Стопа экзоскелета

Полезная модель относится к области медицинской техники и может быть использована в устройствах, предназначенных для оказания помощи при ходьбе людям с ограниченными двигательными возможностями.
Известна стопа экзоскелета, выполненного с возможностью крепления к ногам пользователя экзоскелета, отличающаяся тем, что стопа содержит шарнирный узел, через который стопа соединена с голенью, причем шарнирный узел содержит одну крестовину, соединенную подвижно с голенью, а две другие крестовины соединены подвижно с параллельным механизмом, выполненным в виде двух линейных приводов, жестко установленных на голени (см. патент РФ на полезную модель № 189145 от 15.05.2019, бюл. №14).
Недостатком известного технического решения является недостаточная безопасность при использовании такого устройства. Данный недостаток вызван тем, что  возникающие при ходьбе нагрузки со стороны привода экзоскелета могут значительно превышать физические возможности человека, особенно это касается нагрузок на голеностопный сустав, что может привести к возникновению травмоопасных последствий.
Задача полезной модели – повышение безопасности использования.
Поставленная задача решается тем, что в известной стопе экзоскелета, выполненного с возможностью крепления к ногам пользователя экзоскелета и содержащей шарнирный узел, через который стопа соединена с голенью, стопа состоит из мобильной и приводной платформ, привода, системы управления, включающей в себя блок задания движения, блок обработки сигналов, блок сравнения, регулятор, датчик угла поворота, датчик сило-моментного очувствления, причем  приводная платформа кинематически связаны с приводом, а система управления размещена в корпусе, при этом блок задания движения соединен с блоком обработки сигналов, а блок обработки сигналов соединен с блоком сравнения и датчиками  угла поворота и сило-моментного очувствления, причем блок сравнения через регулятор соединен с приводом.
Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что, стопа состоит из мобильной и приводной частей, привода, системы управления, включающей в себя блок задания движения, блок обработки сигналов, блок сравнения, регулятор, датчик угла поворота, датчик сило-моментного очувствления, причем  приводная часть стопы кинематически связаны с приводом, а система управления размещена в корпусе, при этом блок задания движения соединен с блоком обработки сигналов, а блок обработки сигналов соединен с блоком сравнения и датчиками  угла поворота и сило-моментного очувствления, причем блок сравнения через регулятор соединен с приводом.
Отличительные признаки в заявляемом техническом решении не выявлены при изучении данной и смежных областей техники.
Совокупность заявляемых признаков обеспечивает достижение задачи полезной модели - повышение безопасности использования.
На фиг.  показана функциональная схема устройства.
На схеме обозначены голень 1, стопа 2, соединенные шарнирно с помощью голеностопного сустава 3, мобильная часть стопы 4, датчик сило-моментного очувствления 5, приводная часть стопы 6, датчик угла поворота мобильной части 7, датчик угла поворота приводной части 8, привод 9. Система управления, размещенная в корпусе, включает в себя блок задания движения 10, блок обработки сигналов 11, блок сравнения 12 и регулятор 13. Кроме этого, система управления электрически связана с бортовым источником энергии, подсистемой  управляемых электроприводов, силовым каркасом и движителями (на схеме не показаны), установленными на корпусе экзоскелета.
Устройство можно использовать для восстановления опорно-двигательных функций голени и стопы. Работа устройства реализуется следующим образом.
Стопа человека 2, закрепляется на мобильной платформе  4 и при подаче управляющего напряжения на привод 9, приводная платформа 6 поворачивается на заданный угол, контролируемый  датчиком угла поворота  8, затем сигнал с  датчика 8 поступает в блок обработки сигналов 11, одновременно с этим в  блок  11 поступает сигнал  с датчика 5, после обработки  сигналы приходят в блок сравнения 12, где происходит определение отклонение реального сигнала от заданного. Далее в регуляторе 13 формируется управляющее напряжение,с помощью которого происходит корректировка положения мобильной платформы 4.
Использование предлагаемого устройства дает возможность человеку ходить, забрав на себя нагрузку с голеностопного сустава. Такой подход позволит человеку вести активный образ жизни, сохранить в тонусе остальные мышцы тела и нейромышечную связь, что в конечном итоге ускорит процесс реабилитации.