SILLAS DE RUEDAS

ESTADO DEL ARTE DE LA INVENCION Campo de la Invención

La presente invención se relaciona con el campo de los dispositivos, aparatos y disposiciones empleadas para la asistencia de personas discapacitadas, especialmente personas con incapacidad de sostenerse erguidas y caminar tales como personas con paraplejia o lesión medular total o parcial que, por medio del presente exoesqueleto pueden levantarse y caminar.

Descripción del arte previo

Son muy conocidos en el arte diferentes dispositivos de asistencia que se emplean para permitirles a las personas discapacitadas su movimiento y traslación no solo en espacios interiores sino también en espacios exteriores y públicos. Entre estos dispositivos el más difundido es la clásica silla de ruedas, encontrándose también los conocidos exoesqueletos que son estructuras adaptables al cuerpo del usuario y por medio de las cuales el paciente puede desplazarse casi con normalidad . A modo de ejemplo se puede citar la Solicitud de Patente US 2011-0066088 que muestra un dispositivo caminador, exoesqueleto, que comprende un arnés y soporte pélvico y un par de piernas mecánicas conformadas por miembros superiores, miembros inferiores y miembros para pies todos articulados entre si, conjuntamente con un accionador principal de cadera, un accionador principal de rodilla y un accionador principal de pie. El dispositivo permite que la persona esté erguida, parada, y los mecanismos pueden moverse para permitirle el desplazamiento, pero no presenta la capacidad de convertirse en silla de ruedas lo que resultaría muy conveniente para permitir el descanso, aun durante el desplazamiento, del usuario.

Un ejemplo de exoesqueleto del mismo tipo que aquel descripto en el párrafo anterior es el divulgado en la Solicitud de Patente Publicada US 2014-0276261 Al, donde se puede ver un exoesqueleto conformado por dos piernas mecánicas con partes superior e inferior articuladas en la zona de la rodilla y un apoyo para pies, siendo un mecanismo que se ajusta a las piernas del paciente y le permite caminar, sin embargo, en casos extremos donde el paciente está totalmente impedido de caminar este mecanismo puede ser algo inestable y si el paciente se cansa no le permite sentarse y continuar trasladándose. Otro dispositivo de este tipo es aquel divulgado en la Solicitud de Patente norteamericana Publicada US 2015/0060162 Al, siendo un aparato esencialmente consistente en una plataforma a modo de silla de ruedas en la que el individuo se puede trasladar sentado, de manera convencional y, además, incluye la posibilidad de que el individuo pueda levantarse y pueda estar erguido, pero el sistema de desplazamiento sigue siendo el mismo, mediante las ruedas de la plataforma, sin brindarle al sujeto la posibilidad de trasladarse mediante el movimiento de piernas de cualquier caminante .

La Patente US 5.366.036 divulga un dispositivo muy similar al anterior, consistente básicamente en una silla de ruedas que comprende una estructura elevable que permite que la persona pueda optar por trasladarse sentada o erguida pero, nuevamente, no le permite ejercer la capacidad de emular los movimientos del caminar.

Resultaría muy conveniente para una persona discapacitada en sus movimientos de traslado contar con un nuevo exoesqueleto que le permita "caminar" y, a la vez, optar por sentarse y poder continuar con su desplazamiento mientras está sentada descansando. BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION

Es por lo tanto un objeto de la presente invención proveer un nuevo exoesqueleto de uso dual, que es convertible en asistente caminador y silla de ruedas, que presenta piernas mecánicas que caminan por si solas a través del accionamiento por señal de controles alámbricos o inalámbricos, accionado por el paciente u otra persona cercana a él, que permite que las personas con paraplejia puedan caminar, levantarse y sentarse en el modo de uso de silla de ruedas.

Es por lo tanto un objeto de la presente invención proveer un nuevo exoesqueleto de uso dual, que es convertible en asistente caminador y silla de ruedas, que, al caminar, le proporciona a la persona que lo usa el equilibrio y la estabilidad segura sin necesidad del uso de muletas a diferencia de los conocidos exoesqueletos que si las necesitan .

Es aún otro objeto de la presente invención proveer un exoesqueleto de uso dual, que es convertible en asistente caminador y silla de ruedas, que comprende una base de apoyo a la que se ajusta el cuerpo del usuario, y desde la que se extienden mecanismos de piernas apara caminar, aun cuando el daño del usuario no lo permita naturalmente, conformando asi un asistente caminador, y mecanismos que permiten convertir dicho asistente caminador en una silla de ruedas.

Es todavía otro objeto de la presente invención proveer un exoesqueleto de uso dual, que es convertible en asistente caminador y silla de ruedas, que comprende un par de piernas mecánicas, cada una de las cuales tiene un miembro superior y un miembro inferior articulados en una articulación de rodilla, y un miembro soporte de pie en un extremo inferior de dicho miembro inferior, un par de moto- reductores, cada uno conectado a uno de dichos miembros de piernas mecánicas, medios de comando conectados a dichos moto-reductores, una base de apoyo tipo arnés para el usuario, un par de patas traseras extensibles que presentan sendas ruedas traseras en un extremo inferior de las mismas, y un moto-reductor posterior conectado a dichas patas extensibles, en donde estas patas extensible generan el equilibrio y la estabilidad del aparato.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS

Para mayor claridad y comprensión del objeto déla presente invención, la misma ha sido ilustrada en varias figuras, en las que se ha representado al invento en una de las formas preferidas de realización, todo a título de ejemplo, en donde: La figura 1 muestra una vista en elevación lateral del exoesqueleto de la invención en su modo de caminador;

La figura 2 muestra una vista en elevación frontal del exoesqueleto de la invención en su modo de caminador, con un individuo ubicado en el exoesqueleto;

La figura 3 muestra una vista en elevación posterior del exoesqueleto de la invención en su modo de caminador, y

La figura 4 muestra una vista en elevación lateral del exoesqueleto de la invención en su modo de silla de ruedas .

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION

Haciendo ahora referencia a las figuras se puede ver que la invención se refiere en general a un exoesqueleto que comprende, tal como se describirá en detalle más abajo, un par de piernas mecánicas que caminan por si solas a través del accionamiento por señal de controles alámbricos o inalámbricos, accionado por el paciente u otra persona cercana a él, que permite que las personas con paraplejia puedan caminar, levantarse y sentarse en su propia silla de ruedas. Tiene cintas y correas ergonómicas que permiten que la persona con discapacidad se "vista" del aparato y asi generar movimiento en el paciente. Las cintas están ubicadas en el pecho, la cintura, el fémur y la tibia. Con la práctica, la persona que lo usa está en la capacidad de pasarse de su silla de ruedas al exoesqueleto y viceversa. Cuando el Exoesqueleto se encuentra sentado, puede ser impulsado como una silla de ruedas, ya que en esta posición se le retraen unas ruedas sobre las que queda apoyado en el suelo. La potencia para el movimiento se puede tomar de una batería seca o de gel de 24 voltios y 10 amperios, ubicada en las caderas del aparato pudiéndose utilizar baterías de varias celdas para proporcionar mayor tiempo de funcionamiento.

Más en detalle, y de acuerdo con las Figuras, el exoesqueleto de la invención es de uso dual, es decir puede emplearse como caminador, o asistente caminador, y puede convertirse en silla de ruedas con una simple operación. El exoesqueleto comprende un par de piernas mecánicas 1, 2, de las cuales se podrá ver en mayor detalle una de ellas, la pierna izquierda 1 en las Figuras 1 y 4. Al describir la pierna 1 deberá entenderse que esa descripción es válida también para la pierna 2. La pierna mecánica presenta un miembro superior 3 y un miembro inferior 4 articulados en una articulación de rodilla 5, y un miembro soporte de pie 6 en un extremo inferior de dicho miembro inferior 4. Este soporte de pie 6 puede contar puede contar con una suela de goma circular para la estabilidad al caminar y con sujetadores de los pies. Cada pierna mecánica 1, 2, se encuentra conectada, como se explicará detalladamente más abajo, a una base de apoyo 7 provista con los elementos necesario para que el paciente, o usuario, se afirme y sostenga en el exoesqueleto, tal como un arnés conformado por cinturones y fajas de sujeción 8, 9, un respaldo 10 y un soporte pélvico 11.

Cada pierna mecánica 1, 2, está conformada por dicho miembro superior 3 que presenta un extremo superior 12 articulado a dicha base de apoyo 7 y un extremo inferior 13 articulado, en dicha articulación de rodilla 5, a un extremo superior 14 de dicho miembro inferior 4, Por su parte, el miembro inferior 4 también está conectado en forma articulada a un extremo inferior 16 de una barra accionadora 15 que tiene un extremo superior 17 acoplado a un mecanismo de sinfín-corona ilustrado esquemáticamente e indicado con la referencia 18, que a su vez está operado por un moto-reductor 19, ilustrado en líneas de trazos por encontrase montado dentro de dicha base de apoyo 7. El mecanismo 18 produce la rotación de la barra 15 para generar el movimiento de avance al caminar.

Para poder transmitir a la pierna mecánica 1, 2, el movimiento que emula el caminar natural del paciente, la barra 15 presenta una guía de deslizamiento 20 dentro de la cual se desliza, por medio de cualquier seguidor de guía convencional, un extremo inferior 21 de un brazo inclinador22 articulado, en 23, a dicha base de apoyo 7 y que tiene un extremo superior 24 conectado, por medio de un brazo intermedio 25, a un moto-reductor posterior 26, también ilustrado en lineas de trazos por encontrase montado dentro de dicha base de apoyo 7, y al cual se hará referencia más adelante en relación con la conversión del aparato en caminador y silla de ruedas. El brazo inclinador 22 permite inclinar la barra 15 para posicionar los pies para pararse o sentarse.

Además, cada miembro inferior 4 de la pierna mecánica correspondiente presenta una rueda delantera 27 montada articuladamente mediante un mecanismo de varillas 28, 29 que a su vez están conectadas a dicho miembro inferior 4 y a dicho miembro superior 3 como se muestra en las Figuras 1 y 4. Las ruedas delanteras 27 son retráctiles y bajan cuando el exoesqueleto adopta el modo de silla de ruedas mientras que se elevan o retraen cuando se lo usa como caminador.

Para caminar, el paciente puede operar los moto- reductores 19 por medio de cualquier dispositivo de comando que, preferiblemente, comprende una manija de accionamiento multi-direccional 30 montada en dicha base de apoyo 7, y en proximidad de un soporte 31 que sirve como apoyo mientras el usuario se pasa de su silla de ruedas al exoesqueleto. Los miembros superior 3 e inferior 4 están provistos de sujetadores 32, 33 para sujetar las piernas del usuario, preferiblemente en fémur y tibia. Los miembros 3 y 4 pueden contar con partes extensibles 34, 35 para ajustarse a la altura de la persona.

El exoesqueleto de la invención cuenta además con un par de patas traseras extensibles, indicadas con el número de referencia general 36, que presentan sendas ruedas traseras 37 en un extremo inferior de las mismas. Cada pata trasera extensible 36 comprende un tramo superior fijo 38 que está fijado a dicha base de apoyo 7 y un tramo inferior extensible 39, preferiblemente telescópico con dicho tramo 38, y que tiene un extremo inferior en el cual está montada dicha rueda trasera 37. Las ruedas traseras 37 sirven para proveer equilibrio al estar el paciente erguido, asi como para poder girar a derecha e izquierda y, en el modo de silla de ruedas, operan como las ruedas traseras de esta silla.

Para que las patas traseras 36 puedan extenderse a la posición de asistente caminador que se muestra en las Figuras 1 y 2, y retraerse a la posición de silla de ruedas que se muestra en la Figura 4, el tramo inferior extensible 39 está conectado a un mecanismo de tijera, ilustrado más claramente en la Figura 3, que está conformado por varillas articuladas que comprenden dos varillas inferiores 40, que se conectan articuladamente en 41 al tramo 39, dos varillas intermedias 42, articulada en 43 con las varillas 40, y dos varillas superiores 44 que por un extremo inferior se articulan en 45 a las varillas 42 y, en un extremo superior, están conectadas en 46 al moto-reductor posterior 26, que se ilustra esquemáticamente en la Figura 1. El moto-reductor 26, al mover los extremos superiores de las varillas 44 hacia arriba y hacia abajo, cierran y abren, respectivamente el mecanismo de tijera, elevando o bajando, respectivamente el exoesqueleto para posicionarlo como caminador o silla de ruedas .

El tramo inferior extensible 39 también presenta una pata de apoyo47 retráctil que tiene un extremo trasero articulado en 48 a dicho extremo inferior del miembro inferior extensible 39 y un extremo delantero provisto con una rueda lateral de apoyo 49. La pata 47 está retraída, como se muestra en la Figura 4, en el modo de uso de silla de ruedas, y se extiende a la posición mostrada en la Figura 1, cuando el exoesqueleto se usa como caminador, con la persona erguida. En esta posición las ruedas 49 brindan equilibrio a la persona al caminar.

Las ruedas traseras también pueden contar con motores de impulsión para el uso como silla de ruedas o mecanismos de dirección, indicados en forma general como 5o en las Figuras 1 y 4.

De acuerdo a lo descripto e ilustrado se puede afirmar que este exoesqueleto es diferente a los del arte previo en que opera, para caminar, con solamente dos moto- reductores, que le ayudan a avanzar, y un tercer moto- reductor que complementa el movimiento para levantarse y sentarse. Cada moto-reductor puede estar unido por un eje a un mecanismo de sinfín-corona, el cual genera un movimiento rotativo y de translación a los mecanismos de pierna mecánica. El aparato puede estar construido en aluminio estructural, por ejemplo para las piernas, y acero para las caderas, pero puede ser hecho todo en aluminio con materiales más livianos y resistentes como la fibra de carbono o el titanio .

El movimiento en rodillas y caderas se hace posible gracias al empleo de rodamientos de bolas ubicados en estas partes, la base que recibe los pies, los recibidores de los rodamientos y los extensores de los muslos y pantorrillas pueden ser hechos de fundición de aluminio o mecanizados en Equipos de CNC .

Son muchos los problemas que se resuelven con el presente exoesqueleto . Se estima que más de mil millones de personas viven con algún tipo de discapacidad. Esta cifra equivale a alrededor del 15% de la población mundial.

Las personas con paraplejia o lesión medular total o parcial pueden usarlo y volver a levantarse y caminar .

Sirve como terapia muscular, ya que por no estar en movimiento o por estar en sus sillas de ruedas los músculos de las personas se desgastan y atrofian. Se reduce la posibilidad de formación de escaras en la piel que se generan por el uso de sillas de ruedas. Sirve como terapia para los huesos y ligamentos al estar en movimiento, ya que estos y las caderas sufren de desgaste por usar la silla de ruedas.

El corazón y el sistema circulatorio se fortalece al bombear sangre a todo el cuerpo al estar de pie, lo que no se obtiene cuando la persona está en silla de ruedas .

Los ríñones y el sistema digestivo presentan muchos problemas y enfermedades como daño colateral al hecho de permanecer sentados en la silla de ruedas.

Cambia la perspectiva psicológica y social con el entorno del paciente al verse nuevamente de pie. La persona experimenta una vida se salud, comodidad, dignidad y aceptación en la sociedad.

El presente exoesqueleto ha estado a prueba con pacientes con daño total de medula, y que no tienen ningún tipo de fuerza ni de sensibilidad en su cuerpo del pecho hacia abajo, y sin embargo han caminado satisfactoriamente .

El presente exoesqueleto camina con solamente dos moto-reductores, mientras que otros exoesqueletos funcionan con un mínimo de cuatro moto-reductores o más, según el fabricante.

Otros exoesqueletos necesitan que el paciente tenga algo de movilidad en sus piernas o caderas para generar el equilibrio al estar de pie, mientras el presente equipo permanece en equilibrio por si solo gracias a las ruedas traseras que no las tiene ningún otro en el mundo.

El equipo de la invención, cuando se sienta, se convierte en silla de ruedas para desplazarse más fácilmente lo que lo hace único en el mundo.