RU2806847C1 - Устройство для мониторинга состояния и физической работоспособности пользователя экзоскелета верхних конечностей - Google Patents
Устройство для мониторинга состояния и физической работоспособности пользователя экзоскелета верхних конечностей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2806847C1 RU2806847C1 RU2023112682A RU2023112682A RU2806847C1 RU 2806847 C1 RU2806847 C1 RU 2806847C1 RU 2023112682 A RU2023112682 A RU 2023112682A RU 2023112682 A RU2023112682 A RU 2023112682A RU 2806847 C1 RU2806847 C1 RU 2806847C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- user
- sensors
- exoskeleton
- skin temperature
- sensor
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к области медицины труда, а именно - к средствам испытаний экзоскелетов верхних конечностей. Предложеное устройство для мониторинга состояния и физической работоспособности пользователя экзоскелета верхних конечностей состоит из корпуса, выполненного в форме прямоугольного параллелепипеда со скругленными углами и оборудованного креплением к одежде пользователя, внутри которого расположены: аккумуляторный блок питания, соединенный с разъемом для подзарядки от сети электропитания, выполненным заподлицо с поверхностью корпуса, индикатор исправности устройства, выполненный заподлицо с поверхностью корпуса, накопитель с энергонезависимой памятью, соединенный с разъемом для чтения и записи информации, выполненным заподлицо с поверхностью корпуса, блок беспроводного интерфейса и микропроцессор, причем: индикатор исправности устройства и микропроцессор подключены к аккумуляторному блоку питания, индикатор исправности устройства, накопитель с энергонезависимой памятью и блок беспроводного интерфейса подключены к микропроцессору, а микропроцессор соединен: с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, электродом для регистрации электрокардиограммы, тремя миографическими датчиками, датчиком сатурации крови, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом запястье пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, электродом для регистрации электрокардиограммы, тремя миографическими датчиками, датчиком сатурации крови, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом запястье пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом плече пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом плече пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом предплечье пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом предплечье пользователя экзоскелета; причем микропроцессор выполнен: с возможностью получения и обработки информации с датчиков температуры кожи, инерциальных датчиков, электродов для регистрации электрокардиограммы, миографических датчиков, датчиков сатурации крови и расчета на основании этой информации оценок состояния и физической работоспособности пользователя экзоскелета верхних конечностей. Изобретение обеспечивает возможность мониторинга состояния и физической работоспособности пользователя экзоскелета верхних конечностей.
Description
Изобретение относится к области медицины труда, а именно - к средствам испытаний экзоскелетов верхних конечностей.
Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является способ персонального постоянного наблюдения (мониторинга) состояния человека, система для его осуществления и способ измерения параметров, отражающих его состояние (патент на изобретение RU №2354289), при котором с помощью измерительного датчика, установленного на поверхности тела пациента, проводят измерение генерируемых датчиком электрических сигналов пульсовой волны, параметры которых отражают составляющие внутренней энергии организма, которые представляют при обработке в виде матрицы, содержащей сравнительные последовательности элементов, полученных в результате сравнения энергий составляющих сигнала измеряемой пульсовой волны между собой и/или с энергиями составляющих сигнала эталонной пульсовой волны для постановки диагноза, отличающийся тем, что при измерении дополнительно отражают динамику изменения матрицы в форме матрицы разности значений сравнительных последовательностей элементов, включенных в матрицу по результатам измерения до корректирующего воздействия на организм и в матрицу по результатам измерения после такого корректирующего воздействия. Недостатком этого технического решения является невозможность мониторинга состояния и работоспособности пользователя экзоскелета.
Технической задачей, решаемой заявляемым изобретением, является расширение функциональных возможностей средств испытаний экзоскелетов верхних конечностей.
Решение технической задачи достигается за счет того, что устройство для мониторинга состояния и физической работоспособности пользователя экзоскелета верхних конечностей состоит из корпуса, выполненного в форме прямоугольного параллелепипеда со скругленными углами и оборудованного креплением к одежде пользователя, внутри которого расположены: аккумуляторный блок питания, соединенный с разъемом для подзарядки от сети электропитания, выполненным заподлицо поверхности корпуса, индикатор исправности устройства, выполненный заподлицо поверхности корпуса, накопитель с энергонезависимой памятью, соединенный с разъемом для чтения и записи информации, выполненным заподлицо поверхности корпуса, блок беспроводного интерфейса, и микропроцессор, причем: индикатор исправности устройства и микропроцессор подключены к аккумуляторному блоку питания, индикатор исправности устройства, накопитель с энергонезависимой памятью и блок беспроводного интерфейса подключены к микропроцессору - а микропроцессор соединен: с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, электродом для регистрации электрокардиограммы, тремя миографическими датчиками, датчиком сатурации крови, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом запястье пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, электродом для регистрации электрокардиограммы, тремя миографическими датчиками, датчиком сатурации крови, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом запястье пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом плече пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом плече пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом предплечье пользователя экзоскелета; с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом предплечье пользователя экзоскелета; причем микропроцессор выполнен с возможностью получения информации с датчиков температуры кожи, инерциальных датчиков, электродов для регистрации электрокардиограммы, миографических датчиков, датчиков сатурации крови.
Технический результат, достигаемый указанной совокупностью признаков, заключается в обеспечении возможности мониторинга состояния и физической работоспособности пользователя экзоскелета верхних конечностей.
Компоненты заявляемого устройства известны из уровня техники:
крепление к одежде пользователя может быть выполнено по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2413339;
аккумуляторный блок питания может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на полезную модель RU №198597;
индикатор исправности может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на полезную модель RU №8776;
накопитель с энергонезависимой памятью может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2533308;
блок беспроводного интерфейса может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2415500;
микропроцессор может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2666458;
эластичный браслет с застежкой-липучкой может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2684092;
датчик температуры кожи может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2489690;
инерциальный датчик может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2258937;
электрод для регистрации электрокардиограммы может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2523356;
миографический датчик может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2140765;
датчик сатурации крови может быть выполнен по техническому решению, изложенному в патенте на изобретение RU №2070325.
Функционирование заявляемого изобретения заключается в том, что:
1) перед началом испытаний экзоскелета на запястья, плечи, предплечья, надевают и закрепляют эластичные браслеты с застежкой-липучкой, в которые встроены соединенные с микропроцессором:
датчики температуры кожи (во всех браслетах по одному),
инерциальные датчики (во всех браслетах по одному),
электроды для регистрации электрокардиограммы (только в браслетах, закрепляемых на запястьях),
тремя миографическими датчиками,
датчиком сатурации крови (только в браслетах, закрепляемых на левом и правом запястье).
Эластичные браслеты с застежкой-липучкой надевают и закрепляют так, чтобы придать датчикам физиологически рациональное положение - то есть чтобы датчики были расположены в ключевых, наиболее важных, точках тела).
Индикатор исправности, управляемый микропроцессором, позволяет контролировать исправность заявленного устройства.
2) Пользователь экзоскелета выполняет задания в соответствии с программной и методикой испытаний.
При выполнении испытаний, в том числе, заданий, в течение всего времени либо в заранее заданные моменты времени:
фиксируется температура температуры кожи во всех информативных точках,
с помощью инерциальных датчиков определяются углы сгибаний суставов и изменения положения тела испытателей - пользователей экзоскелетов;
фиксируется электрокардиограмма;
фиксируется биоэлектрическая активность мышц;
фиксируется сатурация (насыщение кислородом) крови.
3) Первичная информация может передаваться через блок беспроводного интерфейса или накапливаться в накопителе с энергонезависимой памятью. В дальнейшем на основе этой информации рассчитывают оценки состояния и работоспособности пользователя экзоскелета.
Тем самым достигается технический результат, который заключается в обеспечении возможности мониторинга состояния и работоспособности пользователя экзоскелета верхних конечностей.
Claims (13)
- Устройство для мониторинга состояния и физической работоспособности пользователя экзоскелета верхних конечностей, состоящее из корпуса, выполненного в форме прямоугольного параллелепипеда со скругленными углами и оборудованного креплением к одежде пользователя, внутри которого расположены:
- аккумуляторный блок питания, соединенный с разъемом для подзарядки от сети электропитания, выполненным заподлицо с поверхностью корпуса, индикатор исправности устройства, выполненный заподлицо с поверхностью корпуса, накопитель с энергонезависимой памятью, соединенный с разъемом для чтения и записи информации, выполненным заподлицо с поверхностью корпуса, блок беспроводного интерфейса и микропроцессор,
- причем:
- индикатор исправности устройства и микропроцессор подключены к аккумуляторному блоку питания,
- индикатор исправности устройства, накопитель с энергонезависимой памятью и блок беспроводного интерфейса подключены к микропроцессору,
- а микропроцессор соединен:
- с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, электродом для регистрации электрокардиограммы, тремя миографическими датчиками, датчиком сатурации крови, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом запястье пользователя экзоскелета;
- с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, электродом для регистрации электрокардиограммы, тремя миографическими датчиками, датчиком сатурации крови, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом запястье пользователя экзоскелета;
- с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом плече пользователя экзоскелета;
- с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом плече пользователя экзоскелета;
- с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на левом предплечье пользователя экзоскелета;
- с датчиком температуры кожи, инерциальным датчиком, тремя миографическими датчиками, встроенными в эластичный браслет с застежкой-липучкой для закрепления на правом предплечье пользователя экзоскелета;
- причем микропроцессор выполнен с возможностью получения информации с датчиков температуры кожи, инерциальных датчиков, электродов для регистрации электрокардиограммы, миографических датчиков, датчиков сатурации крови.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2806847C1 true RU2806847C1 (ru) | 2023-11-08 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU230519U1 (ru) * | 2024-09-24 | 2024-12-09 | Александр Александрович Матвийчук | Устройство для квалиметрии психологического проектирования условий труда парашютистов-спасателей |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2354289C2 (ru) * | 2007-06-26 | 2009-05-10 | Сурен Эдуардович Баяндуров | Способ персонального постоянного наблюдения (мониторинга) состояния человека, система для его осуществления и способ измерения параметров, отражающих его состояние |
| EP2585835A1 (en) * | 2010-06-22 | 2013-05-01 | Stephen J. McGregor | Method of monitoring human body movement |
| CA2982778A1 (en) * | 2015-04-14 | 2016-10-20 | Ekso Bionics, Inc. | Methods of exoskeleton communication and control |
| US20160338644A1 (en) * | 2013-09-17 | 2016-11-24 | Medibotics Llc | Smart Clothing for Ambulatory Human Motion Capture |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2354289C2 (ru) * | 2007-06-26 | 2009-05-10 | Сурен Эдуардович Баяндуров | Способ персонального постоянного наблюдения (мониторинга) состояния человека, система для его осуществления и способ измерения параметров, отражающих его состояние |
| EP2585835A1 (en) * | 2010-06-22 | 2013-05-01 | Stephen J. McGregor | Method of monitoring human body movement |
| US20160338644A1 (en) * | 2013-09-17 | 2016-11-24 | Medibotics Llc | Smart Clothing for Ambulatory Human Motion Capture |
| CA2982778A1 (en) * | 2015-04-14 | 2016-10-20 | Ekso Bionics, Inc. | Methods of exoskeleton communication and control |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU230519U1 (ru) * | 2024-09-24 | 2024-12-09 | Александр Александрович Матвийчук | Устройство для квалиметрии психологического проектирования условий труда парашютистов-спасателей |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR20150129765A (ko) | 잠깨우기에 적합한 인간 수면 단계 결정 방법 | |
| Seeberg et al. | A novel method for continuous, noninvasive, cuff-less measurement of blood pressure: evaluation in patients with nonalcoholic fatty liver disease | |
| CN101181156A (zh) | 用于监测运动的设备和方法 | |
| CN104352229B (zh) | 一种能实时检测脉率血氧的健康监测手环 | |
| TW202014142A (zh) | 震動感測裝置 | |
| CN207627308U (zh) | 一种动态血压测量装置 | |
| CN114521126A (zh) | 非侵入性、实时、逐搏、动态血压监测 | |
| Wang et al. | An intelligent wearable device for human’s cervical vertebra posture monitoring | |
| Dutt et al. | Wearable bioimpedance for continuous and context-aware clinical monitoring | |
| WO2016185931A1 (ja) | 生体情報測定装置 | |
| WO2022228191A1 (zh) | 腕式可穿戴设备及腕式可穿戴设备的控制方法 | |
| RU2806847C1 (ru) | Устройство для мониторинга состояния и физической работоспособности пользователя экзоскелета верхних конечностей | |
| RU2810817C1 (ru) | Устройство для мониторинга состояния и физической работоспособности пользователя экзоскелета нижних конечностей | |
| RU2799835C1 (ru) | Система мониторинга состояния и работоспособности пользователя экзоскелета | |
| RU2820153C2 (ru) | Устройство для мониторинга состояния и физической работоспособности пользователя экзоскелета-костюма | |
| CZ37158U1 (cs) | Systém pro měření biometrických parametrů jedince | |
| RU77766U1 (ru) | Устройство для бесконтактной регистрации физиологических сигналов во время сна | |
| Yu et al. | Wireless medical sensor measurements of fatigue in patients with multiple sclerosis | |
| CN211270737U (zh) | 一种肌肉活动评估装置 | |
| CN204698542U (zh) | 提高测量准确度的动态血压监测系统 | |
| Sani | Design and Development of Low-Cost and Accurate Heart Rate Monitoring System Using ARM Cortex-M Microcontroller | |
| Singh et al. | Real time heart beat monitoring with LABVIEW | |
| US20210290098A1 (en) | Wearable body composition analyzer | |
| Ji et al. | A new type of bionics based piezoelectric heartbeat sensor used in pulse-taking for health warning | |
| CN110833410A (zh) | 一种肌肉活动评估装置及评估方法 |