Адаптивная манипуляционная ортопедическая система

Областью техники, к которой относится полезная модель, является медицинское приборостроение. Областью применения полезной модели является автоматизация профилактики и императивного тренинга мышц спины. Конструкция устройства содержит неподвижную опорную поверхность с поясным фиксатором и подвижную опорную поверхность, соединенную с приводным механизмом, причем приводной механизм выполнен в виде трех линейных электродвигателей с возможностью перемещения и фиксации вдоль неподвижной опорной поверхности, а подвижная опорная поверхность выполнена в виде трех упоров, соединенных соответственно с выходными звеньями линейных электродвигателей, при этом каждый упор снабжен датчиком усилия, каждый из которых соединен с первым входом соответствующего устройства сравнения, второй вход каждого из которых связан с соответствующим задатчиком усилия, а выход соединен с управляющим входом соответствующего электродвигателя, при этом упоры выполнены в виде упругих пластин, снабженных поясным фиксатором и шарнирным соединением с выходными звеньями линейных электродвигателей. Технический результат выражается в обеспечении точного задания и поддержания требуемых усилий воздействия на пациента на различных опорных поверхностях.

Областью техники, к которой относится полезная модель, является медицинское приборостроение. Областью применения полезной модели является автоматизация профилактики и императивного тренинга мышц спины.

Уровень техники. Известно устройство, содержащее неподвижную и подвижные опорные поверхности с возможностью регулирования их взаимного положения (патент США 6435611 B1, 2002, A47C 1/02). С помощью этого устройства можно проводить тренинг мышц спины, но оно не имеет автоматического приводного механизма для регулирования взаимного положения опорных поверхностей.

Наиболее близкое к полезной модели является устройство, содержащее неподвижную опорную поверхность с поясным фиксатором и подвижную опорную поверхность, соединенную с приводным механизмом (патент США 5258019, 1993, A61F 5/00). С помощью этого устройства можно проводить тренинг мышц спины, но оно не обеспечивает точного задания и поддержания требуемых усилий на различных опорных поверхностях.

Раскрытие полезной модели. Сущность полезной модели выражается в использовании неподвижной опорной поверхности с поясным фиксатором и подвижной опорной поверхности, соединенной с приводным механизмом, причем приводной механизм выполнен в виде трех линейных электродвигателей с возможностью перемещения и фиксации вдоль неподвижной опорной поверхности, а подвижная опорная поверхность выполнена в виде трех упоров, соединенных соответственно с выходными звеньями линейных электродвигателей, при этом каждый упор снабжен датчиком усилия, каждый из которых соединен с первым входом соответствующего устройства сравнения, второй вход каждого из которых связан с соответствующим задатчиком усилия, а выход соединен с управляющим входом соответствующего электродвигателя, при этом упоры выполнены в виде упругих пластин, снабженных поясным фиксатором и шарнирным соединением с выходными звеньями линейных электродвигателей.

Технический результат выражается в обеспечении точного задания и поддержания требуемых усилий воздействия на пациента на различных опорных поверхностях.

Краткое описание чертежей. На фигуре 1 изображена схема предложенного устройства, а на фигуре 2 - схема блока адаптации усилий.

Устройство имеет неподвижную опорную поверхность 1 с поясным фиксатором 2 (фигура 1), линейные электродвигатели 3, 4 и 5, механизм 6 перемещения и фиксации вдоль неподвижной опорной поверхности, упоры 7 в виде упругих пластин, снабженных поясными фиксаторами 8 и шарнирным соединением 9 с выходными звеньями линейных электродвигателей 3, 4 и 5, а также установленные на каждом упоре 7 датчик усилия 10 (фигура 2), задатчик 11 и устройство сравнения 12.

Осуществление полезной модели. Конструкция устройства в статическом состоянии содержит неподвижную опорную поверхность с поясным фиксатором и подвижную опорную поверхность, соединенную с приводным механизмом, причем приводной механизм выполнен в виде трех линейных электродвигателей с возможностью перемещения и фиксации вдоль неподвижной опорной поверхности, а подвижная опорная поверхность выполнена в виде трех упоров, соединенных соответственно с выходными звеньями линейных электродвигателей, при этом каждый упор снабжен датчиком усилия, каждый из которых соединен с первым входом соответствующего устройства сравнения, второй вход каждого из которых связан с соответствующим задатчиком усилия, а выход соединен с управляющим входом соответствующего электродвигателя, при этом упоры выполнены в виде упругих пластин, снабженных поясным фиксатором и шарнирным соединением с выходными звеньями линейных электродвигателей.

В качестве линейного электродвигателя можно использовать линейные синхронные индукторные шаговые двигатели, датчики усилия могут быть выполнены на базе стандартных пьезоэлектрических преобразователей, задатчик усилия - на базе стандартного регулируемого блока питания, а механизм перемещения и фиксации может представлять из себя направляющие пазы для перемещения электородвигателей в требуемое положение с последующей их фиксацией зажимными элементами (электородвигатель 3 - под областью грудной клетки пациента, электородвигатель 4 - под областью левой ноги пациента, а электородвигатель 5 - под областью правой ноги пациента).

Действие устройства основано на том, что императивный тренинг мышц спины задается усилиями в трех независимых зонах (грудная клетка и ноги пациента) для прогиба мышц спины. На каждом из задатчиков задается свое требуемое усилие и включаются электродвигатели, усилие на упорах выходных звеньев которых увеличивается с увеличением прогиба соответствующих мышц. При этом упругие пластины и шарнирные соединения упоров позволяют равномерно распределить усилие по зоне воздействия, а поясные фиксаторы удерживают соответствующие части тела пациента в зоне воздействия усилий. При достижении значений усилий до заданных значений сигналы с датчиков усилия совпадают с сигналами с соответствующих задатчиков, срабатывает устройство сравнения, сигнал с которого останавливает электродвигатель, поддерживая стабильное заданное значение усилия на упоре.

Таким образом, достигается обеспечение точного задания и поддержания требуемых усилий воздействия на пациента на различных опорных поверхностях.

1. Адаптивная манипуляционная ортопедическая система, содержащая неподвижную опорную поверхность с поясным фиксатором и подвижную опорную поверхность, соединенную с приводным механизмом, отличающаяся тем, что приводной механизм выполнен в виде трех линейных электродвигателей с возможностью перемещения и фиксации вдоль неподвижной опорной поверхности, а подвижная опорная поверхность выполнена в виде трех упоров, соединенных соответственно с выходными звеньями линейных электродвигателей, при этом каждый упор снабжен датчиком усилия, каждый из которых соединен с первым входом соответствующего устройства сравнения, второй вход каждого из которых связан с соответствующим задатчиком усилия, а выход соединен с управляющим входом соответствующего электродвигателя.

2. Адаптивная манипуляционная ортопедическая система по п.1, отличающаяся тем, что упоры выполнены в виде упругих пластин, снабженных поясным фиксатором и шарнирным соединением с выходными звеньями линейных электродвигателей.