МЕХАНИЧЕСКИЙ ЭКЗОСКЕЛЕТ ДЛЯ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ

Полезная модель предназначена для ситуаций, когда человеку наряду с ходьбой требуется находиться длительное время в статичной позе полуприседа или приседа. Такие ситуации могут возникнуть при проведении монтажных работ в производстве, в частности при сборке автомобилей, или в сельском хозяйстве при посадке или при сборе урожая.
Известно сиденье для носимого устройства для оказания помощи в сидячем положении - см. заявку США №2018317662. Данное устройство позволяет наряду с возможностью хождения занять позу сидя. Сиденье по заявке США №2018317662 принято в качестве наиболее близкого аналога.
Однако для пользователя имеются недостатки при использовании данного устройства:
- нет возможности регулировать положение полуприседа или приседа со стопорением сиденья;
- при поворотах в коленном суставе имеются трудности.
При разработке предложенного экзоскелета была поставлена задача устранить перечисленные недостатки.
В результате решения поставленной задачи был достигнут технический результат, заключающийся в повышении удобства использования путем обеспечения регулирования положения полуприседа или приседа со стопорением сиденья при облегчении возможности поворотов в коленном суставе.
Достижение такого технического результата стало возможным при использовании механического экзоскелета для нижних конечностей (ЭС), содержащего: поясничный узел крепления к телу человека, правый и левый бедренные узлы, правый и левый коленные узлы, правый и левый голенные узлы, правый и левый стопочные узлы, правый и левый несущие узлы. Правые бедренный, коленный, голенной и стопочный узлы соединены последовательно. Левые бедренный, коленный, голенной и стопочный узлы соединены последовательно. Правый несущий узел связывает правые бедренный и голенные узлы. Левый несущий узел связывает левые бедренный и голенной-узлы. Поясничный узел крепления к телу человека выполнен в виде поясного ремня для крепления на талии человека. Правый и левый бедренные узлы, каждый имеет бедренную балку и узел сиденья. Бедренная балка имеет верхний конец для крепления к поясничному узлу крепления к телу человека посредством крепежных лент, и нижний конец для крепления к коленному узлу. При этом один конец упомянутой ленты крепится к поясному ремню, а другой - к верхнему концу бедренной балки. Бедренная балка выполнена вдоль с четырьмя сторонами, на каждой из которых выполнено по продольному пазу, у которого такое поперечное сечение, что выходная часть выполнена суженной, а внутренняя часть расширенной. Первый паз расположен напротив второго, а третий напротив четвертого. Первый паз расположен на стороне ближней к бедру, чем второй. Четвертый паз расположен на стороне ближней к наружной боковой стороне бедра, чем третий. Узел сиденья имеет посадочной элемент, бедренные ремни, соединенные с посадочным элементом. Посадочный элемент имеет посадочную и крепежные планки, соединенные между собой. К свободной стороне крепежной планки присоединен сухарь для расположения в первом пазу бедренной балки для возможности скольжения посадочного элемента. Правый и левый коленные узлы, каждый имеет ремни для крепления голени человека, верхнюю поперечную балку для крепления к нижнему концу бедренной балки, среднюю поперечную балку для крепления к голенному узлу и две рамы, расположенные в параллельных плоскостях. Каждая рама состоит из двух стыкованных Г-образных пластин - первой и второй. Каждая из Г-образных пластин имеет стыковочное длинное плечо и крепежное короткое плечо. Стыковочные длинные плечи первой и второй Г-образных пластин концами соединены в середине рамы шарнирно. Крепежное плечо первой Г-образной пластины концом закреплено неподвижно к верхней поперечной балке. Крепежное плечо второй Г-образной пластины концом закреплено неподвижно к средней поперечной балке. Ремни для крепления голени человека, закреплены на длинных стыковочных плечах вторых Г-образных пластин. Правый и левый голенные узлы, каждый имеет нижнюю поперечную балку для крепления к стопочному узлу и голенную балку, которая имеет верхний конец для крепления к средней поперечной балке и нижний конец для крепления к нижней поперечной балке.
Правый и левый стопочные узлы, каждый имеет прямоугольную пластинчатую раму, две треугольные пластинчатые рамки, два поддерживающих основания - правое и левое и ремни для крепления стопы. Ремни для крепления стопы закреплены на обеих сторонах треугольных пластинчатых рамок. Поддерживающие основания выполнены в виде крюкообразных пластин, каждая из которых имеет отогнутые борта с трех сторон крюковой части - для правого основания в одну сторону, а для левого в другую, и отогнутые треугольные борта на краях напротив друг друга вдоль продольной прямой части крюкообразной пластины. Основания треугольных бортов являются продолжением бортов крюковой части, а вершины расположены на конце продольной части пластины. Крюковые части пластины поддерживающих оснований крепятся неподвижно на концах нижней поперечной балки. На коротких противоположных краях пластинчатой прямоугольной рамы поперек закреплены основания треугольных пластинчатых рамок, направленное вершинами в одну сторону. Вершины треугольных пластинчатых рамок шарнирно соединены с концами продольных прямых частей крюкообразных пластин таким образом, что их борта расположены напротив друг друга. Правый и левый несущие узлы, каждый имеет шток с верхним концом, направленным в сторону бедренного узла и нижним концом, направленным в сторону голенного узла, шарнирный узел для соединения штока с голенной балкой голенного узла, и регулировочно-шарнирный узел для соединения штока с бедренной балкой бедренного узла.
Шарнирный узел для соединения штока с голенной балкой голенного узла имеет нижнюю ось и П-образный кронштейн, в ножках которого выполнены отверстия для расположения нижнего конца штока между ножками. Нижняя ось проходит через отверстия в ножках с возможностью поворота штока на оси. Перекладина П-образного кронштейна с наружной стороны неподвижно закреплена в голенной балке голенного узла.
Регулировочно-шарнирный узел для соединения штока с бедренной балкой бедренного узла имеет верхнюю ось, каретку, рельсу, регулируемый тормоз и П-образную пластинчатую направляющую. П-образная пластинчатая направляющая выполнена с верхней частью, направленной в сторону поясничного узла крепления к телу человека и с нижней частью, направленной в сторону коленного узла. В ножках П-образной пластинчатой направляющей выполнены продольные прорези для размещения концов верхней оси. Каретка выполнена в виде корпуса, имеющего продольный паз, и закреплена на пластинчатой направляющей. Рельс выполнен с выступом для размещения в продольном пазу каретки с возможностью перемещения каретки относительно рельса.
Рельс неподвижно закреплен во втором продольном пазу бедренной балки. Регулируемый тормоз имеет П-образный профиль, полоз для размещения в третьем пазу бедренной балки, узел крепления полоза к П-образному профилю, и узел регулировки положения П-образного профиля относительно бедренной балки, П-образный профиль имеет на концах ножек со стороны расположения наружной боковой поверхности бедра три отверстия - первое, второе по краям и третье центральное, а со стороны ближней к внутренней боковой поверхности бедра два отверстия - четвертое и пятое. Перемычкой П-образный профиль закреплен к каретке. Узел регулировки положения П-образного профиля относительно бедренной балки имеет стопор, рейку для размещения в четвертом пазу бедренной балки, два винта с гайками и шайбами, две простановочные втулки, упорную планку с тремя продольными соосными отверстиями, одно из которых - центральное, а два других крайние. Рейка имеет форму в сечении идентичную форме сечения четвертого паза в бедренной балке и продольно расположенные соосные поперечные отверстия. Рейка закреплена в четвертом пазу бедренной балки неподвижно. Стопор имеет держатель, пружину, втулку для пружины с высотой равной высоте простановочных втулок и фиксирующую муфту. Держатель выполнен в виде стержня, имеющего с закрепленными на нем неподвижно последовательно и вдоль - ручку на первом конце, далее поперечным штырем и далее круговым упором. Второй конец стержня предназначен для возможности расположения в отверстиях рейки. Два винта своими головками закреплены в крайних отверстиях упорной планки, а концами с помощью гаек в первом и третьем отверстии П-образного профиля. Между П-образным профилем и упорной планкой на винтах установлены простановочные втулки. Стержень держателя проходит с возможностью перемещения через третье отверстие П-образного профиля и центральное отверстие упорной планки. Втулка для пружины с размещенной внутри нее пружиной установлена на стержне держателя между П-образным профилем и упорной планкой таким образом, что пружина располагается между упомянутой планкой и круговым упором стержня держателя. Фиксирующая муфта выполнена с продольным отверстием для стержня и первым концом предназначена для крепления над третьим отверстием П-образного профиля, а на втором имеет два взаимно перпендикулярных углубления для штыря держателя, причем одно из углублений имеет высоту, большую, чем другое. Узел крепления полоза к П-образному профилю имеет два направляющих винта ограничительную планку, простановочные втулки и гайки. Ограничительная планка имеет отверстия для винтов, расположенные вдоль планки соосно. Полоз выполнен такой формы в сечении, чтобы допустить поперечное и продольное перемещения полоза в третьем пазу бедренной балки при исключении его поперечного выхода из третьего паза бедренной балки, а также обеспечить стопорение полоза в упомянутом пазу. Винты головками закреплены в полозе далее в отверстиях ограничительной планки, а концами в четвертом и пятом отверстиях П-образного профиля с помощью гаек снаружи. Между полозом и ограничительной планкой, а также между ограничительной планкой и П-образным профилем на винтах установлены простановочные втулки. При расположении штыря стержня держателя в углублении меньшей высоты фиксирующей муфты имеется возможность выхода стержня из отверстия рейки и возможность перемещения регулируемого тормоза с упомянутым регулировочным шарнирным узлом вдоль бедренной балки. При расположении штыря стержня держателя в углублении большей длины фиксирующей муфты имеется возможность вхождения стержня в отверстие рейки и возможность фиксации регулируемого тормоза с упомянутым регулировочно-шарнирным узлом относительно бедренной балки.
Возможно выполнение экзоскелета в следующих исполнениях:
Посадочная планка может быть выполнена с мягким покрытием. Правый и левый коленный узлы могут иметь ремни для крепления бедер человека, закрепленные на длинных стыковочных плечах первых Г-образных пластин.
Бедренная балка может иметь полости для облегчения ее веса. Поясничный узел крепления к телу человека может иметь плечевой узел крепления к телу человека, выполненный в виде плечевых ремней, закрепленных на поясном ремне и соединяемых перемычками на груди и спине человека.
Технический результат обеспечивается всеми признаками экзоскелета, при этом: Регулирование положения полуприседа или приседа со стопорением сиденья в первую очередь обеспечивается особым выполнением правого и левого несущих узлов, каждый из которых имеет шток с верхним концом, направленным в сторону бедренного узла и нижним концом, направленным в сторону голенного узла, шарнирный узел для соединения штока с голенной балкой голенного узла, и регулировочно шарнирный узел для соединения штока с бедренной балкой бедренного узла выполненными оригинальной конструкции.
Кроме того, снижение тяжести ношения экзоскелета, в первую очередь, обеспечивается особым выполнением правого и левого стопочных узлов, каждый из которых имеет прямоугольную пластинчатую раму, две треугольные пластинчатые рамки, два поддерживающих основания - правое и левое и ремни для крепления стопы, выполненными оригинальной конструкции.
Осуществление коленным суставом движений приближенных максимально к естественным в первую очередь обеспечивается особым выполнением правого и левого коленных узлов, каждый имеет ремни для крепления голени человека, верхнюю поперечную балку для крепления к нижнему концу бедренной балки, среднюю поперечную балку для крепления к голенному узлу и две рамы, расположенные в параллельных плоскостях, выполненные оригинальной конструкции.
На фиг. 1 изображен общий вид экзоскелета, вид сзади для позиции стоя.
На фиг. 2 изображен общий вид экзоскелета, вид спереди для позиции стоя.
На фиг. 3 изображено поперечное сечение бедренной балки.
На фиг. 4 изображен общий вид экзоскелета, вид спереди для позиции полуприседа.
На фиг. 5 изображен экзоскелет вид сбоку для позиции полуприседа.
На фиг. 6 изображен общий вид экзоскелета, вид сзади для позиции полуприседа.
На фиг. 7 изображена часть стопочного узла.
На фиг. 8 изображена часть узла регулировки положения П-образного профиля
На фиг. 9 изображена часть узла регулировки положения П-образного профиля относительно бедренной балки, в разрезе.
На фиг. 10 изображена часть узла регулировки положения П-образного профиля относительно бедренной балки, поперечное сечение.
На фигурах используются следующие позиции:
1 - поясничный узел крепления к телу человека,
2 - плечевой узел крепления к телу человека (не показан),
3, 4 - правый и левый бедренные узлы,
5, 6 - правый и левый коленные узлы,
7, 8 - правый и левый голенные узлы,
9, 10 - правый и левый стопочные узлы,
11, 12 - правый и левый несущие узлы,
13 - поясной ремень,
14 - плечевые ремни (не показаны),
15 - перемычки (не показаны),
16 - бедренная балка,
17-узел сиденья,
18 - верхний конец бедренной балки,
19 - крепежная лента,
20 - нижний конец бедренной балки,
21 - первая сторона бедренной балки,
22 - вторая сторона бедренной балки,
23 - третья сторона бедренной балки,
24 - четвертая сторона бедренной балки,
25 - первый продольный паз,
26 - второй продольный паз,
27 - третий продольный паз,
28 - четвертый продольный паз,
29 - суженная часть продольного паза 25-28,
30 - расширенная часть продольного паза 25-28,
31 - посадочной элемент,
32 - бедренные ремни,
33 - посадочная планка,
34 - крепежная планка,
35 - свободная сторона (не показана) крепежной планки 34,
36 - сухарь (не показан),
37 - ремни для крепления голени человека,
38 - верхняя поперечная балка для крепления к нижнему концу 20 бедренной балки 16,
39 - средняя поперечная балка для крепления к голенному узлу 7, 8,
40, 41 - рамы,
42, 43 - соответственно первая и вторая стыкованные Г-образные пластины,
44 - стыковочное длинное плечо,
45 - крепежное короткое плечо,
46 - нижняя поперечная балка крепления к стопочному узлу 9, 10
47 - голенная балка,
54 - верхний конец голенной балки 47,
55 - нижний конец голенной балки 47,
56 - прямоугольная пластинчатая рама, 57,
58 - треугольные пластинчатые рамки,
59 - правое поддерживающее основание,
60 - левое поддерживающее основание,
61 - ремни для крепления стопы,
62 - крюкообразная пластина,
63 - отогнутые борта,
64 - крюковая часть,
65 - отогнутые треугольные борта,
66 - продольная прямая часть,
67 - вершины треугольных бортов 65, крюкообразной пластины 62.
68 - короткие противоположные края пластинчатой прямоугольной рамы 56,
69, 70 - вершины треугольных пластинчатых рамок 56, 57,
71 - шток,
72 - верхний конец штока,
73 - нижний конец штока,
74 - шарнирный узел для соединения штока 71 с голенной балкой 47 голенного узла 7, 8,
75 - регулировочно шарнирный узел для соединения штока 71 с бедренной балкой 16 бедренного узла 3, 4,
76 - нижняя ось,
77 - П-образный кронштейн,
78, 79 - ножки П-образного кронштейна 77,
80 - отверстия (не показаны) в ножках 78, 79 для расположения нижнего конца 73 штока 71 между ножками 78, 79,
81 - перекладина (не показана) П-образного кронштейна 77,
82 - наружная сторона (не показана) перекладины 81,
84 - верхняя ось,
86 - каретка,
87 - рельс,
88 - регулируемый тормоз,
89 - П-образная пластинчатая направляющая,
90а - верхняя часть направляющей 89,
90б - нижняя часть направляющей 89,
91 - продольные прорези в ножках П-образной пластинчатой направляющей 89,
92 - корпус,
93 - продольный паз корпуса 92,
94а, 94б - первый и второй продольные выступы,
95 - П-образный профиль,
96 - полоз для размещения в третьем пазу 27 бедренной балки 16,
97 - узел крепления полоза к П-образному профилю 95,
98 - узел регулировки положения П-образного профиля 95 относительно бедренной балки 16,
99 - ножки П-образного профиля 95,
100, 101, 102 - соответственно, первое, второе и третье центральное отверстия,
103, 104 - соответственно, четвертое и пятое отверстия,
105 - перемычка П-образного профиля 95,
106-стопор,
107 - рейка,
108 - винты,
109 - гайки,
110 - шайбы,
111, 112 - простановочные втулки,
113 - упорная планка,
114, 115, 116 - соответственно, центральное и крайние продольные соосные отверстия в упорной планке 113 (не показаны),
117 - соосные поперечные отверстия, продольно расположенные в бедренной балке 16,
118 - держатель,
119 - пружина,
120 - втулка,
121 - фиксирующая муфта,
122 - стержень,
123 - ручка,
124 - первый конец стержня 122,
125 - поперечный штырь,
126 - круговой упор,
127 - второй конец стержня 122,
128 - продольное отверстие в фиксирующей муфте 121 (не показано),
129 - первый конец (не показан) фиксирующей муфты 121,
130 - второй конец (не показан) фиксирующей муфты 121,
131 - углубление меньшей высоты для штыря 125,
132 - углубление большей высоты для штыря 125,
133, 134 - два направляющих винта,
135 - ограничительная планка,
136 - простановочные втулки,
137 - гайки,
138 - отверстия в ограничительной планке 135,
139 - полости.
Механический экзоскелет нижних конечностей (ЭС) содержит поясничный узел крепления к телу человека 1, в некоторых случаях совместно с плечевым узлом 2 крепления к телу человека, правый и левый бедренные узлы 3, 4, правый и левый коленные узлы 5, 6, правый и левый голенные узлы 7, 8, правый и левый стопочные узлы 9, 10, правый и левый несущие узлы 11, 12.
Правые бедренный 3, коленный 5, голенной 7 и стопочный 9 узлы соединены последовательно. Левые бедренный 4, коленный 6, голенной 8 и стопочный 10 узлы соединены последовательно. Правый несущий узел 11 связывает правые бедренный 3 и голенной 7 узлы, а левый несущий узел 12 связывает левые 4 бедренный и голенные 8 узлы.
Поясничный узел крепления 1 к телу человека выполнен в виде поясного ремня 13 для крепления на талии человека. В случае варианта выполнения экзоскелета с плечевым узлом 2 крепления к телу человека, узел 2 выполнен в виде плечевых ремней 14 (не показаны), закрепленных на поясном ремне 13 и соединяемых перемычками 15 (не показаны) на груди и спине человека.
Правый и левый бедренные узлы 3, 4, каждый имеет бедренную балку 16 и узел сиденья 17. Бедренная балка 16 имеет верхний конец 18 для крепления к поясничному 1 посредством крепежных лент 19 и нижний конец 20 для крепления к коленному узлу. Один конец упомянутой ленты 19 крепиться к поясному ремню 13, а другой к верхнему концу 18 бедренной балки 16.
Бедренная балка 16 выполнена вдоль с четырьмя сторонами 21, 22, 23, 24, на которых на каждой выполнены по продольному пазу 25, 26, 27, 28, у которого такое поперечное сечение, что выходная часть 29 выполнена суженной, а внутренняя 30 часть расширенной. Первый паз 25 расположен напротив второго 26, а третий 27 напротив четвертого 28. Первый паз 25 расположен на стороне 21 ближней к бедру, чем второй 26, четвертый паз 28 расположен на стороне 24 ближе к наружной боковой стороне бедра, чем третий 27.
Узел сиденья 17 имеет посадочной элемент 31, бедренные ремни 32, соединенные с посадочным элементом 31. Посадочный элемент 31 имеет посадочную 33 и крепежные 34 планки, соединенные между собой. К свободной стороне 35 крепежной планки 34 присоединен сухарь 36 (не показан) для расположения в первом пазу 25 бедренной балки 16 для возможности скольжения посадочного элемента 31.
Правый 5 и левый 6 коленные узлы, каждый имеет ремни 37 для крепления голени человека, верхнюю поперечную балку 38 для крепления к нижнему концу 20 бедренной балки 16, среднюю поперечную балку 39 для крепления к голенному узлу 7,8, две рамы 40,41, расположенные в параллельных плоскостях.
Каждая рама 40, 41 состоит из двух стыкованных Г-образных пластин - первой 42 и второй 43. Каждая из Г-образных пластин 42, 43 имеет стыковочное длинное плечо 44 и крепежное короткое плечо 45, причем стыковочные длинные плечи 44 первой и второй Г-образных пластин 42, 43 концами соединены в середине рамы 40, 41 шарнир но, а крепежное плечо 45 первой Г-образной пластины 42 концом закреплено неподвижно к верхней поперечной балке 38, а крепежное плечо 45 второй Г-образной пластины 43 концом закреплено неподвижно к средней поперечной балке 39.
Ремни для крепления 37 голени человека закреплены на длинных стыковочных плечах 44 вторых Г-образных пластин 43.
Правый и левый голенные узлы 7, 8, каждый имеет нижнюю поперечную балку 46 для крепления к стопочному узлу и голенной балке 47, который имеет верхний конец 54 для крепления к средней поперечной балке и нижний конец 55 для крепления к нижней поперечной балке.
Правый и левый стопочные узлы 9, 10, каждый имеет прямоугольную пластинчатую раму 56, две треугольные пластинчатые рамки 57, 58, два поддерживающих основания - правое 59 и левое 60 и ремни 61 для крепления стопы, последние закреплены на обеих сторонах треугольных пластинчатых рамок 57, 58. Поддерживающие правое и левое основания 59, 60, каждое выполнено в виде крюкообразной пластины 62, которая имеет отогнутые борта 63 с трех сторон крюковой части 64 - для правого основания в одну сторону, а для левого в другую, и отогнутые треугольные борта 65 на краях напротив друг друга вдоль продольной прямой части 66 крюкообразной пластины 62. Основания треугольных бортов 65 являются продолжением бортов 63 крюковой части 64, а вершины 67 треугольных бортов 65 расположены на конце продольной 66 части пластины 62.
Крюковые части 64 пластины 62 поддерживающих оснований 59,60 крепятся неподвижно на концах нижней поперечной балки 46.
На коротких 68 противоположных краях пластинчатой прямоугольной рамы 56 поперек закреплены основания треугольных пластинчатых рамок 57, 58, направленные вершинами 69,70 в одну сторону.
Вершины 69,70 треугольных пластинчатых рамок 56, 57 шарнирно соединены с концами продольных прямых частей 66 крюкообразных пластин 62 таким образом, что их борта 63 расположены напротив друг друга.
Правый 11 и левый 12 несущие узлы, каждый имеет шток 71 с верхним концом 72, направленным в сторону бедренного узла 3, 4 и нижним концом 73, направленным в сторону голенного узла 7, 8, шарнирный узел 74 для соединения штока 71 с голенной балкой 47 голенного узла 7, 8, и регулировочно шарнирный узел 75 для соединения штока 71 с бедренной балкой 16 бедренного узла 3, 4.
Шарнирный узел 74 для соединения штока 71 с голенной балкой 47 голенного узла 7,8 имеет нижнюю ось 76 и П-образный кронштейн 77 в ножках 78, 79 которого выполнены отверстия 80 (не показаны) для расположения нижнего конца 73 штока 71 между ножками 78, 79.
Нижняя ось 76 проходит через отверстия 80 в ножках 78, 79 с возможностью поворота штока 71 на оси 76.
Перекладина 81 (не показана) П-образного кронштейна 77 неподвижно закреплена в голенной балке 47 голенного узла 7, 8.
Регулировочно-шарнирный узел 75 для соединения штока 71 с бедренной балкой 16 бедренного узла 3, 4 имеет верхнюю ось 84, каретку 86, рельс 87, регулируемый тормоз 88 и П-образную пластинчатую направляющую 89.
Направляющая 89 выполнена с верхней частью 90а, направленной в сторону поясничного узла 1 крепления к телу человека и с нижней частью 90б, направленной в сторону коленного узла 5, 6.
В ножках П-образной пластинчатой направляющей 89 выполнены продольные прорези 91 для размещения концов верхней оси 84.
Каретка 86 выполнена в виде корпуса 92, имеющего продольный паз 93 и закреплена на направляющей 89.
Рельс 87 выполнен с выступом 94, который предназначен для размещения в продольном пазу 93 каретки 86 с возможностью перемещения каретки 86 относительно рельса 87. Рельс 87 неподвижно закреплен во втором продольном пазу 26 бедренной балки 16.
Регулируемый тормоз 88 имеет П-образный профиль 95, полоз 96 для размещения в третьем пазу 27 бедренной балки 16, узел крепления 97 полоза к П-образному профилю 95, и узел регулировки 98 положения П-образного профиля 95 относительно бедренной балки 16.
П-образный профиль 95 имеет на концах ножек 99 со стороны расположения наружной боковой поверхности бедра три отверстия - первое 100, второе 101 по краям и третье 102 центральное, а со стороны ближней к внутренней боковой поверхности бедра два отверстия - четвертое 103 и пятое 104. Перемычкой 105 П-образный профиль 95 закреплен к каретке 86.
Узел регулировки 98 положения П-образного профиля 95 относительно бедренной балки 16 имеет стопор 106, рейку 107 для размещения в четвертом пазу 28 бедренной балки 16, два винта 108 с гайками 109 и шайбами 110, две простановочные втулки 111, 112, упорную планку 113 с тремя продольными соосными отверстиями 114, 115, 116 (не показаны), одно 114 из которых центральное, а два 115, 116 других крайние.
Рейка 107 имеет форму в сечении идентичную форме сечения четвертого паза 28 в бедренной балке 16 и продольно расположенные соосные поперечные отверстия 117.
Рейка 107 закреплена в четвертом пазу 28 бедренной балки 16 неподвижно.
Стопор 106 имеет держатель 118, пружину 119, втулку 120 для пружины 119 с высотой равной высоте простановочных втулок 111, 112 и фиксирующую муфту 121.
Держатель 118 выполнен в виде стержня 122, имеющего с закрепленными на нем неподвижно последовательно и вдоль - ручку 123 на первом конце 124, далее поперечным штырем 125 и далее круговым упором 126, причем второй конец 127 стержня 122 предназначен для возможности расположения в отверстиях 117 рейки 107.
Два винта 108 своими головками закреплены в крайних отверстиях 115, 116 упорной планки 113, а концами с помощью гаек 109 и шайб 110 в первом 100 и третьем 102 отверстиях П-образного профиля 95.
Между П-образным профилем 95 и упорной планкой 113 на винтах 108 установлены простановочные втулки 111, 112.
Стержень 122 держателя 118 проходит с возможностью перемещения через третье 102 отверстие П-образного профиля 95 и центральное 114 отверстие упорной планки 113.
Втулка 120 для пружины с размещенной внутри нее пружиной 119 установлена на стержне 122 держателя 118 между П-образным профилем 95 и упорной планкой 113 таким образом, что пружина 119 располагается между упомянутой планкой 113 и круговым упором 126 стержня 122 держателя 118.
Фиксирующая муфта 121 выполнена с продольным отверстием 128 (не показано), для стержня 122 и первым концом 129 (не показан), предназначена для крепления над третьим 102 отверстием П-образного профиля 95, а на втором конце - 130 (не показан), имеет два взаимно перпендикулярных углубления 131, 132 для штыря 125 держателя 118. Одно - 132 из углублений имеет высоту, большую, чем другое 131.
Узел крепления 97 полоза 96 к П-образному профилю 25 имеет два направляющих винта 133, 134, ограничительную планку 135, простановочные втулки 136 и гайки 137. Ограничительная планка 135 имеет отверстия 138 для винтов 133, 134, расположенные вдоль планки 135 соосно. Полоз 96 выполнен такой формы в сечении, чтобы допустить поперечное и продольное перемещение полоза 96 в третьем пазу 28 бедренной балки 16 при исключении его поперечного выхода из третьего паза 28 бедренной балки 16, а также обеспечить стопорение полоза 96 в упомянутом пазу 28.
Винты 133, 134 головками закреплены в полозе 96 далее в отверстиях 138 ограничительной планки 135, а концами в четвертом 103 и пятом 104 отверстиях П-образного профиля 95 с помощью гаек 137 снаружи.
Между полозом 96 и ограничительной планкой 135, а также между ограничительной планкой 135 и П-образным профилем 95 на винтах 133, 134 установлены простановочные втулки 136.
При расположении штыря 125 стержня 122 держателя в углублении 131 меньшей высоты фиксирующей муфты 121 имеется возможность выхода стержня 122 из отверстия 117 рейки 106 и возможность перемещения регулируемого тормоза 88 с упомянутым регулировочным шарнирным узлом 75 вдоль бедренной балки 16, а при расположении штыря 125 стержня держателя в углублении 132 большей длины фиксирующей муфты 121 имеется возможность вхождения стержня 122 в отверстие 117 рейки 106 и возможность фиксации регулируемого тормоза 88 с упомянутым регулировочным-шарнирным узлом 75 относительно бедренной балки 16.
Бедренная балка 16 может иметь полости 139 для облегчения ее веса.
Экзоскелет (ЭС) предназначен для помощи пользователю в статическом положении -стоячем или положении полуприседа. При этом ЭС позволяет ходить.
1. Надевание ЭС на человека. ЭС представляет из себя две независимые друг от друга механические системы для каждой ноги, поэтому надевать его нужно последовательно: сперва - одну ногу, потому - другую. При этом последовательность одевания обеих ног - одинаковая. Далее будет описана последовательность одевания одной ноги. Для того чтобы надеть ЭС для использования необходимо:
a. Зафиксировать ЭС в вертикальном положении, как показано на ФИГ. 1
b. Поставить стопу ноги сверху прямоугольной пластинчатой рамы (56) при этом коленный сустав должен быть расположен посередине между первыми и вторыми стыковочными Г-образными пластинами (42, 43) при этом половина ягодицы должна прилегать к посадочному элементу (33)
c. Зафиксировать стопу на пластинчатой раме (56) с помощью ремней крепления стопы (61)
d. Зафиксировать голень между двух стыковочных вторых Г-образных пластин (43) с помощью ремней для крепления голени (37)
e. Зафиксировать бедро на посадочном элементе (33) с помощью бедренных ремней (32)
f. Зафиксировать поясничный ремень (13) на пояснице человека
Все перечисленные ремни должны быть плотно зафиксированы, т.е. свободных движений фиксируемых частей тела человека быть не должно, при этом сильное передавливание так же не рекомендуется.
2. Ходьба человека. Для ходьбы человека в ЭС необходимо обеспечить выполнение всех условий пункта 1. Помимо этого перед началом ходьбы необходимо обеспечить свободное скольжение каретки (86) по рельсу (87). Для этого нужно установить регулируемый тормоз (88) в открытое положение, т.е. удостовериться, что поперечный штырь (125) расположен в углублении большей высоты (132) в фиксирующей муфте (121); в случае, если перед началом ходьбы поперечный штырь (125) расположен в углублении меньшей высоты (131) в фиксирующей муфте (121) необходимо:
a. потянуть за ручку (123) в направлении кнаружи от бедра (как показано на ФИГ. 3) так, чтобы поперечный штырь (125) оказался выше фиксирующей муфты (121)
b. повернуть ручку (123) так, чтобы поперечный штырь оказался над углублением большей высоты (132) фиксирующей муфты (121)
c. отпустить ручку (123), т.е. расположить поперечный штырь (125) в углублении большей высоты (132) в фиксирующей муфте (121)
3. Фиксация положения пользователя в статическом положении. Перед фиксацией положения человека в ЭС необходимо обеспечить выполнение всех условий пунктов 1 и 2. Для фиксации положения человека необходимо запретить свободное скольжение каретки (86) по рельсу (87). Для этого нужно установить регулируемый тормоз (88) в закрытое положение, т.е. необходимо:
a. потянуть за ручку (123) в направлении кнаружи от бедра (как показано на ФИГ. 3) так, чтобы поперечный штырь (125) оказался выше фиксирующей муфты (121)
b. повернуть ручку (123) так, чтобы поперечный штырь оказался над углублением меньшей высоты (131) фиксирующей муфты (121)
c. отпустить ручку (123), т.е. расположить поперечный штырь (125) в углублении большей высоты (131) в фиксирующей муфте (121)
Такое положение считается фиксированным, в таком положении пользователь может полностью опираться на конструкцию ЭС, при этом сохраняя самостоятельно сохраняя равновесие.
Для возврата в исходное положение пользователю необходимо:
a. потянуть за ручку (123) в направлении кнаружи от бедра (как показано на ФИГ. 3) так, чтобы поперечный штырь (125) оказался выше фиксирующей муфты (121)
b. повернуть ручку (123) так, чтобы поперечный штырь оказался над углублением большей высоты (132) фиксирующей муфты (121)
c. отпустить ручку (123), т.е. расположить поперечный штырь (125) в углублении большей высоты (132) в фиксирующей муфте (121)
Выполнения этих действий обеспечивает свободное скольжение каретки (86) по рельсу (87), и таким образом дальнейшие движения пользователя экзоскелетом не ограничиваются.