Способ проведения испытаний экзоскелета

Изобретение относится к медицине. Способ проведения испытаний экзоскелета заключается в том, что максимальное воспроизведение возможных действий экзоскелета реализуется путем стыковки экзоскелета с опорной колесной рамкой и нагружения экзоскелета антропометрическим тестовым устройством. Механизм стыковки экзоскелета с опорной колесной рамкой выполнен в виде шарнирного узла со степенями подвижности, достаточными для передвижения экзоскелета, маневрирования, в том числе поворачивания, а также приседания и вставания со стула. Передача данных с датчиков экзоскелета на систему управления и контроля процесса испытаний осуществляется по беспроводной связи. Изобретение обеспечивает повышение качества и достижение большей достоверности тестируемых параметров, а также упрощение процесса испытаний. 4 ил.

 

Изобретение относится к медицинской технике, в частности, к приспособлениям, помогающим ходьбе в заранее предопределенных режимах движения экзоскелета пользователей с нарушением функций опорно-двигательного аппарата и может быть использовано для проведения испытаний экзоскелета.

Известные из уровня техники методы и способы тестирования, исследования и испытания экзоскелета, а также устройства для их реализации (US 8920347 В2, US 20160007885 А1), предполагают в том числе, воспроизведение всех возможных действий экзоскелета пилотом - испытателем или антропоморфным тестовым устройством как непосредственно в экзоскелете, так и с использованием беговой дорожки (тредмилла).

Недостатком упомянутых методов и способов следует считать субъективность проведения испытаний, зависящих от траекторий движения пилота - испытателя, а также ограничения в возможностях реализации некоторых движений, которые осуществляет пациент в экзоскелете в процессе тренировок, в частности, поворотов.

Наиболее близким по существу к предлагаемому изобретению, принятым за прототип, является способ проведения испытаний экзоскелета (см. патент US 20040097330 А1), в котором максимально возможные траектории движения экзоскелета, необходимые для реабилитационного процесса конкретного пациента, достигаются путем редактирования первичных траекторий, полученных при испытаниях экзоскелета, нагруженного антропоморфным тестовым устройством с использованием тредмилла.

Недостатком упомянутого способа следует считать ограниченность получения первичных траекторий, так как подвеска антропоморфного устройства искажает значения весовых нагрузок, возникающих в процессе передвижений экзоскелета. Кроме того, использование тредмилла ограничивает возможность

реализации некоторых движений экзоскелета, например, поворотов в движении.

Технической задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является повышение качества и достижение большей достоверности тестируемых параметров, а также упрощение процесса испытаний.

Техническая задача достигается за счет того, что испытания экзоскелета проводятся на технологическом комплексе электромеханического экзоскелета, который обеспечивает максимальное воспроизведение возможных действий экзоскелета, при этом испытания экзоскелета проводятся без участия пилота, с использованием антропоморфного тестового устройства.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где: на фиг. 1 изображен технологический комплекс при ходьбе, вид сбоку; на фиг. 2 - технологический комплекс в положении поворота; на фиг. 3 - технологический комплекс в положении сидя; на фиг. 4 - технологический комплекс без антропоморфного тестового устройства, вид общий.

Технологический комплекс для проведения испытаний представляет собой двухколесную тележку 1, сцепленную через шарнирный узел 2 с экзоскелетом 3, включающим в себя антропоморфное тестовое устройство 4. При этом, шарнирный узел 2 имеет три степени подвижности: вокруг вертикальной оси, во фронтальной и в сагиттальной плоскостях экзоскелета 3. Причем, две степени подвижности во фронтальной и сагиттальной плоскостях имеют упругую податливость. Колеса 5 тележки 1 содержат дисковые тормоза 6 и датчики скорости 7. Нагрузка на экзоскелет 3 обеспечивается прикреплением антропоморфного тестового устройства 4, с массой, соответствующей массе пациента. На раме тележки 1 может быть установлена дополнительная аккумуляторная батарея для непрерывности длительного тестирования нагрузочной

способности экзоскелета 3. Для проведения тестирования процесса приседания используется подставной стул 8.

Процесс тестирования экзоскелета с использованием технологического комплекса осуществляется следующим образом. Экзоскелет 3 крепится к шарнирному узлу 2, при этом двухколесная схема тележки 1 обеспечивает возможность сцепки с экзоскелетами разных размеров по высоте. Основное предназначение тележки 1 - это обеспечение повышенной устойчивости экзоскелета при самостоятельном движении в процессе тестирования. Процесс тестирования осуществляется во время самостоятельного движения экзоскелета, при этом воспроизводятся все виды движений, свойственные экзоскелету. Три степени подвижности шарнирного узла 2 обеспечивают возможность передвижения экзоскелета, маневрирования, в том числе поворачивания, а также приседания и вставания со стула, характеризующееся угловыми поворотами экзоскелета 3 относительно тележки 1. Скорость движения, длина шага, длительность цикла шага, повороты задаются программно. Наблюдение и запись работы проводятся в режиме реального времени. Канал обратной связи состояния экзоскелета и функционирования его узлов может осуществляться по беспроводной связи. Предельные значения нагрузочных способностей экзоскелета определяются тестированием при максимальных нагрузках на экзоскелет путем увеличения массы антропоморфного тестового устройства 4.

Предложенный способ проведения испытаний обеспечивает возможность осуществления поворотов во время движения, расширяя тем самым процесс тестирования нагрузочных способностей экзоскелета во всех возможных формах движений. Это повышает качество и полноту процесса тестирования экзоскелета. При этом следует отметить и дополнительные качества предложенного способа: простота способа и низкие затраты, возможность тестирования в условиях бездорожья, а также приближение процесса тестирования к естественным условиям эксплуатации в части формы движений. Кроме того, предлагаемый способ может использоваться для тестирования ресурсных показателей экзоскелета, так как технологический комплекс позволяет увеличить динамическую нагрузку путем дополнительного нагружения тележки, а также увеличить сопротивление движению экзоскелета включением в работу дисковых тормозов. Все это позволяет проводить тестирование ресурсных показателей экзоскелета в форсированном режиме, а также при низких температурах окружающей среды в естественных уличных условиях.

Способ проведения испытаний экзоскелета, заключающийся в том, что максимальное воспроизведение возможных действий экзоскелета реализуется путем стыковки экзоскелета с опорной колесной рамкой и нагружения экзоскелета антропометрическим тестовым устройством, при этом механизм стыковки экзоскелета с опорной колесной рамкой выполнен в виде шарнирного узла со степенями подвижности, достаточными для передвижения экзоскелета, маневрирования, в том числе поворачивания, а также приседания и вставания со стула, причем передача данных с датчиков экзоскелета на систему управления и контроля процесса испытаний осуществляется по беспроводной связи.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к медицине. Аппарат ортопедический на всю ногу для коррекции опорно-двигательных функций нижних конечностей у больных с различными по тяжести, распространенности вялыми, спастическими параличами, парезами мышц нижних конечностей состоит из корсета для туловища, гильз бедра, голени и стопы, элементов крепления гильз на конечности, коленных и голеностопных шарнирных узлов, тазобедренного шарнирного узла и динамического крепления колена.

Изобретение относится к медицине, а именно к восстановлению двигательной функции конечности. Предложен способ, предусматривающий фиксацию реабилитируемой конечности в реабилитационном механотренажере, выполненном с возможностью осуществления циклического сгибания и разгибания конечности пациента, для чего в ходе сеанса с помощью электродов, установленных на поверхности кожи поверх приводящей в движение конечность восстанавливаемой мышцы, осуществляют регистрацию электромиографических сигналов с последующим формированием программным модулем сигналов управления, передаваемых двигателю механотренажера на принудительное движение, компенсирующее недостающую силу реабилитируемой конечности.

Изобретение относится к медицине. Устройство для формирования двигательных навыков ходьбы у детей с детским церебральным параличом и с заболеваниями опорно-двигательного аппарата включает средства для фиксации ребенка к взрослому человеку и возможности осуществления одновременной локомоции взрослого и ребенка.

Изобретение относится к медицине. Способ управления экзоскелетом осуществляется путем задания траекторий движения экзоскелета ассистентом дистанционно с помощью установленной на конечностях ассистента управляющей части.

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. Способ проведения испытаний экзоскелета заключается в том, что максимальное воспроизведение возможных действий экзоскелета реализуется путем стыковки экзоскелета с опорной колесной рамкой и нагружения экзоскелета антропометрическим тестовым устройством. Механизм стыковки экзоскелета с опорной колесной рамкой выполнен в виде шарнирного узла со степенями подвижности, достаточными для передвижения экзоскелета, маневрирования, в том числе поворачивания, а также приседания и вставания со стула. Передача данных с датчиков экзоскелета на систему управления и контроля процесса испытаний осуществляется по беспроводной связи. Изобретение обеспечивает повышение качества и достижение большей достоверности тестируемых параметров, а также упрощение процесса испытаний. 4 ил.

Наверх