Способ управления экзоскелетом



Способ управления экзоскелетом
Способ управления экзоскелетом
A61H2201/5069 - Устройства для физиотерапии, например устройства для определения местонахождения или стимулирования рефлекторных точек на поверхности тела; искусственное дыхание; массаж; устройства для купания со специальными терапевтическими или гигиеническими целями (способы или устройства, позволяющие инвалидам приводить в действие приспособления или устройства, не являющиеся частями тела A61F 4/00; электротерапия, магнитотерапия, лучевая терапия, ультразвуковая терапия A61N)

Владельцы патента RU 2698364:

Акционерное общество "Волжский электромеханический завод" (RU)

Изобретение относится к медицине. Способ управления экзоскелетом осуществляется путем задания траекторий движения экзоскелета ассистентом дистанционно с помощью установленной на конечностях ассистента управляющей части. Управляющая часть содержит датчики углов и угловых скоростей с осями, совпадающими с осями шарнирных сочленений ассистента, соответствующих шарнирным сочленениям конечностей экзоскелета и формирующих управляющие сигналы на приводы экзоскелета. Организована обратная связь от пациента в экзоскелете к ассистенту на основе информации, отображающей уровень комфортности двигательного процесса для пациента, выражающейся в воздействии на ассистента в виде звуковых, световых, вибрационных сигналов. Изобретение обеспечивает повышение уровня комфортности во взаимодействии пациента с экзоскелетом. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности, к техническим средствам реабилитации инвалидов и может быть использовано для задания желаемых траекторий движения экзоскелета, предназначенного для пользователей с нарушением функций опорно-двигательного аппарата.

Известен способ задания желаемых траекторий движения для передвижения пользователя с нарушением функций опорно-двигательного аппарата (патент RU 2598124), обеспечивающий возможность управления экзоскелетом внешним компьютером ассистента, при этом управляющие сигналы на приводы экзоскелета формируются с учетом масс-инерционных характеристик сегментов тела пациента, элементов экзоскелета и требований к качеству управления.

Недостатком известного способа является ограниченные возможности обеспечения максимальной комфортности во взаимодействии пациента с экзоскелетом в процессе передвижения в условиях быстро возникающих потребностей изменения параметров движения в зависимости от изменяющихся внешних условий и самочувствия пациента.

Известен способ дистанционного управления манипулятором (патент RU 125508) оператором посредством управляющей системы, в шарнирных кинематических звеньях которой установлены энкодеры для формирования управляющих сигналов приводам шарниров манипулятора.

Недостатком известного способа при использовании его для управления экзоскелетом является отсутствие обратной связи между ассистентом и пациентом в экзоскелете, что снижает комфортность во взаимодействии пациента с экзоскелетом, обусловленную невозможностью обеспечения максимального совпадения желаемого паттерна ходьбы пациента в экзоскелете с паттерном ходьбы человека без нарушения функций опорно-двигательного аппарата.

Технический результат изобретения - повышение уровня комфортности во взаимодействии пациента с экзоскелетом.

Указанный технический результат достигается тем, что способ управления экзоскелетом реализуется путем задания траекторий движения экзоскелета ассистентом дистанционно, с помощью установленных на конечностях ассистента управляющей части, содержащей датчики углов и угловых скоростей с осями, совпадающими с осями шарнирных сочленений ассистента, соответствующих шарнирным сочленениям конечностей экзоскелета и формирующих управляющие сигналы на приводы экзоскелета, при этом организована обратная связь от пациента в экзоскелете к ассистенту на основе информации, отображающей уровень комфортности двигательного процесса для пациента, выражающаяся в воздействии на ассистента в виде звуковых, световых, вибрационных сигналов, кроме того, источник электропитания экзоскелета может нести ассистент, а энергоподвод к экзоскелету обеспечивается кабелем, а также ассистент может нести сменные источники электропитания.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где: на фиг. 1 изображен пациент в экзоскелете, вид сбоку; на фиг. 2 - пациент в экзоскелете, вид спереди; на фиг. 3 - ассистент с системой датчиков, вид сбоку; на фиг. 4 - ассистент, вид спереди.

Экзоскелет 1 с пациентом 2 управляется ассистентом 3. При этом экзоскелет 1 содержит приводы 4 тазобедренных суставов и приводы 5 коленных суставов с источником электропитания 6. Ассистент 3 снаряжен датчиками 7 и 8, соосно расположенными относительно осей тазобедренных и коленных суставов ног ассистента. Датчики 7 и 8 обеспечивают слежение углов и угловых скоростей при сгибании тазобедренных и коленных суставов ассистента. Экзоскелет 1, кроме источника электропитания 6, имеет сменный источник электропитания 9, который несет на себе ассистент 3.

Способ управления экзоскелетом осуществляется следующим образом. Управление экзоскелетом 1 осуществляется ассистентом 3, совершающим необходимые для пациента 2 движения. Датчики 7 и 8 углов и угловых скоростей формируют управляющие сигналы для приводов 4 и 5 экзоскелета 1. Это обеспечивает в реальном режиме времени повторение движений, совершаемых ассистентом 3. При этом организована обратная связь от пациента 2 в экзоскелете 1 к ассистенту 3 на основе информации, отображающей уровень комфортности двигательного процесса для пациента, выражающаяся в воздействии на ассистента в виде звуковых, световых, вибрационных сигналов. Эти сигналы предупреждают ассистента о необходимости снижения темпа передвижения. При этом, источник электропитания 9, который несет ассистент, может исключить необходимость наличия источника электропитания 6 на экзоскелете 1, а электроподвод к экзоскелету 1 может обеспечиваться кабелем. Это обеспечит снижение массы экзоскелета и, как следствие, снижение его инерционности. А также источник электропитания 9 может служить дополнительным (сменным) источником электропитания экзоскелета 1, что увеличивает время автономной работы экзоскелета и радиус его действия.

Применение предложенного способа управления экзоскелетом позволяет повысить уровень комфортности взаимодействия пациента с экзоскелетом и, как следствие, повысить эффективность реабилитационного процесса.

1. Способ управления экзоскелетом путем задания траекторий движения экзоскелета ассистентом дистанционно с помощью установленной на конечностях ассистента управляющей части, содержащей датчики углов и угловых скоростей с осями, совпадающими с осями шарнирных сочленений ассистента, соответствующих шарнирным сочленениям конечностей экзоскелета и формирующих управляющие сигналы на приводы экзоскелета, при этом организована обратная связь от пациента в экзоскелете к ассистенту на основе информации, отображающей уровень комфортности двигательного процесса для пациента, выражающейся в воздействии на ассистента в виде звуковых, световых, вибрационных сигналов.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что источник электропитания экзоскелета может нести ассистент, при этом энергоподвод к экзоскелету обеспечивается кабелем.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что ассистент может нести сменные источники электропитания.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине, а именно к реабилитологии, и может быть использовано при оценке степени реабилитации с использованием активного экзоскелета у пациентов с нарушениями опорно-двигательного аппарата.

Изобретение относится к медицине. Способ управления костылями или тростью, заключающийся в том, что костыли или трость автоматически реагируют на изменение расстояния от ручки костыля или трости до участка поверхности, на который костыли или трость будут опираться при следующем положении, определяемое бесконтактным способом при помощи дальномера во время предыдущего положения.

Изобретение относится к медицине и может быть применимо для закрепления правильного положения тазобедренных суставов, тренировки правильной работы мышц ног и формирования шагового рефлекса у детей с ДЦП при сидении и движении на согнутых коленях.

Изобретение относится к области медицинской техники, а именно к устройству для тренировки ходьбы. Устройство (100) для тренировки ходьбы имеет подвижное основание (200), балочную систему (300), отходящую от подвижного основания (200), систему (400) поддержки веса, обеспечивающую возможность по меньшей мере частичного подвешивания пользователя (410) сверху в подвесной системе (500) с помощью балочной системы (300), датчик (801, 802, 531, 532) движения для распознавания движения пользователя (410) и блок (900) управления, выполненный с возможностью управления приводным узлом (210) в ответ на движение пользователя (410), распознанное датчиком (801, 802, 531, 532) движения, так, чтобы подвижное основание (200) следовало за пользователем (410) в заданном диапазоне расстояний и в заданном диапазоне углов относительно направления движения пользователя (410).

Изобретение относится к медицине. Голеностопное звено ортеза или экзоскелета, содержит базовый элемент, первый рычаг, первую стойку, вторую стойку и опору ступни.

Группа изобретений относится к медицине, а именно к неврологии, реабилитологии, педиатрии, и может быть использовано при осуществлении реабилитации детей с нарушением двигательной активности и мышечного тонуса.
Изобретение относится к медицине, а именно к реабилитологии, и может быть использовано при физической реабилитации больных с сочетанием патологии сердечно-сосудистой системы и артроза.

Изобретение относится к медицине. Ортез для лечения пареза стопы содержит фиксатор для голени, корпус, блок управления, блок сравнения, блок памяти, блок питания, генератор импульсов, стимулирующие электроды, миографические датчики, а также датчик шага для размещения на руке.

Техническое решение относится к системам помощи слабовидящим и слепым. Технический результат заключается в повышении точности локализации пользователя, получении информации о препятствиях и путях их обхода, с учетом скорости движения пользователя и его габаритов, и оповещении об этом пользователя.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к травматологии и ортопедии, а также может быть использовано в туризме и спорте. Экзоскелет содержит верхнее и нижнее опорные устройства.
Изобретение относится к медицине, а именно к педиатрии, и может быть использовано при реабилитации детей с последствиями перинатального поражения ЦНС. Для этого методист-реабилитолог проводит с ребенком комплекс упражнений.

Изобретение относится к области медицины и предназначено для ускоренного развития двигательных функций у детей в возрасте от 1-ого года до 3-х лет на этапе перехода от неподвижности к ползанию на четвереньках.
Изобретение относится к медицине, а именно к педиатрии, неврологии, физиотерапии, лечебной физкультуре, и предназначено для использования при реабилитации детей с атонически-астатической формой ДЦП.

Изобретение относится к медицине, и может быть использовано при проведении комплексного оздоровления организма человека. Для этого последовательно проводят комплекс процедур в течение минимум семи дней.
Изобретение относится к медицине, а именно к ортопедии, травматологии и реабилитологии, и может быть использовано при реабилитации детей с плоскостопием. Для этого с помощью методиста-реабилитолога проводят комплекс из 6 упражнений с выстраиванием стоп в шаговом паттерне на виброплатформе Галилео.
Изобретение относится к медицине, а именно к восстановительной медицине и неврологии, и может быть использовано для лечения пациентов в вегетативном состоянии (ВС).
Изобретение относится к медицине, а именно к восстановительной медицине, и может быть использовано для восстановления функции кисти у пациентов с параличами и парезами верхних конечностей.
Изобретение относится к медицине, а именно к лечебной физкультуре, реабилитации, и предназначено для восстановления физиологических изгибов позвоночника. Для этого выполняют комплексы лечебной гимнастики, включающие выполнение упражнений на скручивание позвоночника.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано при реабилитации детей с различными формами детского церебрального паралича. Проводят на фоне стандартного лечения занятия на платформе координация, баланс, сила (КОБС) и физиотерапевтические процедуры, при этом курс лечения составляет 10 ежедневных сеансов.

Тензоалгометрический блок системы управления роботизированным манипулятором относится к медицинской технике. Тензоалгометрический блок системы управления роботизированным манипулятором содержит индентор.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам для поддержания части тела при магниторезонансной визуализации. Устройство для поддержания части тела содержит рукав, выполненный с возможностью поддержания части тела, причем рукав содержит круговую камеру, которая выполнена с возможностью откачки из нее по существу всего содержащегося в ней воздуха, и элементы гибких поверхностных принимающих РЧ-катушек для магниторезонансной визуализации, расположенные внутри круговой камеры и выполненные с возможностью обеспечения их соответствия по форме упомянутой части тела при откачке воздуха, и порт, проходящий через рукав, сконфигурированный для соединения элементов гибких поверхностных принимающих РЧ-катушек внутри круговой камеры с устройством магниторезонансной визуализации (МРТ) снаружи круговой камеры, сохраняя воздухонепроницаемость круговой камеры.

Изобретение относится к медицине. Способ управления экзоскелетом осуществляется путем задания траекторий движения экзоскелета ассистентом дистанционно с помощью установленной на конечностях ассистента управляющей части. Управляющая часть содержит датчики углов и угловых скоростей с осями, совпадающими с осями шарнирных сочленений ассистента, соответствующих шарнирным сочленениям конечностей экзоскелета и формирующих управляющие сигналы на приводы экзоскелета. Организована обратная связь от пациента в экзоскелете к ассистенту на основе информации, отображающей уровень комфортности двигательного процесса для пациента, выражающейся в воздействии на ассистента в виде звуковых, световых, вибрационных сигналов. Изобретение обеспечивает повышение уровня комфортности во взаимодействии пациента с экзоскелетом. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх