепления, тазобедренными и голеностопными рычагами и опорными платформами. Thus, with the vertical position of the user's body without performing step-by-step movement, its musculoskeletal system is completely unloaded and muscle efforts are only partially used to fix mobility in the hip and ankle joints. At the same time, the mass of the user and the load are supported in the hip and ankle areas on a rigid frame formed by a frame in the form of a saddle with fastening elements, hip and ankle arms and support platforms.

Работа устройства в динамике отличается тем, что свобода перемещения нижних конечностей пользователя достигается перенесением центра тяжести на опорную ногу и разгружения шарнирного узла 5 неопорной ноги. В котором под действием разгибающего усилия зажима 12, представляющего собой ленточную пружину, коленчатый рычаг 18 поворачивается в шарнирах 19, 20, заставляя тем самым тягу 22 через шарнир 24 поднимать носок опорной платформы 7, что соответствует естественному движению стопы при шаговом перемещении. Одновременно разблокируется обойма 9 муфты свободного хода и шарнирный узел приобретает свойство полной свободы углового перемещения, т.е. не препятствует складыванию и распрямлению тазобедренного и голеностопного рычагов. В результате в связи с имеющейся свободой углового перемещения тазобедренных шарниров на седле 1, голеностопных шарниров 8 и шарнирного узла 5 неопорной конечности появляется возможность естественного шагового движения нижних конечностей с опорой на каркас из седла, тазобедренного, голеностопного рычагов и опорной платформы опорной конечности. The operation of the device in dynamics is characterized in that freedom of movement of the lower extremities of the user is achieved by transferring the center of gravity to the supporting leg and unloading the hinge assembly 5 of the non-supporting leg. In which under the action of the extensible force of the clamp 12, which is a belt spring, the crank lever 18 is rotated in hinges 19, 20, thereby causing the rod 22 to lift the toe of the supporting platform 7 through the hinge 24, which corresponds to the natural movement of the foot during step-by-step movement. At the same time, the clip 9 of the freewheel is unlocked and the hinge assembly acquires the property of complete freedom of angular movement, i.e. Does not interfere with folding and straightening of the hip and ankle arms. As a result, in connection with the freedom of angular movement of the hip joints on the saddle 1, the ankle joints 8 and the hinge assembly 5 of the non-supporting limb, it is possible to naturally move the lower limbs with support from the saddle, hip, ankle levers and the supporting platform of the supporting limb.

В дальнейшем работа устройства не отличается от приведенной. Для создания подтормаживающего эффекта в шарнирных узлах 5 при приседании пользователя, с помощью закручивания винтов 17 добиваются ограничения подвижности коленчатого рычага 18 относительно внутренней полости корпуса 16 до такой степени, чтобы при полностью нагруженном шарнирном узле 5 существовала возможность проскальзывания зажима 12 относительно обоймы 9. Тем самым достигается эффект подтормаживания обратного движения (при складывании тазобедренного и голеностопного рычагов) муфты свободного хода шарнирного узла 5. In the future, the operation of the device does not differ from the above. To create a braking effect in the hinge assemblies 5 when the user squats, by tightening the screws 17, the mobility of the crank lever 18 relative to the internal cavity of the housing 16 is limited to such an extent that with the fully loaded hinge assembly 5, it is possible to slip the clamp 12 relative to the holder 9. Thus the effect of slowing down the reverse movement (when folding the hip and ankle levers) of the freewheel of the hinge assembly 5 is achieved.

Повышение подкосоустойчивости шарнирного узла опорной конечности обеспечивается тем, что при любой величине углового перемещения тазобедренного рычага относительно голеностопного, независимо от углового положения опорной платформы 7 в шарнире 8 обеспечивается блокирование подвижности обоймы 9 муфты свободного хода относительно зажима 12. Так, при отклонении голеностопного рычага 6 в шарнире 8 относительно опорной платформы 7 на угол меньше или больше 90^o происходит смещение шарнира 24 относительно продольной оси голеностопного рычага 6, что приводит к перемещению тяги 22, коленчатого рычага 18 и принудительного блокирования обоймы 9 зажимом 12.An increase in the under-stability of the hinge assembly of the supporting limb is ensured by the fact that for any value of the angular displacement of the hip lever relative to the ankle, regardless of the angular position of the supporting platform 7 in the hinge 8, the mobility of the clip 9 of the freewheel relative to clamp 12 is blocked. the hinge 8 relative to the support platform 7 at an angle less than or greater than 90 ^o there is a displacement of the hinge 24 relative to the longitudinal axis of the ankle arm 6, which leads to the movement of the rod 22, the crank arm 18 and the forced locking of the clip 9 by the clamp 12.

В любом случае, за исключением случая продольного осевого расположения тазобедренного и голеностопного рычагов с ограничением их дальнейшего расправления ограничительными упорами в корпусе шарнирного узла 5, последние не препятствуют взаимному распрямлению рычагов, что и обеспечивает возможность свободного распрямления конечностей в коленном суставе. In any case, with the exception of the case of longitudinal axial arrangement of the hip and ankle arms with the restriction of their further expansion by the limiting stops in the hinge assembly 5 body, the latter do not interfere with the mutual extension of the arms, which provides the possibility of free extension of the limbs in the knee joint.

Для достижения эффекта подкосоустойчивости шарнир 8 выполнен в виде стремени 27 с возможностью ограниченного углового перемещения в полости 28 опорной платформы 8. Тогда при опоре на тазобедренный и голеностопный рычаги, расположенные в шарнирном узле под углом друг к другу (например, при подъеме по лестнице), образуется жесткая конструкция из опорной платформы 8 и стремени 27. Последнее позволяет достичь эффекта устойчивости функционирования шарнирного узла 5 во всех режимах шагового перемещения. To achieve the effect of under-stability, the hinge 8 is made in the form of a stirrup 27 with the possibility of limited angular movement in the cavity 28 of the supporting platform 8. Then, when resting on the hip and ankle levers located in the hinge assembly at an angle to each other (for example, when climbing stairs), a rigid structure is formed from the supporting platform 8 and stirrup 27. The latter allows you to achieve the effect of the stability of the functioning of the hinge node 5 in all modes of step movement.

Таким образом обеспечивается расширение функциональных возможности и область применения устройства, а именно исключается необходимость постоянного использования мышечных сил рук для поддержания и перемещения массы тела, обеспечивается произвольная и надежная фиксация рычагов, бесшумность в работе. Кроме того, устройство позволяет увеличивать нагрузку на мышцы ног при тренировках и регулировать угол наклона опорной платформы, что обеспечивает работоспособность шарнирного узла независимо от высоты препятствия. This ensures the expansion of the functionality and scope of the device, namely, the need to constantly use the muscle strength of the hands to maintain and move body mass is eliminated, arbitrary and reliable fixation of the levers, and silent operation are ensured. In addition, the device allows you to increase the load on the leg muscles during training and adjust the angle of inclination of the support platform, which ensures the operability of the hinge assembly regardless of the height of the obstacle.

Claims

An exoskeleton containing a frame with fastening elements to the body, two pairs of levers pivotally connected to the frame, each of which consists of a joint between the hip and ankle levers and is connected at one end to the frame and the other to a supporting platform, characterized in that the hip levers consist of two parts, the upper and lower, the upper part of the hip lever is pivotally connected at one end to the base of the saddle and is located along the back of the thighs, and the lower part of the hip the lever arm is located on the outer side of the hips, the second ends of the upper and lower parts of the hip lever are interconnected by a spiral shield located convex part forward, the hinge assembly consists of a housing pivotally connected to the ankle lever, free-wheel clutch with the possibility of one-way rotational movement, and the mechanism the fixation located around the cage of the freewheel clutch consists of a tape clamp with a housing, a two-element extension part, which includes a housing in the direction of the coupling, connected at one end to the hip lever and the other end to the ring clamp housing, as well as a crank lever rotated in the direction of the specified clamp housing and pivotally connected to the other end of the clamp and a finger movable inside the ring clamp housing in which the screw is located for forced movement of the finger, the cranked lever is angularly adjusted relative to the housing, and its protruding end is kinematically connected with the support platform by a rod with hinges containing nt connection and piston, while the ankle hinge is made in the form of a stirrup located in the cavity of the support platform, and the freewheel contains a brake.