Аппарат помощи при ходьбе человеку с нарушением опорно-двигательных функций (варианты)

Аппарат помощи при ходьбе человеку с нарушением опорно-двигательных функций (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Аппарат помощи при ходьбе человеку с нарушением опорно-двигательных функций относится к медицинской технике, в частности к экзоскелетонно-ортопедическим изделиям для людей с ограниченными двигательными возможностями, не имеющим возможности к самостоятельному передвижению, с ограниченной подвижностью или полной неподвижностью нижних конечностей при нормальном функционировании верхних конечностей и верхней части корпуса. Аппарат обеспечивает возможность самостоятельного передвижения человека по ровной и неровной горизонтальной и наклонной опорной поверхности, а также по лестничным маршам и переход через препятствия.

Кроме того, у людей с нарушением функций опорно-двигательного аппарата, возникающих при повреждении спинного мозга и позвоночного столба, нередко возникают частные осложнения, в том числе, и судороги в мышцах или мышечные спастические состояния.

При таких осложнениях, использование экзоскелетонов в качестве технических средств помощи при ходьбе может сопровождаться повреждениями мышц и сухожилий в тех ситуациях, когда судороги и спазмы мышц нижних конечностей будут препятствовать относительному вращению звеньев экзоскелетона. Кроме того, у таких пользователей возможно зафиксировать момент потери равновесия пользователем и предотвратить сам факт падения.

Известен аппарат для передвижения человека с нарушением опорно-двигательных функций, содержащий левую и правую ручные опоры и активный экзоскелетон нижних конечностей, выполненный с возможностью крепления его к ножным конечностям и корпусу тела человека. Ручные опоры снабжены органами управления, обеспечивающими управление приводами звеньев экзоскелетона и коленными тормозами [US 7998096 B1, опубл. 16.08.2011].

В данном устройстве ручные опоры соединены с экзоскелетоном проводными каналами обмена данными. В нем невозможно обеспечить согласованное движение всех приводов, а само оно может обеспечить движение пользователя только в пошаговом режиме и не может обеспечить ходьбу пользователя близкую к естественной. Указанные факторы отрицательно влияют на эргономические характеристики устройства в целом. Кроме того, данное устройство не позволяет обеспечить безопасность пользователя при падении.

Известно устройство содействия движению, содержащее левую и правую ручные опоры и активный экзоскелетон нижних конечностей, выполненный с возможностью крепления его к ножным конечностям и корпусу тела человека и пультом управления режимами, размещенным на кисти пользователя [US 20100094188 A1, опубл. 15.04.2010].

Данное устройство не позволяет осуществлять движение в автоматическом режиме по опорной поверхности с препятствиями с заранее неизвестными параметрами - высотой и длиной, а также по лестницам с заранее неизвестной высотой и глубиной ступеней. Данное устройство также не позволяет обеспечить безопасность пользователя при падении.

Известно устройство помощи при ходьбе, включающее активный экзоскелетон нижних конечностей и две ручные опоры [US 20140005577 A1, опубл. 02.01.2014].

Данное устройство снабжено техническими средствами, позволяющими зафиксировать момент потери равновесия пользователем и управляющими подушками безопасности, позволяющими уменьшить травматизм пользователя при падении. Но данное устройство не способно предотвратить сам факт падения.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является аппарат помощи при ходьбе человеку с нарушением опорно-двигательных функций по заявке США [US 20130245512 A1, опубл. 19.09.2013], содержащий левую и правую ручные опоры и активный экзоскелетон нижних конечностей, включающий тазовое звено, левую ножную опору, содержащую левый тазобедренный шарнир, левый коленный шарнир, левый голеностопный шарнир, левое бедренное звено, левое голенное звено и левую стопу, правую ножную опору, содержащую правый тазобедренный шарнир, правый коленный шарнир, правый голеностопный шарнир, правое бедренное звено, правое голенное звено и правую стопу, первый, второй, третий и четвертый электродвигатели, первый механизм передачи движения от выходного вала первого электродвигателя до выходного вала левого тазобедренного шарнира, второй механизм передачи движения от выходного вала второго электродвигателя до выходного вала левого коленного шарнира, третий механизм передачи движения от выходного вала третьего электродвигателя до выходного вала правого тазобедренного шарнира, четвертый механизм передачи движения от выходного вала четвертого электродвигателя до выходного вала правого коленного шарнира, первый контроллер управления электродвигателями, соединенный со входами первого и второго электродвигателей, второй контроллер управления электродвигателями, соединенный со входами третьего и четвертого электродвигателей, первый блок сбора данных об углах поворота шарниров, содержащий первый и второй датчики углов поворота левого тазобедренного и, соответственно, левого коленного шарниров и первый контроллер датчиков углов, подключенный к выходам первого и второго датчиков угла и входу первого блока сбора данных об углах поворота шарниров, второй блок сбора данных об углах поворота шарниров, содержащий третий и четвертый датчики углов поворота правого тазобедренного и, соответственно, правого коленного шарниров и второй контроллер датчиков углов, подключенный к выходам третьего и четвертого датчиков угла и входу второго блока сбора данных об углах поворота шарниров, при этом левые бедренное и голенное звенья выполнены с возможностью крепления к левым бедру и, соответственно, голени пользователя при помощи элементов крепления и соответственно, а правые бедренное и голенное звенья выполнены с возможностью крепления к правым бедру и, соответственно, голени пользователя при помощи элементов крепления и, соответственно, систему питания, бортовую распределенную вычислительную сеть, при этом распределенная бортовая вычислительная сеть содержит первую, вторую и третью части, причем третья часть смонтирована на экзоскелетоне, а первая часть элементов распределенной бортовой вычислительной сети соединены с третьей частью элементов бортовой сети первым беспроводным каналом обмена данными, при этом третья часть бортовой вычислительной сети включает головной контроллер, общую шину и третий и четвертый каналы обмена данными, через общую шину подключенные к головному контроллеру, при этом левый коленный шарнир жестко связан с верхним концом левого голенного звена, продольная ось которого перпендикулярна оси вращения левого коленного шарнира, а правый коленный шарнир жестко связан с верхним концом правого голенного звена, продольная ось которого перпендикулярна оси вращения правого коленного шарнира, причем оси вращения вышеупомянутых тазобедренных и коленных и шарниров перпендикулярны сагиттальной плоскости, кроме того, аппарат содержит блок сбора данных о наклоне торса пользователя, содержащий контроллер датчика наклона торса и датчик угла наклона торса, причем выход блока сбора данных о наклоне торса пользователя соединен с контроллером датчика наклона торса, первый блок сбора данных о силах в левой ножной опоре, содержащий первый и второй датчики силы и контроллер датчиков силы левой стопы, при этом первый датчик силы установлен в пятке, а второй датчик силы - в носке левой стопы, а контроллер датчиков силы левой стопы соединен с выходом первого блока сбора данных о силах в левой ножной опоре, второй блок сбора данных о силах в правой ножной опоре, содержащий пятый и шестой датчики силы и контроллер датчиков силы правой стопы, при этом пятый датчик силы установлен в пятке, а шестой датчик силы - в носке левой стопы, а контроллер датчиков силы правой стопы соединен с выходом второго блока сбора данных о силах в правой ножной опоре, систему задания режима работы аппарата, выполненную с возможностью задания пользователем и индикации выполнения одного из следующих заранее предопределенных режимов: «СТОЯТЬ ВЕРТИКАЛЬНО С ВЫПРЯМЛЕННЫМИ НОГАМИ», «СИДЕТЬ НА ОПОРЕ», «ИДТИ ПО ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ», «ИДТИ ПО ЛЕСТНИЦЕ ВВЕРХ», «ИДТИ ПО ЛЕСТНИЦЕ ВНИЗ», и «ОСТАНОВ» и содержащую первый блок задания режимов работы, включающий первый пульт задания и индикации выполнения режимов, контроллер первого блока задания режимов, подключенный ко входу первого блока задания режимов работы и первый беспроводный канал обмена данными между первым пультом задания и индикации выполнения режимов и контроллером первого блока задания режимов, содержащий первый и второй приемопередатчики, смонтированные с возможностью взаимодействия между собой, при этом вход первого контроллера управления электродвигателями, выход первого блока сбора данных об углах поворота шарниров, выход первого блока сбора данных о силах в левой ножной опоре и первый блока задания режимов работы подключены к третьему каналу обмена данными, а вход второго контроллера управления электродвигателями, выход второго блока сбора данных об углах поворота шарниров, выход второго блока сбора данных о силах в правой ножной опоре и выход блока сбора данных о наклоне торса пользователя подключены к четвертому каналу обмена данными, при этом бортовая вычислительная сеть выполнена с возможностью сбора и обработки данных об углах поворота шарниров, о силах в ножных опорах в вертикальном направлении, об угле наклона торса в сагиттальной плоскости, о заданном пользователем режиме работы и с возможностью формирования сигналов управления всеми вышеупомянутыми электродвигателями и подачи этих сигналов на управляющие входы вышеупомянутых электродвигателей [US 20130245512 A1, опубл. 19.09.2013].

Данный аппарат, как и другие, перечисленные выше, не позволяет пользователю осуществлять ходьбу по опорной поверхности, наклонной во фронтальной плоскости, перешагивать через препятствия с заранее неизвестными высотой и длиной и подниматься и спускаться по лестницам с заранее неизвестными высотой и глубиной ступеней.

Кроме того, конструктивные особенности этого, как и других вышеупомянутых аппаратов, не позволяют обеспечить пользователю близкую к естественной и комфортабельную для пользователя походку, так как данных от используемых в этих аппаратах датчиков недостаточно для формирования сигналов управления приводами, учитывающими масс-инерционные характеристики бедер и голеней нижних конечностей и торса и тела пользователя и всех звеньев экзоскелетона.

Кроме того, в данном аппарате невозможно зафиксировать момент потери равновесия пользователем и предотвратить сам факт падения. Не предусмотрены в этом аппарате и технические средства, препятствующие возникновению потертостей кожи пользователя в местах контакта тела пользователя с элементами экзоскелетона и с элементами крепления экзоскелетона к телу пользователя.

Предлагаемое изобретение осуществлено в восьми вариантах.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение по всем восьми вариантам, является расширение функциональных возможностей аппарата, повышение безопасности пользователя аппарата и улучшение эргономических характеристик аппарата.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение по первому варианту является:

расширение функциональных возможностей аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

повышение безопасности пользователя за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности предотвращения потертостей кожи за счет выполнения покрытий элементов крепления и покрытий других элементов экзоскелетона в местах их контакта с телом пользователя из упругого материала, оказывающего комплексное - фиксирующее, микромассажное и компрессионное воздействие на организм человека, и выполнения элементов крепления в виде камер, заполненных водой или воздухом;

улучшение эргономических характеристик аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности обеспечения ходьбы с походкой близкой к естественной за счет возможности формирования сигналов управления электродвигателями с учетом масс-инерционных характеристик бедер и голеней нижних конечностей и торса тела пользователя и всех звеньев экзоскелетона, а также сил реакции в ножных опорах в продольном направлении, угла наклона торса пользователя во фронтальной плоскости, угловой скорости и углового ускорения торса пользователя в сагиттальной и фронтальной плоскостях.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение по второму варианту является:

расширение функциональных возможностей аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

повышение безопасности пользователя за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности предотвращения повреждения мышц и сухожилий за счет фиксации момента спастического сокращения мышц ног пользователя и подачи в этот момент сигнала «ОСТАНОВ» на управляющие входы электродвигателей;

- возможности предотвращения потертостей кожи за счет выполнения покрытий элементов крепления и покрытий других элементов экзоскелетона в местах их контакта с телом пользователя из упругого материала, оказывающего комплексное - фиксирующее, микромассажное и компрессионное воздействие на организм человека, и выполнения элементов крепления в виде камер, заполненных водой или воздухом;

улучшение эргономических характеристик аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности обеспечения ходьбы с походкой близкой к естественной за счет возможности формирования сигналов управления электродвигателями с учетом масс-инерционных характеристик бедер и голеней нижних конечностей и торса тела пользователя и всех звеньев экзоскелетона, а также сил реакции в ножных опорах в горизонтальном направлении, угла наклона торса пользователя во фронтальной плоскости, угловой скорости и углового ускорения торса пользователя в сагиттальной и фронтальной плоскостях.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение по третьему варианту является:

расширение функциональных возможностей аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

повышение безопасности пользователя за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности предотвращения падения пользователя за счет создания дополнительной опоры при потере равновесия пользователем;

- возможности предотвращения потертостей кожи за счет выполнения покрытий элементов крепления и покрытий других элементов экзоскелетона в местах их контакта с телом пользователя из упругого материала, оказывающего комплексное - фиксирующее, микромассажное и компрессионное воздействие на организм человека, и выполнения элементов крепления в виде камер, заполненных водой или воздухом;

улучшение эргономических характеристик аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности обеспечения ходьбы с походкой близкой к естественной за счет возможности формирования сигналов управления электродвигателями с учетом масс-инерционных характеристик бедер и голеней нижних конечностей и торса тела пользователя и всех звеньев экзоскелетона, а также сил реакции в ножных опорах в горизонтальном направлении, угла наклона торса пользователя во фронтальной плоскости, угловой скорости и углового ускорения торса пользователя в сагиттальной и фронтальной плоскостях.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение по четвертому варианту является:

расширение функциональных возможностей аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности определения профиля опорной поверхности и препятствия в сагиттальной плоскости по курсу движения аппарата и обеспечения за счет этого движения ножных опор экзоскелетона с учетом определенных параметров препятствий и опорной поверхности и, соответственно, возможности в автоматическом режиме перешагивания через препятствия с заранее неизвестными высотой и длиной и возможности в автоматическом режиме ходьбы по лестницам с заранее неизвестными высотой и глубиной ступеней;

повышение безопасности пользователя за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности определения профиля опорной поверхности и препятствия в сагиттальной плоскости по курсу движения аппарата и обеспечения за счет этого движения ножных опор экзоскелетона с учетом определенных параметров препятствий и опорной поверхности и, соответственно, возможности в автоматическом режиме перешагивания через препятствия с заранее неизвестными высотой и длиной и возможности в автоматическом режиме ходьбы по лестницам с заранее неизвестными высотой и глубиной ступеней;

- возможности предотвращения потертостей кожи за счет выполнения покрытий элементов крепления и покрытий других элементов экзоскелетона в местах их контакта с телом пользователя из упругого материала, оказывающего комплексное - фиксирующее, микромассажное и компрессионное воздействие на организм человека, и выполнения элементов крепления в виде камер, заполненных водой или воздухом;

улучшение эргономических характеристик аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности определения профиля опорной поверхности и препятствия в сагиттальной плоскости по курсу движения аппарата и обеспечения за счет этого движения ножных опор экзоскелетона с учетом определенных параметров препятствий и опорной поверхности и, соответственно, возможности в автоматическом режиме перешагивания через препятствия с заранее неизвестными высотой и длиной и возможности в автоматическом режиме ходьбы по лестницам с заранее неизвестными высотой и глубиной ступеней;

- возможности обеспечения ходьбы с походкой близкой к естественной за счет возможности формирования сигналов управления электродвигателями с учетом масс-инерционных характеристик бедер и голеней нижних конечностей и торса тела пользователя и всех звеньев экзоскелетона, а также сил реакции в ножных опорах в горизонтальном направлении, угла наклона торса пользователя во фронтальной плоскости, угловой скорости и углового ускорения торса пользователя в сагиттальной и фронтальной плоскостях.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение по пятому варианту является:

расширение функциональных возможностей аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

повышение безопасности пользователя за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности предотвращения повреждения мышц и сухожилий за счет фиксации момента спастического сокращения мышц ног пользователя и подачи в этот момент сигнала «ОСТАНОВ» на управляющие входы электродвигателей;

- возможности предотвращения падения пользователя за счет создания дополнительной опоры при потере равновесия пользователем;

- возможности предотвращения потертостей кожи за счет выполнения покрытий элементов крепления и покрытий других элементов экзоскелетона в местах их контакта с телом пользователя из упругого материала, оказывающего комплексное - фиксирующее, микромассажное и компрессионное воздействие на организм человека, и выполнения элементов крепления в виде камер, заполненных водой или воздухом;

улучшение эргономических характеристик аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности обеспечения ходьбы с походкой близкой к естественной за счет возможности формирования сигналов управления электродвигателями с учетом масс-инерционных характеристик бедер и голеней нижних конечностей и торса тела пользователя и всех звеньев экзоскелетона, а также сил реакции в ножных опорах в горизонтальном направлении, угла наклона торса пользователя во фронтальной плоскости, угловой скорости и углового ускорения торса пользователя в сагиттальной и фронтальной плоскостях.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение по шестому варианту является:

расширение функциональных возможностей аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности определения профиля опорной поверхности и препятствия в сагиттальной плоскости по курсу движения аппарата и обеспечения за счет этого движения ножных опор экзоскелетона с учетом определенных параметров препятствий и опорной поверхности и, соответственно, возможности в автоматическом режиме перешагивания через препятствия с заранее неизвестными высотой и длиной и возможности в автоматическом режиме ходьбы по лестницам с заранее неизвестными высотой и глубиной ступеней;

повышение безопасности пользователя за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности определения профиля опорной поверхности и препятствия в сагиттальной плоскости по курсу движения аппарата и обеспечения за счет этого движения ножных опор экзоскелетона с учетом определенных параметров препятствий и опорной поверхности и, соответственно, возможности в автоматическом режиме перешагивания через препятствия с заранее неизвестными высотой и длиной и возможности в автоматическом режиме ходьбы по лестницам с заранее неизвестными высотой и глубиной ступеней;

- возможности предотвращения повреждения мышц и сухожилий за счет фиксации момента спастического сокращения мышц ног пользователя и подачи в этот момент сигнала «ОСТАНОВ» на управляющие входы электродвигателей;

- возможности предотвращения потертостей кожи за счет выполнения покрытий элементов крепления и покрытий других элементов экзоскелетона в местах их контакта с телом пользователя из упругого материала, оказывающего комплексное - фиксирующее, микромассажное и компрессионное воздействие на организм человека, и выполнения элементов крепления в виде камер, заполненных водой или воздухом;

улучшение эргономических характеристик аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности определения профиля опорной поверхности и препятствия в сагиттальной плоскости по курсу движения аппарата и обеспечения за счет этого движения ножных опор экзоскелетона с учетом определенных параметров препятствий и опорной поверхности и, соответственно, возможности в автоматическом режиме перешагивания через препятствия с заранее неизвестными высотой и длиной и возможности в автоматическом режиме ходьбы по лестницам с заранее неизвестными высотой и глубиной ступеней;

- возможности обеспечения ходьбы с походкой близкой к естественной за счет возможности формирования сигналов управления электродвигателями с учетом масс-инерционных характеристик бедер и голеней нижних конечностей и торса тела пользователя и всех звеньев экзоскелетона, а также сил реакции в ножных опорах в горизонтальном направлении, угла наклона торса пользователя во фронтальной плоскости, угловой скорости и углового ускорения торса пользователя в сагиттальной и фронтальной плоскостях.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение по седьмому варианту является:

расширение функциональных возможностей аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности определения профиля опорной поверхности и препятствия в сагиттальной плоскости по курсу движения аппарата и обеспечения за счет этого движения ножных опор экзоскелетона с учетом определенных параметров препятствий и опорной поверхности и, соответственно, возможности в автоматическом режиме перешагивания через препятствия с заранее неизвестными высотой и длиной и возможности в автоматическом режиме ходьбы по лестницам с заранее неизвестными высотой и глубиной ступеней;

повышение безопасности пользователя за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности определения профиля опорной поверхности и препятствия в сагиттальной плоскости по курсу движения аппарата и обеспечения за счет этого движения ножных опор экзоскелетона с учетом определенных параметров препятствий и опорной поверхности и, соответственно, возможности в автоматическом режиме перешагивания через препятствия с заранее неизвестными высотой и длиной и возможности в автоматическом режиме ходьбы по лестницам с заранее неизвестными высотой и глубиной ступеней;

- возможности предотвращения падения пользователя за счет создания дополнительной опоры при потере равновесия пользователем;

- возможности предотвращения потертостей кожи за счет выполнения покрытий элементов крепления и покрытий других элементов экзоскелетона в местах их контакта с телом пользователя из упругого материала, оказывающего комплексное - фиксирующее, микромассажное и компрессионное воздействие на организм человека, и выполнения элементов крепления в виде камер, заполненных водой или воздухом;

улучшение эргономических характеристик аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности определения профиля опорной поверхности и препятствия в сагиттальной плоскости по курсу движения аппарата и обеспечения за счет этого движения ножных опор экзоскелетона с учетом определенных параметров препятствий и опорной поверхности и, соответственно, возможности в автоматическом режиме перешагивания через препятствия с заранее неизвестными высотой и длиной и возможности в автоматическом режиме ходьбы по лестницам с заранее неизвестными высотой и глубиной ступеней;

- возможности обеспечения ходьбы с походкой близкой к естественной за счет возможности формирования сигналов управления электродвигателями с учетом масс-инерционных характеристик бедер и голеней нижних конечностей и торса тела пользователя и всех звеньев экзоскелетона, а также сил реакции в ножных опорах в горизонтальном направлении, угла наклона торса пользователя во фронтальной плоскости, угловой скорости и углового ускорения торса пользователя в сагиттальной и фронтальной плоскостях.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение по восьмому варианту является:

расширение функциональных возможностей аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности определения профиля опорной поверхности и препятствия в сагиттальной плоскости по курсу движения аппарата и обеспечения за счет этого движения ножных опор экзоскелетона с учетом определенных параметров препятствий и опорной поверхности и, соответственно, возможности в автоматическом режиме перешагивания через препятствия с заранее неизвестными высотой и длиной и возможности в автоматическом режиме ходьбы по лестницам с заранее неизвестными высотой и глубиной ступеней;

повышение безопасности пользователя за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности определения профиля опорной поверхности и препятствия в сагиттальной плоскости по курсу движения аппарата и обеспечения за счет этого движения ножных опор экзоскелетона с учетом определенных параметров препятствий и опорной поверхности и, соответственно, возможности в автоматическом режиме перешагивания через препятствия с заранее неизвестными высотой и длиной и возможности в автоматическом режиме ходьбы по лестницам с заранее неизвестными высотой и глубиной ступеней;

- возможности предотвращения повреждения мышц и сухожилий за счет фиксации момента спастического сокращения мышц ног пользователя и подачи в этот момент сигнала «ОСТАНОВ» на управляющие входы электродвигателей;

- возможности предотвращения падения пользователя за счет создания дополнительной опоры при потере равновесия пользователем;

- возможности предотвращения потертостей кожи за счет выполнения покрытий элементов крепления и покрытий других элементов экзоскелетона в местах их контакта с телом пользователя из упругого материала, оказывающего комплексное - фиксирующее, микромассажное и компрессионное воздействие на организм человека, и выполнения элементов крепления в виде камер, заполненных водой или воздухом;

улучшение эргономических характеристик аппарата за счет:

- возможности вертикальной постановки ног пользователя на наклонную во фронтальной плоскости опорную поверхность;

- возможности определения профиля опорной поверхности и препятствия в сагиттальной плоскости по курсу движения аппарата и обеспечения за счет этого движения ножных опор экзоскелетона с учетом определенных параметров препятствий и опорной поверхности и, соответственно, возможности в автоматическом режиме перешагивания через препятствия с заранее неизвестными высотой и длиной и возможности в автоматическом режиме ходьбы по лестницам с заранее неизвестными высотой и глубиной ступеней;

- возможности обеспечения ходьбы с походкой близкой к естественной за счет возможности формирования сигналов управления электродвигателями с учетом масс-инерционных характеристик бедер и голеней нижних конечностей и торса тела пользователя и всех звеньев экзоскелетона, а также сил реакции в ножных опорах в горизонтальном направлении, угла наклона торса пользователя во фронтальной плоскости, угловой скорости и углового ускорения торса пользователя в сагиттальной и фронтальной плоскостях.

Указанный технический результат по первому варианту достигается тем, что в известный аппарат помощи при ходьбе человеку с нарушением опорно-двигательных функций, содержащий левую и правую ручные опоры и активный экзоскелетон нижних конечностей, включающий тазовое звено, левую ножную опору, содержащую левый тазобедренный шарнир, левый коленный шарнир, левый голеностопный шарнир, левое бедренное звено, левое голенное звено и левую стопу, правую ножную опору, содержащую правый тазобедренный шарнир, правый коленный шарнир, правый голеностопный шарнир, правое бедренное звено, правое голенное звено и правую стопу, первый, второй, третий и четвертый электродвигатели, первый механизм передачи движения от выходного вала первого электродвигателя до выходного вала левого тазобедренного шарнира, второй механизм передачи движения от выходного вала второго электродвигателя до выходного вала левого коленного шарнира, третий механизм передачи движения от выходного вала третьего электродвигателя до выходного вала правого тазобедренного шарнира, четвертый механизм передачи движения от выходного вала четвертого электродвигателя до выходного вала правого коленного шарнира, первый контроллер управления электродвигателями, соединенный с входами первого и второго электродвигателей, второй контроллер управления электродвигателями, соединенный со входами третьего и четвертого электродвигателей, первый блок сбора данных об углах поворота шарниров, содержащий первый и второй датчики углов поворота левого тазобедренного и, соответственно, левого коленного шарниров и первый контроллер датчиков углов, подключенный к выходам первого и второго датчиков угла и входу первого блока сбора данных об углах поворота шарниров, второй блок сбора данных об углах поворота шарниров, содержащий третий и четвертый датчики углов поворота правого тазобедренного и, соответственно, правого коленного шарниров и второй контроллер датчиков углов, подключенный к выходам третьего и четвертого датчиков угла и входу второго блока сбора данных об углах поворота шарниров, при этом левые бедренное и голенное звенья выполнены с возможностью крепления к левым бедру и, соответственно, голени пользователя при помощи элементов крепления и, соответственно, а правые бедренное и голенное звенья выполнены с возможностью крепления к правым бедру и, соответственно, голени пользователя при помощи первого и, соответственно, второго элементов крепления, а правые бедренное и голенное звенья выполнены с возможностью крепления к правым бедру и, соответственно, голени пользователя при помощи третьего и, соответственно, четвертого элементов крепления.

Кроме того, аппарат содержит систему питания, бортовую распределенную вычислительную сеть, при этом распределенная бортовая вычислительная сеть содержит первую и третью части, причем третья часть бортовой сети смонтирована на экзоскелетоне, при этом обеспечена возможность обмена данными третьей части бортовой вычислительной сети с ее первой частью.

При этом третья часть бортовой вычислительной сети включает головной контроллер, общую шину и третий и четвертый каналы обмена данными, через общую шину подключенные к головному контроллеру.

При этом левый коленный шарнир жестко связан с верхним концом левого 6 голенного звена, продольная ось которого перпендикулярна оси вращения левого коленного шарнира, а правый коленный шарнир жестко связан с верхним концом правого голенного звена, продольная ось которого перпендикулярна оси вращения правого коленного шарнира, причем оси вращения вышеупомянутых тазобедренных и коленных и шарниров перпендикулярны сагиттальной плоскости.

Кроме того, аппарат содержит блок сбора данных о наклоне торса пользователя, содержащий контроллер датчика наклона торса и датчик угла наклона торса, причем выход блока сбора данных о наклоне торса пользователя соединен с контроллером датчика наклона торса.

Кроме того, аппарат содержит первый блок сбора данных о силах в левой ножной опоре, содержащий первый и второй датчики силы и контроллер датчиков силы левой стопы, при этом первый датчик силы установлен в пятке, а второй датчик силы - в носке левой стопы, а контроллер датчиков силы левой стопы соединен с выходом первого блока сбора данных о силах в левой ножной опоре.

Кроме того, аппарат содержит второй блок сбора данных о силах в правой ножной опоре, содержащий пятый и шестой датчики силы и контроллер датчиков силы правой стопы, при этом пятый датчик силы установлен в пятке, а шестой датчик силы - в носке левой стопы, а контроллер датчиков силы правой стопы соединен с выходом второго блока сбора данных о силах в правой ножной опоре.

Кроме того, аппарат содержит систему задания режима работы аппарата, содержащую первый блок задания режимов работы, включающий контроллер первого блока задания режимов, первый пульт задания и индикации выполнения режимов выполненный с возможностью задания пользователем и индикации выполнения одного из следующих заранее предопределенных режимов: «СТОЯ