DISPOSITIVO DE DETECCION DE LA INTENCION DE MOVIMIENTO DE UN USUARIO,ADAPTADO A UN EXOESQUELETO.

Dispositivo de detección de la intención de movimiento de un miembro de un usuario,

adaptado a un exoesqueleto, que comprende un soporte (2) adaptado al miembro del usuario, y al menos un sensor (3) dispuesto en el soporte (2) y que mide una fuerza inicial ejercida por el miembro del usuario. El dispositivo comprende una pluralidad de sensores (3) dispuestos adyacentes entre sí en el soporte (2) y que cubren sustancialmente el perímetro del miembro del usuario

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P200930032.

Solicitante: IKERLAN, S. COOP..

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: GUIPÚZCOA.

Inventor/es: ARREGUI VICENTE, MIGUEL ANGEL, ANDUAGA SALVATIERRA,JAVIER.

Fecha de Solicitud: 2 de Abril de 2009.

Fecha de Publicación: .

Fecha de Concesión: 2 de Febrero de 2011.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • A61B5/11J
  • A61F5/01 SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA.A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE.A61F FILTROS IMPLANTABLES EN LOS VASOS SANGUINEOS; PROTESIS; DISPOSITIVOS QUE MANTIENEN LA LUZ O QUE EVITAN EL COLAPSO DE ESTRUCTURAS TUBULARES, P. EJ. STENTS; DISPOSITIVOS DE ORTOPEDIA, CURA O PARA LA CONTRACEPCION; FOMENTACION; TRATAMIENTO O PROTECCION DE OJOS Y OIDOS; VENDAJES, APOSITOS O COMPRESAS ABSORBENTES; BOTIQUINES DE PRIMEROS AUXILIOS (prótesis dentales A61C). › A61F 5/00 Procedimientos o aparatos ortopédicos para el tratamiento no quirúrgico de huesos o articulaciones (instrumentos o procedimientos quirúrgicos para el tratamiento de huesos o articulaciones, dispositivos especialmente adaptados al efecto A61B 17/56 ); Dispositivos para proporcionar los cuidados adecuados (vendajes, apósitos o compresas absorbentes A61F 13/00). › Dispositivos ortopédicos, p. ej. dispositivos para inmovilizar o para ejercer presiones de forma duradera para el tratamiento de los huesos fracturados o deformados, tales como férulas, yesos ortopédicos o bragueros/tirantes.

Clasificación PCT:

  • A61B5/11 A61 […] › A61B DIAGNOSTICO; CIRUGIA; IDENTIFICACION (análisis de material biológico G01N, p.ej. G01N 33/48). › A61B 5/00 Medidas encaminadas a establecer un diagnóstico (diagnóstico por medio de radiaciones A61B 6/00; diagnóstico por ondas ultrasónicas, sónicas o infrasónicas A61B 8/00 ); Identificación de individuos. › Medida del movimiento del cuerpo entero o de partes del mismo, p. ej. temblor de la cabeza o de las manos, movilidad de un miembro (para medida del pulso A61B 5/02).
  • A61F5/01 A61F 5/00 […] › Dispositivos ortopédicos, p. ej. dispositivos para inmovilizar o para ejercer presiones de forma duradera para el tratamiento de los huesos fracturados o deformados, tales como férulas, yesos ortopédicos o bragueros/tirantes.
DISPOSITIVO DE DETECCION DE LA INTENCION DE MOVIMIENTO DE UN USUARIO,ADAPTADO A UN EXOESQUELETO.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo de detección de la intención de movimiento de un usuario, adaptado a un exoesqueleto.

Sector de la técnica

La presente invención se relaciona con un dispositivo de detección de la intención de movimiento de un miembro de un usuario, adaptado a un exoesqueleto.

Estado anterior de la técnica

La robótica vestible o dispositivo mecatrónico de asistencia, que incluye entre otros dispositivos las ortosis, exoesqueletos y robots colaborativos, tiene como objetivo la asistencia a las personas en diferentes ámbitos como pueden ser la rehabilitación, la mejora de la movilidad en personas con discapacidad, la realización de tareas repetitivas y pesadas, la multiplicación de fuerza, etc. Está claro que para que la asistencia o colaboración sea óptima debe existir una perfecta armonización de la interacción entre el dispositivo mecatrónico y la persona a la que debe asistir, además de garantizar su seguridad.

Cuando una persona porta, o es asistida por una ortosis, exoesqueleto o robot colaborativo, los movimientos entre la ortosis, exoesqueleto o robot colaborativo y la parte del cuerpo en contacto con ella deben estar acompasados procurando que sean naturales, confortables y seguros. Para poder realizar un control adecuado de los dispositivos mecatrónicos, es necesario conocer en cada momento la intención del movimiento que el usuario desea realizar.

Son conocidos dispositivos mecatrónicos que captan el movimiento de la mirada como el descrito en el documento JP 8266576A, o de la cabeza con ayuda de cámaras que reconocen las expresiones faciales o gestos, señales cerebrales y/o los comandos de voz.

Por otro lado, también se conocen dispositivos mecatrónicos que se basan en la medición de unas señales electromiográficas (EMGs) tal y como se describe en el documento US 7,367,958 B2. Las señales electromiográficas son señales eléctricas que generan los músculos cuando se extienden o se contraen, de modo que dichas señales se utilizan para identificar el comienzo y final de los movimientos de la parte del cuerpo sobre la que aquellos actúan. Normalmente, para cada movimiento se estudian las señales de dos músculos antagonistas, captadas mediante unos electrodos colocados encima de los músculos correspondientes, sobre la piel del usuario. Posteriormente, el dispositivo mecatrónico es capaz de generar los pares adecuados para asistir el movimiento posterior.

En US 7,162,305 B2 se describe un dispositivo eléctrico de estimulación que comprende un sensor, unos electrodos y un controlador que recibe la señal captada por el sensor, la compara con respecto a un valor predeterminado y genera una señal eléctrica desde los electrodos siempre que la señal captada por el sensor supere al valor predeterminado.

Uno de los problemas asociados a este tipo de señales electromiográficas es que en este tipo de señales influye no sólo el esfuerzo realizado sino las características propias del músculo, las influencias externas, etc.

Exposición de la invención

El objeto de la presente invención es el de proporcionar un dispositivo de detección de la intención de movimiento de un miembro de un usuario según se describe en las reivindicaciones.

El dispositivo de detección de la invención está adaptado a usuarios que tienen una mínima capacidad motora en dicho miembro pudiendo iniciar el movimiento del miembro pero no llegar a realizarlo completamente, o que realizan tareas repetitivas y/o pesadas, etc.

El dispositivo de detección de la intención de movimiento de la invención comprende un soporte adaptado al miembro del usuario, y una pluralidad de sensores dispuestos en el soporte y que miden una presión/fuerza inicial ejercida por el miembro del usuario. La pluralidad de sensores se dispone adyacente entre sí en el en el soporte, cubriendo sustancialmente el perímetro del miembro del usuario, de este modo cualquier presión inicial ejercida por el miembro es captada por el sensor o los sensores correspondientes, y por consiguiente, la intención de movimiento de dicho miembro es deducida fácilmente a partir de los datos de presión/fuerza captados inicialmente.

El dispositivo de detección de la intención de movimiento es un dispositivo compacto, optimizado y de uso sencillo.

Estas y otras características y/o ventajas de la invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la descripción detallada de la invención.

Descripción de las figuras

Fig. 1 muestra una vista en perspectiva de un dispositivo de detección de la intención de movimiento según la invención, en una posición cerrada.

Fig. 2 muestra una vista en perspectiva del dispositivo de detección de la intención de movimiento mostrada en la Fig. 1, en una posición abierta.

Fig. 3 muestra un esquema de las conexiones de unos sensores que comprende el dispositivo de detección de la Fig. 1.

Fig. 4 muestra una vista parcial de un exoesqueleto que comprende el dispositivo de detección de la intención de movimiento mostrado en la Fig. 1.

Descripción detallada de la invención

En las figuras 1 y 2, se muestra una realización de un dispositivo de detección de la intención de movimiento 1 de un miembro de un usuario según la invención, siendo dicho dispositivo de detección de la intención de movimiento 1 adaptado a un exoesqueleto. El dispositivo de detección de la intención de movimiento 1 tiene como objeto la asistencia a las personas en diferentes ámbitos como pueden ser la rehabilitación, la mejora de la movilidad en personas con discapacidad, la realización de tareas repetitivas y pesadas, la multiplicación de fuerza, etc.

En la realización descrita, el dispositivo de detección 1 tiene forma de brazalete adaptable a una muñeca del usuario, aunque en otras realizaciones dicho dispositivo de detección 1 puede adaptarse al perímetro de cualquier otro miembro del cuerpo, como por ejemplo el brazo, la pierna, el tobillo, etc., siendo el perímetro, el contorno cerrado que abraza dicho miembro.

El dispositivo de detección de la intención de movimiento 1 mostrado en las figuras 1 y 2, comprende una estructura 4 sustancialmente rígida hecha de un material preferentemente plástico, un soporte 2 sustancialmente plano y flexible que se fija en el interior de la estructura 4, y una pluralidad de sensores 3 dispuestos en interior del soporte 2, longitudinales con respecto a dicho soporte 2 y adyacentes entre sí. En una posición cerrada del dispositivo de detección de la intención de movimiento 1, mostrada en la figura 1, el soporte 2 y la estructura 4 se disponen sustancialmente concéntricos, cubriendo la pluralidad de sensores 3 el perímetro de la muñeca del usuario, de modo que cualquier movimiento de la muñeca es detectado por dicha pluralidad de sensores 3.

El soporte 2 está hecho de un material flexible, preferentemente plástico, y tiene dos extremos 2a,2b que se disponen sustancialmente adyacentes entre sí, en la posición cerrada del dispositivo de detección de la intención de movimiento 1, delimitando un contorno cerrado que abraza el miembro.

Por otro lado, la estructura 4 comprende un elemento principal 4a que incluye una abertura 6 para permitir la colocación del dispositivo de detección de la intención de movimiento 1 en la muñeca, y un elemento secundario 4b que cierra la abertura 6 correspondiente una vez que ha sido colocado correctamente el dispositivo de detección de la intención de movimiento 1 en la muñeca.

Además, el dispositivo de detección de la intención de movimiento 1 comprende unos medios de fijación 8 que fijan la estructura 4 a la muñeca del usuario, comprendiendo los medios de fijación 8 una banda 9 sustancialmente flexible sobre cuyo interior se fija el elemento principal 4a y el elemento secundario 4b de la estructura 4, siendo la longitud de la banda 9 superior al perímetro del elemento principal 4a y del elemento secundario 4b, de modo que un extremo libre 9a de la banda 9 se fija por unos medios de fijación rápida, como por ejemplo velero, sobre el exterior de la propia banda 9.

Por otro lado, en el interior del soporte 2 se fija, por tecnologías conocidas, la pluralidad de sensores 3. Dicha pluralidad de sensores 3 son sensores de presión que miden la fuerza/presión que realiza el usuario al inicio de un movimiento. Preferentemente, dichos sensores 3 comprenden unos electrodos y unas láminas poliméricas electroactivas.

...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de detección de la intención de movimiento de un miembro de un usuario, adaptado a un exoesqueleto, que comprende un soporte (2) adaptado al miembro del usuario, y al menos un sensor (3) dispuesto en el interior del soporte (2) y que mide una fuerza inicial ejercida por el miembro del usuario, caracterizado porque comprende una pluralidad de sensores (3) dispuestos adyacentes entre sí en el interior del soporte (2) y longitudinales a dicho soporte (2), cubriendo dicha pluralidad de sensores (3) sustancialmente el perímetro del miembro del usuario, y al menos una unidad de control (10, 11) que recibe las señales captadas por uno o varios sensores de dicha pluralidad de sensores (3) deduciendo el movimiento que desea realizar el usuario en función del sensor o sensores (3) que detecten dicho movimiento.

2. Dispositivo de detección de la intención de movimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la pluralidad de sensores (3) se disponen en la parte interior del soporte (2), en contacto con el miembro del usuario.

3. Dispositivo de detección de la intención de movimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el soporte (2) es flexible.

4. Dispositivo de detección de la intención de movimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende una estructura (4) en cuyo interior se fija el soporte (2), siendo la estructura (4) rígida.

5. Dispositivo de detección de la intención de movimiento según la reivindicación 4, en donde la estructura (4) comprende un elemento principal (4a) que incluye una abertura (6) para el montaje en el miembro del usuario, y un elemento secundario (4b) que cierra la abertura (6) correspondiente una vez montado.

6. Dispositivo de detección de intención de movimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la pluralidad de sensores (3) son sensores de presión.

7. Dispositivo de detección de intención de movimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la pluralidad de sensores (3) comprende unos electrodos y unas láminas poliméricas electroactivas.

8. Exoesqueleto que comprende un dispositivo de detección de intención de movimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.


 

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