Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bewegungsunterstützung eines
menschlichen Schultergelenkes.
Stand der Technik
[0002] Gattungsgemäße Systeme kommen seit langem in der Medizin in Form von motorisch angetriebenen
Gelenkorthesen zum Einsatz und dienen zur Stabilisierung und Entlastung sowie auch
zur Führung und Korrektur von beweglichen Gliedmaßen bzw. des Körperrumpfes. Zudem
sind so genannte künstliche Exoskelette bekannt, d.h am Körper tragbare motorisch
unterstützte Gelenkmaschinenstrukturen, die Bewegungen des Trägers unterstützen oder
verstärken, indem zum Beispiel Gelenke des Exoskelettes durch Servomotoren oder ähnliche
elektromotorische Antriebskonzepte angetrieben werden.
[0003] Im Wege interdisziplinärer Forschung und Entwicklung an derartigen bewegungsunterstützenden
Systemen gewinnen derartige Systeme zunehmend an Bedeutung und Aufmerksamkeit. Insbesondere
die stetige Verbesserung von relevanten Systemkomponenten, wie beispielsweise die
Realisierung leistungsfähiger Elektromotoren, hocheffizienter Steuerungsgeräte sowie
Akkumulatoren mit hoher Energiedichte machen neuartige Entwicklungen auf dem Gebiet
der Orthesen und Exoskelette erst möglich.
[0004] Den meisten Exoskeletten liegt eine gemeinsamen Maxime zugrunde, nämlich das für
die Bewegungsunterstützung erforderliche Antriebssystem möglichst nah am Körpergelenk
zu positionieren und das Eigengewicht des Antriebssystems möglichst über eine direkt
am menschlichen Körper angebrachte, stabile Struktur und/oder vorzugsweise über geeignete,
kraftableitende Stütztstrukturen direkt am Boden abzustützen. Die generelle Herausforderung
ist dabei die natürliche Beweglichkeit des Menschen möglichst nicht zu beeinträchtigen,
sondern diese vielmehr ohne nennenswerte Hinderung zu unterstützen. Ein typisches
Exoskelett besitzt eine Vielzahl jeweils über steife Strukturen miteinander verbundene
Gelenkmechanismen, deren aufeinander abgestimmte Freiheitsgrade so gewählt sind, dass
sie der natürlichen Gelenkkinematik der Person analog nachempfunden sind.
[0005] Unter den menschlichen Gelenken stellt insbesondere das Schultergelenk die größten
Anforderungen an eine künstliche, gelenkige Nachbildung der natürlichen Gelenkbeweglichkeit.
So ist zu beachten, dass die Beweglichkeit des Schultergelenkes zum einen durch eine
nahezu 360°-Beweglichkeit des Glenohumeralgelenks, d.h. das Kugelgelenk zwischen dem
Oberarmknochen und dem Schulterblatt (Skapula), und zum anderen durch die Beweglichkeit
des Schulterblatts selbst vorgegeben ist. So wird das Glenohumeralgelenk sowohl längs
der Transversalebene (x-y-Ebene) als auch längs der Frontalebene (y-z-Ebene) linearbeweglich
ausgelenkt. Hierbei sei angemerkt, dass die x-Achse bei einer aufrechtstehenden Person,
die Horizontalrichtung in Blickrichtung, die y- Achse die Horizintalrichtung orthogonal
zur x-Achse und die z-Achse der Vertikalachse entsprechen. In diesem Zusammenhang
sei aus Gründen der Vollständigkeit auch die Sagittalebene genannt, die im vorstehenden
Koordinatensystem der x-z-Ebene entspricht.
[0006] Eine bekannte das Schultergelenk entlastende, exoskelettartig ausgebildete Struktur
ist in der Druckschrift
US 2007/0225620 A1 beschrieben. Im Wesentlichen handelt es sich hierbei um starre Verbindungsstreben,
die in Art einer seriell, kinematischen Kette gelenkig miteinander verbunden sind.
Zur körpernahen Abstützung der kinematischen Kette dient eine Rückenplatte, die lösbar
fest am Oberkörper einer Person fixierbar ist und an der ein erstes Drehgelenk mit
einer den Oberkörper traversierenden Drehachse angebracht ist. Das erste Drehgelenk
ermöglicht ein seitliches Anheben (Abduktion) bzw. Absenken (Adduktion) des Oberarmes
längs der Frontalebene (y-z-Ebene), die die Drehachse des ersten Drehgelenkes orthogonal
schneidet. Drehbeweglich am ersten Drehgelenk ist eine starre Bügelkonstruktion vorgesehen,
die rückwärtig und oberhalb zum Schulterbereich der Person angeordnet ist und an der
endseitig ein Arrangement aus drei Drehgelenken mit jeweils orthogonal zueinander
orientierten Drehachsen angebracht ist, das einer die 360° Drehbeweglichkeit des Glenohumeralgelenkes
nachbildenden Kugelgelenkanordnung entspricht. Die Drehachsen der drei in der Kugelgelenkanordnung
enthaltenden Drehgelenke schneiden sich jeweils im Gelenk zwischen Oberarmknochen
und Schulterblatt. Ferner schließt sich an das aus drei Drehgelenken zusammengesetzte
Arrangement über eine weitere starre Achse ein im Bereich des Ellbogens angeordnetes
Drehgelenk an, das jedoch keinen direkten Einfluss auf die Mobilität im Schulterblattbereich
hat. Die bekannte Exoskelettanordnung verfügt in einer bevorzugten Ausführungsform
in jedem der genannten Drehgelenke über entsprechende Servomotoren, durch die die
Bewegung im Schulterbereich motorisch unterstützt werden kann.
[0007] Ein weiteres Beispiel für eine am Oberkörper getragene Exoskelettanordnung geht aus
der Druckschrift
WO 2015/099858 A2 hervor, die eine sich aus fünf Drehgelenken zusammensetzende kinematische Kette darstellt
und in einer ganz ähnlichen Anordnung und Ausbildung am Oberkörper eines Trägers um
das Schultergelenk angebracht ist, wie beim vorstehend erläuterten Fall gemäß der
Druckschrift
US 2007/0225620 A1. Im Unterschied zum vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist die Gelenkanordnung
zusätzlich um eine parallel zum Rückgrat des Trägers orientierte Drehachse gelenkig
an einer Rückenplatte zur Anbringung an den Träger angelenkt, um so translatorische
Bewegungen des Schultergelenkes längs der so genannten Transversalebene zu ermöglichen.
[0008] Der Druckschrift
WO 2015/058249 A1 ist eine Exoskelettanordnung zu entnehmen, die insbesondere zur Bewegungsunterstützung
eines Armes dient. Die bekannte Vorrichtung verfügt über zum Teil motorisch angetriebene
Gelenke, die über starre Verbindungsstreben miteinander verbunden sind und den Schulterbereich
der Person seitlich sowie auch oberhalb überragen. Die Gelenke besitzen jeweils Gelenkachsen,
die sich unabhängig vom Bewegungs- und Auslenkungszustand der Anordnung stets im Humeruskopf
des Schultergelenkes virtuell schneiden und somit diesen Gelenkbereich innerhalb der
Anordnung zentrieren. Damit ist die Bewegungsfreiheit der Person im Schulterbereich
hinsichtlich transversaler Eigenbewegungen der Schulter, insbesondere des Schulterblattes,
stark eingeschränkt.
[0009] Die Druckschrift
US 2011/0251533 A1 offenbart eine Rehabilitationsvorrichtung zur Oberarmmobilisierung einer Person.
Die Vorrichtung verfügt über vier motorisch angetriebene, über starre Verbindungen
miteinander verbundene Gelenke, deren zugeordnete Gelenkachsen gleichsam, wie im vortsehend
geschilderten Fall, im Humeruskopf virtuell schneiden.
[0010] Vergleichbare therapeutische Bewegungsapparaturen sind den Druckschriften
US 2007/0225620 A1 und
WO 2015/099858 A2 zu entnehmen. Auch in diesen Fällen schneiden sich die den um das Schultergelenk
angeordneten Gelenken zugeordneten Gelenkachse im Humeruskopf, unabhängig von ihrer
jeweiligen gegenseitigen Auslenkung. Die
WO 2015/099858 A2 offenbart eine Vorrichtung zur Bewegungsunterstützung eines menschlichen Schultergelenkes
mit einem ersten Drehlager zur Ausübung einer Drehung eines ersten Lagerteils um eine
erste Drehachse, einem zweiten Drehlager zur Ausübung einer Drehung eines zweiten
Lagerteils um eine zweite Drehachse, wobei die zweite Drehachse mittel- oder unmittelbar
mit dem ersten Lagerteil verbunden ist, einem dritten Drehlager zur Ausübung einer
Drehung eines dritten Lagerteils um eine dritte Drehachse, wobei die dritte Drehachse
mittel- oder unmittelbar mit dem zweiten Lagerteil verbunden ist, einem vierten Drehlager
zur Ausübung einer Drehung eines vierten Lagerteils um eine vierte Drehachse, wobei
die vierte Drehachse mittel- oder unmittelbar mit dem dritten Lagerteil verbunden
ist und einem fünften Drehlager zur Ausübung einer Drehung des vierten Lagerteils
um eine fünfte Drehachse, wobei a) die erste Drehachse mit einem ersten Befestigungsmittel
raumfest verbunden ist, das für eine abnehmbar feste Anbringung und Ausrichtung des
ersten Drehlagers am Schulterbereich einer Person geeignet ist, b) die fünfte Drehachse
mit einem zweiten Befestigungsmittel raumfest verbunden ist, das für eine abnehmbar
feste Anbringung und Ausrichtung des fünften Drehlagers am Oberarmbereich des Schulterblattes
einer Person geeignet ist, so dass bei Benutzung die fünfte Drehachse den Oberarmkopf
der Person traversiert, c) die zweite und dritte Drehachse parallel zueinander orientiert
sind, und d) zumindest eines des ersten und fünften Drehlagers eine die Drehung unterstützende
Aktorik aufweist.
[0012] Alle bekannten Ansätze zur Nachbildung der natürlichen Beweglichkeit des Schultergelenkes
im Rahmen einer Exoskelettanordnung verfügen über eine großbauende, kulissenartig
ausgebildete, den Nacken-, Schulter- sowie Oberarmbereich überragende, gelenkige Tragarmkonstruktion,
die aufgrund ihrer Größe zumindest systembedingte Einschränkungen an die Person stellt.
So bedarf es erhöhter Achtsamkeit um Kollisionen mit der Umgebund sowie mit der Person
selbst, so insbesondere bei abduktorischen Bewegungen des Oberarms über die Schulterebene
hinaus nach oben, zu vermeiden.
Darstellung der Erfindung
[0013] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Vorrichtung zur Bewegungsunterstützung
eines menschlichen Schultergelenkes anzugeben, so dass die volle Beweglichkeit des
Schultergelenkes erhalten bleibt. Die bewegungsunterstützende Vorrichtung soll abduktorische
Armbewegungen über Kopf ohne eine mechanische Begrenzung und ohne Kollisionsgefahr
zwischen Vorrichtung und Körper ermöglichen. Ferner gilt es die Vorrichtung möglichst
leicht und kleinbauend auszugestalten, so dass sie nicht, wie bei bekannten Lösungen
durch eine die Schulter überragende Kulissenkonstruktion augenfällig in Erscheinung
tritt und somit eine hohe Akzeptanz bei potenziellen Anwendern findet.
[0014] Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben.
Den Erfindungsgedanken in vorteilhafter Weise ausbildende Merkmale sind Gegenstand
der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung insbesondere unter Bezugnahme auf
Ausführungsbeispiele zu entnehmen.
[0015] Die lösungsgemäße Vorrichtung zur Bewegungsunterstützung eines menschlichen Schultergelenkes,
das sich aus der 360°-Drehbeweglichkeit des Kugelgelenkes zwischen Oberarmknochen
und Schulterblatt (Glenohumeralgelenk) sowie die Transversalbeweglichkeit des Schulterblattes
selbst auszeichnet, verfügt über fünf kinematisch miteinander gekoppelte Drehlager,
von denen ein erstes Drehlager zur Ausübung einer Drehung eines ersten Lagerteils
um eine erste Drehachse ausgebildet ist, wobei die erste Drehachse mit einem ersten
Befestigungsmittel raumfest verbunden ist, das für eine abnehmbar feste Anbringung
und Ausrichtung des ersten Drehlagers am Schulterbereich einer Person geeignet ist,
so dass die erste Drehachse vorzugsweise das Schulterblatt der Person traversiert
oder die Frontalebene der Person im Bereich zwischen der Wirbelsäule und dem Schulterblatt
traversiert. Die erste Drehachse ist vorzugsweise orthogonal zur Schulterblattebene,
der sogenannten Scapulaebene, orientiert, die im Normalfall gegenüber der Frontalebene
um ca. 30 ° in Richtung der Sagittalebene geneigt ist.
[0016] Mittel- oder unmittebar mit dem ersten Lagerteil des ersten Drehlagers ist eine zweite
Drehachse eines zweiten Drehlagers verbunden, um die ein zweites Lagerteil drehbeweglich
gelagert ist. Mittel- oder unmittelbar mit dem zweiten Lagerteil des zweiten Drehlagers
ist eine dritte Drehachse eines dritten Drehlagers verbunden, um die ein drittes Lagerteil
drehbeweglich gelagert ist. Schließlich ist mittel- oder unmittelbar mit dem dritten
Lagerteil eine vierte Drehachse eines vierten Drehlagers verbunden, um die ein viertes
Lagerteil drehbeweglich gelagert ist. Das vierte Lagerteil ist zudem drehbeweglich
um eine fünfte Drehachse eines fünften Drehlagers gelagert, wobei die fünfte Drehachse
mit einem zweiten Befestigungsmittel raumfest verbunden ist, das für eine abnehmbare
feste Anbringung und Ausrichtung des fünften Drehlagers am Oberarmbereich des Schulterblattes
einer Person geeignet ist, so dass die fünfte Drehachse stets den Oberarmkopf (Humeruskopf)
der Person traversiert.
[0017] Um die Bewegung des Schultergelenkes kraftentlastend zu unterstützen, weist zumindest
eines des ersten und fünften Drehlagers eine die Drehung unterstützende Aktorik auf.
Hierzu ist die Aktorik als integrales Element jeweils des ersten und/oder fünften
Drehlagers ausgebildet, so dass Größe, Gewicht und Raumform des ersten und/oder fünften
Drehlagers möglichst klein und leicht ausfallen. In einem einfachsten Ausführungsbeispiel
umfasst die Aktorik ein elastisches Spannmittel mit einer ein Drehmoment generierenden
Vorspannung, beispielsweise in Form einer Feder oder Federanordnung. In einer bevorzugten
Ausführungsform besteht die Aktorik jedoch aus einem elektromotorischen Antrieb, vorzugsweise
in Form eines Servo-, Schritt- oder Synchronmotors, wodurch die durch das erste und/oder
fünfte Drehlager auf das Schultergelenk entlastend wirkenden Drehmomente individuell
dosiert, bspw. im Rahmen einer Regelung oder Steuerung, vorgegeben werden können.
[0018] Im Unterschied zu bekannten exoskelettartigen Ausbildungen zur Bewegungsunterstützung
des Schultergelenkes, wie eingangs erläutert und in der Druckschrift
WO 2015/099858 A2 offenbart, verfügt die lösungsgemäße Vorrichtung nicht über drei Drehlager, die ein
x-y-z-Koordinatensystem aufspannen, deren Drehachsen sich im Humeruskopf einer Person
schneiden, vielmehr sind das zweite, dritte und vierte Drehlager derart mittel- oder
unmittelbar miteinander verbunden, so dass die dem zweiten Drehlager zugeordnete zweite
Drehachse und die dem dritten Drehlager zugeordnete dritte Drehachse parallel zueinander
orientiert sind und eine Ebene aufspannen, zu der die dem vierten Drehlager zugeordnete
vierte Drehachse parallel orientiert ist.
[0019] In einer bevorzugten Ausführungsform sind das erste und zweite Drehlager derart miteinander
verbunden, so dass sich die erste und zweite Drehachse stets schneiden, vorzugsweise
orthogonal zueinander orientiert sind. Alternativ oder in Kombination mit der vorstehend
orthogonalen Ausrichtung der ersten und zweiten Drehachse sind in einer bevorzugten
Ausführungsform das vierte und fünfte Drehlager derart ausgebildet und angeordnet,
so dass sich ihre Drehachsen schneiden und vorzugsweise orthogonal zueinander orientiert
sind. Gleichwohl können die ersten und zweiten Drehgelenke derart relativ zueinander
angeordnet sein, so dass sich ihre jeweils zugeordneten Drehachsen nicht schneiden,
insbesondere in jenem Fall, bei dem das erste Drehgelenk am Befestigungsmittel, bspw.
in Form eines Tragegurtes, das von der Person rückseitig am Oberkörper getragen wird,
derart angebracht ist, so dass die dem ersten Drehgelenk zugeordnete erste Drehachse
die Frontalebene der Person nahe ihrer Wirbelsäule durchsetzt. Weitere Erläuterungen
hierz folgen in Zusammenhang mit der Beschreibung eines diezbezüglichen illustrierten
Ausführungsbeispieles.
[0020] Die sich aus den ersten bis fünften Drehlagern zusammensetzende kinematische Kette
entspricht einer seriellen Anordnung aller fünf Drehlager, bei der der Abstand zwischen
der zweiten und dritten Drehachse sowie der Abstand zwischen der dritten und vierten
Drehachse jeweils konstant und vorzugsweise gleich lang gewählt sind. Die Größe der
vorstehenden Abstände ist jeweils durch die Größe und Form des zweiten und dritten
Lagerteils vorgegeben und kann grundsätzlich individuell an die körperlich vorgegebenen
Größenmaße im Bereich des Schulter- und Oberarmbereiches einer Person angepasst werden.
[0021] Aufgrund der Drehbeweglichkeit des zweiten und dritten Lagerteils um die dritte Drehachse
ist der Abstand zwischen der zweiten und vierten Drehachse veränderlich und vermag
insbesondere einer Transversalbewegung des Schultergelenkes, d.h. Linearbewegungen
längs der Forntalebene zu folgen.
[0022] Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Bewegungsunterstützung eines menschlichen
Schultergelenkes sieht mittel- oder unmittelbar am dritten Lagerteil ein sechstes
Drehlager vor, zur Ausübung einer Drehung des vierten Lagerteils um eine sechste Drehachse,
die orthogonal zur vierten Drehachse orientiert ist. Durch diesen weiteren Freiheitsgrad
an Dehbeweglichkeit wird die Person bei der Ausübung des seitlichen Anhebens des Oberarms
(Abduktion) entlastet, bzw. die motorische Unterstützung zum Anheben des Oberarmes
kann reduziert werden, zumal in diesem Fall lediglich das vierte Lagerteil und das
daran angebrachte fünfte Lagerteil angehoben werden müssen, wohingegen die Komponenten
der übrigen kinematischen Kette im Wesentlichen ihre Lage beibehalten.
[0023] Die form- und größenspezifische Ausgestaltung der lösungsgemäßen Vorrichtung ist
kompakt und kleinbauend und ermöglicht im Tragezustand an einer Person ein unauffälliges
Erscheinungsbild, das sich im Wesentlichen durch eine den Schulterblatt- und Oberarmbereich
seitlich begrenzte lokale Umklammerungsstruktur auszeichnet, die keine die Schulter
der Person überragende Bauteile oder Komponenten aufweist, wodurch Kollisionen mit
kopfnahen Körperbereichen ausgeschlossen werden können. Alternative Ausführungsbeispiele
werden nachstehend unter Bezugnahme der Figuren näher erläutert.
Kurze Beschreibung der Erfindung
[0024] Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens
anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch
beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- Darstellung des äußeren Erscheinungsbildes der lösungsgemäßen Vorrichtung an einer
Person,
- Fig. 2
- Detaildarstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der lösungsgemäßen Vorrichtung
im Bereich der rechten Schulter einer Person,
- Fig. 3
- Detaildarstellung eines in den Figuren 1 und 2 illustrierten Ausführungsbeispiels,
- Fig. 4
- Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels,
- Fig. 5
- Darstellung einer Weiterbildung des in Figur 2 illustrierten Ausführungsbeispieles
sowie
- Fig. 6
- Darstellung einer Weiterbildung des in Figur 4 illustrierten Ausführungsbeispieles.
Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Verwendbarkeit
[0025] In Figur 1 ist eine perspektivische Rückansicht auf den Oberkörper einer Person P
dargestellt, die eine lösungsgemäß ausgebildete Vorrichtung V an beiden Schultern
trägt, die jeweils an einem am Rücken der Person P abnehmbar fest abstützenden Befestigungsmittel
5 gelagert sind.
[0026] Bereits das äußere Erscheinungsbild der lösungsgemäßen Vorrichtung V unterscheidet
sich signifikant von bekannten exoskelettartigen Strukturen zur Bewegungsunterstützung
des Schultergelenkes dadurch, dass keinerlei Abstützstreben vorhanden sind, die über
das Schulterniveau der Person P kulissenartig emporragt. Vielmehr umspannt die lösungsgemäße
Vorrichtung V in einer aufrechten Grundhaltung der Person P, deren beide Arme seitlich
am Körper gerade anliegen, den Schulterblatt- und Oberarmbereich in Art einer ausschließlich
seitlichen Umklammerung. Trotz der kleinen und kompakten Bauform der lösungsgemäßen
Vorrichtung V bietet diese die vollständige natürliche uneingeschränkte Beweglichkeit
des Schultergelenkes sowohl im Hinblick auf die nahezu 360° Drehbeweglichkeit des
Glenohumeralgelenkes (Gelenk zwischen Oberarmknochen und Schulterblatt) sowie auch
die Transversalbeweglichkeit des Schulterblattes längs der XY-Ebene, die der so genannten
Transversalebene entspricht.
[0027] In Figur 2 ist eine Detaildarstellung der am Körper der Person P befestigten lösungsgemäßen
Vorrichtung V im Bereich der rechten Schulter gezeigt. Die lösungsgemäße Vorrichtung
V verfügt über fünf Drehlager L1, L2, L3, L4 und L5, siehe hierzu auch eine weitere
Detaildarstellung der lösungsgemäßen Vorrichtung in Alleinstellung gemäß Figur 3,
auf die im Weiteren neben Figur 2 in gleichberechtigter Weise Bezug genommen wird,
mit den zu den jeweiligen Drehlagern zugehörigen Drehachsen D1, D2, D3, D4 und D5.
[0028] Das erste Drehlager L1 ist mit dem am Rücken der Person P lösbar fest anbringbaren
Befestigungsmittel 5 in Form einer flächigen Abstützplatte derart verbunden, so dass
die erste Drehachse D1 ortsfest am Befestigungsmittel 5 angebracht ist. Gegenüber
der Drehachse D1 ist das erste Lagerteil 1, das im gezeigten Ausführungsbeispiel ringförmig
ausgebildet ist drehbeweglich gelagert. Das erste Drehlager L1 ist zudem mit einem
kleinbauenden, effizienten Elektromotor 7 ausgerüstet, der radial innenliegend zum
ringförmig ausgebildeten ersten Lagerteil 1 angeordnet ist und das ringförmige erste
Lagerteil 1 um die Drehachse D1 kontrolliert auszulenken vermag. Vorzugsweise ist
der Elektromotor 7 als Servomotor, Schrittmotor oder Synchronmotor ausgebildet.
[0029] Das motorisch angetriebene erste Drehgelenk L1 vermag kraftunterstützende Drehmomente
auf das Schultergelenk zu übertragen, durch die abduktorische sowie auch adduktorische
Armbewegungen, das heißt vertikales Anheben und Absenken des Oberarms seitlich zum
Körper mit einem maximalen Schwenkbereich bis vertikal über den Kopf, uneingeschränkt
möglich sind.
[0030] Ferner verfügt die lösungsgemäße Vorrichtung V wenigstens über ein zweites motorisch
angetriebenes Drehgelenk, das so genannte fünfte Drehgelenk L5, das über ein zweites
Befestigungsmittel 6 (siehe Figur 3) im schulternahen Oberarmbereich der Person P
lösbar fest befestigt ist. Die Anbringung des fünften Drehgelenkes L5 am Oberarm der
Person P erfolgt mittel des Befestigungsmittels 6 derart, so dass die dem fünften
Drehgelenk L5 zugeordnete fünfte Drehachse D5 den Oberarmkopf der Person P und damit
das Glenohumeralgelenk traversiert. Hierzu bietet es sich an das Befestigungsmittel
6 mit einer den Oberarm umgreifenden Manschette zu verbinden. Die Anbringung und Ausgestaltung
des fünften Drehlagers L5 an der Person ermöglicht aufgrund des dort gleichfalls radial
innenliegend integrierten elektromotorischen Antriebes 7 eine kraftunterstützte Schwenkbewegung
des Oberarms um die der fünften Drehachse D5 zugeordnete Horizontalachse. Somit sind
Oberarmbewegungen betreffend die Protraktion, d.h. Vorwärtsführen der Schulter vor
den Oberkörper, sowie die Retraktion, d.h. Rückwärtsführen der Schulter zum Oberkörper,
sowie schließlich die Zirkumduktion, d.h. kreisförmige Oberarmbewegung oberhalb des
Kopfes längs der X-Z-Ebene, das heißt längs der so genannten Sagittalebene uneingeschränkt
möglich.
[0031] In einer bevorzugten Ausführungsform, die in Figur 3 illustriert ist, sind das erste
und fünfte Drehlager L1, L5 in Form und Größe identisch ausgebildet. Zur kinematisch
gelenkigen Verbindung beider Drehlager L1, L5 dient eine seriell kinematische Kette,
die drei weitere Drehlager L2, L3 und L4 umfasst. So umfasst das zweite Drehlager
L2 einen fest mit dem ringförmig ausgebildeten ersten Lagerteil 1, an dessen Außenumfang
verbundenen Lagerzapfen 1', der von der zweiten Drehachse D2 durchsetzt ist und um
den drehbar das zweite Lagerteil 2 gelagert ist. Durch die kompakte Anbringung des
zweiten Drehlagers L2 am ersten Drehlager L1 schneiden sich die erste und zweite Drehachse
D1, D2 und sind überdies orthogonal zueinander orientiert.
[0032] In gleicher Weise ist das vierte Drehlager L4 ausgebildet und verfügt über einen
fest mit dem ringförmig ausgebildeten vierten Lagerteil 4 an dessen Umfangsrand verbundenen
vierten Lagerzapfen 4', durch den die vierte Drehachse D4 verläuft und um den das
dritte Lagerteil 3 drehbar gelagert ist.
Das zweite und dritte Lagerteil 2, 3 sind in dem Ausführungsbeispiel gleichförmig
bzw. identisch ausgebildet. Selbstverständlich ist es möglich, die Form und Größe
des zweiten und dritten Lagerteils 2, 3 unterschiedlich und insbesondere individuell
an die Ergonomie des jeweiligen Trägers anzupassen.
[0033] Das zweite und dritte Lagerteil 2, 3 weist jeweils einander zugewandt ineinandergreifende
Lageraugen 2', 3' auf, durch die sich ein gemeinsamer Lagerbolzen 8 erstreckt, durch
den die dritte Drehachse D3 hindurchtritt. Durch die Drehbeweglichkeit des ersten
und zweiten Drehlagers L1, L2 sowie des vierten und fünften Drehlagers L4, L5 um die
die mittig angebrachte dritte Drehachse D3 ist der Abstand zwischen der zweiten und
vierten Drehachse D2, D4 variierbar, wohingegen die Abstände zwischen den ersten und
dritten sowie dritten und vierten Drehachsen jeweils konstant bleiben.
[0034] Aus Gründen einer kompakten und insbesondere in ihrer vertikalen Bauhöhe reduziert
gehaltenen Bauform der Vorrichtung sind das jeweils zweite und dritte Lagerteil 2,
3 schwingenartig gebogen ausgebildet, so dass das dritte Drehlager L3 räumlich die
radialen Ausmaße des ersten und fünften Drehlagers L1, L5 nicht oder nicht wesentlich
überragt.
[0035] Durch die kinematische gelenkige Kette, umfassend das zweite, dritte und vierte Drehlager
L2, L3, L4, die das am Körper der Person anzubringende erste und fünfte Drehlager
L1, L5 miteinander verbindet, eröffnet sich die Möglichkeit, dass bei transversalen
Bewegungen des Schulterblattes, zum Beispiel längs der Transversalebene (XY-Ebene),
die am Körper getragene Vorrichtung den natürlichen Schulterblattbewegung folgen kann.
Sowohl eine lineare Vorwärtsbewegung des Schulterblattes als auch Rückwärtsbewegung
wird somit durch die lösungsgemäße Vorrichtung realisiert.
[0036] Figur 4 zeigt eine alternative Ausführungsform zur Realisierung der lösungsgemäß
ausgebildeten Vorrichtung zur motorisch bewegungsunterstützten Bewegung des menschliches
Schultergelenkes. Gleiche oder gleichwirkende Komponenten sind mit den gleichen Bezugszeichen
versehen, die bereits im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 eingeführt worden sind,
so dass auf eine wiederholte Funktionsbeschreibung verzichtet werden kann.
[0037] Gleichsam dem in Figur 3 illustrierten Ausführungsbeispiel ist die erste Drehachse
D1 des ersten Lagerelements L1 fest mit einem Befestigungsmittel 5 verbunden, das
am Rücken einer nicht weiter illustrierten Person lösbar fest anzubringen ist. Im
Unterschied zu dem in Figur 3 illustrierten Ausführungsbeispiel, bei dem konstruktionsbedingt
die erste und zweite Drehachse D1, D2 orthogonal zueinander ausgerichtet sind und
sich schneiden, ist das zweite Drehlager L2' räumlich vom ersten Drehlager L1 lateral
beabstandet angebracht. Hierbei ist ein fest mit dem ersten Lagerteil 1 verbundener
erster Hebelarm 9 vorgesehen, an dem drehfest die zweite Drehachse D2' des zweiten
Drehlagers L2' montiert ist.
[0038] Ein entsprechender lateraler Hebelarm 10 ist zwischen dem fünften Drehlager L5 und
dem vierten Drehlager L4' angebracht, der einerseits drehbar um die fünfte Drehachse
D5 und andererseits drehfest mit der vierten Drehachse D4' des vierten Lagerteils
L4' verbunden ist. Die Strichlierung der Bezugszeichen L2', D2' bzw. L4', D4' soll
lediglich kennzeichnen, dass das zweite und vierte Drehlager L2', L4' im Ausführungsbeispiel
gemäß Figur 4 jeweils einen lateralen Abstand zum ersten Drehlager L1 bzw. zum fünften
Drehlager L5 aufweisen. Durch die lateralen Hebelarme 9, 10 kann insbesondere der
laterale Gesamtabstand zwischen dem ersten Drehlager L1 und fünften Drehlager L5 vergrößert
bzw. individuell eingestellt werden. So kann beispielsweise durch eine modulartige
Bevorratung von unterschiedlich lang ausgebildeten lateralen Hebelarme 9, 10 eine
individuelle Vor-Ort-Anpassung der lösungsgemäßen Vorrichtung an die ergonomischen
Größenverhältnisse einer Person vorgenommen werden.
[0039] Die zwischen beiden Hebelarmen 9, 10 angeordnete seriell ausgebildete kinematische
Kette, umfassend das zweite, dritte und vierte Drehlager L2', L3, L4' mit dem damit
verbundenen Drehachsen D2', D3, D4', ist mechanisch gleichwirkend zu den jeweiligen
Drehlagern des in Figur 3 illustrierten Ausführungsbeispiels ausgebildet. Gleichsam
sind die zweite, dritte und vierte Drehachse D2', D3, D4' parallel zueinander angeordnet
und verfügen jeweils über einen lateralen Abstand zueinander, der durch zusammengesetzte
Lagerteile bestimmt wird.
[0040] Selbstverständlich ist es möglich die seriell ausgebildete kinematische Kette mit
wenigstens einem weiterer Drehlager mit jeweils einer parallel zu den übrigen Drehachsen
D2', D3, D4' orientierten Drehachse zu ergänzen, um auf diese Weise den lateralen
Abstand der ersten und fünften Drehachse längs der durch beide Achsen aufgespannten
Ebene variabel zu vergrößern.
[0041] Der Einsatz von hochleistungsfähigen Elektromotoren 7 ermöglicht eine kraftunterstützte
Bewegung des Schulterblattes einer Person nicht nur zu Zwecken einer therapeutischen
Mobiliätssteigerung oder -rückgewinnung, sondern auch und vor allem zu Zwecken einer
Kraftunterstützung bei Arm- und Schulterbewegungen, die zu Produktions-, Montage-
oder sonstigen Arbeitszwecken zu bewältigen sind.
[0042] In Figur 5 ist eine Weiterbildung des in Figur 3 beschriebenen Ausführungsbeispiels
illustriert mit identischen Bezugszeichen zu den in Figur 3 entnehmbaren Bezugszeichen,
die jeweils baugleiche Komponenten markieren, zu deren Bedeutung und Erläuterung auf
die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden.
In Ergänzung zu dem in Figur 3 illustrierten Ausführungsbeispiel weist das in Figur
5 gezeigte Ausführungsbeispiel ein weiteres, so genanntes sechstes Drehlager L6 auf,
das endseitig am dritten Lagerteil 3, dem dritten Drehlager L3 gegenüberliegend angeordnet
ist. Das sechste Drehlager L6 ist derart am dritten Lagerteil L3 angeordnet und ausgebildet,
dass die dem sechsten Drehlager L6 zugeordnete sechste Drehachse D6 orthogonal zur
vierten Drehachse D4* des vierten Drehlagers L4* orientiert ist, Das sechste Drehlager
L6 stellt eine Drehverbindung zwischen dem dritten Lagerteil 3 und dem vierten Drehlager
L4* dar, so dass das vierte Drehlager L4* und das damit verbundene fünfte Drehlager
L5 gemeinsam um die sechste Drehachse D6 schwenkbar sind. Diese kinematische Teilkette,
umfassend das sechste, vierte und fünfte Drehlager (L6, L4*, L5), ermöglicht ein Anheben
des Oberarmes einer Person ohne dabei die übrigen Komponenten der Vorrichtung, betreffend
die beiden Lagerteile 2, 3 sowie das zweite und dritte Drehlager L2, L3, um die erste
Drehachse D1 des ersten Drehlagers L1 nach oben auszulenken und damit anzuheben. Dies
führt zu einer Entlastung des motorisch unterstützten Anhebevorganges, d.h. die im
ersten Drehlager L1 investierte Motorleistung wird reduziert. Optional kann im sechsten
Drehlager L6 eine den Anhebevorgang unterstützende Aktorik vorgsehen werden.
[0043] In Figur 6 ist eine Weiterbildung des in Figur 4 beschriebenen Ausführungsbeispiels
illustriert mit identischen Bezugszeichen zu den in Figur 4 entnehmbaren Bezugszeichen,
die jeweils baugleiche Komponenten markieren, zu deren Bedeutung und Erläuterung auf
die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden.
In Ergänzung bzw. Abwandlung zu dem in Figur 4 illustrierten Ausführungsbeispiel weist
das in Figur 6 gezeigte Ausführungsbeispiel gleichsam dem in der vorstehenden Figur
5 ein weiteres, so genanntes sechste Drehlager L6 auf, das endseitig am lateralen
Hebelarm 10 angeordnet ist. Das sechste Lager L6 ist derart am lateralen Hebelarm
10 angeordnet und ausgebildet, dass die dem sechsten Drehlager L6 zugeordnete sechste
Drehachse D6 orthogonal zu einer gegenüber dem Ausführungsbeispiel in Figur 4 ergänzten
vierten Drehachse D4* des vierten Drehlagers L4* orientiert ist, wobei das ergänzte
vierte Drehlager L4* im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 mit dem
sechsten Drehlager L6 kombiniert ist, so dass das ergänzte vierte Drehlager L4* und
das damit verbundene fünfte Drehlager L5 gemeinsam um die sechste Drehachse D6 schwenkbar
sind. In unveränderter Weise sieht das in Figur 6 illustrierte Ausführungsbeispiel
gleichsam dem in Figur 4 das vierte Drehlager L4' mit der Drehachse D4' auf, die zu
den Drehachse D2' und D3 parallel orientiert ist. Aus rein nomenklatorischen Gründen
bezeichnet das Drehlager L4' das in Figur 4 dargestellte vierte Drehlager L4' und
ist mit diesem in Anordnung und Funktion austauschbar.
[0044] Die kinematische Teilkette, umfassend das sechste, ergänzte vierte und fünfte Drehlager
(L6, L4', L5) ermöglicht ein Anheben des Oberarmes einer Person ohne dabei die übrigen
Komponenten der Vorrichtung, betreffend die beiden Lagerteile 2, 3, die lateralen
Hebelarme 9, 10 sowie die Drehlager L2', L3, L4', um die erste Drehachse D1 des ersten
Drehlagers L1 nach oben auszulenken und damit anzuheben.
[0045] Dies führt zu einer Entlastung des motorisch unterstützten Anhebevorganges, d.h.
die im ersten Drehlager L1 investierte Motorleistung wird reduziert. Optional kann
im sechsten Drehlager L6 eine den Anhebevorgang unterstützende Aktorik vorgesehen
werden.
[0046] Zudem ist das erste Drehlager L1 im Unterschied zu Figur 4 nahe der Wirbelsäule der
Person am Befestigungsmittel 5 angeordnet. Auf diese Weise durchsetzt die erste Drehachse
D1 die Frontalebene der Person im Bereich nahe der Wirbelsäule. Dies eröffnet zudem
die Möglichkeit des Einsatzes einer weiteren kraftunterstützenden Einheit 11, bspw,
in Form einer Zylinder-Kolben-Einheit, vorzugsweise einer pneumatisch oder hydraulisch
angetriebenen Zylindereinheit, die sich einseitig am Befestigungsmittel 5 abstützt
und am lateralen Hebelarm 9 zu Zwecken einer Krafteinleitung angelenkt ist.
[0047] Denkbar wäre auch eine weitere Variante zur Ausbildung des in Figur 6 illustierten
Ausführungsbeispiels, bei der der Hebelarm 10 unter Weglassung des Drehlagers L4'
drehbar um die dritte Drehachse D3 am dritten Drehlager L3 direkt einseitig gelagert
ist und somit die Rolle des zweiten Lagerteils 3 übernimmt.
Bezugszeichenliste
[0048]
- 1
- Erstes Lagerteil
- 1'
- Lagerzapfen
- 2
- Zweites Lagerteil
- 3
- Drittes Lagerteil
- 3'
- Lagerauge
- 4
- Viertes Lagerteil
- 4'
- Lagerzapfen
- 5
- Befestigungsmittel
- 6
- Befestigungsmittel
- 7
- Elektromotor
- 8
- Lagerbolzen
- 9, 10
- Hebelarm
- 11
- kraftunterstützende Einheit
- D1
- Erste Drehachse
- D2
- Zweite Drehachse
- D3,
- Dritte Drehachse
- D4, D4', D4*
- Vierte Drehachse
- D5
- Fünfte Drehachse
- D6
- Sechste Drehachse
- L1
- Erstes Drehlager
- L2
- Zweites Drehlager
- L3,
- Drittes Drehlager
- L4, L4', L4*
- Viertes Drehlager
- L5
- Fünftes Drehlager
- L6
- Sechstes Drehlager
- V
- Vorrichtung
1. Vorrichtung zur Bewegungsunterstützung eines menschlichen Schultergelenkes mit
einem ersten Drehlager (L1) zur Ausübung einer Drehung eines ersten Lagerteils (1)
um eine erste Drehachse (D1),
einem zweiten Drehlager (L2) zur Ausübung einer Drehung eines zweiten Lagerteils (2)
um eine zweite Drehachse (D2), wobei die zweite Drehachse (D2) mittel- oder unmittelbar
mit dem ersten Lagerteil (1) verbunden ist,
einem dritten Drehlager (L3) zur Ausübung einer Drehung eines dritten Lagerteils (3)
um eine dritte Drehachse (D3), wobei die dritte Drehachse (D3) mittel- oder unmittelbar
mit dem zweiten Lagerteil (2) verbunden ist,
einem vierten Drehlager (L4) zur Ausübung einer Drehung eines vierten Lagerteils (4)
um eine vierte Drehachse (D4), wobei die vierte Drehachse (D4) mittel- oder unmittelbar
mit dem dritten Lagerteil (3) verbunden ist und
einem fünften Drehlager (L5) zur Ausübung einer Drehung des vierten Lagerteils (4)
um eine fünfte Drehachse (D5),
wobei
a) die erste Drehachse (D1) mit einem ersten Befestigungsmittel (5) raumfest verbunden
ist, das für eine abnehmbar feste Anbringung und Ausrichtung des ersten Drehlagers
(D1) am Schulterbereich einer Person geeignet ist
b) die fünfte Drehachse (D5) mit einem zweiten Befestigungsmittel (6) raumfest verbunden
ist, das für eine abnehmbar feste Anbringung und Ausrichtung des fünften Drehlagers
(D5) am Oberarmbereich des Schulterblattes einer Person geeignet ist, sodass bei Benutzung
die fünfte Drehachse (D5) den Oberarmkopf der Person traversiert,
c) die zweite und dritte Drehachse (D2, D3) parallel zueinander orientiert sind und
eine Ebene (E) aufspannen, zu der die vierte Drehachse (D4) parallel orientiert ist,
d) zumindest eines des ersten und fünften Drehlagers eine die Drehung unterstützende
Aktorik aufweist und
e) keine drei Drehlager aus den fünf Drehlagern (D1, D2, D3, D4, D5) spannen bei Benutzung
mit deren zugeordneten Drehachsen ein sich im Oberarmkopf schneidendes x-y-z-Koordinatensystem
auf.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass sich die vierte und fünfte Drehachse schneiden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite und dritte Drehachse sowie die dritte und vierte Drehachse jeweils einen
konstanten Abstand zueinander aufweisen und der Abstand zwischen der zweiten und der
vierten Drehachse veränderlich ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Drehachse orthogonal zur ersten Drehachse orientiert ist, und
dass die vierte Drehachse orthogonal zur fünften Drehachse orientiert ist
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Aktorik ein elastisches Spannmittel mit einer ein Drehmoment generierenden Vorspannung
umfasst, oder
dass die Aktorik einen elektromotorischen Antrieb aufweist, in Form eines der nachfolgenden
Elektromotoren: Servo-, Schritt- oder Synchronmotor, oder dass die Aktorik einen servohydraulischen
oder servorpneumatischen Antrieb aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste, zweite, dritte und vierte Lagerteil (1, 2, 3, 4) jeweils als voneinander
separate Bauteile ausgebildet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass sich die erste und zweite Drehachse schneiden.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das erste Drehlager (L1) an dem Befestigungsmittel (5) derart raumfest angeordnet
ist, so dass bei Benutzung die erste Drehachse (D1) das Schulterblatt oder einen zwischen
Wirbelsäule und Schulterblatt der Person befindlichen Bereich traversiert.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehachse (D1) und die fünfte Drehachse (D5) eine gemeinsame Ebene aufspannen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass mittel- oder unmittelbar am dritten Lagerteil (3) ein sechstes Drehlager (L6) angebracht
ist, zur Ausübung einer Drehung des vierten Lagerteils (4) um eine sechste Drehachse
(D6), die orthogonal zur vierten Drehachse (D4) orientiert ist.
1. Apparatus for supporting the movement of a human shoulder joint, with
a first rotary bearing (L1) for executing a rotation of a first bearing part (1) about
a first axis of rotation (D1),
a second rotary bearing (L2) for executing a rotation of a second bearing part (2)
about a second axis of rotation (D2), wherein the second axis of rotation (D2) is
connected indirectly or directly to the first bearing part (1),
a third rotary bearing (L3) for executing a rotation of a third bearing part (3) about
a third axis of rotation (D3), wherein the third axis of rotation (D3) is connected
indirectly or directly to the second bearing part (2),
a fourth rotary bearing (L4) for executing a rotation of a fourth bearing part (4)
about a fourth axis of rotation (D4), wherein the fourth axis of rotation (D4) is
connected indirectly or directly to the third bearing part (3), and
a fifth rotary bearing (L5) for executing a rotation of the fourth bearing part (4)
about a fifth axis of rotation (D5),
wherein
a) the first axis of rotation (D1) is connected in a spatially fixed manner to a first
fastening means (5) which is suitable for a detachably secure mounting and orientation
of the first rotary bearing (D1) on the shoulder area of a person,
b) the fifth axis of rotation (D5) is connected in a spatially fixed manner to a second
fastening means (6) which is suitable for a detachably secure mounting and orientation
of the fifth rotary bearing (D5) on the upper arm area of the person's scapula, such
that the fifth axis of rotation (D5) traverses the head of the person's humerus of
the person during use,
c) the second and third axes of rotation (D2, D3) are orientated parallel to each
other and span a plane (E) relative to which the fourth axis of rotation (D4) is in
parallel orientation,
d) at least one of the first and/or fifth rotary bearings have/has an actuator system
that supports the rotation, and
e) when used with their assigned axes of rotation, no three rotary bearings of the
five rotary bearings (D1, D2, D3, D4, D5) span an x-y-z coordinate system which intersects
in the humerus head.
2. Apparatus according to Claim 1,
characterized in that the fourth and fifth axes of rotation intersect.
3. Apparatus according to Claim 1 or 2,
characterized in that the second and third axes of rotation and the third and fourth axes of rotation each
have a constant distance from each other, and the distance between the second and
the fourth axes of rotation is variable.
4. Apparatus according to any one of Claims 1 to 3,
characterized in that the second axis of rotation is orientated orthogonally to the first axis of rotation,
and
that the fourth axis of rotation is orientated orthogonally to the fifth axis of rotation.
5. Apparatus according to any one of Claims 1 to 4,
characterized in that the actuator system comprises an elastic clamping means with a torque-generating
bias, or
that the actuator system has an electromotive drive in the form of one of the following
electric motors: servo-, stepper or synchronous motor, or that the actuator system
has a servohydraulic or servopneumatic drive.
6. Apparatus according to any one of Claims 1 to 5,
characterized in that the first, second, third and fourth bearing parts (1, 2, 3, 4) are each embodied
as separate components.
7. Apparatus according to any one of Claims 1 to 6,
characterized in that the first and second axes of rotation intersect.
8. Apparatus according to any one of Claims 1 to 7,
characterized in that the first rotary bearing (L1) is arranged in spatially fixed manner on the fastening
means (5) such that the first axis of rotation (D1) traverses the scapula or an area
located between the person's spine and scapula during use.
9. Apparatus according to any one of Claims 1 to 8,
characterized in that the first axis of rotation (D1) and the fifth axis of rotation (D5) span a common
plane.
10. Apparatus according to any one of Claims 1 to 9,
characterized in that a sixth rotary bearing (L6) is mounted indirectly or directly on the third bearing
part (3), for executing a rotation of the fourth bearing part (4) about a sixth axis
of rotation (D6), which is orientated orthogonally to the fourth axis of rotation
(D4) .
1. Dispositif pour assister le mouvement d'une articulation d'épaule humaine comportant
un premier palier rotatif (L1) pour faire tourner une première pièce de palier (1)
autour d'un premier axe de rotation (D1), un deuxième palier rotatif (L2) pour faire
tourner une deuxième pièce de palier (2) autour d'un deuxième axe de rotation (D2),
dans lequel le deuxième axe de rotation (D2) est directement ou indirectement relié
à la première partie d'appui (1), un troisième palier rotatif (L3) pour faire tourner
une troisième partie d'appui (3) autour d'un troisième axe de rotation (D3), dans
lequel le troisième axe de rotation (D3) est directement ou indirectement relié à
la deuxième partie d'appui (2), un quatrième palier rotatif (L4) pour faire tourner
une quatrième partie d'appui (4) autour d'un quatrième axe de rotation (D4), dans
lequel le quatrième axe de rotation (D4) est central ou est directement relié à la
troisième partie d'appui (3) et à un cinquième palier pivotant (L5) pour faire tourner
la quatrième partie d'appui (4) autour d'un cinquième axe de rotation (D5), dans lequel
a) le premier axe de rotation (D1) est relié spatialement à un premier moyen de fixation
(5), qui est adéquat pour une fixation et un alignement fixes de manière amovible
du premier palier rotatif (D1) sur la zone des épaules d'une personne,
b) le cinquième axe de rotation (D5) est relié spatialement à un deuxième moyen de
fixation (6) qui est adéquat pour une fixation et un alignement fixes de manière amovible
du cinquième palier rotatif (D5) sur la partie supérieure du bras de l'omoplate d'une
personne, de sorte que pendant l'utilisation le cinquième axe de rotation (D5) traverse
la tête du bras supérieur de la personne,
c) le deuxième et le troisième axe de rotation (D2, D3) sont orientés parallèlement
l'un à l'autre et s'étendent sur un plan (E) vers lequel le quatrième axe de rotation
(D4) est orienté parallèlement,
d) au moins un du premier et cinquième palier rotatif a un système d'actionneur qui
prend en charge la rotation, et
e) aucun de trois paliers rotatifs des cinq paliers rotatifs (D1, D2, D3, D4, D5)
ne couvrent un système de coordonnées x-y-z coupant en intersection la tête du bras
supérieur lorsqu'ils sont utilisés avec les axes de rotation qui leur sont attribués.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le quatrième et le cinquième axe de rotation se coupent.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le deuxième et troisième axe de rotation et le troisième et quatrième axe de rotation
ont chacun une distance constante l'un de l'autre et la distance entre le deuxième
et quatrième axe de rotation est variable.
4. Dispositif selon une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le deuxième axe de rotation est orienté orthogonalement au premier axe de rotation,
et le quatrième axe de rotation est orienté orthogonalement au cinquième axe de rotation.
5. Dispositif selon une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'actionneur comprend un moyen de serrage élastique avec une polarisation génératrice
de couple de rotation, ou que l'actionneur présente un entraînement électromoteur,
sous la forme d'un des moteurs électriques suivants: servomoteur, moteur pas à pas
ou synchrone, ou que le système d'actionneur possède un entraînement servo-hydraulique
ou servo-pneumatique.
6. Dispositif selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la première, deuxième, troisième et quatrième pièce d'appui (1, 2, 3, 4) sont chacune
constituées en composants séparés.
7. Dispositif selon une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le premier et le deuxième axes de rotation se coupent.
8. Dispositif selon une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le premier palier rotatif (LI) sur les moyens de fixation (5) est agencé de manière
à être fixé dans l'espace de sorte que, pendant son utilisation, le premier axe de
rotation (D1) traverse l'omoplate ou une zone située entre la colonne vertébrale et
l'omoplate de la personne.
9. Dispositif selon une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier axe de rotation (D1) et le cinquième axe de rotation (D5) couvrent un
niveau commun.
10. Dispositif selon une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'un sixième palier rotatif (L6) est fixé directement ou indirectement sur la troisième
pièce d'appui (3) pour faire tourner la quatrième pièce d'appui (4) autour d'un sixième
axe de rotation (D6), qui est orienté orthogonalement au quatrième axe de rotation
(D4).