Ayuda a la movilidad.

Un exoesqueleto (500) adecuado para una ayuda para andar, andador (100) o un dispositivo médico,

para un usuario discapacitado que sustituye al menos las funciones completamente inhabilitadas de un usuario necesarias para andar, incluyendo dicho exoesqueleto (500) :

i) un elemento rígido de soporte pélvico (15) adecuado para el enganche apretado con las caderas de un usuario operacionalmente;

ii) un dispositivo de sujeción de usuario para sujetar fijamente un usuario al elemento de soporte pélvico (15) para soportar completamente dicho usuario operacionalmente;

iii) una primera estructura de pierna (50) y una segunda estructura de pierna (50), estando acoplada cada una de la primera estructura de pierna (50) y la segunda estructura de pierna (50) y extendiéndose desde dicho elemento de soporte pélvico (15) para colocación operativa junto a una pierna respectiva de un usuario, incluyendo cada una de la primera estructura de pierna (50) y la segunda estructura de pierna (50)

a. un elemento estructural de parte superior de la pierna (10) para enganche con la parte superior de la pierna del usuario, estando enganchado pivotantemente el elemento estructural de parte superior de la pierna (10) en su primer extremo al elemento de soporte pélvico (15) por una articulación de cadera (14), donde la articulación de cadera (14) está configurada para facilitar la capacidad rotacional multieje de dicho elemento estructural de parte superior de la pierna (10) con relación a dicho elemento de soporte pélvico (15) en al menos el plano anteroposterior y el plano medio/lateral para abducción y aducción,

b. un elemento estructural de parte inferior de la pierna (11) para enganche con la parte inferior de la pierna del usuario, estando enganchado pivotantemente el elemento estructural de parte inferior de la pierna (11) en su primer extremo a un segundo extremo del elemento estructural de parte superior de la pierna (10) por una articulación de rodilla (12),

c. un elemento de pie (18) para enganche con el pie de un usuario, estando enganchado pivotantemente el elemento de pie (18) a un segundo extremo del elemento de parte inferior de la pierna por una articulación de pie (17),

d. un accionador principal de cadera (16) configurado para accionar la rotación de dicho elemento estructural de parte superior de la pierna (10) con relación a dicho elemento de soporte pélvico (15) alrededor de dicha articulación de cadera (14), para, en la práctica, pivotar el elemento estructural de parte superior de la pierna (10) en un plano anterior/posterior,

e. un accionador secundario de cadera (38), configurado para accionar la rotación de dicho elemento estructural de parte superior de la pierna (10) en un plano medio/lateral en aducción o abducción alrededor de dicho elemento de soporte pélvico (15);

f. un accionador de rodilla (13) configurado para accionar la rotación de dicho elemento estructural de parte inferior de la pierna (11) con relación a dicho elemento estructural de parte superior de la pierna (10) alrededor de dicha articulación de rodilla (12),

g. un accionador principal de pie (19) configurado para accionar la rotación de dicho elemento de pie (18) con relación a dicho elemento estructural de parte inferior de la pierna (11) alrededor de dicha articulación de pie (17) alrededor de un eje de rotación sustancialmente paralelo al eje de rotación de la articulación de rodilla (12); y

h. donde al menos una o varias longitudes seleccionadas de la longitud de cada elemento estructural de parte superior de la pierna (10) y la longitud de cada elemento estructural de parte inferior de la pierna, se puede regular para variar la distancia entre la articulación de cadera (14) y articulación de rodilla (12) y la distancia entre la articulación de pie (17) y la articulación de rodilla (12), respectivamente.

Ayuda a la movilidad

Campo de la invención La presente invención se refiere a un exoesqueleto robótico con el que una persona parapléjica puede ser soportada completamente, en una posición vertical, para efectuar un modo de andar. Además, la presente invención se refiere a un andador de exoesqueleto motorizado autónomo para un usuario discapacitado que sustituye al menos funciones completamente inhabilitadas de un usuario necesarias para andar.

Antecedentes Durante la zancada realizada por una persona discapacitada, el centro de masa de su peso corporal tiende a moverse suelto entre estar casi directamente encima de un pie, a estar encima del otro pie, en un movimiento alternativo de un lado al otro de su peso corporal. Este movimiento alternativo de un lado al otro del peso corporal se minimiza haciendo que los pies se extiendan hacia dentro a casi directamente por debajo de las caderas de la persona, para permitir un movimiento de andar más suave. Sea cual sea la inestabilidad que una persona discapacitada tenga al andar puede ser compensada por la velocidad de reacción y la entrada estabilizante de otros músculos tales como los músculos abdominales y de la espalda.

Una persona discapacitada que no puede andar, tal como una persona parapléjica, no tiene la capacidad de andar. Puede estar confinada a la silla de ruedas y sedentaria durante gran parte del tiempo. Es sabido que la falta de movimiento de las piernas de una persona parapléjica es la causa de varias complicaciones. Muchos tienen lesiones espinales y por lo tanto conjuntamente con el deterioro muscular y la falta de circulación en los miembros y el abdomen debido a estar sentados, surgen complicaciones. Éstas pueden incluir problemas de la piel tales como llagas por presión, infecciones de la vejiga, trombosis de las venas profundas y contractura. El movimiento de los miembros es una forma con la que se pueden evitar las complicaciones o reducir su número. Por ejemplo, la circulación la puede mejorar la persona que esté en posición vertical. También es beneficioso aplicar cierta presión a los huesos de una persona por estar en una posición vertical y permitir que sus piernas reciban parte de su peso corporal.

La Publicación de Patente de Estados Unidos 5.282.460 describe una “articulación mecánica de tres ejes para un dispositivo de asistencia de potencia”. Describe un exoesqueleto para asistir a los músculos del usuario a hacer cosas tales como elevar o andar con equipo pesado. Sin embargo, este exoesqueleto es inherentemente inadecuado para soportar completamente una persona discapacitada, puesto que no puede soportar completamente una persona con discapacidad para andar.

Consiguientemente, un objeto de la presente invención es proporcionar un andador de exoesqueleto motorizado autónomo para un usuario discapacitado que sustituye al menos funciones completamente inhabilitadas de un usuario necesarias para andar, que supera dichos inconvenientes y/o que al menos proporcionará al público una opción útil.

Breve descripción de la invención Según la invención, se facilita un exoesqueleto, que es adecuado para uso en una ayuda para andar, andador o dispositivo médico, según la reivindicación 1.

Además, la invención proporciona un andador de exoesqueleto motorizado autónomo para un usuario discapacitado que sustituye al menos las funciones completamente inhabilitadas de un usuario necesarias para andar según la reivindicación 2 de las reivindicaciones anexas.

Preferiblemente, el accionador secundario de cadera está configurado para accionar la rotación de dicho elemento estructural de parte superior de la pierna en el plano medio/lateral en un rango de aproximadamente diez grados a ambos lados de la vertical.

Preferiblemente, el accionador secundario de cadera está configurado para accionar la rotación de dicho elemento estructural de parte superior de la pierna en un plano medio/lateral en un rango de aproximadamente seis grados a ambos lados de la vertical.

Preferiblemente, la articulación de cadera es una articulación seleccionada de una articulación de rosa, junta universal o articulación de rótula, configurada para facilitar la capacidad rotacional multieje de dicho elemento estructural de parte superior de la pierna con relación a dicho elemento de soporte pélvico.

Preferiblemente, la articulación de cadera está configurada para proporcionar movimiento pivotante del elemento estructural de parte superior de la pierna en un plano medio/lateral y un plano anterior/posterior alrededor de dicho

elemento de soporte pélvico, al mismo tiempo que evita al menos parcialmente el movimiento de pivote del elemento estructural de parte superior de la pierna alrededor de su eje longitudinal.

Preferiblemente, cada articulación de cadera está configurada con su eje de rotación extendiéndose hacia abajo en una dirección lateral en un ángulo de entre 0 y 6 grados.

Preferiblemente, cada articulación de cadera está configurada con su eje de rotación extendiéndose hacia abajo en una dirección lateral en un ángulo de aproximadamente cuatro grados.

Preferiblemente, la articulación de rodilla está desviada hacia atrás del elemento estructural de parte superior de la pierna para alinearse sustancialmente con un eje de rotación de una rodilla del usuario en la operación.

Preferiblemente, la articulación de rodilla incluye un cojinete de rodillo para facilitar la rotación de la articulación de rodilla.

Preferiblemente, la articulación de rodilla también incluye un cojinete de empuje para resistir las fuerzas axiales en la articulación de rodilla.

Preferiblemente, el exoesqueleto incluye, para cada una de la primera estructura de pierna y la segunda estructura de pierna, un accionador secundario de pie, configurado para accionar la rotación de dicho elemento de pie en un plano sustancialmente medio/lateral alrededor de dicha articulación de pie.

Preferiblemente, el accionador secundario de pie está configurado para accionar la rotación de dicho elemento estructural de parte superior de la pierna en un plano medio/lateral en un rango de aproximadamente seis grados a ambos lados de la vertical.

Preferiblemente, la articulación de pie es una articulación de rosa, una junta universal o articulación de rótula, configurada para facilitar la capacidad rotacional multieje de dicho elemento de pie con relación a dicho elemento estructural de parte inferior de la pierna.

Preferiblemente, cada articulación de pie está configurada con su eje de rotación extendiéndose hacia abajo en una dirección lateral en un ángulo de entre 0 y 6 grados.

Preferiblemente, cada articulación de pie está configurada con su eje de rotación extendiéndose hacia abajo en una dirección lateral en un ángulo de aproximadamente cuatro grados.

Preferiblemente, la articulación de pie está configurada para proporcionar movimiento pivotante del elemento estructural de parte superior de la pierna en un plano medio/lateral y un plano anterior/posterior alrededor de dicho elemento de soporte pélvico, al mismo tiempo que evita al menos parcialmente el movimiento de pivote del elemento estructural de parte inferior de la pierna con relación al elemento de pie alrededor de su eje longitudinal.

Preferiblemente, cada uno de dicho elemento estructural de parte superior de la pierna y el elemento estructural de parte inferior de la pierna incluye sujetadores para fijación a las piernas de un usuario.

Preferiblemente, los sujetadores incluyen un dispositivo ortótico conformado para conformarse a parte de las piernas del usuario a la que se haya de enganchar y una cinta para sujetar dicha pierna a dicho dispositivo ortótico.

Preferiblemente, los sujetadores incluyen una cinta regulable para fijarla al menos parcialmente alrededor de una pierna del usuario.

Preferiblemente, la cinta regulable incluye un dispositivo de sujeción regulable.

Preferiblemente, el dispositivo de sujeción regulable incluye al menos una formación seleccionada de una formación de gancho y bucle, una formación de hebilla, una formación de trinquete y una formación de retén.

Preferiblemente, cada uno de dichos elementos estructurales de parte superior de la pierna lleva enganchado un dispositivo ortótico de parte superior de la pierna con el que la parte superior de la pierna de un usuario, en la práctica, se sujeta rígidamente con relación a un elemento estructural de parte superior de la pierna respectivo y donde cada elemento estructural de parte inferior de la pierna lleva enganchado un dispositivo ortótico de parte inferior de la pierna con el que la parte inferior de la pierna... [Seguir leyendo]

1. Un exoesqueleto (500) adecuado para una ayuda para andar, andador (100) o un dispositivo médico, para un usuario discapacitado que sustituye al menos las funciones completamente inhabilitadas de un usuario necesarias para andar, incluyendo dicho exoesqueleto (500) :

i) un elemento rígido de soporte pélvico (15) adecuado para el enganche apretado con las caderas de un usuario operacionalmente;

ii) un dispositivo de sujeción de usuario para sujetar fijamente un usuario al elemento de soporte pélvico (15) para soportar completamente dicho usuario operacionalmente;

iii) una primera estructura de pierna (50) y una segunda estructura de pierna (50) , estando acoplada cada una de la primera estructura de pierna (50) y la segunda estructura de pierna (50) y extendiéndose desde dicho elemento de soporte pélvico (15) para colocación operativa junto a una pierna respectiva de un usuario, incluyendo cada una de la primera estructura de pierna (50) y la segunda estructura de pierna (50)

a. un elemento estructural de parte superior de la pierna (10) para enganche con la parte superior de la pierna del usuario, estando enganchado pivotantemente el elemento estructural de parte superior de la pierna (10) en su primer extremo al elemento de soporte pélvico (15) por una articulación de cadera (14) , donde la articulación de cadera (14) está configurada para facilitar la capacidad rotacional multieje de dicho elemento estructural de parte superior de la pierna (10) con relación a dicho elemento de soporte pélvico (15) en al menos el plano anteroposterior y el plano medio/lateral para abducción y aducción,

b. un elemento estructural de parte inferior de la pierna (11) para enganche con la parte inferior de la pierna del usuario, estando enganchado pivotantemente el elemento estructural de parte inferior de la pierna (11) en su primer extremo a un segundo extremo del elemento estructural de parte superior de la pierna (10) por una articulación de rodilla (12) ,

c. un elemento de pie (18) para enganche con el pie de un usuario, estando enganchado pivotantemente el elemento de pie (18) a un segundo extremo del elemento de parte inferior de la pierna por una articulación de pie (17) ,

d. un accionador principal de cadera (16) configurado para accionar la rotación de dicho elemento estructural de parte superior de la pierna (10) con relación a dicho elemento de soporte pélvico (15) alrededor de dicha articulación de cadera (14) , para, en la práctica, pivotar el elemento estructural de parte superior de la pierna (10) en un plano anterior/posterior,

e. un accionador secundario de cadera (38) , configurado para accionar la rotación de dicho elemento estructural de parte superior de la pierna (10) en un plano medio/lateral en aducción o abducción alrededor de dicho elemento de soporte pélvico (15) ;

f. un accionador de rodilla (13) configurado para accionar la rotación de dicho elemento estructural de parte inferior de la pierna (11) con relación a dicho elemento estructural de parte superior de la pierna (10) alrededor de dicha articulación de rodilla (12) ,

g. un accionador principal de pie (19) configurado para accionar la rotación de dicho elemento de pie (18) con relación a dicho elemento estructural de parte inferior de la pierna (11) alrededor de dicha articulación de pie (17) alrededor de un eje de rotación sustancialmente paralelo al eje de rotación de la articulación de rodilla (12) ; y

h. donde al menos una o varias longitudes seleccionadas de la longitud de cada elemento estructural de parte superior de la pierna (10) y la longitud de cada elemento estructural de parte inferior de la pierna, se puede regular para variar la distancia entre la articulación de cadera (14) y articulación de rodilla (12) y la distancia entre la articulación de pie (17) y la articulación de rodilla (12) , respectivamente.

2. Un andador de exoesqueleto motorizado autónomo (100) para un usuario discapacitado que sustituye al menos funciones completamente inhabilitadas de un usuario necesarias para andar, incluyendo dicho andador (100) :

i) un exoesqueleto (500) según la reivindicación 1, donde el dispositivo de sujeción de usuario (96) soporta plenamente dicho usuario operacionalmente en o hacia la región pélvica del usuario, de modo que las piernas del usuario no soporten el peso del usuario;

ii) una fuente de potencia configurable para suministrar potencia a al menos uno o más accionadores seleccionados de dichos accionadores principales de cadera, accionadores de rodilla (13) , y accionadores principales de pie (19) ;

iii) un sistema de control configurable para controlar el movimiento de al menos uno o más accionadores seleccionados de dichos accionadores principales de cadera (16) , accionadores de rodilla (13) , y accionadores

principales de pie (19) , para mover por ello el exoesqueleto (500) con relación al suelo en el que se coloca la ayuda para andar, al objeto de efectuar al menos un movimiento de andar de dicho usuario.

3. Un andador (100) según la reivindicación 2, donde dicha articulación de cadera (14) es una articulación seleccionada de una articulación de rosa, junta universal o articulación de rótula, configurada para facilitar la capacidad rotacional multieje de dicho elemento estructural de parte superior de la pierna (10) con relación a dicho elemento de soporte pélvico (15) .

4. Un andador (100) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 2 o 3, donde dicha articulación de cadera

(14) está configurada para proporcionar movimiento pivotante del elemento estructural de parte superior de la pierna

(10) en un plano medio/lateral y un plano anterior/posterior alrededor de dicho elemento de soporte pélvico (15) , mientras evita al menos parcialmente el movimiento de pivote del elemento estructural de parte superior de la pierna

(10) alrededor de su eje longitudinal.

5. Un andador (100) según la reivindicación 4, donde cada articulación de cadera (14) está configurada con su eje de rotación alrededor de un plano anterior/posterior que se extiende hacia abajo en una dirección lateral en un ángulo de entre 0 y 6 grados.

6. Un andador (100) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 2-5, donde la articulación de rodilla (12) está desviada hacia atrás del elemento estructural de parte superior de la pierna (10) para alinearla sustancialmente con un eje de rotación de una rodilla del usuario en la operación.

7. Un andador (100) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 2-6, donde dicho exoesqueleto (500) incluye, para cada una de la primera estructura de pierna (50) y la segunda estructura de pierna (50) , un accionador secundario de pie (39) , configurado para accionar la rotación de dicho elemento de pie (18) en un plano sustancialmente medio/lateral alrededor de dicha articulación de pie (17) .

8. Un andador (100) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 2-7, donde cada uno de dicho elemento estructural de parte superior de la pierna (10) y el elemento estructural de parte inferior de la pierna (11) incluyen sujetadores para fijación a las piernas de un usuario.

9. Un andador (100) según la reivindicación 8, donde dichos sujetadores incluyen un dispositivo ortótico conformado para conformarse a parte de las piernas del usuario a la que se ha de enganchar y una cinta para sujetar dicha pierna a dicho dispositivo ortótico.

10. Un andador (100) según alguna de las reivindicaciones precedentes 2-9, donde cada elemento estructural de parte superior de la pierna (10) incluye al menos dos partes que son móviles una con relación a otra para extender y contraer la longitud efectiva del elemento estructural de parte superior de la pierna.

11. Un andador (100) según alguna de las reivindicaciones precedentes 2-10, donde el dispositivo de sujeción de usuario incluye uno o varios dispositivos seleccionados de

i) un arnés pélvico (96) adecuado para fijar la pelvis del usuario al elemento de soporte pélvico (15) ;

ii) un dispositivo de acolchado para encajar ajustadamente las caderas de un usuario contra el elemento de soporte pélvico (15) ; y

iii) un dispositivo sujetador para sujetar cada una de las piernas del usuario a una estructura de pierna asociada (50) .

12. Un andador (100) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 2-11, donde dicho exoesqueleto (500) incluye un arnés de torso (92) que, en el uso, engancha un usuario encima de dicho dispositivo de sujeción de usuario.

13. Un andador (100) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes 2-12, donde se facilitan sensores que se seleccionan de al menos uno de:

i) un acelerómetro (55) para medir la aceleración de al menos uno o más elementos seleccionados de dicho elemento de soporte pélvico (15) , los elementos estructurales de parte superior de la pierna, los elementos estructurales de parte inferior de la pierna y los elementos de pie (18) ,

ii) un inclinómetro (55) para medir la inclinación de al menos uno o más elementos seleccionados de dicho elemento de soporte pélvico (15) , los elementos estructurales de parte superior de la pierna, los elementos estructurales de parte inferior de la pierna y los elementos de pie (18) ,

iii) sensores de distancia (56) configurados para determinar la inclinación del suelo anterior, posterior y lateralmente con respecto a la ayuda para andar,

iv) sensores de presión (67, 68, 69) dispuestos en el elemento de pie (18) para determinar la presión aplicada por el elemento de pie (18) al suelo, y

v) sensores de posición (58, 59) para determinar la posición y la velocidad de los accionadores.

14. Un andador (100) según alguna de las reivindicaciones precedentes 2-13, donde dicha ayuda para andar incluye un dispositivo de interfaz humana (1601) .