Устройство для облегчения передвижения человека

 

Изобретение относится к приспособления для ходьбы и предназначено для больных после операций, больных с нарушением опорно-двигательного аппарата, престарелых, инвалидов, людей, желающих уменьшить энергозатраты на единицу пройденного пути. Устройство содержит опорную панель, опорный стержень с наконечником и дополнительный стержень, который установлен с возможностью движения относительно опорного стержня. При этом устройство дополнительно содержит по крайней мере два опорных и дополнительных стержня. Опорная панель выполнена с выступом. На выступе на осях установлены верхние концы дополнительных стержней с возможностью их углового перемещения вперед-назад, и профильные пластины. Каждая из пластин имеет замкнутую цилиндрическую поверхность или замкнутые цилиндрические поверхности, перпендикулярные плоскости пластин. На каждом стержне установлен подшипник, который размещен между двумя цилиндрическими поверхностями, образующими канавку, или примыкающий к одной из цилиндрических поверхностей одной из профильных пластин. Ось подшипника перпендикулярна плоскости профильной пластины. Профильные пластины контактируют с подшипниками на дополнительных стержнях и закреплены на осях, в выступе опорной панели, с возможностью вращения. В результате обеспечивают беспрерывность опирания человека на устройство и горизонтальную траекторию движения опорной панели, что в свою очередь снижает нагрузку на человека и его энергозатраты. Кроме того, расширены функциональные возможности устройства за счет опоры человека в разных точках тела и увеличена устойчивость устройства. 14 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к приспособлениям для ходьбы и предназначено для больных после операций, больных с нарушением опорно-двигательного аппарата, престарелых, инвалидов, людей, желающих уменьшить энергозатраты на единицу пройденного пути.

Известны устройства для облегчения передвижения, представляющие собой различные опоры, состоящие из опорной панели, опорного стержня, наконечника, причем опорный стержень выполнен телескопическим, что позволяет регулировать длину опорного стержня, что облегчает передвижение человека (пат. РФ 2008877, А 61 Н 3/02).

Но такая конструкция не обеспечивает полного облегчения передвижения больного, т. к. больной вынужден с каждым шагом перемещать само устройство, приподнимая его, при этом лишаясь возможности опираться на него. Кроме того, из-за изменения высоты опорной панели с изменением угла опорного стержня по отношению к земле, больной вынужден периодически поднимать и опускать свое тело. Все это требует больших усилий и приводит к большим энергозатратам человека. Кроме того, плечевой сустав нагружен не только статически, но и динамически, поскольку руки человека совершают периодическое движение вперед назад по отношению к туловищу.

За прототип выбрано устройство для облегчения передвижения больных (Свид. на полезную модель 9725 А 61 Н 3/02), содержащее опорную панель, опорный стержень с наконечником, средство, регулирующее длину устройства, выполненное в виде дополнительного стержня, входящего внутрь опорного стержня и установленного с возможностью фиксированного расположения в нем на различной глубине. Недостатком этого устройства является также фиксированная длина устройства при ходьбе, что влечет за собой все вышеперечисленные недостатки.

Задачей, на которую направлено изобретение, является обеспечение беспрерывности опирания человека на устройство и обеспечение горизонтальной траектории движения опорной панели, что в свою очередь снизит нагрузку на человека и его энергозатраты, кроме того, расширение функциональных возможностей устройства, за счет возможности опоры человека в разных точках тела, а также увеличение устойчивости устройства.

Для достижения указанной задачи предложено устройство для облегчения передвижения человека, содержащее опорную панель, опорный стержень с наконечником, дополнительный стержень, установленный с возможностью движения относительно опорного стержня, при этом оно содержит по крайней мере два опорных и дополнительных стержня, опорная панель выполнена с выступом, на котором на осях установлены верхние концы дополнительных стержней с возможностью их углового перемещения вперед-назад, и профильные пластины, каждая из которых имеет одну замкнутую цилиндрическую поверхность или замкнутые цилиндрические поверхности, перпендикулярные плоскости пластин, на каждом стержне установлен подшипник, расположенный между двумя цилиндрическими поверхностями, образующих канавку, или примыкающий к одной из цилиндрических поверхностей одной из профильных пластин, при этом ось подшипника перпендикулярна плоскости профильной пластины, профильные пластины, контактирующие с подшипниками, расположенными на дополнительных стержнях, закреплены на осях, установленных в выступе опорной панели, с возможностью вращения.

При этом наконечник выполнен из упругого материала, например резины.

В этом случае наконечник может быть шарнирно закреплен на опорном стержне.

Наконечник может быть выполнен в виде дугообразной пластины.

Кроме того, дополнительный стержень частично расположен внутри опорного, при этом на дополнительном стержне перпендикулярно его оси установлены направляющие валики, соприкасающиеся с боковой поверхностью направляющего паза в опорном стержне.

При таком выполнении ось верхнего направляющего валика может совпадать с осью дополнительного стержня.

При этом профильные пластины дополнительных стержней идентичны, их число равно числу дополнительных стержней, при этом пластины закреплены между собой со сдвигом на угол 360^o/n, где n - число дополнительных стержней, находящихся на одной оси.

Кроме того, профильные пластины дополнительных стержней выполнены с одной цилиндрической поверхностью, имеющей форму гладкой кривой, при этом дополнительный стержень соединен с выступом опорной панели пружиной.

Дополнительные стержни могут быть установлены на выступе опорной панели попарно на двух параллельно установленных осях, при этом оси направляющих валиков двух стержней из разных пар соединены шарнирно рычагами.

При этом профильные пластины опорных стержней идентичны, а их число равно числу опорных стержней.

На опорном стержне может быть установлен упорный валик, контактирующий с изогнутой пластинчатой пружиной, закрепленной на выступе опорной панели.

Профильные пластины опорных стержней могут быть закреплены на выступе опорной панели, при этом контуры цилиндрических поверхностей пластины имеют форму гладкой кривой.

На оси вращения профильных пластин дополнительных стержней может быть установлен электродвигатель.

Верхняя часть опорной панели может быть выполнена в виде седла.

Устройство может содержать две идентичные опорные панели, соединенные поперечным стержнем.

Выполнение устройства таким образом обеспечит перемещение человека без прерывания опоры его на устройство, что достигается использованием нескольких пар опорных и дополнительных стержней, которые согласованно и периодически движутся вперед-назад относительно опорной панели с одновременным изменением суммарной длины каждой пары стержней таким образом, что человек в любой момент времени через опорную панель опирается хотя бы на одну пару стержней. При этом суммарная длина опорного и дополнительного стержней от точки касания земли до точки крепления дополнительного стержня к опорной панели меняется, сохраняя расстояние опорной панели от земли постоянной. Все это снижает нагрузку на человека, снижает его энергозатраты и обеспечивает его устойчивость.

Устройство поясняется чертежами, где на фиг.1 дан общий вид устройства, на фиг.2 - вид Б общего вида устройства сбоку, на фиг.3 - опорный стержень с дугообразным наконечником, на фиг.4 - разрез по А-А на общем виде устройства, на фиг.5 - разрез по В-В на общем виде устройства, на фиг.6 - разрез по С-С на общем виде устройства, на фиг.7 - разрез по Д-Д на общем виде устройства, на фиг. 8 - вариант подвижного соединения дополнительного и опорного стержней, на фиг.9 - крепление пластинчатой пружины и упорного валика,
на фиг.10 - схематично вид сверху устройства с двумя опорными панелями,
на фиг.11 - устройство с двумя парами дополнительных стержней.

Перечень позиций:
1 - опорная панель,
2 - выступ опорной панели,
3 - ось дополнительного стержня,
4 - дополнительный стержень,
5 - опорный стержень,
6 - наконечник опорного стержня,
7 - подшипник дополнительного стержня,
8 - профильная пластина дополнительного стержня,
9 - ось профильной пластины дополнительного стержня,
10 - цилиндрическая поверхность профильной пластины дополнительного стержня
11 - канавка профильной пластины дополнительного стержня,
12 - верхний направляющий валик,
13 - нижний направляющий валик,
14 - направляющая поверхность паза в опорном стержне,
15 - профильная пластина опорного стержня,
16 - цилиндрическая поверхность профильной пластины опорного стержня,
17 - канавка профильной пластины опорного стержня,
18 - подшипник опорного стержня,
19 - ось подшипника дополнительного стержня,
20 - ось направляющего валика,
21 - ось подшипника опорного стержня,
22 - пружина,
23 - упорный валик,
24 - пластинчатая пружина,
25 - поперечный стержень,
26 - рычаг.

Опорная панель 1 устройства может быть выполнена плоской в верхней своей части, как показано на чертежах, или в виде седла (не показано). Опорная панель 1 выполнена с выступом 2 (в примере, выполненном в виде пластины, см. фиг 1, 2), на котором крепится на оси 3 дополнительный стержень 4. На этом же выступе 2 установлена с возможностью вращения на оси 9 профильная пластина дополнительного стержня 8 (см.фиг.4). В профильной пластине 8 выполнена канавка 11, в которой установлен подшипник 7. Подшипник 7 установлен на оси 19, соединенной с дополнительным стержнем 4. У опорной панели 1 может быть несколько выступов (по числу стержней). Дополнительный стержень 4 может быть расположен относительно опорного стержня 5, как показано на фиг. 1, 5 и 6. В опорном стержне 5 выполнен паз. Вдоль направляющей поверхности 14 этого паза, для обеспечения относительного перемещения опорного и дополнительного стержней, установлены направляющие валики, в нашем случае, верхние 12 и нижние 13. Валик 13 установлен на оси 20.

На выступе 2 опорной панели 1 закреплена профильная пластина опорного стержня 15. В профильной пластине 15 выполнена канавка 17 (фиг.7), в которой расположен подшипник опорного стержня 18. Подшипник 18, установленный на оси 21, соединен ею с опорным стержнем 5.

Наконечник опорного стержня 6 может быть выполнен из упругого материала (см.фиг.1 и 2), а может быть выполнен в виде дугообразной пластины (см. фиг. 3).

На фиг.8 показан вариант выполнения профильной пластины дополнительного стержня 8 с одной цилиндрической поверхностью 10. При этом подшипник 7 будет расположен снаружи профильной пластины 8. В этом случае можно совместить ось верхнего направляющего валика 12 с осью 3 дополнительного стержня 4, для лучшего контакта дополнительный стержень 4 соединен с выступом 2 пружиной 22.

На опорном стержне 5 (см.фиг.9) установлен упорный валик 23, а на выступе опорной панели 2 закреплена изогнутая пластинчатая пружина 24, поджимающая опорный стержень через подшипник 18 вверх вдоль дополнительного стержня.

Для лучшей устойчивости опорных панелей может быть две (см. фиг 10), при этом они идентичны тем, что изображены на фиг.1 и скреплены между собой поперечным стержнем 25.

На выступе опорной панели дополнительные стержни 4 могут быть установлены попарно, как показано на фиг.11, при этом оси направляющих валиков 13 соединены шарнирно рычагами 26.

Устройство работает следующим образом.

Пусть для определенности устройство состоит из 3-х пар опорных 4 и дополнительных 5 стержней I, II и III (см. фиг.1 и 2). Пусть в начальный момент времени опорные стержни 5 I и II пары касаются земли, т.к. их подшипники 18 находятся в нижней части канавок 17 соответствующих профильных пластин 15. Пусть впереди находится I пара (на величину "шага" по отношению ко II паре). Опорный стержень 5 III пары приподнят над землей, т.к. его подшипник 18 находится в верхней части канавки 17 соответствующей профильной пластины 15. Возможность такого расположения пар следует из того, что профильные пластины 10 разных пар закреплены на общей оси 9 со сдвигом 120^o между собой.

При поступательном движении опорной панели 1 вместе с человеком дополнительные стержни 4 первых двух пар через свои подшипники 7 давят на эксцентрикоподобную цилиндрическую поверхность 10 профильных пластин 8 этих пар, вследствие чего эти пластины вращаются. Одновременно вращается и профильная пластина 8 третьей пары, поскольку профильные пластины 8 всех трех пар закреплены на одной оси 9. Вращение профильных пластин 8 вызывает периодическое движение пар стержней вперед-назад по отношению к опорной панели 1. При указанном начальном положении пар третья пара стержней будет двигаться вперед. При этом подшипник 18 опорного стержня 5 третьей пары будет двигаться по верхней части канавки 17 и, достигнув правого конца канавки вместе со своим опорным стержнем, опустится вниз и коснется земли. В это время подшипник 18 второй пары вместе со своим опорным стержнем 5, находясь в левом конце канавки 17 своей профильной пластины 15, под действием пружины 24 поднимется вверх по канавке 17 и далее будет двигаться по ее верхней части вправо. Далее третья пара повторяет предыдущее движение первой пары, и все движение повторяется вновь. Таким образом, устройство будет "шагать" по земле, периодически переставляя свои "ноги" - пары стержней. При этом форма контура кривой цилиндрической поверхности 16 обеспечивает укорочение и удлинение суммарной длины опорного 5 и дополнительного 4 стержней каждой пары от точки касания земли до оси 3 так, что расстояние опорной панели 1 до земли остается неизменной. Неизменность этого расстояния можно достичь и при других формах кривой поверхности 16, если наконечники 6 имеют дугообразную форму, как показано на фиг.3.

Для уменьшения затрат энергии, связанных с изменением угла опорного стержня по отношению к земле (перекатывания наконечника по земле), а также для облегчения изменения направления движения человека, наконечник 6 установлен на опорном стержне шарнирно.

На опорную панель устройства человек может опираться подмышечной областью или руками, а если верхняя часть опорной панели выполнена в виде седла, то передвигаться и сидя.

Для большего облегчения перемещения человека на выступе опорной панели может быть установлен электродвигатель (не показан), вращающий ось 9 профильных пластин дополнительных стержней.

Таким образом, вышеописанное устройство позволит облегчить передвижение человека как за счет беспрерывности опирания тела на устройство, так и за счет обеспечения горизонтальной траектории движения опорной панели.

Формула изобретения

1. Устройство для облегчения передвижения человека, содержащее опорную панель, опорный стержень с наконечником, дополнительный стержень, установленный с возможностью движения относительно опорного стержня, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит по крайней мере два опорных и дополнительных стержня, причем опорная панель выполнена с выступом, на котором на осях установлены верхние концы дополнительных стержней с возможностью их углового перемещения вперед-назад, и профильные пластины, каждая из которых имеет одну замкнутую цилиндрическую поверхность или замкнутые цилиндрические поверхности, перпендикулярные плоскости пластин, на каждом стержне установлен подшипник, расположенный между двумя цилиндрическими поверхностями, образующими канавку, или примыкающий к одной из цилиндрических поверхностей одной из профильных пластин, при этом ось подшипника перпендикулярна плоскости профильной пластины, профильные пластины, контактирующие с подшипниками, расположенными на дополнительных стержнях, закреплены на осях, установленных в выступе опорной панели, с возможностью вращения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что наконечник выполнен из упругого материала, например, резины.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что наконечник шарнирно закреплен на опорном стержне.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что наконечник выполнен в виде дугообразной пластины.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительный стержень частично расположен внутри опорного, при этом на дополнительном стержне перпендикулярно его оси установлены направляющие валики, соприкасающиеся с боковой поверхностью направляющего паза в опорном стержне.

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что ось верхнего направляющего валика совпадает с осью дополнительного стержня.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что профильные пластины дополнительных стержней идентичны, их число равно числу дополнительных стержней, при этом пластины закреплены между собой со сдвигом на угол 360^o/n, где n - число дополнительных стержней, находящихся на одной оси.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что профильные пластины дополнительных стержней выполнены с одной цилиндрической поверхностью, контур которой имеет форму гладкой кривой, при этом дополнительный стержень соединен с выступом опорной панели пружиной.

9. Устройство по п. 8, отличающееся тем, что дополнительные стержни установлены на выступе опорной панели попарно на двух параллельно установленных осях, при этом оси направляющих валиков двух стержней из разных пар соединены шарнирно рычагами.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что профильные пластины опорных стержней идентичны, а их число равно числу опорных стержней.

11. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на опорном стержне установлен упорный валик, контактирующий с изогнутой пластинчатой пружиной, закрепленной на выступе опорной панели.

12. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что профильные пластины опорных стержней закреплены на выступе опорной панели, при этом контуры цилиндрических поверхностей пластины имеют форму гладкой кривой.

13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что на оси вращения профильных пластин дополнительных стержней установлен электродвигатель.

14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что верхняя часть опорной панели выполнена в виде седла.

15. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит две идентичные опорные панели, соединенные поперечным стержнем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11