SECTOR TECNOLÓGICO

La presente invención pertenece al campo de aparatos de ejercicio especialmente adaptados a partes determinadas del cuerpo específicamente para el ejercicio de los miembros inferiores que consiste en un sistema mecatrónico controlado automáticamente cuyo propósito es la rehabilitación asistida para personas con limitaciones de movilidad en las extremidades inferiores generando secuencias de marcha humana precisas y repetibles a lo largo de una sesión de terapia.

ESTADO DE LA TÉCNICA

En el estado de la técnica se conoce la solicitud de patente No. US8920347 de Estados Unidos que proporciona una cinta de correr para proporcionar rehabilitación de caminar a un rehabilitado. La cinta incluye una base que incluye un cinturón, un motor interconectado con el cinturón y un dispositivo de rehabilitación para caminar interconectado con la base. El motor hace que la correa gire en una primera dirección. El dispositivo de rehabilitación ambulante incluye una estructura de acoplamiento del usuario configurada para ser asegurada de forma extraíble a una o más ubicaciones de las extremidades de un rehabilitado. El dispositivo de rehabilitación ambulante incluye además una transmisión que interconecta el motor y la estructura de acoplamiento del usuario, transfiriendo la transmisión el movimiento del motor al rehabilitado a través de la estructura de acoplamiento del usuario, permitiendo que el rehabilitado camine a lo largo del cinturón. Por su parte, la invención tiene un mecanismo de eslabones que se acoplan al muslo, pierna y pie del usuario que permite controlar de manera independiente la articulación de la cadera, rodilla y tobillo, permitiendo ajustar la longitud del paso y la velocidad de la marcha, adicionalmente puede generar diferentes patrones de movimiento. El patrón de marcha es uno de ellos. Se puede aplicar un patrón de movimiento sinusoidal, un patrón de trote, un patrón de carrera, patrones de estiramiento muscular para los miembros inferiores. Igualmente, la invención tiene un sistema de ajuste para variar la longitud de los eslabones. Esto permite que pueda ser usado por personas de diferentes estaturas. También cuenta con un sistema de fijación del usuario a la máquina por medio de correas textiles. Estas correas están dispuestas de una manera particular que permite la unión ergonómica del usuario a la máquina. Un mecanismo de guía lineal que permite el movimiento vertical (arriba - abajo) de la cadera y una banda de baja fricción que permite que sea impulsada directamente por el contacto de rodadura con el pie.

También se encuentra la solicitud de patente No. US20150182784 de Estados Unidos que divulga un aparato de estimulación eléctrica funcional y un sistema de soporte que comprende dos placas para los pies (izquierda y derecha) conectadas a un motor de accionamiento primario que hace que las placas de los pies se muevan en un movimiento recíproco. Los reposapiés están conectados además a los servos correspondientes, que permiten el control del movimiento del reposapiés con respecto a un eje. El sistema comprende una unidad de control de estimulación eléctrica. El paso de estimulación y el sistema de soporte comprenden además una unidad de control que tiene cables de estimulación eléctrica conectados a un electrodo que suministran un impulso eléctrico a los músculos de un paciente. En una realización adicional, la unidad de control tiene uno o más estimuladores inalámbricos. Por su parte, la invención, cuenta con una banda de baja fricción que permite que sea impulsada directamente por el contacto de rodadura con el pie que tiene un sistema de suspensión del usuario consistente en un malacate, polea, cable de acero, perfil de acero y correas textiles. La invención transmite el movimiento por medio de cables de acero. Los cables de acero se unen por un extremo al motor y por el otro extremo al eslabón del mecanismo de pierna antropomórfica. Se conoce la solicitud de patente No. WO2018032007 que proporciona un dispositivo de terapia de marcha natural que tiene un conjunto de articulación de sincronización de marcha ajustable configurado para operar un conjunto de soporte de rodilla ajustable y un conjunto de pie de altura ajustable para simular un patrón de marcha normal para un usuario en función de las características del usuario. En un ejemplo ilustrativo, el conjunto de articulación de sincronización de la marcha ajustable incluye un piñón de cadena configurado para ajustar un grado de elevación del talón y una longitud hasta el punto de la elevación del talón durante una simulación de marcha normal. En algunas realizaciones, un conjunto de ajuste de paso de la marcha puede ajustar una longitud de zancada para acomodar usuarios de diferentes tamaños. El conjunto de ajuste de paso de la marcha puede contribuir ventajosamente a la simulación del patrón de caminar natural. Por su parte, la invención tiene un mecanismo de eslabones que se acoplan al muslo, pierna y pie del usuario que permite controlar de manera independiente la articulación de la cadera, rodilla y tobillo, permitiendo ajustar la longitud del paso y la velocidad de la marcha, adicionalmente puede generar diferentes patrones de movimiento. El patrón de marcha es uno de ellos. Se puede aplicar un patrón de movimiento sinusoidal, un patrón de trote, un patrón de carrera, patrones de estiramiento muscular para los miembros inferiores.

Igualmente se conoce la solicitud de patente No. WO2018014558 que comprende Un robot de soporte de terapia física y un método de operación para el mismo, el robot de entrenamiento que comprende una máquina para caminar de tipo sobre orugas (1 ), una base (2), un mecanismo de tornillo de elevación, una porción de brazo mecánico y un mecanismo de contrapeso. La parte mecánica del brazo comprende una articulación del hombro, una articulación giratoria, una articulación del codo y una articulación de la muñeca, cada articulación comprende un motor (12, 15, 18), un reductor armónico (14, 17, 23) y un extremo de salida. El robot de soporte de terapia física y el método de operación para el mismo pueden lograr terapia física en tres grados de libertad lineal y dos grados de libertad rotacional en las caderas de un cuerpo humano en un proceso de terapia física de marcha; la presente invención es capaz de simular de cerca un movimiento fisiológico de la cadera en la terapia física de la marcha, y mejorar eficazmente los resultados de la terapia física. Por su parte, la invención tiene un sistema de ajuste para variar la longitud de los eslabones. Esto permite que pueda ser usado por personas de diferentes estaturas. También cuenta con un sistema de fijación del usuario a la máquina por medio de correas textiles. Estas correas están dispuestas de una manera particular que permite la unión ergonómica del usuario a la máquina. Un mecanismo de guía lineal que permite el movimiento vertical (arriba - abajo) de la cadera y una banda de baja fricción que permite que sea impulsada directamente por el contacto de rodadura con el pie.

También se conoce en el estado de la técnica la solicitud de patente No. US7125388 de Estados Unidos que comprende un método de entrenamiento de locomoción que implica desplazar la pelvis de un sujeto sin tocar directamente las piernas del sujeto. El método comprende: (a) proporcionar una superficie; (b) soportar al sujeto sobre la superficie de modo que al menos una de las piernas del sujeto esté posicionada en la superficie; y (c) desplazar la pelvis del sujeto soportado, lo que hace que las piernas del sujeto se muevan a lo largo de la superficie. La superficie puede ser fija o movible. La pelvis se puede desplazar de forma manual o robótica. En realizaciones específicas, el sujeto se suspende en una cinta de correr y la pelvis se desplaza uniendo un robot al torso del sujeto. Se crea un movimiento de oscilación de la pierna moviendo la pelvis sin contacto con las piernas. La presente invención también proporciona un método para determinar una estrategia de entrenamiento de locomoción usando la optimización de movimiento dinámico. Tal como se usa en el presente documento, una estrategia de entrenamiento de locomoción es una secuencia de trayectorias de segmentos corporales que pueden imponerse a un sujeto para obtener un andar deseado. El método comprende (a) formular un problema de control óptimo para un modelo locomotor, (b) introducir parámetros de unión, (c) resolver el problema de control óptimo y (d) derivar una secuencia de trayectorias de segmento de cuerpo de acuerdo con la optimización. El modelo puede ser de cualquier animal, pero preferiblemente es un modelo humano. En ciertas realizaciones, se puede emplear un modelo humano infra-accionado y las trayectorias pueden ser trayectorias de pierna o pelvis. La presente invención proporciona además un dispositivo robótico para manipular y / o medir el movimiento pélvico de un sujeto sometido a entrenamiento de locomoción. El dispositivo comprende al menos un robot de accionamiento posterior para unirse al torso del sujeto y para aplicar fuerza a la pelvis del sujeto. El robot puede funcionar con actuadores neumáticos, hidráulicos o eléctricos. En realizaciones preferidas, el robot comprende una pluralidad de accionadores neumáticos, que son preferentemente cilindros neumáticos.

Por su parte, la invención tiene un mecanismo de eslabones que se acoplan al muslo, pierna y pie del usuario que permite controlar de manera independiente la articulación de la cadera, rodilla y tobillo, permitiendo ajustar la longitud del paso y la velocidad de la marcha, adicionalmente puede generar diferentes patrones de movimiento. El patrón de marcha es uno de ellos. Se puede aplicar un patrón de movimiento sinusoidal, un patrón de trote, un patrón de carrera, patrones de estiramiento muscular para los miembros inferiores; bajo una solución de una estructura no conocida en el estado de la técnica, que reemplaza maquinas complicadas por una configuración más simple de articulaciones y soportes que aportan un efecto técnico sorprendente para ejecución en tratamientos médicos. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención propone un mecanismo entrenador de marcha para personas con limitaciones de movilidad en las extremidades inferiores, principalmente limitaciones presentes en pacientes con Hemiplejía causada por lesión Cerebrovascular. Los pacientes con esta patología manifiestan inhabilidad de llevar el peso corporal sobre los miembros afectados, lo cual deriva en patrones anormales de marcha, debilidad muscular, disminución del equilibrio y rigidez de los músculos comprometidos. Las terapias físicas que se realizan actualmente a pacientes con hemiplejía son predominantemente manuales, sin la ayuda de máquinas que permitan lograr repetibilidad y precisión de los movimientos realizados durante la secuencia de marcha. Algunas cifras que sustentan el problema: Según la organización mundial de la salud, en el mundo se presentan anualmente entre 40 y 80 casos de lesiones medulares por cada millón de habitantes. Es decir, que entre 250,000 y 500,000 personas cada año sufren de este tipo de lesiones. Las personas con lesiones medulares son entre dos y cinco veces más propensas a morir prematuramente que las que no las padecen; las tasas de supervivencia más bajas corresponden a los países de ingresos bajos y medios. (OMS. Lesiones medulares, datos y cifras. -En línea- 201 1 ). De cada 100 colombianos con limitaciones, el 29.3 % tienen limitaciones permanentes para caminar o moverse. Las enfermedades crónico-degenerativas aumentarán considerablemente, entre ellas la osteoporosis y las fracturas por fragilidad, según la dinámica poblacional. En Colombia para el año 2013, la población mayor (60 y más años de edad) es de 4.962.491 (10.53% del total de la población).

La hemiplejía afecta principalmente a los adultos mayores, personas entre 55 y 64 años en un 2.6%, entre el 5% y 9% en las de 65 a 74 años y finalmente en un 15% superior a los 75 años. La tecnología del SISTEMA ENTRENADOR DE MARCHA consiste en un sistema mecatrónico controlado automáticamente cuyo propósito es la rehabilitación asistida para personas con limitaciones de movilidad en las extremidades inferiores generando secuencias de marcha humana precisas y repetibles a lo largo de una sesión de terapia. El SISTEMA ENTRENADOR DE MARCHA se propone como un mecanismo controlado automáticamente que permite generar secuencias de marcha humana. Para el control del mecanismo se centra el interés en el seguimiento de las trayectorias articulares que realizan la cadera, la rodilla y el tobillo, de tal forma que se genera un paso promedio del usuario sobre la máquina. La tecnología consta de una estructura mecánica, tres motores eléctricos, un sistema de control electrónico, un sistema de sujeción del usuario a la máquina, una banda transportadora de baja fricción y una interfaz con el usuario que permite comandar la velocidad de la marcha, visualizar los ángulos articulares de la cadera, rodilla y tobillo en función del tiempo, así como obtener las pulsaciones del usuario durante la sesión de terapia. Las variables tiempo, velocidad de marcha y pulsaciones se pueden visualizar en tiempo real. También se pueden almacenar en una memoria para posterior análisis por parte del médico o del usuario. El producto permite realizar secuencias de marcha controladas con precisión y repetibilidad por el período de tiempo que demande la sesión de terapia física. La máquina es capaz de controlar de manera independiente y coordinada la articulación de la cadera, de la rodilla y del tobillo. Esto permite generar secuencias de marcha que corresponden con un patrón de marcha normal. Al controlarse la articulación del tobillo, se está en capacidad de actuar directamente sobre la orientación del pie lo cual es muy difícil de lograr cuando se realizan las terapias manuales convencionales. La repetibilidad del movimiento que se logra es otro factor muy importante si se compara con las terapias convencionales. En una terapia convencional es imposible lograr repetibilidad en los movimientos ya sea por agotamiento físico de quien la realiza, sea por la dificultad intrínseca de un ser humano para generar movimientos exactos y repetidos por largos períodos de tiempo. La capacidad de la máquina para reproducir con precisión los movimientos angulares de las articulaciones de la cadera, rodilla y tobillo, permite emular patrones de marcha normales y aplicarlos al paciente para que este los replique al ser impulsado por la máquina durante las sesiones de terapia. La máquina permite suspender al usuario proporcionando una adaptabilidad al movimiento requerido en función de la capacidad de apoyo que pueda soportar el pie de acuerdo con la fase de recuperación de la lesión. El pie está en contacto directo con el piso, lo cual permite que el pie se oriente en sus ángulos naturales durante la secuencia de marcha, y que se apoye directamente sobre el suelo como lo haría en condiciones normales.

Banda de baja fricción que permite el movimiento de la banda caminadora por la acción de contacto directo del pie, logrando un movimiento que se adapta a la velocidad de marcha del paciente. Sistema de transmisión por medio de cables de acero que impulsa los eslabones del mecanismo de manera independiente. Adaptable a diferentes longitudes de las extremidades inferiores, lo que permite ser usado por pacientes de diferentes estaturas. Sistema de sujeción del pie que permite el contacto directo de la planta del pie con el piso durante la secuencia de marcha, emulando la condición de contacto normal que existe en una marcha en un entorno no estructurado. Control de movimiento independiente de las tres articulaciones, logrando con ello emular el movimiento angular de la cadera, rodilla y tobillo en condiciones normales.

El ENTRENADOR DE MARCHA se propone como un mecanismo controlado automáticamente que permite generar secuencias de marcha humana. La máquina consta de una estructura mecánica, un mecanismo de impulsión, un sistema de control electrónico, un sistema de sujeción del usuario a la máquina, una banda transportadora de baja fricción y una interfaz de usuario que permite comandar la velocidad de la marcha, visualizar los ángulos articulares de la cadera, rodilla y tobillo en función del tiempo, así como obtener las pulsaciones del usuario durante la sesión de terapia. Las variables tiempo, velocidad de marcha y pulsaciones se pueden visualizar en tiempo real. Estas variables también se pueden almacenar en una memoria para posterior análisis por parte del médico o del usuario. Para el control del mecanismo se centra el interés en el seguimiento de las trayectorias articulares que realizan la cadera, la rodilla y el tobillo, de tal forma que se genere un paso promedio sobre el usuario de la máquina.

Breve descripción de figuras:

Figura 1. Entrenador de marcha con la estructura mecánica (10), laterales estructurales (1 ), travesaños inferiores (2), poleas conductoras (58) de cables de acero, mecanismo antropomórfico de la pierna (4), marco superior (5) y banda transportadora de baja fricción (9).

Figura 2. Entrenador de marcha con el mecanismo tensor de cables (6) con sus cables independientes para cada extremidad, un cable de muslo (8), un cable de pierna (54) y un cable de pie (53) que son guiados por las poleas perimetrales (3), (11 ), (12), (13), (58) y (59).

Figura 3. Vista lateral del entrenador de marcha. Se muestra específicamente la localización de la banda transportadora de baja fricción (9), el motor eléctrico de muslo (7), motor eléctrico de pierna (14), motor eléctrico de pie (55) que impulsan el mecanismo antropomórfico de la pierna (4) a través de tres alambres de acero que son guiados por las poleas perimetrales (3), (1 1 ), (12), (13), (58) y (59).

Figura 4. Vista en perspectiva del entrenador de marcha. Se aprecia la ubicación del malacate (40) en el costado de la estructura y la polea de sustentación (41 ) ubicada en el marco superior (5).

Figura 5. Muestra un mecanismo de guías lineales (44) que realiza movimiento vertical del eje de cadera (45) cuando el usuario ejecuta la marcha.

Figura 6. Muestra en detalle cada eslabón del mecanismo antropomórfico de la pierna (4), donde se aprecian los tornillos tensores de los cables de acero que tensionan cada extremidad.

Figura 7. Muestra en detalle el eslabón de pie (23) con su placa (48) y placa (49) paralelas y su reata de sujeción de pie (26). Figura 8. Muestra una forma preferida de la invención; donde la estructura (10) tiene un usuario (51 ) antes de ejecutar el entrenador de marcha, complementado con su banda transportadora de baja fricción (9) que se introducirá cuando el usuario (51 ) tenga ajustado y tensionado el mecanismo antropomórfico de la pierna (4) según la graduación y altura controlada por un arnés bipestador de abdomen (52) y por el malacate (40).

Descripción detallada de la invención:

La estructura mecánica (10) de entrenador de marcha consta perfiles de acero de sección cuadrada (1 ) laterales, soldados paralelamente para alojar en el interior de su estructura todos sus componentes. Dicha estructura mecánica (10) tiene resistencia y rigidez que soporta un usuario de máximo entre 0 kg hasta 120 kg. La estructura mecánica (10) tiene en su parte inferior unos travesaños (2) que permiten apoyar el motor eléctrico de muslo (7), motor eléctrico de pierna (14), motor eléctrico de pie (55) y el mecanismo tensor de cables (6) de la máquina de entrenamiento de marcha.

La estructura mecánica (10) permite alojar poleas perimetrales (3), (11 ), (12), (13), (58) y (59) sobre el marco de la sección cuadrada (1 ) que tienen tres canales independientes, colocadas de tal manera que conducen tres cables de acero independientes por tres canales independientes para cada cable; un cable de muslo (8), un cable de pierna (54) y un cable de pie (53); los cables tienen la función de tensionar cada uno de los eslabones del mecanismo antropomórfico de la pierna (4) y establecer su conexión con el motor eléctrico de muslo (7), el motor eléctrico de pierna (14) y motor eléctrico de pie (55) para configurar la marcha deseada, la velocidad y la potencia de cada extremidad.

En la parte superior se tiene un marco (5) con seguros de ajuste (31 ) para establecer la altura del marco (5) y manija (22) que asegura un resorte (46) que se encarga de mantener la posición del mecanismo antropomórfico de la pierna (4) para compensar el efecto de fuerza de gravedad. Este marco (5) aloja una polea de sustentación (41 ) por la que pasa un cable de sustentación (56) que soporta una barra de apoyo (42) para colgar al usuario con un arnés bipestador de abdomen (52); donde la función de la polea de sustentación (41 ) es establecer la altura entre el usuario y la banda transportadora de baja fricción (9) que se introducirá cuando el usuario (51 ) tenga ajustado y tensionado el mecanismo antropomórfico de la pierna (4). En la parte trasera de la estructura mecánica (10) se apoya un malacate (40) de accionamiento manual que tensiona el cable de sustentación (56) y ajusta la altura deseada para la ejecución del entrenador de marcha.

El mecanismo de sujeción del usuario al entrenador de marcha se compone de dos partes. La primera parte consiste en un mecanismo antropomórfico de pierna (4), conformado por tres eslabones correspondientes a un eslabón de muslo (17) graduable con una guía (19), un eslabón de pierna (18) graduable con una guía (20) y eslabón de pie (23); donde cada uno de los eslabones tiene un par idéntico ubicado paralelamente y cada uno de los eslabones tiene articulaciones de rotación de eje, una articulación de rotación (15) que emula la rótula de rodilla ubicada entre el eslabón de muslo (17) y el eslabón de pierna (18); y una articulación de rotación (21 ) que emula la articulación de tobillo ubicada entre el eslabón de pierna (18) y el eslabón de pie (23). Los eslabones del mecanismo antropomórfico de pierna (4), se unen entre sí por medio de articulaciones de rotación de eje paralelos, conformando una configuración R II R II R. El mecanismo antropomórfico de pierna (4) se une a su vez al usuario por medio de amarres de tejido de reata y velero (25) que amarran el muslo y la pierna del usuario, y por una reata y velero (26) que se ubica en el eslabón de pie (23) que dejan suspendida la extremidad evitando que el usuario se caiga pero que pueda tener contacto con la banda (9). La segunda parte del sistema de sujeción aparece en el torso del usuario, el cual se une a la máquina por medio de un arnés bipestador de abdomen (52) el cual tiene tirantes (27) que permiten conectarlo al cable de sustentación (56) que pasa por la polea de sustentación (41 ). El movimiento del cable de sustentación (56) es controlado por el malacate (40) manual y conducido por el marco superior (5) con la ayuda de la polea de sustentación (41 ).

El eslabón de pie (23) se compone de dos placas paralelas separadas por platinas (32), una placa (48) con perforaciones de reata (24) y una placa (49) paralela a la placa (48) con perforaciones de reata (16); donde la reata y velero (26) de píe permiten que la base del pie del usuario tenga contacto con la banda transportadora de baja fricción (9); ya que las placas (48) y (49) son verticales y no sostienen directamente la base del pie del usuario, sino que se encargan alojar la reata y velero (26) y permiten que la base del pie del usuario tenga contacto con la banda transportadora de baja fricción (9). La sujeción del pie con el eslabón de pie (23) y reata y velero (26) permiten el contacto directo de la planta del pie con la superficie de la banda de baja fricción (9) o envolver el calzado durante la secuencia de marcha, emulando la condición de contacto de rodadura que existe en la marcha real que se lleva a cabo en entornos no estructurados.

La invención tiene un mecanismo de guía lineal (44) que permite el movimiento vertical de arriba hacia abajo de la cadera por medio del desplazamiento vertical del eje de cadera (45). Este desplazamiento se realiza cuando el usuario ejecuta la marcha, haciendo que el mecanismo de guía lineal (44) accione un resorte (46) que se encarga de mantener la posición al ejecutar el entrenador. El resorte (46) puede estar asegurado a la manija (22) o al marco de sección cuadrada (1 ) en una versión de la invención; donde el resorte puede ser helicoidal o puede ser banda o cuerda de material elástico. El mecanismo de guía lineal (44) consta de una placa vertical (33) que con platinas horizontales (34) configura dos cajas paralelas que alojan unas guías (35) que permiten desplazar dos cubos de desplazamiento (36). Cada uno de los cubos de desplazamiento (36) en una de sus caras tiene una cavidad (37) para ajuste sobre la guía (35) que permite el desplazamiento vertical a manera de riel; y en su cara opuesta tiene fijada una platina (38) que en su centro tiene a su vez una platina perpendicular (39) con orificio (50) que recibe la terminación del eje de cadera (45). El eje de cadera (45) emula la articulación de cadera del usuario y está ubicado entre el orificio (50) de la platina (39) del mecanismo de guía lineal (44) y el orificio (62) del eslabón de muslo (17).

El mecanismo de impulsión se compone de tres motores eléctricos: un motor eléctrico de muslo (7), motor eléctrico de pierna (14) y motor eléctrico de pie (55); donde cada motor eléctrico se une al mecanismo de la pierna antropomórfica (4) por medio de tres cables de acero: un cable de muslo (8), un cable de pierna (54) y un cable de pie (53).

Para la ejecución de la invención, una vez el usuario este en posición con el arnés bipestador de abdomen (52) ajustado, el cable de muslo (8) estará conectado al motor eléctrico de muslo (7) en un extremo y en su extremo opuesto al eslabón de muslo (17) por medio de tornillos tensores de muslo (47); el cable de pierna (54) estará conectado al motor eléctrico de pierna (14) en un extremo y en su extremo opuesto conectado eslabón de pierna (18) por medio de tornillos tensores de pierna (43), y el cable de pie (53) estará conectado al motor eléctrico de pie (55) en un extremo y en su extremo opuesto conectado eslabón de pie (23) por medio de tornillos tensores de pie (57). Por su parte, las poleas perimetrales (3), (11 ), (12), (13), (58) y (59) del marco de la sección cuadrada (1 ) que tienen tres canales independientes, colocadas de tal manera que conducen los tres cables de acero independientes, es decir, el cable de muslo (8), el cable de pierna (54) y el cable de pie (53) por tres canales independientes para cada cable. Los motores se controlan por medio de un mecanismo de control, que es un circuito externo que ejecuta etapas de potencia y de control. La etapa de potencia permite alimentar el motor eléctrico de muslo (7), motor eléctrico de pierna (14), motor eléctrico de pie (55) directamente desde una fuente de corriente alterna monofásica, bifásica o trifásica, o un motor de corriente directa; mientras que la etapa de control tiene programado un algoritmo que activa el sentido de giro de los motores de manera automática, logrando así la coordinación necesaria de cada uno de los eslabones, eslabón de muslo (17), eslabón de pierna (18) y eslabón de pie (23) del mecanismo de la pierna antropomórfica (4) ejecute la secuencia de marcha deseada.

La banda transportadora de baja fricción (9) es ajustable y separable de la estructura (10) y tiene un conjunto de elementos rodantes (29) que minimizan la fricción entre la banda (9) y la estructura de apoyo (30). La baja fricción permite que la banda (9) sea fácilmente impulsada en el momento en el que el pie entra en contacto con la superficie de la misma. Esto hace posible que el movimiento de traslación de la banda (9) se adapte a la velocidad de marcha que esté siendo desarrollada por el usuario.

La banda de baja fricción (9) que permite el movimiento de la banda caminadora por la acción de contacto directo del pie con la superficie de la banda, logrando un movimiento que se adapta a la velocidad de marcha del paciente. El mecanismo de transmisión por medio de cables de acero (8) que impulsan el muslo, cables de acero (54) que impulsan la pierna y cables de acero (53) que impulsan el pie del mecanismo de manera independiente. Con los mecanismos de ajuste de longitud de los eslabones del mecanismo del muslo, pierna y pie, el entrenador puede ser usado por pacientes de diferentes estaturas y generar secuencias de marcha que corresponden con un patrón de marcha normal. Al controlarse la articulación del tobillo se puede actuar directamente sobre la orientación del pie, y es una característica que no aparece en máquinas disponibles con configuración similar ya que las máquinas que tiene control del tobillo no realizan control de cadera y rodilla de manera simultánea. El marco superior (5) tiene dos barras de soporte inclinadas (63) que perpendicularmente tienen un apoya mano derecho (60) y un apoya mano izquierdo (61 ) que sirven para que el paciente tenga mayor estabilidad durante la sesión de marcha. Con esta invención se realiza control de movimiento independiente de las articulaciones de la cadera, la rodilla y el tobillo, ya que la coordinación de los movimientos permite generar secuencias de marcha a diferentes cadencias. Esta característica también puede utilizarse para generar diferentes posturas angulares del miembro inferior en diferentes instantes de tiempo, abriendo la posibilidad de que la máquina sea utilizada con otros fines como rutinas controladas de estiramiento muscular. La elevación con malacate manual (40) guiado con polea de sustentación (41 ) convierte el entrenador de marcha en un aparato sencillo de implementar y de bajo costo que funciona apropiadamente para mantener suspendido al paciente por largos períodos de tiempo.

El mecanismo de cables de acero independientes para cada extremidad permite que la máquina tenga un mayor espacio de trabajo y alcanzar variedad de posturas para la extremidad inferior, además de ejecutar secuencias de marcha programables, por ejemplo, en sesiones de estiramiento muscular de las extremidades inferiores.

Como aplicaciones, el entrenador de marcha sirve para rehabilitación de miembros superiores e inferiores de la misma lateralidad, para rehabilitación y fortalecimiento de músculos de pacientes con operaciones de cadera, rodilla y tobillo; para estiramiento de músculos con presencia de espasticidad; para control de ángulos de elevación y postura en atletas de alto rendimiento y para entrenamiento de marcha con prótesis de miembro inferior.

Con la presente invención que presenta una estructura con un mecanismo de eslabones que se acoplan al muslo, pierna y pie del usuario con control independientemente de cada articulación; se permite ajustar la longitud del paso; la velocidad de la marcha; generar diferentes patrones de movimiento como el patrón de marcha, patrón de movimiento sinusoidal, un patrón de trote, un patrón de carrera o patrones de estiramiento muscular para los miembros inferiores.

Esta solución tiene un sistema de ajuste para variar la longitud de los eslabones para ser usado por personas de diferentes estaturas. Con fijación del usuario a la máquina por medio de correas textiles dispuestas de una manera particular que permite la unión ergonómica del usuario a la máquina.

La invención tiene un mecanismo de guía lineal que permite el movimiento vertical de arriba hacia abajo de la cadera; además tiene un mecanismo de suspensión del usuario consistente en un malacate, polea, cable de acero, perfil de acero y correas textiles; una banda de baja fricción que permite que sea impulsada directamente por el contacto de rodadura con el pie; y transmite el movimiento de la banda por medio de cables de acero que se unen por un extremo al motor y por el otro extremo al eslabón del mecanismo de pierna antropomórfica.