RU2423961C2 - Module orthopedic seat-trainer - Google Patents

Module orthopedic seat-trainer Download PDF

Info

Publication number
RU2423961C2
RU2423961C2 RU2009100566/14A RU2009100566A RU2423961C2 RU 2423961 C2 RU2423961 C2 RU 2423961C2 RU 2009100566/14 A RU2009100566/14 A RU 2009100566/14A RU 2009100566 A RU2009100566 A RU 2009100566A RU 2423961 C2 RU2423961 C2 RU 2423961C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lodgement
drive
chair
seat
modules
Prior art date
Application number
RU2009100566/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009100566A (en
Inventor
Владимир Кириллович Куролес (RU)
Владимир Кириллович Куролес
Дмитрий Александрович Колесников (RU)
Дмитрий Александрович Колесников
Анна Александровна Колесникова (RU)
Анна Александровна Колесникова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная лаборатория моделирования нановзаимодействий
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная лаборатория моделирования нановзаимодействий filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная лаборатория моделирования нановзаимодействий
Priority to RU2009100566/14A priority Critical patent/RU2423961C2/en
Publication of RU2009100566A publication Critical patent/RU2009100566A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2423961C2 publication Critical patent/RU2423961C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to devices for neurosurgical treatment of patients with injury of musculoskeletal apparatus. Each of modules of seat-trainer represents lodgement for fixation of corresponding joint segment. Lodgements-modules are connected to each other pivotally in such a way that one of the pair of connected modules is drive base, and the other vial tensometric effort sensor is connected with output shaft of said drive. Seat back serves training simulator base. Case of roller-screw linear electric drive is rigidly connected to it. Outlet shaft of said drive via tensosensor is connected with knee lodgement in place of its connection with ankle lodgement. With armchair back also connected is lodgement of shoulder segment, which is base of rotation drive. Outlet shaft of the latter via angular traction and fork is connected with mechanical dipole, installed in two semi-spherical supports, rigidly connected with shoulder lodgement. Mechanical dipole through tensometrised elastic bar is connected with elbow lodgement. Said mechanisms in seat-trainer are made left and right, controlled separately from controllers, whose information inputs are connected with single processor and second inputs with outputs of sensors of efforts appearing during setting "trial motions" to lodgements. Signals from sensors carry information about muscular response to "trial motion". As a result seat-trainer makes it possible to restore human locomotor apparatus, injured as a result of traumas or disturbed because of damage of central nervous system or partial brain damage.
EFFECT: elaboration of seat-trainer for neuro-orthopedic rehabilitation.
3 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, точнее к устройствам для нехирургического лечения больных с повреждением опорно-двигательного аппарата в результате травм или являющихся последствиями поражения центральной нервной системы.The invention relates to medical equipment, and more specifically to devices for non-surgical treatment of patients with damage to the musculoskeletal system as a result of injuries or resulting from damage to the central nervous system.

Наиболее близким устройством по назначению является модульный ортопедический аппарат по патенту RU 02309709, принятый в качестве прототипа.The closest device to the destination is a modular orthopedic apparatus according to patent RU 02309709, adopted as a prototype.

Прототип содержит ортопедические модули, соединенные между собой шарнирно. Ортопедические модули содержат приспособления для крепления их на теле. При этом поясничный отдел позвоночника соединен с жестким ортезом, который в области тазобедренных суставов имеет посадочные площадки, выполненные под углом 40±5° к вертикали. На этих площадках установлены шарниры, связывающие указанный ортез с шинами, жестко закрепленными на гильзах бедер. Аппарат-прототип позволяет зафиксировать сегменты скелета в физиологически оптимальном положении и задать лечебно-коррегирующее воздействие для коррекции костно-суставных деформаций нижних конечностей за счет движения головки бедренной кости в ветлужной впадине, повторяющей биомеханическое движение ненарушенного опорно-двигательного аппарата. Комплексное повреждение опорно-двигательного аппарата в результате травм или в результате поражения центральной нервной системы требует нейроортопедическую реабилитацию, включающую обучение движению всех суставов одновременно и синхронно. При этом пораженный опорно-двигательный аппарат можно синхронно включить в движение только пассивно с помощью приводов. Устройство-прототип при такой постановке процесса реабилитации выполняет эту функцию частично.The prototype contains orthopedic modules interconnected pivotally. Orthopedic modules contain devices for mounting them on the body. In this case, the lumbar spine is connected with a rigid orthosis, which in the area of the hip joints has landing sites made at an angle of 40 ± 5 ° to the vertical. At these sites, hinges are installed connecting the specified orthosis with tires rigidly fixed to the thigh sleeves. The prototype apparatus allows you to fix the skeleton segments in a physiologically optimal position and set the treatment-corrective effect for the correction of bone-articular deformities of the lower extremities due to the movement of the femoral head in the vesicle, repeating the biomechanical movement of the undisturbed musculoskeletal system. Complex damage to the musculoskeletal system as a result of injuries or as a result of damage to the central nervous system requires neuro-orthopedic rehabilitation, including training in the movement of all joints simultaneously and simultaneously. In this case, the affected musculoskeletal system can be synchronously included in the movement only passively with the help of drives. The prototype device with this formulation of the rehabilitation process performs this function partially.

Целью предложенного изобретения является расширение функциональных возможностей модульных ортопедических устройств, позволяющих включить пациента в процесс самообучения движению с движением всех сегментов всех суставов синхронно.The aim of the proposed invention is to expand the functionality of modular orthopedic devices that allow you to include the patient in the process of self-learning movement with the movement of all segments of all joints simultaneously.

Указанная цель в модульном ортопедическом устройстве достигается за счет шарнирного соединения модулей таким образом, что конструктив из модулей образует кресло-тренажер со спинкой, являющейся основанием устройства, которая крепится к стойке, закрепленной к полу через шаровой шарнир, основание которого соединено со статором привода, выходной вал которого соединен с подвижным элементом шарнира. Каждый из модулей кресла соответствует одному из сегментов сустава, а каждый шарнир кресла соответствует одному из суставов человека. Соединения спинки кресла с тазобедренным модулем, тазобедренного модуля с модулем коленным и модуля коленного с модулем голеностопным выполнены с помощью одностепенных приводов. Соединение спинки кресла с плечевым модулем выполнено жестко. Соединение плечевого модуля с локтевым выполнено из шарнира, составленного из двух эксцентрично расположенных полушаров, опоры которого соединены с основанием привода вращения, вал которого через тензовесы соединен жестко с локтевым модулем и основание привода установлено жестко на плечевом элементе. Причем кресло оснащено двумя такими плечелоктевыми модулями и двумя модулями тазобедренными, и двумя модулями голеностопными.The specified goal in a modular orthopedic device is achieved by hinging the modules in such a way that the construct of the modules forms a training simulator with a back, which is the base of the device, which is attached to the rack, fixed to the floor through a ball joint, the base of which is connected to the drive stator, the output whose shaft is connected to the movable hinge element. Each of the chair modules corresponds to one of the segments of the joint, and each hinge of the chair corresponds to one of the joints of the person. The joints of the back of the chair with the hip module, the hip module with the knee module and the knee module with the ankle module are made using single-stage drives. The connection of the back of the chair with the shoulder module is made rigidly. The connection of the shoulder module with the elbow is made of a hinge made up of two eccentrically located hemispheres, the supports of which are connected to the base of the rotation drive, the shaft of which is connected through the tensile weighed rigidly to the elbow module and the base of the drive is mounted rigidly on the shoulder element. Moreover, the chair is equipped with two such shoulder-elbow modules and two hip modules, and two ankle modules.

Кроме того, шарниры тазобедренный, коленный и голеностопный оснащены тензодатчиками моментов вращения, выходы которых соединены с контроллерами соответствующих приводов, выходы контроллеров подключены ко входам силовых преобразователей, подключенных к электрической цепи двигателей приводов.In addition, the hinges of the hip, knee and ankle are equipped with torque sensors, the outputs of which are connected to the controllers of the respective drives, the outputs of the controllers are connected to the inputs of the power converters connected to the electrical circuit of the drive motors.

Спинка кресла может принять положение от вертикали с углом от 0° до 90°. Синхронное движение приводов тазобедренного и коленного позволяет обеспечить сгибание коленного сустава от 30° до 180°. Движение привода плечелоктевого также позволяет обеспечить сгибание в этом суставе от 30° до 180°, а установка шарнира из двух эксцентричных полушаров при разгибе локтевой кости одновременно обеспечивает его ротацию и движение по вальгусному углу. Все контроллеры приводов входами соединены с общей ЭВМ, которая обеспечивает синхронизированное движение приводов, соответствующее естественному биомеханическому согласованному движению сегментов перечисленных выше суставов.The back of the chair can take a vertical position with an angle from 0 ° to 90 °. The synchronous movement of the hip and knee drives allows for flexion of the knee joint from 30 ° to 180 °. The movement of the shoulder-elbow drive also allows for flexion in this joint from 30 ° to 180 °, and the installation of a hinge of two eccentric hemispheres during the extension of the ulnar bone simultaneously ensures its rotation and movement along the valgus angle. All drive controllers with inputs are connected to a common computer, which provides synchronized movement of the drives corresponding to the natural biomechanical coordinated movement of the segments of the above joints.

Тем самым обеспечивается процесс восстановления двигательной активности не изолированного сустава, а всех суставов в комплексе, причем восстановление именно согласованного движения. Такое движение благодаря наличию обратных биологических связей центральной нервной системы (ЦНС) и органов движения, включающих, кроме суставов, мышцы, связки и кожные рецепторы, позволяет положительно влиять на ЦНС и тем самым способствовать нейроортопедической реабилитации.This ensures the process of restoring motor activity not of an isolated joint, but of all joints in the complex, and restoration of precisely coordinated movement. This movement due to the presence of reverse biological connections of the central nervous system (CNS) and organs of movement, including, in addition to joints, muscles, ligaments and skin receptors, allows you to positively affect the central nervous system and thereby contribute to neuro-orthopedic rehabilitation.

Совпадающие элементы предложенного изобретения и прототипаMatching elements of the proposed invention and prototype

1. Ортопедические модули, связанные между собой шарнирно.1. Orthopedic modules articulated together.

2. Ортопедические модули содержат крепления их на теле пациента.2. Orthopedic modules include mounting them on the patient’s body.

3. Ортопедические модули могут изменять угловые положения относительно друг друга.3. Orthopedic modules can change the angular position relative to each other.

Отличительными признаки предложенного устройства и прототипаDistinctive features of the proposed device and prototype

1. Прототип не оснащен приводами, способными синхронно изменять взаимное угловое положение между модулями, тогда как в предложенном изобретении это условие выполнено.1. The prototype is not equipped with drives capable of simultaneously changing the mutual angular position between the modules, whereas in the proposed invention this condition is fulfilled.

2. В предлагаемом изобретении движение в плечелоктевом модуле одним приводом обеспечивает 3-мерное угловое движение за счет применения шарнира из двух эксцентричных полушаров.2. In the present invention, the movement in the shoulder-elbow module with one drive provides 3-dimensional angular movement through the use of a hinge of two eccentric hemispheres.

3. В предложенном кресле-тренажере применены модули, соответствующие всем сегментам всех суставов человека, что расширило его функциональные возможности до применения его в реабилитации тяжелых форм расстройств нейроортопедического характера (ДЦП, постинсульт).3. The proposed simulator chair uses modules that correspond to all segments of all joints of a person, which expanded its functionality to its use in the rehabilitation of severe forms of neuro-orthopedic disorders (cerebral palsy, post-stroke).

4. Применение приводов, обеспечивающих пассивное движение в кресле-тренажере, позволяет использовать его в качестве тренажера для спортсменов. При этом привода могут задавать противодвижение мышцам-разгибателям сегментов суставов.4. The use of drives providing passive movement in the simulator chair allows it to be used as a simulator for athletes. In this case, the drive can set a counter-movement of the extensor muscles of the joint segments.

Для пояснения работы кресла-тренажера приведены фиг.1, фиг.2 и фиг.3.To explain the operation of the simulator chair are shown in figure 1, figure 2 and figure 3.

На фиг.1 показана кинематическая схема тренажера.Figure 1 shows the kinematic diagram of the simulator.

На фиг.2 показана кинематическая схема реализации плечелоктевого модуля.Figure 2 shows the kinematic diagram of the implementation of the shoulder-elbow module.

На фиг.3 показана схема электрических соединений контроллеров, приводов, датчиков усилий и ЭВМ.Figure 3 shows a diagram of the electrical connections of controllers, drives, force sensors and computers.

На фиг.1 обозначены:Figure 1 marked:

1, 2, 3, 4, 5 - шарниры, соответствующие тазобедренному, коленному, голеностопному, шейному и плечелоктевому сочленению человека;1, 2, 3, 4, 5 - hinges corresponding to the hip, knee, ankle, cervical and shoulder-elbow joint of a person;

6 - роликовинтовой линейный привод для сгибания-разгибания группы сегментов, образующих группу Асура из тазобедренного, коленного и голеностопного механизмов;6 - linear screw roller drive for bending-unbending the group of segments forming the Asura group of the hip, knee and ankle mechanisms;

- плечелоктевой поворотный механизм, обеспечивающий 3-мерное движение в шарнире 5 за счет выполнения последнего в виде 2-х эксцентрично расположенных полушаровых сочленений;- brachial ulnar mechanism, providing 3-dimensional movement in the hinge 5 by performing the latter in the form of 2 eccentrically located hemispherical joints;

7 - тензодатчик усилий;7 - strain gauge efforts;

8 - тензометрированная балка для измерения усилий, возникающих в плечелоктевом сочленении;8 - tensometric beam for measuring the forces arising in the shoulder-elbow joint;

10 - привод вращения шейного сочленения;10 - drive rotation of the cervical joint;

11, 12, 13, 14, 15, 16 - ложементы, соединяемые с соответствующими сегментами суставов.11, 12, 13, 14, 15, 16 - lodgements connected to the corresponding segments of the joints.

На фиг.2 обозначены:Figure 2 marked:

9 - привод вращения;9 - rotation drive;

18 - механический диполь из 2-х полушаров;18 - mechanical dipole from 2 hemispheres;

19 - полушаровые опоры;19 - hemispherical bearings;

15 - ложемент для крепления локтевого сегмента;15 - lodgement for mounting the elbow segment;

21 - вилка;21 - fork;

22 - г-образная тяга.22 - l-shaped thrust.

На фиг.3 обозначены:Figure 3 marked:

23 - тензометрированная упругая балка;23 - tensometric elastic beam;

24 - контроллер привода;24 - drive controller;

25 - полупроводниковый преобразователь с раздельными выходами управления направлением вращения двигателя и его скоростью;25 - a semiconductor converter with separate outputs for controlling the direction of rotation of the engine and its speed;

26 - электрические двигатели;26 - electric motors;

27 - механические передачи приводов;27 - mechanical transmission drives;

12, 13, 15 - ложементы;12, 13, 15 - lodgements;

29 - управляющий измерительно-вычислительный комплекс.29 - control measuring and computing complex.

Кресло-тренажер совместно с закрепленными в нем пораздельно сегментами всех суставов человека образует сложный биомеханический роботизированный комплекс, управляемый от ПЭВМ 29 на основании данных, получаемых с датчиков обратных связей 7 и 8. Выходной сигнал этих датчиков содержит информацию о мышечной реакции на пробное движение одновременно и разноместно (во всех суставах), формируемое программой, заложенной в ПЭВМ. Пробные движения формируются таким образом, чтобы в начале тренировки (обучения движению) объем этих движений был бы минимален, скорость движения минимальна, а центр движений соответствовал бы наиболее привычному для конкретного пациента. При согласованной работе всех органов движения (движение всех сегментов суставов одновременное) и при малом объеме движений мышечная реакция слаба, выходные сигналы датчиков отмечают небольшие изменения этих сигналов, что позволяет ПЭВМ формировать сигналы на управление приводов большего объема движений и с большими скоростями. При этом с течением повторения периодических взаимных перемещений сегментов вначале возникает усиление мышечной реакции, а затем ее снижение, что приводит к увеличению объема движений. Причем при этом центр движений самоустанавливается аналогично, как это происходит в устройстве по патенту №2214212.The simulator chair together with the segments of all joints of the person fixed separately in it forms a complex biomechanical robotic complex controlled by a PC 29 on the basis of data received from feedback sensors 7 and 8. The output signal of these sensors contains information about the muscular reaction to the test movement at the same time locally (in all joints), formed by the program embedded in the PC. Test movements are formed in such a way that at the beginning of training (learning to move) the volume of these movements would be minimal, the speed of movement is minimal, and the center of movement would correspond to the most familiar for a particular patient. With the coordinated work of all organs of movement (simultaneous movement of all segments of the joints) and with a small volume of movements, the muscle reaction is weak, the output signals of the sensors note small changes in these signals, which allows the PC to generate signals for controlling drives of a larger range of movements and at high speeds. In this case, with the repetition of periodic mutual movements of the segments, at first an increase in the muscle reaction occurs, and then its decrease, which leads to an increase in the range of movements. Moreover, the center of motion sets itself in the same way as it does in the device according to patent No. 2214212.

Тем самым реализуется процесс самообучения пациента правильным биомеханическим движениям без особой затраты мышечной энергии. Это особенно важно для пациентов с постинсультными расстройствами или пациентов с ДЦП.This implements the patient’s self-training process in proper biomechanical movements without much muscle energy. This is especially important for patients with post-stroke disorders or patients with cerebral palsy.

Кресло-тренажер предлагаемое позволяет за счет привода 22 изменить положение пациента в пространстве относительно «Земли» от горизонтального до вертикального. Тем самым обеспечивается регулировка кровообращения пациента, также влияющего на его мышечную реакцию. Механизм, показанный на фиг.2, при этом своим корпусом должен быть соединен жестко со спинкой кресла-тренажера, соединенного с Землей через роликовинтовой привод 17. При вращении оси привода 9 это вращение через угловую тягу 22 и вилку 21 передается на тензометрированную балку 8, соединенную вторым концом с ложементом 15, в котором крепится локтевой сегмент пациента. Вилка 21 также передает вращение механическому диполю 18, установленному в двух эксцентрично расположенных полушаровых опорах 19. Вращение механического диполя при этом обеспечивает трехмерное копирующее биомеханическое движение в плечелоктевом суставе. Подробно этот процесс описан в патенте №2277894The simulator chair proposed allows the drive 22 to change the position of the patient in space relative to the "Earth" from horizontal to vertical. This ensures the regulation of the blood circulation of the patient, also affecting his muscular reaction. The mechanism shown in figure 2, while its body must be rigidly connected to the back of the simulator chair, connected to the Earth via a roller screw drive 17. When the axis of the drive 9 is rotated, this rotation is transmitted through the angular rod 22 and the fork 21 to the strain gauge beam 8, connected to the second end with a lodgement 15, in which the patient’s elbow segment is attached. The plug 21 also transmits the rotation to a mechanical dipole 18 mounted in two eccentrically located hemispherical supports 19. The rotation of the mechanical dipole provides three-dimensional copying biomechanical movement in the shoulder-elbow joint. This process is described in detail in patent No. 2277894

Линейное перемещение привода 6 обеспечивает одновременное перемещение сегментов тазобедренного, коленного и голеностопного. Применение двух таких механизмов с нераздельным управлением (левого и правого) позволяет обеспечить асимметричное движение в левой и правой группе сегментов тазобедренной и коленной. Это особенно важно для обучения движению пациентов с ДЦП и пациентов с постинсультными нарушениями. При этом обеспечивается восстановление нарушенного кровообращения, т.к. такое движение адекватно движению «внутреннего насоса, перекачивающего кровь», т.е. работе сердечных мышц. Тем самым кресло-тренажер берет на себя часть функций, свойственных внутренним органам пациента.The linear movement of the actuator 6 provides simultaneous movement of the segments of the hip, knee and ankle. The use of two such mechanisms with inseparable control (left and right) allows for asymmetric movement in the left and right groups of hip and knee segments. This is especially important for teaching the movement of patients with cerebral palsy and patients with post-stroke disorders. This ensures the restoration of impaired circulation, because such a movement is adequate to the movement of the “internal pump pumping blood”, i.e. the work of the heart muscles. Thus, the simulator chair takes on some of the functions inherent in the internal organs of the patient.

В процессе повторения периодических повторяющихся движений, адекватных движениям, совершаемым здоровым человеком, происходит адаптация кресла к пациенту, а пациент обучается правильным движениям. При этом в мозгу пациента закрепляется программа об управлении своими мышечными реакциями, позволяющая координировать свои органы движения.In the process of repeating periodic repetitive movements adequate to the movements made by a healthy person, the chair adapts to the patient, and the patient learns the correct movements. At the same time, a program about managing your muscular reactions is fixed in the patient’s brain, which allows you to coordinate your organs of movement.

Движение в приводе шейного шарнира при этом может на более поздних этапах восстановления играть роль «усложняющего устройства» в процессе обучения правильным движениям. Его движение вносит возмущение в этот процесс, что позволяет закрепить программу управления органами движения, формируемую мозгом пациента. Эта программа становится способной управлять своими мышцами и связками в условиях «отвлекающих воздействий», которые могут создаваться в виде шумовых или визуальных перемещаемых в пространстве возле кресла-тренажера объектов.In this case, movement in the drive of the cervical joint can play the role of a “complicating device” in the process of learning the correct movements at later stages of recovery. His movement introduces indignation in this process, which allows to fix the program of control of the organs of movement formed by the patient’s brain. This program becomes able to control its muscles and ligaments in conditions of "distracting influences", which can be created in the form of noise or visual objects moving in the space near the simulator chair.

Кресло-тренажер, построенное по изложенному принципу, который сводится к тому, что каждый отдельный модуль кресла крепится к соответствующему сегменту сустава и при этом модуль кресла представляет собой ложемент для этого сегмента, позволяет легко трансформироваться из кресла для больных пациентов в кресло для здоровых людей, желающих путем тренировки достигнуть «отточенности» согласованных движений органов движения. Для этого в кресле-тренажере приводы выполнены четырехквадрантными. Такими, которые из режима двигательного могут перейти в режим генераторный и тем самым обеспечить торможение в движении сегментов сустава. Значит, кресло-тренажер способно оказывать сопротивление движению, имитируя «противника» для спортсмена, помещенного в это кресло. Причем опытный спортсмен, способный преодолеть это сопротивление, обучает кресло-тренажер программе управления приводами его. Спортсмен-новичок пытается повторить движения опытного спортсмена, которые способны преодолеть заложенную программу управления, которая и обеспечивает требуемое для этого сопротивление движению.The simulator chair, constructed according to the stated principle, which reduces to the fact that each individual chair module is attached to the corresponding joint segment and the chair module is a lodgement for this segment, makes it easy to transform from a chair for sick patients into a chair for healthy people, those who wish through training to achieve "sharpening" of the coordinated movements of the organs of movement. To do this, in the simulator chair, the drives are made quadrant. Those that can move from the motor mode to the generator mode and thereby provide inhibition in the movement of joint segments. This means that the simulator chair is able to resist movement, simulating an “opponent” for the athlete placed in this chair. Moreover, an experienced athlete, able to overcome this resistance, teaches the simulator chair the drive control program. A novice athlete tries to repeat the movements of an experienced athlete who are able to overcome the inherent control program, which provides the required resistance to movement.

Кратко алгоритм работы кресла-тренажера может быть изложен как последовательность действий:Briefly, the algorithm of the simulator chair can be described as a sequence of actions:

1. Пациент садится в кресло, и каждый из сегментов его суставов крепится с помощью мягкого ортеза к соответствующему ложементу кресла.1. The patient sits in a chair, and each of the segments of his joints is attached with a soft orthosis to the corresponding lodgement of the chair.

2. Во включенном состоянии ЭВМ, контроллеров, датчиков и приводов формируется «пробное движение» ложементов кресла одновременно разноместно.2. In the on state of computers, controllers, sensors and drives, a “test motion” of the chair lodges is simultaneously generated.

3. Датчики «следят» за мышечной реакцией организма пациентов и корректируют объем движений, скорость движений и центр движений ложементов.3. Sensors “monitor” the muscular reaction of the patient’s body and adjust the range of motion, speed of movement and center of motion of the lodgment.

Claims (1)

Модульное ортопедическое кресло-тренажер, содержащее управляющую ЭВМ и состоящее из шарнирно-соединенных модулей, отличающееся тем, что каждый из шарнирно-соединенных модулей представляет собой ложемент для соответствующего сегмента сустава человека, соединяемый с этим сегментом с помощью мягких ортезов, один из двух сочленяемых ложементов является основанием для крепления электрического привода, а второй жестко соединяется с его выходным валом через датчик усилий, причем спинка кресла-тренажера является основанием устройства, соединенным жестко с выходным валом роликовинтового механизма, оснащенного электрическим приводом с основанием, причем со спинкой кресла-тренажера жестко соединено основание второго роликовинтового электрического привода, выходной вал которого соединен шарнирно с коленным ложементом в области его сочленения с ложементом голеностопным через датчик усилия, дополнительно спинка кресла-тренажера жестко закреплена с плечевым ложементом и основанием привода локтевого ложемента, который через тензометрированную балку, вилку и угловую тягу соединен с валом привода локтевого ложемента и дополнительно с механическим диполем из двух эксцентрично расположенных полушаров, установленным в двух полушаровых опорах, эксцентрично расположенных и жестко закрепленных на спинке кресла-тренажера, при этом выходы всех датчиков усилий и выходы датчиков тензометрированной балки электрически соединены со входами контроллеров, имеющих информационную связь с управляющей ЭВМ, причем выходы каждого из контроллеров соединены с соответствующими входами преобразователей с раздельным управлением знаком и скоростью движения двигателя, а выходы преобразователей подключены к якорным цепям двигателей указанных механизмов. A modular orthopedic training chair containing a control computer and consisting of articulated modules, characterized in that each of the articulated modules is a lodgement for the corresponding segment of the human joint, connected to this segment using soft orthoses, one of two articulated lodgements is the basis for mounting an electric drive, and the second is rigidly connected to its output shaft through a force sensor, and the back of the simulator chair is the basis of the device, is connected rigidly with the output shaft of a roller screw mechanism equipped with an electric drive with a base, and the base of the second roller screw electric drive, the output shaft of which is pivotally connected to the knee lodgement in the area of its articulation with the ankle lodgement through the force sensor, is additionally rigidly connected to the back of the training chair, additionally the seat back -the simulator is rigidly fixed with a shoulder lodgement and the base of the drive of the elbow lodgement, which through a strain gage beam, fork and angled rod with It is connected to the drive shaft of the elbow lodgement and additionally with a mechanical dipole of two eccentrically located hemispheres installed in two hemispherical supports eccentrically located and rigidly fixed on the back of the simulator chair, while the outputs of all force sensors and the outputs of the sensors of the strain gauge beam are electrically connected to the inputs of the controllers having information connection with the control computer, and the outputs of each of the controllers are connected to the corresponding inputs of the converters with separate control Niemi sign and the motor speed movement, and outputs of inverters connected to said anchor chains engines mechanisms.
RU2009100566/14A 2009-01-11 2009-01-11 Module orthopedic seat-trainer RU2423961C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009100566/14A RU2423961C2 (en) 2009-01-11 2009-01-11 Module orthopedic seat-trainer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009100566/14A RU2423961C2 (en) 2009-01-11 2009-01-11 Module orthopedic seat-trainer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009100566A RU2009100566A (en) 2010-07-20
RU2423961C2 true RU2423961C2 (en) 2011-07-20

Family

ID=42685548

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009100566/14A RU2423961C2 (en) 2009-01-11 2009-01-11 Module orthopedic seat-trainer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2423961C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2604038C1 (en) * 2015-08-25 2016-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный университет" (Астраханский государственный университет) Robot simulator for individuals with functional disorders of locomotor system
RU194172U1 (en) * 2019-07-09 2019-11-29 Усман Ильясович Хаджиев Modular orthopedic exercise chair

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2604038C1 (en) * 2015-08-25 2016-12-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный университет" (Астраханский государственный университет) Robot simulator for individuals with functional disorders of locomotor system
RU194172U1 (en) * 2019-07-09 2019-11-29 Усман Ильясович Хаджиев Modular orthopedic exercise chair

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009100566A (en) 2010-07-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Knaepen et al. Human–robot interaction: Kinematics and muscle activity inside a powered compliant knee exoskeleton
Schiele et al. Kinematic design to improve ergonomics in human machine interaction
US6666831B1 (en) Method, apparatus and system for automation of body weight support training (bwst) of biped locomotion over a treadmill using a programmable stepper device (psd) operating like an exoskeleton drive system from a fixed base
Park et al. IntelliArm: An exoskeleton for diagnosis and treatment of patients with neurological impairments
US9198821B2 (en) Lower extremity exoskeleton for gait retraining
Joel et al. Review on Gait Rehabilitation Training Using Human Adaptive Mechatronics System in Biomedical Engineering
JP5892506B2 (en) Healthy side information feedback type walking assist device
KR100580971B1 (en) Rehabilitation Medicine Device for Compound Joint Motion
EA030027B1 (en) System and method for restoring human motor activity
Ekkelenkamp et al. LOPES: a lower extremity powered exoskeleton
RU2653811C1 (en) Device for developing the mobility of the shoulder joint
Ranaweera et al. Anthro-X: Anthropomorphic lower extremity exoskeleton robot for power assistance
van der Kooij et al. Design of a compliantly actuated exo-skeleton for an impedance controlled gait trainer robot
RU2423961C2 (en) Module orthopedic seat-trainer
Malosio et al. Ergonomics and kinematic compatibility of PKankle, a fully-parallel spherical robot for ankle-foot rehabilitation
Park et al. Design and preliminary evaluation of a multi-robotic system with pelvic and hip assistance for pediatric gait rehabilitation
Martins et al. Review and classification of human gait training and rehabilitation devices
Shalal et al. Designing and construction a low cost robotic exoskeleton for wrist rehabilitation
Choi et al. A rehabilitation exercise robot for treating low back pain
Sanjaya et al. Design of Lower Limb Exoskeleton for Stroke Patients Gait Rehabilitation
RU106531U1 (en) DEVICE FOR TEACHING WALKING AND MOVEMENT OF A PATIENT WITH PSYCHONEUROLOGICAL DISTURBANCES AND DISEASES OF THE SUPPORT-MOTOR APPARATUS
Yang et al. Application of robotic lower limb orthosis for people with lower limb dysfunction
Chen et al. Lower limb rehabilitation robot
RU176192U1 (en) Mechatronic device for the rehabilitation of patients with impaired lower limbs
Miyoshi et al. Attempt toward a development of aquatic exercise device for gait disorders

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110112