RU2760527C1

RU2760527C1 - Exoskeleton

Info

Publication number: RU2760527C1
Application number: RU2021110519A
Authority: RU
Inventors: Андрей Валерьевич Борисов; Вероника Леонидовна Борисова; Лариса Владимировна Кончина; Марина Геннадьевна Куликова; Ксения Сергеевна Маслова
Priority date: 2021-04-15
Filing date: 2021-04-15
Publication date: 2021-11-26

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention relates to medicine, namely to exoskeletons. The exoskeleton contains a frame on which an elastic corset is fixed on top, made in the form of left and right arcs of rigidity to support or fix the spine, connected by a support ring made with the possibility of attaching the upper ex-extremities. The left and right lower ex-extremities are attached to the bottom of the frame, each of which contains a thigh attached to the frame, a lower leg connected to it, to which a foot is attached below. The foot is made in the form of the heel bone attached to the lower leg, and the metatarsus connected to it in front, to which the phalanges of the fingers are attached. Exosoles are located on the heel bones and phalanges of the fingers. The connection of the frame, left and right arcs of stiffness, support ring, thighs, shins, heel bones, metatarsus and phalanges of the fingers is provided with a hinge joint. The hinge connection is made in the form of cylindrical hinges located between the connected elements of the first and second cylindrical hinges, installed mutually perpendicular and fixed at the ends of the connected elements of the exoskeleton. On the first and second cylindrical hinges, torsion springs are installed in pairs, their ends fixed at the ends of the elements to be connected. The thighs, shins, calcaneus, metatarsus, phalanges of the fingers are made in the form of links, in which a section of variable length is made on the side of the element located below, which contains a body with a rod located inside it, made with the possibility of reciprocating movement by means of a compression spring fixed to the body-stretching. From the side of the section of variable length of the indicated elements, their end for connection with an adjacent element is a rod. The exosole is made of elastic thermoplastic elastomer.

EFFECT: increased comfort of operation of the exoskeleton, simplification of its design, increase in strength, endurance of a person and time of continuous work in the exoskeleton.

1 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к робототехническим устройствам двойного назначения и может быть использовано для увеличения силы, выносливости и восстановления двигательных способностей человека за счет внешнего каркаса.The invention relates to a dual-purpose robotic device and can be used to increase strength, endurance and restore human motor abilities due to the external frame.

Известен экзоскелет, описанный в патенте RU №2489130 (публ. 10.08.2013, МПК А61Н 3/00) на изобретение «Простая конструкция компенсации веса человека при ходьбе и беге», который содержит седло, соединенную с ним раму, тазобедренные шарниры экзоног, экзоноги, накопитель упругой энергии, шарниры, обеспечивающие стопе и связанной с ней опоре экзоноги наклоны и кручение. Для каждой экзоноги имеются стопоры обратного хода, подступник, обеспечивающий управление подъемом ноги, пружины возврата ноги вверх, тазобедренные шарниры экзоног с двумя или тремя степенями свободы. Накопитель упругой энергии используют в качестве основного элемента, компенсирующего подъем и опускание центра тяжести пользователя и его груза, который обеспечивает упругую силу между точкой около стопы, ближе к мыску, и центром вращения экзоног, расположенным либо в паховой области, либо выше тазобедренных суставов.Known exoskeleton, described in patent RU No. 2489130 (publ. 08/10/2013, IPC A61H 3/00) for the invention "A simple structure for compensation of human weight when walking and running", which contains a saddle, a frame connected to it, hip joints exonogs, exonogs , storage of elastic energy, hinges that provide the foot and the associated support of the exonogue with inclination and torsion. For each exonog, there are backstop stops, a riser for leg lift control, leg return springs upward, and exonogue hip joints with two or three degrees of freedom. The storage of elastic energy is used as the main element that compensates for the rise and fall of the user's center of gravity and his weight, which provides elastic force between the point near the foot, closer to the toe, and the center of rotation of the exon legs, located either in the groin area or above the hip joints.

Недостатком данного технического решения является низкое качество движения человека в нем вследствие того, что данная конструкция имеет минимальное число шарниров, которые обеспечивают только 3 степени свободы между конечной точкой, соприкасающейся с землей и «центром вращения экзоноги» - вперед, вбок, вверх (xyz). Также у данного устройства ограничена подвижность ног человека, узкая область применения и создается дополнительная нагрузка на мышцы опорно-двигательного аппарата человека.The disadvantage of this technical solution is the low quality of human movement in it due to the fact that this design has a minimum number of hinges, which provide only 3 degrees of freedom between the end point in contact with the ground and the "center of rotation of the exonog" - forward, sideways, up (xyz) ... Also, this device has limited mobility of the human legs, a narrow area of application and creates an additional load on the muscles of the human musculoskeletal system.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является экзоскелет (патент RU №2567589, публ. 10.11.2015, МПК А61Н 3/00), который содержит корсет, траверсу, вмонтированную в него, закрепленную на тазобедренной части, опирающуюся своими концами на составленные из звеньев опорные стойки, башмаки, связанные со стойками, шарниры и упорные подшипники, размещенные на траверсе и башмаках, в которых вращаются цапфы кривошипов, установленных на концах стоек, ведущий вал, вращающийся в установленном на траверсе шарнире, механизм синхронного поворота кривошипов, соединенный посредством рычагов с мышцами человека, являющимися приводом, и дополнительный привод с блоком питания. Траверса с башмаками связана упругими муфтами и демпферами.The closest in technical essence to the proposed invention is an exoskeleton (patent RU No. 2567589, publ. links, support posts, shoes connected to the posts, hinges and thrust bearings located on the cross-arm and shoes, in which the pins of the cranks installed at the ends of the posts rotate, the drive shaft rotating in the hinge mounted on the cross-arm, the mechanism for synchronous rotation of the cranks, connected by means of levers with human muscles, which are the drive, and an additional drive with a power supply. The traverse with shoes is connected by elastic couplings and dampers.

Недостатками данного технического решения являются низкие динамические характеристики и эксплуатационные возможности, малое время автономной работы, сложность и громоздкость конструкции.The disadvantages of this technical solution are low dynamic characteristics and operational capabilities, short battery life, complexity and bulkiness of the structure.

Технической задачей предлагаемого изобретения является перераспределение нагрузки на элементы опорно-двигательного аппарата человека за счет рекуперации энергии и компенсации гравитационных нагрузок экзоскелетом.The technical problem of the present invention is to redistribute the load on the elements of the human musculoskeletal system due to energy recovery and compensation of gravitational loads by the exoskeleton.

Технический результат заключается в повышении комфортабельности эксплуатации экзоскелета, упрощении его конструкции, увеличении силы, выносливости человека и времени непрерывной работы в экзоскелете.The technical result consists in increasing the comfort of operation of the exoskeleton, simplifying its design, increasing the strength, endurance of a person and the time of continuous work in the exoskeleton.

Это достигается тем, что известный экзоскелет, содержащий раму, на которой сверху закреплен упругий корсет, выполненный в виде левой и правой дуг жесткости для поддержки или фиксации позвоночника, соединенных опорным кольцом, выполненным с возможностью крепления верхних экзоконечностей, снизу к раме присоединены идентичные левая и правая нижние экзоконечности, каждая из которых содержит присоединенное к раме бедро, соединенную с ним снизу голень, к которой, в свою очередь, снизу присоединена стопа, при этом стопа выполнена в виде присоединенных к голени сзади пяточной кости, а спереди соединенной с ней плюсны, к которой присоединены фаланги пальцев, причем на пяточных костях и фалангах пальцев расположены экзоподошвы, соединение рамы, левой и правой дуг жесткости, опорного кольца, бедер, голеней, пяточных костей, плюсен и фаланг пальцев обеспечено шарнирным соединением, выполненным в виде расположенных между соединяемыми элементами первого и второго цилиндрических шарниров, установленных взаимно-перпендикулярно и закрепленных на концах соединяемых элементов экзоскелета, причем на первом и втором цилиндрических шарнирах установлены попарно идентичные пружины кручения, своими концами закрепленные на концах соединяемых элементов, бедра, голени, пяточные кости, плюсны, фаланги пальцев выполнены в виде звеньев, у которых со стороны расположенного ниже элемента выполнен участок переменной длины, который содержит корпус с расположенным внутри него штоком, выполненным с возможностью возвратно-поступательного движения посредством закрепленной на корпусе пружины сжатия-растяжения, при этом со стороны участка переменной длины указанных элементов, их концом для соединения с соседним элементом является шток, экзоподошва выполнена эластичной, например, из термоэластопластов.This is achieved by the fact that the known exoskeleton containing a frame on which an elastic corset is fixed on top, made in the form of left and right arcs of right lower exo-extremities, each of which contains a thigh attached to the frame, a lower leg connected to it from below, to which, in turn, a foot is attached from below, while the foot is made in the form of a calcaneus connected to the lower leg behind, and a metatarsus connected to it in front, to which the phalanges of the fingers are attached, and exosoles are located on the heel bones and phalanges of the fingers, the connection of the frame, left and right arcs of stiffness, support ring, thighs, shins, heel bones, metatarsus and phalanges of the fingers is provided with a hinge connection made in the form of located between the connected elements the first and second cylindrical hinges installed are mutually perpendicular and fixed at the ends of the connected elements of the exoskeleton, and on the first and second cylindrical hinges there are pairwise identical torsion springs, with their ends fixed at the ends of the connected elements, thighs, shins, heel bones, metatarsus, phalanges of the fingers are made in the form of links, in which on the side of the element located below a section of variable length is made, which contains a body with a rod located inside it, made with the possibility of reciprocating movement by means of a compression-tension spring fixed on the body, while from the side of a section of variable length of these elements, their end for connection with the adjacent element is the stock, the exosole is made elastic, for example, from thermoplastic elastomers.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен вид сбоку экзоскелета в статике, на фиг. 2 изображен вид спереди (фас) экзоскелета в двухопорной фазе ходьбы в статике, на фиг. 3 показан вид сбоку экзоскелета в одноопорной фазе ходьбы в динамике, на фиг. 4 изображен вид спереди экзоскелета в динамике, на фиг. 5 представлено шарнирное соединение звеньев экзоскелета, на фиг. 6 представлен участок переменной длины звена экзоскелета.The essence of the invention is illustrated by drawings, where FIG. 1 is a side view of a static exoskeleton; FIG. 2 shows a front view (front) of an exoskeleton in a two-support phase of walking in a static state, FIG. 3 shows a side view of an exoskeleton in a single-support phase of walking in dynamics, FIG. 4 shows a front view of the exoskeleton in dynamics; FIG. 5 shows the hinged connection of the links of the exoskeleton, FIG. 6 shows a section of variable length of an exoskeleton link.

Экзоскелет содержит раму 1, на которой сверху закреплен упругий корсет 2, выполненный в виде левой 3 и правой 4 дуг жесткости, соединенных опорным кольцом 5. Левая 3 и правая 4 дуги жесткости выполнены для поддержки или фиксации позвоночника, а опорное кольцо 5 выполнено с возможностью крепления верхних экзоконечностей.The exoskeleton contains a frame 1, on which an elastic corset 2 is fixed on top, made in the form of left 3 and right 4 arcs of stiffness connected by a support ring 5. The left 3 and right 4 arcs of stiffness are made to support or fix the spine, and the support ring 5 is made with the possibility attachment of the upper exo-extremities.

Снизу к раме 1 присоединены идентичные левая 6 и правая 7 нижние экзоконечности. При этом левая нижняя экзоконечность 6 содержит присоединенное к раме 1 левое бедро 8, соединенную с ним снизу левую голень 9, к которой, в свою очередь, снизу сзади присоединена левая пяточная кость 10, а спереди соединенная с ней левая плюсна 11, к которой присоединены левые фаланги пальцев 12. Левые пяточная кость 10, плюсна 11 и фаланги пальцев 12 образуют левую стопу.From the bottom to the frame 1, identical left 6 and right 7 lower ex-extremities are attached. In this case, the left lower ex-extremity 6 contains the left thigh 8 attached to the frame 1, the left lower leg 9 connected to it from below, to which, in turn, the left heel bone 10 is connected from below from behind, and the left metatarsal 11 connected to it in front, to which the left phalanges of the fingers 12. The left calcaneus 10, the metatarsus 11 and the phalanges of the fingers 12 form the left foot.

Правая нижняя экзоконечность 7 содержит присоединенное к раме 1 правое бедро 13, соединенную с ним снизу правую голень 14, к которой, в свою очередь, снизу сзади присоединена правая пяточная кость 15, а спереди соединенная с ней правая плюсна 16, к которой присоединены правые фаланги пальцев 17. Правые пяточная кость 15, плюсна 16 и фаланги пальцев 17 образуют правую стопу.The right lower ex-extremity 7 contains the right thigh 13 attached to the frame 1, the right lower leg 14 connected to it from below, to which, in turn, the right heel bone 15 is connected from below from behind, and the right metatarsus 16 connected to it in front, to which the right phalanges are attached toes 17. The right calcaneus 15, the metatarsus 16 and the phalanges of the toes 17 form the right foot.

Соединение рамы 1,левой 3 и правой 4 дуг жесткости, опорного кольца 5, левого бедра 8, левой голени 9, левой пяточной кости 10, левой плюсны 11, левых фаланг пальцев 12, правого бедра 13, правой голени 14, правой пяточной кости 15, правой плюсны 16, правых фаланг пальцев 17 обеспечено шарнирным соединением 18, выполненным в виде расположенных между соединяемыми элементами первого 19 и второго 20 цилиндрических шарниров, установленных взаимно-перпендикулярно и закрепленных на концах соединяемых элементов экзоскелета. На первом 19 и втором 20 цилиндрических шарнирах установлены попарно идентичные пружины кручения 21 для компенсации гравитационных нагрузок, своими концами закрепленные на концах соединяемых элементов.Connection of frame 1, left 3 and right 4 of the arcs of stiffness, support ring 5, left thigh 8, left lower leg 9, left calcaneus 10, left metatarsus 11, left phalanges of fingers 12, right thigh 13, right lower leg 14, right heel bone 15 , the right metatarsus 16, the right phalanges of the fingers 17 is provided with a hinge connection 18, made in the form of cylindrical hinges located between the connected elements of the first 19 and the second 20, installed mutually perpendicular and fixed at the ends of the connected elements of the exoskeleton. On the first 19 and second 20 cylindrical hinges are installed in pairs identical torsion springs 21 to compensate for gravitational loads, with their ends fixed at the ends of the connected elements.

Левое 8 и правое 13 бедра, левая 9 и правая 14 голени, левая 10 и правая 15 пяточные кости, левая 11 и правая 16 плюсны, левые 12 и правые 17 фаланги пальцев выполнены в виде звеньев, у которых со стороны расположенного ниже элемента выполнен участок переменной длины 22, который содержит корпус 23 с расположенным внутри него штоком 24, выполненным с возможностью возвратно-поступательного движения посредством закрепленной на корпусе 23 пружины сжатия-растяжения 25 для накопления и дальнейшего использования энергии опорно-двигательного аппарата человека. При этом со стороны участка переменной длины указанных элементов, их концом для соединения с соседним элементом является шток 24.Left 8 and right 13 thighs, left 9 and right 14 lower legs, left 10 and right 15 heel bones, left 11 and right 16 metatarsus, left 12 and right 17 phalanges of the fingers are made in the form of links, in which a section is made on the side of the element located below variable length 22, which contains a housing 23 with a rod 24 located inside it, made with the possibility of reciprocating movement by means of a compression-tension spring 25 fixed on the housing 23 for storage and further use of the energy of the human musculoskeletal system. In this case, from the side of the section of variable length of these elements, their end for connection with an adjacent element is the rod 24.

На левой 10 и правой 15 пяточных костях, а также на левых 12 и правых 17 фалангах пальцев расположены идентичные экзоподошвы 26.On the left 10 and right 15 heel bones, as well as on the left 12 and right 17 phalanges of the fingers, there are identical exosoles 26.

Экзоподошва 26 выполнена в виде эластичной подошвы, обеспечивающей достаточное сцепление между экзоскелетом и опорной поверхностью, исключающее проскальзывание, а также жесткость и упругость, необходимые для комфортного передвижения по разным поверхностям. Экзоподошва выполнена из термоэластопластов, в зависимости от свойств поверхности перемещения экзоскелета - полиуретана, термополиуретана, термоэластопласта, поливинилхлорида, термопластичной резины. Крепление элементов экзоскелета к человеку выполнено в виде тканевых элементов с фиксаторами.The exosole 26 is made in the form of an elastic sole that provides sufficient traction between the exoskeleton and the supporting surface, eliminating slippage, as well as the rigidity and elasticity necessary for comfortable movement on various surfaces. The exosole is made of thermoplastic elastomers, depending on the surface properties of the exoskeleton - polyurethane, thermopolyurethane, thermoplastic elastomer, polyvinyl chloride, thermoplastic rubber. The attachment of the elements of the exoskeleton to the person is made in the form of tissue elements with clamps.

Экзоскелет ρ аботает следующим образом.The exoskeleton ρ works as follows.

В начальный момент времени человек располагается внутри экзоскелета. Нагрузка от корпуса и рук человека распределяется на раму 1, упругий корсет 2 с левой 3 и правой 4 дугами жесткости и опорное кольцо 5.At the initial moment of time, the person is located inside the exoskeleton. The load from the body and hands of a person is distributed to frame 1, elastic corset 2 with left 3 and right 4 arcs of rigidity and support ring 5.

Нагрузка от ног человека распределяется на левую 6 и правую 7 нижние экзоконечности. Поддержание позы человека и разгрузка мышц опорно-двигательного аппарата человека осуществляется за счет пружин кручения 21 для компенсации гравитационных нагрузок в первом 19 и втором 20 цилиндрических шарнирах соединения соседних подвижных звеньев экзоскелета. Пружины сжатия-растяжения 25 при этом нагружаются и частично сжимаются.The load from a person's legs is distributed to the left 6 and right 7 lower ex-extremities. Maintaining a person's posture and unloading the muscles of the human musculoskeletal system is carried out by torsion springs 21 to compensate for gravitational loads in the first 19 and second 20 cylindrical hinges connecting adjacent movable links of the exoskeleton. The compression-extension springs 25 are loaded and partially compressed.

В динамике, для того, чтобы сделать первый шаг, как при обычной ходьбе без вспомогательных устройств, из статического положения неустойчивого равновесия человек выходит, немного наклоняясь вперед и отталкиваясь одной из ног от опоры. При отталкивании, потенциальная энергия сжатых пружин сжатия-растяжения 25, переходит в кинетическую энергию движения ноги, облегчая отталкивание нижней конечности. При этом пружины кручения 21 в первом 19 и втором 20 цилиндрических шарнирах деформируются вследствие изменения угла между звеньями, компенсируя гравитационную нагрузку и запасая потенциальную энергию. Далее, движение в одноопорной фазе (фиг. 3 и 4) является близким к баллистическому, и происходит практически без затрат энергии. Во время переноса ноги, потенциальная энергия деформированных пружин кручения 21, переходит в кинетическую энергию движения ноги, способствуя повороту звеньев ноги в физиологически правильное положение, принимаемое переносимой ногой перед постановкой на опору. В момент касания переносимой ногой опорной поверхности, участки переменной длины 22 сжимаются, кинетическая энергия удара запасается в пружинах сжатия-растяжения 25. Опорная нога, в пружинах сжатия-растяжения 25 которой запасена потенциальная энергия, производит усиленный толчок, равный сумме энергии мышц и потенциальной энергии пружин сжатия-растяжения 25, преобразуемой в кинетическую энергию движения ноги, длина участков переменной длины 22 увеличивается. Затем цикл повторяется. Вследствие изменения длин звеньев на участках переменной длины 22 повышается комфортабельность экзосклета при его эксплуатации человеком. В результате использования пружин сжатия-растяжения 25, которые представляют собой в данном случае рекуператоры энергии, и пружин кручения 21, играющих роль гравитационных компенсаторов, снимается часть нагрузки на мышцы опорно-двигательного аппарата человека, и, как следствие, снижаются энергозатраты в опорно-двигательном аппарате человека при движении в экзоскелете, тем самым увеличивается выносливость человека и время непрерывной работы.In dynamics, in order to take the first step, as in normal walking without assistive devices, a person comes out of a static position of unstable balance by leaning forward slightly and pushing one of his legs off the support. When repulsed, the potential energy of the compressed compression-extension springs 25 is converted into the kinetic energy of the leg movement, facilitating the repulsion of the lower limb. In this case, the torsion springs 21 in the first 19 and second 20 cylindrical hinges are deformed due to a change in the angle between the links, compensating for the gravitational load and storing potential energy. Further, the movement in the single-support phase (Figs. 3 and 4) is close to ballistic, and occurs with practically no energy consumption. During the transfer of the leg, the potential energy of the deformed torsion springs 21 is converted into the kinetic energy of the movement of the leg, contributing to the rotation of the links of the leg into the physiologically correct position taken by the transferred leg before placing on the support. At the moment the transferred leg touches the supporting surface, the sections of variable length 22 are compressed, the kinetic energy of the impact is stored in the compression-extension springs 25. The support leg, in which the potential energy is stored in the compression-extension springs 25, produces an intensified push equal to the sum of muscle energy and potential energy compression-extension springs 25, converted into kinetic energy of leg movement, the length of sections of variable length 22 increases. Then the cycle repeats. Due to the change in the lengths of the links in the sections of variable length 22, the comfort of the exoskeleton increases during its operation by humans. As a result of the use of compression-tension springs 25, which in this case are energy recuperators, and torsion springs 21, which play the role of gravitational compensators, part of the load on the muscles of the human musculoskeletal system is removed, and, as a consequence, energy consumption in the musculoskeletal system is reduced. apparatus of a person when moving in an exoskeleton, thereby increasing the endurance of a person and the time of continuous work.

Экспериментально установлено, что для взрослого человека массой тела от 50 кг до 100 кг параметры предложенного экзоскелета следующие: жесткость пружин кручения 21 - от 1000 Нм и до 4000 Нм, жесткость пружин сжатия-растяжения 25 - от 500 Н/м и до 2000 Н/м.It has been experimentally established that for an adult person weighing from 50 kg to 100 kg, the parameters of the proposed exoskeleton are as follows: the stiffness of torsion springs 21 - from 1000 Nm to 4000 Nm, the rigidity of compression-tension springs 25 - from 500 N / m and up to 2000 N / m.

Для ребенка конструкция экзоскелета масштабируется по росту ребенка и дополняется декоративными элементами. Для ребенка с массой тела от 15 кг до 50 кг параметры предложенного экзоскелета следующие: жесткость пружин кручения 21 - от 100-150 Н м и до 1000 Н м, жесткость пружин сжатия-растяжения 25=от 50 Н/м и до 500 Н/м.For a child, the design of the exoskeleton is scaled according to the child's height and is complemented by decorative elements. For a child with a body weight of 15 kg to 50 kg, the parameters of the proposed exoskeleton are as follows: the stiffness of torsion springs 21 - from 100-150 N m and up to 1000 N m, the stiffness of compression-extension springs 25 = from 50 N / m and up to 500 N / m.

По сравнению с известными техническими решениями, у которых звенья абсолютно твердые, а стопы выполнены в виде жесткой площадки, предлагаемое изобретение обеспечивает синхронизацию работы экзоскелета с опорно-двигательным аппаратом человека, что позволяет разгрузить опорно-двигательный аппарат, повысить комфортабельность использования экзоскелета, а при нарушении опорно-двигательного аппарата осуществлять восстановление двигательных функций и проводить реабилитацию человека.Compared with the known technical solutions, in which the links are absolutely solid, and the feet are made in the form of a rigid platform, the proposed invention provides synchronization of the exoskeleton with the human musculoskeletal system, which allows unloading the musculoskeletal system, increasing the comfort of using the exoskeleton, and in case of violation of the musculoskeletal system to restore motor functions and carry out human rehabilitation.

Еще одним преимуществом предлагаемого экзоскелета является относительная простота конструкции и прогнозируемая низкая цена за счет отсутствия активных приводов в виде двигателей, автономных источников энергии, требуемых вычислительных мощностей для управления движением.Another advantage of the proposed exoskeleton is the relative simplicity of the design and the predictable low price due to the absence of active drives in the form of motors, autonomous energy sources, and the required computing power for motion control.

Конструкция многозвенной стопы с экзоподошвой предлагаемого изобретения позволяет моделировать амортизационные свойства стопы, снижающие ударные нагрузки при постановке ноги на опорную поверхность. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет приблизить возможности пассивных экзоскелетов по разгрузке и усилению опорно-двигательного аппарата человека к активным экзоскелетам, сохраняя при этом простоту конструкции.The design of a multi-link foot with an exosole of the present invention makes it possible to simulate the shock-absorbing properties of the foot, which reduce shock loads when placing the foot on a supporting surface. Thus, the proposed invention makes it possible to approximate the capabilities of passive exoskeletons for unloading and strengthening the human musculoskeletal system to active exoskeletons, while maintaining the simplicity of the design.

Использование изобретения позволяет повысить комфортабельность использования экзоскелета, увеличить выносливость человека и время непрерывной работы, а также упростить конструкцию экзоскелета.The use of the invention makes it possible to increase the comfort of using the exoskeleton, to increase the endurance of a person and the time of continuous operation, as well as to simplify the design of the exoskeleton.

Claims

An exoskeleton containing a frame, on which an elastic corset is fixed on top, made in the form of left and right arcs of rigidity to support or fix the spine, connected by a support ring made with the possibility of attaching the upper exo-extremities, from the bottom to the frame are attached identical left and right lower ex-extremities, each of which contains a thigh attached to the frame, a lower leg connected to it from below, to which, in turn, a foot is connected from below, characterized in that the foot is made in the form of a calcaneus attached to the lower leg behind, and a metatarsus connected to it in front, to which the phalanges are attached fingers, and on the heel bones and phalanges of the fingers there are exosoles, the connection of the frame, the left and right arcs of hinges installed mutually perpendicular brightly and fixed at the ends of the connected elements of the exoskeleton, and on the first and second cylindrical hinges are installed in pairs identical torsion springs, with their ends fixed at the ends of the connected elements, thighs, shins, heel bones, metatarsus, phalanges of the fingers are made in the form of links, in which from the side of the element located below, a section of variable length is made, which contains a body with a rod located inside it, made with the possibility of reciprocating movement by means of a compression-tension spring fixed on the body, while from the side of the section of variable length of these elements, their end for connection with an adjacent element is a stock, the exosole is made elastic, for example, from thermoplastic elastomers.