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WO2008129097A1 - Exoesqueleto - Google Patents

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Publication number
WO2008129097A1
WO2008129097A1 PCT/ES2008/000243 ES2008000243W WO2008129097A1 WO 2008129097 A1 WO2008129097 A1 WO 2008129097A1 ES 2008000243 W ES2008000243 W ES 2008000243W WO 2008129097 A1 WO2008129097 A1 WO 2008129097A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
exoskeleton
joint
support element
knee
assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/ES2008/000243
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Juan MORÁN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GOLDEN CRAB SL
Original Assignee
GOLDEN CRAB SL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GOLDEN CRAB SL filed Critical GOLDEN CRAB SL
Priority to EP08761490A priority Critical patent/EP2153804A1/en
Priority to US12/103,196 priority patent/US8171570B2/en
Priority to ARP080101665A priority patent/AR066229A1/es
Publication of WO2008129097A1 publication Critical patent/WO2008129097A1/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/08—Body-protectors for players or sportsmen, i.e. body-protecting accessories affording protection of body parts against blows or collisions
    • A63B71/12—Body-protectors for players or sportsmen, i.e. body-protecting accessories affording protection of body parts against blows or collisions for the body or the legs, e.g. for the shoulders
    • A63B71/1225—Body-protectors for players or sportsmen, i.e. body-protecting accessories affording protection of body parts against blows or collisions for the body or the legs, e.g. for the shoulders for the legs, e.g. thighs, knees, ankles, feet
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00—Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices ; Anti-rape devices
    • A61F5/01—Orthopaedic devices, e.g. long-term immobilising or pressure directing devices for treating broken or deformed bones such as splints, casts or braces
    • A61F5/0102—Orthopaedic devices, e.g. long-term immobilising or pressure directing devices for treating broken or deformed bones such as splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2244/00—Sports without balls
    • A63B2244/19—Skiing
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63C—SKATES; SKIS; ROLLER SKATES; DESIGN OR LAYOUT OF COURTS, RINKS OR THE LIKE
    • A63C2203/00—Special features of skates, skis, roller-skates, snowboards and courts
    • A63C2203/50—Skis, skates or boards with shoe-like cradles comprising additional leg support

Definitions

  • the present invention relates to an exoskeleton or safety device for performing a physical activity, especially snow skiing, which makes such physical activity safer.
  • the exoskeleton is particularly beneficial in protecting against knee injuries, as this is the joint that suffers the most damage in accidents recorded during sports, such as skiing.
  • the protection provided by the exoskeleton of the present invention is not limited to the knee, but may provide protection to other parts of the body, including the entire leg.
  • the exoskeleton of the present invention can provide protection up to a skier's hip or, in certain embodiments, to a skier's thigh.
  • the present invention is especially beneficial for skiing, in particular alpine skiing, although the present invention may also be useful for other sports involving risk of joint or bone injury. Therefore, everything that is detailed below could also be used, with the logical adaptations, to the protection of other athletes and people who practice activities at risk of physical injuries in general and joint injuries in particular.
  • injuries often force people to stop skiing or practice many other sports.
  • injured people choose to undergo major surgery that has various risks, are often very painful, involve long recoveries of approximately six months and force changes in the way of life with resulting labor, family, professional, psychological and economic inconveniences of the injury.
  • the injury of the external lateral ligament usually affects beginners and intermediate level skiers, who ski mainly in the wedge position, and that they are injured during a fall, when they cross the skis or when the wedge is opened.
  • the injury of the external lateral ligament can occur when, for example, a ski runs into an obstacle or when the ski is opened and the skier tries to counteract this movement with the leg.
  • the anterior cruciate ligament injury occurs in different conditions, especially in more skilled skiers, and especially when: - the back of the ski lever with the boot, exerting a torsion force, twisting and bending the knee;
  • injuries include damage to the meniscus (between 5 and 10% of all injuries), caused by torsional stresses applied to the flexed knee, and usually motivated when an obstacle is encountered at high speed.
  • the fixings that hold the boot to the ski are used to reduce the risk of injury, but do not adequately prevent such risk.
  • the fixings are designed so that the boot is released from the ski when a specific and previously determined pressure is exceeded.
  • the fixation may not behave as expected. In such cases, the fixation does not jump and the boot is not Release from the ski at the appropriate time or not at any time, often causing the knee ligaments to break before the mechanism can release the boot.
  • these knee injuries usually require an expensive surgical intervention, with a long and uncomfortable recovery, results that are not always satisfactory and with significant work, family, etc. repercussions.
  • No device of the state of the art provides protection such as the exoskeleton of the present invention.
  • US Patent No. 4136404 Bl describes a clamp apparatus for the leg of an athlete, such apparatus being connected to the sides of a ski boot, and including a division of the leg that is articulated at the height of the knee, so that the upper part is attached to the thigh and the lower part to the boot.
  • This device allows a movement of flexion and extension of the leg, restricting the lateral flexion of the two parts of the leg and allowing the transmission of the lateral forces of the skier's legs to the lateral parts of the boot.
  • the problem to be solved by this device is to reduce the lateral flexion of the legs of a skier while skiing, and eventually protect the bones of the leg, not their joints, in case of flexion but not in case of torsion, which It is the effort that generates the most common and significant knee injuries, especially when the knee is extended.
  • Another limitation of the mechanism covered by the previous US patent is that by carrying the leg firmly attached to the boot by the mechanism of the described invention, when the knee is flexed, freedom of movement is greatly compromised, affecting the experience of skiing, unlike the device according to the present invention.
  • US Patent No. 3947051 Bl describes a ski boot fixation with a transmitter located between the leg and the skier's boot to initiate the "opening" operation of the fixation during broths, in particular forward broths.
  • the transmitter detects excessive force between the leg and the boot and transmits an opening instruction to the fixation, avoiding injuries to the skier's leg.
  • the present invention is totally different from the previous one:
  • boot-ski junction it is not limited to the boot-ski junction, but includes boot-leg-hip or boot-leg-thigh connection elements referred to herein as exoskeleton;
  • the torque generated in the foot due to the ski lever effect in dangerous positions for the knee joint is transmitted to the entire structure of the exoskeleton, and through it to strong areas of the body, such as the hip or the skier's waist, although it can be transmitted to a part of the skier's leg, such as the thigh;
  • the device which is connected to strong areas of the body, can withstand the torque generated by the ski lever in extreme or extreme positions that can injure the knee, so that the resulting forces are not transmitted to the joint of the knee, much weaker, and that to date no system or mechanism has managed to protect effectively, as evidenced by the statistics of injuries mentioned above;
  • the present invention significantly reinforces the body structure in the areas of the body most involved with skiing, allowing adjustments to be made more hard with the guarantee that no injury will occur, since in most cases the skier will will support the reinforced structure of the exoskeleton, and in extreme cases, the fixation will skip without affecting the structure of the knee or any other joint or leg bone.
  • US Patent Application Publication No. 2006260620 Al details an exoskeleton for lower limbs that engages a person and is configured such that the two leg supports are in contact with the ground to provide support when the user is arrested.
  • the exoskeleton is formed by a connection in the thigh, another in the calf and two artificial joints at the knee, allowing these joints to extend and flex the connection of the thigh and the connection of the calf.
  • the exoskeleton is attached to the hip through artificial joints that allow extension and flexion. The energy to move the exoskeleton is provided by the user.
  • This device can be used by people who need help to walk or who need to stand supporting and transporting loads. That is, the purpose of the device described in US Patent Application Publication No. US-2006260620-A1 is to increase the user's ability to withstand heavy weights when walking or standing.
  • US Patent Application No. 2006260620 Al which includes a hip anchor, is structured to obtain results that are different from those of the present invention.
  • this application refers to a system to increase the ability to withstand large loads, rest while standing or replace the lack of strength of weak legs.
  • this system is not useful for practicing a sport that is as dynamic and requires as much flexibility as, for example, the sport of skiing. Instead, it simply has the purpose of increasing the load capacity, while, as explained in this specification, the present invention is structured to increase the resistance, not the force, against situations such as unwanted turns of A ski
  • US Patent Application Publication No. US 2006260620 Al is designed to work vertically with movements similar to those made when walking, counteracting the forces of gravity, but not to resist rotational movements in a horizontal plane, such as invention described herein, of particular application to snow skiing.
  • the hip joint described in US patent application number US 2006260620 Al does not have a mechanism that allows the rotation around all natural axes and at the same time limits the potentially damaging angular movement for the knee.
  • the invention object of this application provides a mechanism specially designed to allow all the freedom of movement necessary for activities such as skiing, while preventing unnatural movements that can cause injuries.
  • the present The invention is particularly useful in the protection against extreme turns of the foot, being designed to withstand the turning forces or torque due to the large lever that the skier has attached to his leg, that is, skiing, a situation that does not occur in The application of the device described in US Patent Application Publication No. 2006260620 Al.
  • the knee joint and the ankle joint of the device described in US patent application number US 2006260620 Al have no mechanism that allows the natural movements necessary for activities such as skiing, and at the same time protecting the joint before movements or positions of the knee in particular, and the leg in general, which can cause injuries.
  • the present invention does provide these mechanisms in the joints, on the one hand to provide all the necessary range of movements, and on the other hand to limit or prevent those movements or positions that may be harmful to the leg in general and the knee. in particular, with special emphasis on protection against strong turns of the foot, or of the body around the foot, which may occur involuntarily during physical activities such as skiing.
  • the exoskeleton or safety device of the present invention solves problems and inconveniences not resolved in the prior art, mainly due to the fact that these problems had not been exposed, much less raised in the same until now.
  • the known devices do not prevent the possibility of knee injuries. Instead, known devices simply reduce the possibility of knee injuries under operating conditions. very particular and very specific, which are specific to each device, unlike the present invention that prevents leg and hip injuries and, especially, knee injuries.
  • the device of the invention makes it possible to derive potentially damaging forces for the legs in general and the knee in particular, towards strong areas of the body such as the hip and the most resistant areas of the legs.
  • An object of the present invention is, therefore, to provide an exoskeleton (safety device) that prevents injuries due to torsion of the knees, legs and hips, while a person performs a physical activity, such as the practice of ski.
  • the exoskeleton of the present invention achieves this object by deriving stresses, and in particular excessive torsional forces that could result in injuries (Figure IA), through a support structure or exoskeleton that is attached to strong areas. of the waist and / or legs, thus ensuring that the knee in particular does not experience such efforts (figure IB).
  • the exoskeleton of the present invention can transmit the torque produced by the large lever, the ski, from a support element (second support element) of the exoskeleton, configured to couple the exoskeleton to the body from the skier below the knee, for example a rigid boot, to strong areas of the body through another support element (first support element) of the exoskeleton that is coupled to the body of the skier by above the knee, and through the structure of the exoskeleton, thus protecting the weakest ligaments in the knee from overload produced by the lever (i.e., skiing).
  • the exoskeleton includes:
  • first support element that couples the exoskeleton to the user's body above the knee, such as the hip or thigh
  • a second support element that couples the exoskeleton to the user's body below the knee, such as the boot, fixing the boot to the ski or the ski itself
  • first joint or joint assembly with two ends, an upper end coupled to the first support element and a lower end coupled to the second support element, the first joint assembly extending along the leg of the person or skier who carry the exoskeleton; and - at least a first turning limitation joint or turning angle limiting mechanism (MLA) that limits the relative rotation or torsion between the first support element and the second support element around the axis that links them together, thus limiting the relative rotation or torsion between the coupling point to the body of the first support element and the coupling point to the body of the second support element.
  • MLA turning limitation joint or turning angle limiting mechanism
  • the exoskeleton is coupled to one or both legs of a skier or person using the exoskeleton, a first coupling to the body of the skier above the knee and a second coupling to the body of the skier below the knee.
  • first coupling and the second A mechanism MLA
  • This MLA or angle limitation mechanism can be regulated so that the person using the exoskeleton can determine the exact degrees that the first support element can rotate with respect to the second support element.
  • the first support element is preferably located at waist height, which additionally limits the relative torsion between both feet connected by the exoskeleton through the waist, although it is possible to use a first support element on each leg or only in one of the legs, the first support element can also be located on the thigh or thighs of the skier.
  • the device may also have seals or mechanisms such that they allow torque transmission between two elements connected by them even when the torque axes of both elements are not aligned.
  • these joints or mechanisms include certain elastic joints or universal joint type transmissions, cables of the type used in kilometers or odometers, among others.
  • exoskeleton of the present invention allow the transmission of the torque from the coupling to the skier's body below the knee, from and through the second support element, to the coupling to the skier's body above the knee, through the first support element, in which the upper coupling can be located above the knee, for example, on the skier's hip or waist or the skier's thigh or thighs.
  • the device can be described as a structure that, by means of an exoskeleton, fixes the second support element (for example, the skier's boot, the fixing of the boot to skiing or skiing , by means of articulated elements that allow freedom to perform the natural movements of the legs) to a structure that is attached to the legs and can surround, by means of the corresponding first support element, the skier's hip or the skier's thigh.
  • the second support element for example, the skier's boot, the fixing of the boot to skiing or skiing , by means of articulated elements that allow freedom to perform the natural movements of the legs
  • the exoskeleton structure functions as a stop and reaches a rigid point, so that the rotation of the second element of support, preferably the boot, and is supported by the entire support structure, namely: the exoskeleton itself and the strong areas of the legs above the knee (for example, the waist or thigh). Therefore, the resistance of a skier's legs against dangerous torsion forces is significantly increased, since the skier now has a chain of strong connections that protect the weaker knee joint.
  • the joint assembly can be divided into two parts or two independent joint assemblies, an upper union assembly and a lower union assembly.
  • the union of the first support element with the second support element is carried out through an artificial joint at the knee, joining the first support element with artificial joint at the knee height through a upper joint assembly and the artificial joint at the knee with the second support element through a lower joint assembly.
  • This artificial joint is located at the same height as the natural joint of the skier's body or the person using the exoskeleton.
  • These independent upper and lower joint assemblies can also be attached by straps or straps to strong areas of the legs, surrounding them, and the Waist piece can surround the waist or hip.
  • the mentioned joint assembly divided into two independent or non-union assemblies, can be replaced or combined with anatomical pieces adapted to the skier's leg shapes, both standardized and custom-made, and composed of fiber, plastic or any available material in the industry today, or those materials that may be useful in the future for the intended function. Consequently, the device forms an exoskeleton from a point above the knee, preferably the hip or thigh, to the feet.
  • the joint mounts can also connect the first support element and the second support element directly without the need for an artificial joint in the knee, preferably by means of an extensible joint assembly.
  • the present invention provides artificial joints that allow the natural movement of the human body as well as a structure that limits the amount of torsion or relative rotation between the anchor point of the first support element and the anchor point of the second support element. , preventing the rotation of the knee from continuing when the skier exceeds the limit of potential injury.
  • the structure thus transmits the torque as desired, transmitting it outside the knee and making the skier's legs much more resistant to the torque generated by the action of the ski and other forces generated while practicing this sport or other physical activities that They can produce different types of injuries.
  • the second skier support element or preferably the skier's boot or the user of the exoskeleton, is connected to the first support element or piece that surrounds the hip or waist by means of the joint assembly.
  • Some versions of the exoskeleton that incorporate the First support element in the hip or waist can also incorporate at the height of them a device that limits the flexion, extension, abduction and adduction of the coxo-femoral joint of one or both legs of the skier or the person who use the device
  • All natural movements of the body can be performed with absolute freedom as a result of artificial joints, mechanisms or joints, and when torsion or other potentially harmful movements approach the limit of natural movement, for example, - when they approach the point at the one that would break the ligament, bone or meniscus without protection, the system supports the impact, thus protecting the leg in general and the joint in particular, as a result of the angle or rotation limitation mechanisms.
  • the angle limiting mechanisms limit the additional rotation, stiffening the structure and transmitting the torque experienced by the extremity to the areas strong of it and, in most cases, to the hip.
  • Figure IA shows a skier without an exoskeleton of the present invention and includes a schematic representation of certain efforts to which the skier is subjected;
  • Figure IB shows a skier and a schematic representation of the same efforts represented in the previous figure, but derived to an exoskeleton by way of example according to the present invention;
  • Figure 2 shows a first preferred embodiment showing only one leg, of the two preferred ones, of an exoskeleton according to the invention;
  • Figure 2B shows a first embodiment of an exoskeleton with two legs according to the invention;
  • Figure 2C shows an embodiment of an exoskeleton as shown in Figure 2, where the double hinge located at the height of the hip has its two axes rotated 90 ° with respect to the hinge of said figure 2.
  • Figure 3 shows a first support element for the hip / waist and elements to attach it to the joint assembly
  • Figure 4 shows certain details of a rigid belt for the first support element of Figure 3
  • Figure 5 shows a detail of the connection elements of the rigid belt of Figure 4 in a pre-connection phase
  • Figure 6 shows a detail of the connection elements of the rigid belt of Figure 4 at a later stage before connection
  • Figure 7 shows a detail of the connection elements of the rigid belt of Figure 4 once connected
  • Figure 8 shows an exploded view of the elements of Figure 3
  • Figure 9 shows the T-element of the belt of Figure 3 with a double hinge and a length adjustment mechanism (MRL)
  • Figure 10 shows the external element of the MRL
  • Figure 11 shows the internal element of the MRL
  • Figure 12 shows a sectional view of the MRL
  • Figure 13 shows an angle limitation mechanism (MLA) with a knee joint and part of the bottom joint assembly
  • Figure 14 shows an exploded view of the elements of Figure 13
  • Figure 15 shows a different exploded view of the elements of Figure 13
  • Figure 16 shows a bottom joint assembly with an MRL, a gasket, a branch element and another MLA for coupling to the boot
  • Figure 17 shows an exploded view of the elements of Figure 16 except for the MLA
  • Figure 18 shows an exploded view of the MLA of
  • the exoskeleton (10, 11, 12, 13, 14) or safety device for snow skiing and to be carried by a person (3 ) on at least one leg includes a first support element (21), a second support element (31), a joint assembly (40) between the first support element and the second support element and at least one joint of rotation limitation or mechanism (70, 80, 90, 110) of angle or rotation limitation (MLA).
  • the exoskeleton can also include artificial joints that allow both the transmission of the torque from the second support to the first support element, as well as allow the natural movements of the skier.
  • connection assembly (40) located between the upper and lower support elements can be divided into two sub-assemblies (41, 44), between the support elements, so that the first connection sub-assembly is a connection assembly (41) upper that connects a point above the knee (2) (for example, the first support element (21) attached to the hip (5) or the first support element (29) attached to the thigh (4)), to the Artificial joint at knee height (2), and the second joint subassembly is a lower joint assembly (44) that connects the artificial joint around the knee (2) to the second support element.
  • first connection sub-assembly is a connection assembly (41) upper that connects a point above the knee (2) (for example, the first support element (21) attached to the hip (5) or the first support element (29) attached to the thigh (4)), to the Artificial joint at knee height (2)
  • the second joint subassembly is a lower joint assembly (44) that connects the artificial joint around the knee (2) to the second support element.
  • the joint assembly (40) can be placed either on one leg alone or on both legs at the same time.
  • the exoskeleton is attached to the body by a first support element coupled to the body above the knee (2).
  • a first support element coupled to the body above the knee (2).
  • an ergonomic first coupling piece (21) as shown in Figure 19, which can be located approximately at the waist or hip height (5) of the skier.
  • a first support element (21) of this type can take the form of a belt (21) having two pieces (22, 23) that join together to form a rigid whole, thus allowing its opening for coupling to the skier's body along its entire contour, since it surrounds the waist with the surrounding belt piece (22) and a front belt piece (23).
  • the belt can be fastened by the user in the front part with the help of the belt connections (24, 25) and a belt closure (26).
  • One of the connections (24) of the belt is located at one free end of the surrounding part (22) of the belt and the other connection (25) of the belt is located at the free end of the front part (23) of the belt.
  • the connections (24, 25) of the belt are partially coupled together, one on top of the other forming an element and the closure (26) of the belt fixed to each other both connections (24, 25) of the belt.
  • the first support element in this embodiment the belt (21), is connected to the rest of the exoskeleton through a T element (27) that is attached to the surrounding part (22) of the belt by means of screws (28).
  • This T-element can also be included as part of the surrounding part (22) of the belt.
  • the remaining components that form the exoskeleton structure can be arranged on both sides of this first support element or belt (21).
  • the lower end of the T-member (27) is coupled to the joint assembly (40), specifically to the upper end of the joint assembly (41), and more specifically in this embodiment to the upper end (42) of the assembly (41) of superior union through a articulation, specifically a double hinge (53) with pins (54).
  • This double hinge is preferably constructed so as to limit, in an adjustable way, the range of rotation in each of the directions of each of its two axes.
  • the upper connecting mounts (41) may have a length approximately to the length of the femur of an average man and preferably may have means that allow its length to be modified to provide an optimal fit, using for this purpose a length adjustment mechanism or MRL (60) coupled to the double hinge joint (53), preferably of limited range.
  • the MRL (60) is used to regulate the length of the upper joint assembly (41) and includes an internal MRL element (61) or shaft, preferably of hexagonal section coupled to the upper end of the upper joint assembly (42) and an external MRL element (62) or hub, also preferably of hexagonal section, coupled to the joint or double hinge (53) attached to the T element (27).
  • the element ( 61) MRL internal has holes (63) or the like on surfaces facing outward and the external element (62) has at least one sphere (64), preferably two, at its lower end.
  • This external element (62) also has a pressure device (65) inside it to push the sphere (s) (64) that is held in place by means of a cover or cover (66) of the element MRL external.
  • the upper joint assembly (41) runs between the hip (5) and the knee (2).
  • the coupling between both elements, hip piece or T element (27) and upper joint assembly is carried out as previously established, by means of a joint, preferably a double hinge (53) as described and which also it can be a hinge (52), a universal joint or cardan joint (51) or any other element that has similar dynamic characteristics and allows angular movements of the leg in the co-femoral joint at least in the two axes, transverse and sagittal , or put another way, allow flexion, extension, adduction and abduction, while limiting, preferably in a user-adjustable way, angular movements in the same transverse and sagittal axes, or what is the same, flexion, extension, abduction and adduction, in values that could be harmful.
  • the artificial joint located at the height of the hip is, in this preferred mode, a double hinge (53) of limited rotation.
  • An alternative double hinge (53), shown in Figure 2C, has its two axes rotated 90 degrees with respect to the double hinge shown in Figure 2 and Figure 2B.
  • the upper joint assembly (41) is attached at its lower end to the lower joint assembly (44), preferably at knee height and using a knee joint (2), preferably a hinge type joint (52) that allows the natural flexion and extension of the knee (2), but not its torsion.
  • an angle limitation mechanism 70, 80, 90
  • MLA limits the relative rotation or torsion between the upper end (42) of the upper joint assembly (41) and the lower end (43) of the upper joint assembly (41) around an axis passing through the end (42) upper and lower end (43) of the upper joint assembly (41).
  • the first embodiment discussed in this document has two MLAs.
  • the first MLA (80) connects the upper joint assembly (41) to the lower joint assembly (44) through itself and through the hinge (52) and its pin (54).
  • the MLA shown in Figures 14 and 15 includes an external element (81) or hub and an internal element (84) that rotate with respect to each other a limited range around the longitudinal axis of the upper joint assembly.
  • the internal element (84) has an element (85) raised on its surface and the external element (81) has an internal surface (83) with a groove or guide path (82) therein.
  • the guiding path is shaped like a kidney.
  • the raised element (85) can only move in the guiding path (82) of the internal surface (83) of the element (81) external or cube. Therefore, the rotation is limited by the length of the guide path (82).
  • the length of the guide path (82) can be reduced and, therefore, the rotation of one element (81, 84) with respect to the other, if elements (87) such as cotters, gauges or pins are introduced into the holes ( 86) practiced on the surface of the guidance path (82).
  • elements (87) such as cotters, gauges or pins
  • MRL second length adjustment mechanism that allows the variation of the length of the lower joint assembly (44).
  • This MRL (60) is attached to another hinge (52), to connect the MRL (60) with an element
  • a connecting element (115) extends downwards and joins a second boot MLA or MLA (110) shown in Figure 18.
  • This MLA (110) is mainly composed of a semicircular rail or guide (112) of sliding and a curved sliding element (111) inserted in the sliding guide (112), so that the curved sliding element (111), fixed to the connecting element (115) moves or slides between the two ends of the semicircular groove or sliding guide (112).
  • the element that includes the slide guide (112) is fixed to the second support element, in this particular case the rear part of the boot (31).
  • the rotation of the sliding element (111) can be limited by the inclusion in at least one end, and preferably in both, of the semicircular sliding guide of a stop element (113), and depending on the size of the elements ( 113) butt, the turn will be greater or lesser.
  • the hinge (52) located in the second MRL (60) is used to absorb the movements of the leg within the boot (31), in particular the forward and backward movements of the leg.
  • the MLAs so far described can be replaced by other alternative mechanisms (70, 90) of angle limitation, operatively coupled to elements of the exoskeleton.
  • a second embodiment of MLA (70) is illustrated in Figures 24 and 25.
  • the MLA (70) has an axis (72) and hub (71) system in which the hub (71) has a groove, slit or window (73) on its surface that is perpendicular to the axis longitudinal rotation and the axis (72) which is concentric with the hub (71), includes a stud (74) perpendicular to the longitudinal axis of rotation.
  • the shaft (72) is inserted in the hub (71) and the pin (74) in the slot (73) so that the rotation of the shaft (72) with respect to the hub (71) is thus limited by the length of the groove (73), specifically when the pin (74) abuts against one of the two ends of the groove (73).
  • the MLA can be located along the upper joint assembly (41), and therefore it is divided into two parts so that one part connects with the axis (72) of the MLA and the other with the hub ( 71) of the MLA.
  • FIG. 26 to 29 Yet another alternative of a rotation limitation mechanism or angle limitation mechanism (MLA) (90), as illustrated in Figures 26 to 29, includes at least two partially curved plates (91, 92) that are superimposed between they.
  • Each curved plate has two rails (93, 94) at its lower edge and a groove (96) at its upper edge, and both rails (93, 94) are separated from each other by a gap or space (95).
  • the rails (93, 94) separated from the first curved plate (91) are inserted into the groove (96) of the second curved plate (92), thus allowing a rotating movement of one plate with respect to the other.
  • a stopper pin (97) can be inserted into a hole (98) that crosses the groove (96) of the second curved plate, so that the first curved plate can only move in length of the gap (95) between the rails (93, 94) of the first curved plate.
  • the above MLA embodiments can be placed anywhere along the upper joint assembly (41), between the hip (5) and the knee (2), the upper joint assembly being thus divided into two parts so that one part of the upper joint assembly (41) is linked with a part of the MLA (71, 80, 91) and the other part of the upper union assembly with the lower element (72, 84, 92) of the MLA.
  • the above MLAs can be placed anywhere along the bottom joint assembly.
  • the device may also have coupling systems (60), which are the same as the MRL or length adjustment mechanism, as illustrated in Figures 9 to 12, which allow connection and disconnection between two elements or components of the device in order to help the assembly or disassembly of the exoskeleton, as well as its use or arrangement on the skier or user thereof.
  • the number of coupling systems (60) as well as the characteristics of each of them can vary, the coupling systems (60) being able to be located at any point along the transmission chain that forms the exoskeleton in order to facilitate Remove or get rid of the exoskeleton.
  • the coupling systems (60) are preferably located in the lower joint assembly (44), between the second support element and the knee, since thus the exoskeleton of said second support element can be disconnected, preferably the boots (31 ), but also skis (1) or ski boot fixings.
  • the coupling systems (60) are preferably fast coupling systems and can also be used as extension means of the upper or lower joint assembly, and therefore, of the exoskeleton.
  • the MRL can be used, which in turn also allows extending the length of the joint assemblies described previously.
  • both boots (31) are linked through the above alternatives, and therefore both feet, through the hip, also causing the connection of both lower extremities (Figure 2B).
  • a second embodiment (11), shown schematically in Figure 20, has an exoskeleton that only includes an MLA (70, 80, 90, 110).
  • the embodiment (11) shown includes the same elements as the previous embodiment (10) until the artificial joint located at knee height.
  • the artificial knee joint is composed of a joint or torque transmission mechanism that allows angular misalignments between the torque axes of the two joint assemblies or elements connected by the gasket and a hinge that supports or anchors the ends of the joint assemblies or elements connected by said gasket or transmission mechanism.
  • This transmission mechanism can be an elastic joint, a universal or cardan joint (51), a kilometer or odometer type cable, or any other similar joint that transmits the torque in these conditions, such that it transmits the torque between the respective torsion axes of the elements connected by it, allowing said torque transmission regardless of the angular alignment between the respective torsion axes.
  • the lower joint assembly (44) is connected to said artificial joint through its upper end (45), the lower end (46) being of the joint assembly (44) ) bottom linked to the second support element with a coupling or fixing element (60), preferably fast fixing or coupling elements with the same components as the MRL (60) previously described.
  • Said second support element can be, for example, the ski boots (31) or the fixing of the boot to the ski or the ski itself.
  • the mentioned MLAs can be placed between the hip (5) and the knee (2) or between the knee (2) and the boot (31), in each of the lower limbs of the skier (3).
  • FIG. 21 schematically illustrates a third preferred embodiment (12) similar to the construction described previously.
  • a first support element (21) is located at the height of the hip or waist which, on its sides and for its connection with the upper joint assembly (41), has an element (27) in T and an artificial double hinge joint (53) and after this, and at any point along the upper joint assembly (41), it has an MLA (70, 80, 90, 110).
  • a hinge type joint (52) is used, which allows knee extension and flexion.
  • the lower joint assembly (44) is arranged, coupled at its upper end (45) to the hinge joint (52) and at its lower end (46) to the second support element, the boot (31), the fixing the boot to the ski or the ski itself.
  • the bottom joint assembly (44) Arranged along the bottom joint assembly (44) and preferably near the joint between the bottom joint assembly (44) and the second support element, preferably and in this example the boot (31), there is another artificial joint ( 51) that transmits the torque between the respective torsion axes of the elements connected by it, allowing said torque transmission regardless of the angular alignment between the respective torsion axes, as well as another MLA (70, 80, 90).
  • an extendable single joint assembly (40) is located between the first support member located above the knee, preferably at the height of the hip (21), and the second support element located below the knee, preferably in the boot (31).
  • the exoskeleton also incorporates gaskets, preferably of torque transmission. torsion (51), such that it transmits the torque between the respective torsion axes of the elements connected by it, allowing said torque transmission regardless of the angular alignment between the respective torsion and movement axes as well as an MLA (70, 80, 90, 110) at any point of the extensible joint assembly located between the first support element and the second support element, preferably the belt (21) and the boot (31).
  • This mount preferably of torque transmission. torsion (51), such that it transmits the torque between the respective torsion axes of the elements connected by it, allowing said torque transmission regardless of the angular alignment between the respective torsion and movement axes as well as an MLA (70, 80, 90, 110) at any point of the extensible joint assembly
  • the joint is automatically lengthened or shrunk following the extension-flexion movements of the skier's leg, due, for example, to its telescopic condition.
  • the first support element (21) located at the height of the hip (5) of the skier (3) is replaced by a support element (29) located in the thigh (4), for any one or both legs of the skier (3).
  • the first support element can be attached to it by means of a clamp (29).
  • clamps (108) are preferably formed by a rigid part and a soft part, such as a belt, used to fix the rigid part to the leg.
  • the mounts are preferably formed by a rigid part and a soft part, such as a belt, used to fix the rigid part to the leg.
  • a telescopic element that is, the foregoing can be formed by two elements, a cover (104 ) external and an internal guide (103), which slide one respect the other longitudinally, as illustrated in Figure 31.
  • the guide (103) has a circular section defining longitudinal projections (106) and longitudinal grooves (105) within the cover (104) having a complementary section.
  • This coupling allows an extensible connection and, through the projections (106) and the grooves (105), to transmit the torque in an optimal way between the guide and the cover.
  • an internal guide (107) with hexagonal shape and an external cover in the extensible joint, as shown in Figure 32.
  • such a device on each side of the hip allows, as previously described, to limit relative torsion or rotation between the point of attachment to the body of the first support element and the point of attachment to the body of the second element of support.
  • this device limits the potentially harmful movements of the lower extremities in all the axes thereof, while allowing the necessary movements for skiing and any other activity, constituting a protection against injuries that the activity carried out could produce.
  • the different components of the safety device object of the present invention may be made of different materials, whether metallic, alloys or fibers, but they must be materials that can withstand the stresses to which the device is subjected.

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Abstract

Exoesqueleto para realizar una actividad fisica por personas, especialmente esqui de nieve, para prevenir lesiones de rodilla, pierna y cadera, evitando la torsión excesiva de la rodilla, y otros movimientos que pudiesen resultar lesivos para la persona que lo lleva. El exoesqueleto deriva las fuerzas potencialmente lesivas a las partes fuertes del cuerpo y resiste las fuerzas generadas cuando alcanza posiciones anatómicamente peligrosas. El exoesqueleto incluye al menos un primer elemento soporte para acoplar el exoesqueleto al cuerpo por encima de la rodilla; al menos un segundo elemento soporte para acoplar el exoesqueleto al cuerpo por debajo de la rodilla; estando ambos enlazados entre si mediante un montaje de unión que impide que los miembros inferiores alcancen posiciones lesivas; y al menos un mecanismo de limitación de ángulo que limita la torsión relativa entre el primer elemento soporte y el segundo elemento soporte.

Description

EXOESQUELETO
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un exoesqueleto o dispositivo de seguridad para realizar una actividad fisica, especialmente esqui de nieve, que hace tal actividad fisica más segura. El exoesqueleto es particularmente beneficioso en la protección frente a lesiones de rodilla, por ser ésta la articulación que más daño sufre en los accidentes registrados durante la práctica de deportes, tales como el esqui. No obstante, la protección proporcionada por el exoesqueleto de la presente invención no se limita a la rodilla, sino que puede proporcionar protección a otras partes del cuerpo, incluyendo toda la pierna. Por ejemplo, el exoesqueleto de la presente invención puede proporcionar protección hasta la cadera de un esquiador o, en ciertas realizaciones, hasta el muslo de un esquiador.
Tal como se indica, la presente invención es especialmente beneficiosa para el esqui, en particular el esqui alpino, si bien la presente invención puede ser útil también para otros deportes que involucren riesgo de lesión articular u ósea. Por ello, todo lo que a continuación se detalla, podría usarse igualmente, con las lógicas adaptaciones, a la protección de otros deportistas y personas que practiquen actividades con riesgo de lesiones físicas en general y lesiones articulares en particular.
Antecedentes
La práctica del esqui alpino produce todos los años un gran número de lesiones graves de rodilla involucrando rotura ligamentosa y de menisco, a pesar de los esfuerzos que se han hecho en la industria por mejorar las fijaciones, y, por tanto, la sujeción del esquiador a los esquís.
Estas lesiones a menudo fuerzan a las personas a dejar de esquiar o de practicar muchos otros deportes. Alternativamente, las personas lesionadas eligen someterse a una cirugía mayor que tiene diversos riesgos, son a menudo muy dolorosas, suponen recuperaciones largas de aproximadamente seis meses y obligan a cambios en el modo de vida con inconvenientes laborales, familiares, profesionales, psicológicos y económicos resultantes de la lesión.
Otras lesiones posibles durante la práctica del esqui, y que siguen en frecuencia de aparición a las de rodilla, son las lesiones de cabeza y cara, pero el uso del casco para proteger de estas lesiones está difundiéndose cada vez más.
En la actualidad, el número total anual de esquiadores por año entre Estados Unidos y Europa es de aproximadamente 20 millones .
El número total de accidentes que involucran lesiones graves, que conllevan la atención y evacuación del herido en pista es de aproximadamente entre un dos y un cuatro por mil. De mil dias esquiados por un esquiador, se lesionarla entre dos y cuatro veces (en Estados Unidos, esta cifra es de un 3,5 por mil días aproximadamente) . Tal como se ha mencionado previamente, el esquí conlleva un riesgo alto de lesiones de rodilla ligamentosas y de menisco (entre un 30% y un 40% del total) , entre otras lesiones. Tales lesiones están provocadas con frecuencia por las grandes fuerzas a las que son sometidas las rodillas por los esfuerzos transmitidos hasta ellas a través de la bota rígida desde los esquís, que actúan como grandes palancas, tal como se ilustra en la figura IA.
Existen diferentes lesiones de rodilla, pero las más habituales en el esquí son la rotura del ligamento lateral externo (entre un 20 y un 25% de las lesiones) y la rotura del ligamento cruzado anterior (entre un 10 y un 15% de las lesiones) .
La lesión del ligamento lateral externo afecta habitualmente a principiantes y a esquiadores de nivel intermedio, que esquían principalmente en la posición de cuña, y que se lesionan durante una caída, cuando se cruzan los esquís o cuando se abre la cuña. En esquiadores más expertos puede producirse la lesión del ligamento lateral externo cuando, por ejemplo, se topa un esquí con un obstáculo o cuando se abre el esquí y el esquiador trata de contrarrestar este movimiento con la pierna.
La lesión del ligamento cruzado anterior se produce en diferentes condiciones, especialmente en esquiadores más expertos, y principalmente cuando: - la parte posterior del esquí hace palanca con la bota, ejerciendo una fuerza de torsión, retorciendo y doblando la rodilla;
- el esquiador se desequilibra hacia atrás durante un salto, instintivamente estira una pierna y por ello cae sobre la parte posterior del esquí, forzando la parte trasera de la bota contra la pantorrilla, desviando así la tibia bajo el fémur y rompiendo el ligamento cruzado; o
- el esquiador está de pie y es golpeado por detrás en la parte inferior de la pierna, forzando la tibia hacia delante con el consiguiente daño en el ligamento cruzado.
Otras lesiones incluyen daños en el menisco (entre un 5 y un 10% de todas las lesiones) , provocados por esfuerzos de torsión aplicados a la rodilla flexionada, y habitualmente motivados cuando se encuentra un obstáculo a gran velocidad.
Actualmente, las fijaciones que sujetan la bota al esquí se usan para reducir el riesgo de lesión, pero no previenen adecuadamente tal riesgo. Las fijaciones están diseñadas para que la bota se suelte del esquí cuando se sobrepase una presión específica y previamente determinada. Sin embargo, dependiendo de la postura de la pierna en el momento de la demanda de la fuerza y de otros factores como la violencia del impacto, es posible que la fijación no se comporte como se espera. En tales casos, la fijación no salta y la bota no se suelta del esquí en el momento apropiado o no se suelta en ningún momento, provocando con frecuencia que se rompan los ligamentos de la rodilla antes de que el mecanismo pueda soltar la bota. Tal como se ha mencionado previamente, estas lesiones de rodilla obligan habitualmente a una intervención quirúrgica costosa, con una recuperación larga e incómoda, resultados que no son siempre satisfactorios y con repercusiones significativas laborales, familiares, etc. Ningún dispositivo del estado de la técnica, proporciona una protección tal y como el exoesqueleto de la presente invención.
Por ejemplo, el documento de patente estadounidense número US 4136404 Bl, describe un aparato abrazadera para la pierna de un deportista, estando tal aparato conectado a los lados de una bota de esquí, e incluyendo una división de la pierna que queda articulada a la altura de la rodilla, de manera que la parte superior queda sujeta al muslo y la parte inferior a la bota. Este dispositivo permite un movimiento de flexión y extensión de la pierna, restringiendo la flexión lateral de las dos partes de la pierna y permitiendo la transmisión de las fuerzas laterales de las piernas del esquiador a las partes laterales de la bota. Es decir, el problema a resolver por este dispositivo consiste en reducir la flexión lateral de las piernas de un esquiador mientras esquía, y eventualmente proteger los huesos de la pierna, no sus articulaciones, en caso de flexión pero no en caso de torsión, que es el esfuerzo que genera las lesiones de rodilla más habituales y significativas, especialmente cuando la rodilla se encuentra extendida. Otra limitación del mecanismo amparado por la patente estadounidense anterior es que al llevar la pierna firmemente sujeta a la bota por el mecanismo de la invención descrita, cuando la rodilla se encuentra flexionada, la libertad de movimientos se ve muy comprometida, afectando a la experiencia de la práctica del esqui, a diferencia del dispositivo según la presente invención.
La patente estadounidense número US 3947051 Bl, describe una fijación para bota de esquiar con un transmisor situado entre la pierna y la bota del esquiador para iniciar la operación de "apertura" de la fijación durante caldas, en particular caldas hacia delante. El transmisor detecta una fuerza excesiva entre la pierna y la bota y transmite una instrucción de apertura a la fijación, evitando lesiones en la pierna del esquiador. Sin embargo, tal como se entenderá, la presente invención es totalmente diferente a la anterior:
- no requiere la sustitución del mecanismo de fijación bota - esqui, sino que se complementa con él,
- no se limita a la unión bota - esqui, sino que comprende elementos de conexión bota - pierna - cadera o bota - pierna - muslo denominados en el presente documento como exoesqueleto;
- el par de torsión generado en el pie debido al efecto palanca del esqui en posiciones peligrosas para la articulación de la rodilla se transmite a toda la estructura del exoesqueleto, y a través de él a las zonas fuertes del cuerpo, tales como la cadera o la cintura del esquiador, aunque puede transmitirse a una parte de la pierna del esquiador, tal como el muslo;
- el dispositivo, que está unido a zonas fuertes del cuerpo puede soportar el par de torsión generado en el pie por la palanca del esqui en posiciones limite o extremas que pueden lesionar la rodilla, de manera que las fuerzas resultantes no se transmitan a la articulación de la rodilla, mucho más débil, y que hasta la fecha ningún sistema o mecanismo ha conseguido proteger eficazmente, como prueban las estadísticas de lesiones mencionadas anteriormente; - la presente invención refuerza significativamente la estructura corporal en las zonas del cuerpo más involucradas con la práctica del esqui, permitiendo ajustar las fijaciones de manera más dura con la garantia de que no se producirá lesión, pues en la mayoría de los casos el esquiador se apoyará en la estructura reforzada del exoesqueleto, y llegados a casos extremos, saltará la fijación sin afectar a la estructura de la rodilla o cualquier otra articulación o hueso de la pierna.
Ninguna de las funcionalidades anteriores están presentes en la patente estadounidense US 3947051 Bl, mientras que la presente invención permite conseguir dichas funcionalidades . La publicación de solicitud de patente estadounidense número US 2006260620 Al, detalla un exoesqueleto para extremidades inferiores que se acopla a una persona y está configurado de tal manera que los dos soportes de las piernas están en contacto con el suelo para proporcionar apoyo cuando el usuario está detenido. El exoesqueleto está formado por una conexión en el muslo, otra en la pantorrilla y dos articulaciones artificiales a la altura de la rodilla, permitiendo estas articulaciones la extensión y flexión de la conexión del muslo y de la conexión de la pantorrilla. El exoesqueleto se sujeta a la cadera a través de articulaciones artificiales que permiten la extensión y flexión. La energía para mover el exoesqueleto la aporta el usuario. Este dispositivo pueden usarlo personas que precisen ayuda para andar o que necesiten estar parados soportando y transportando cargas. Es decir, el fin del dispositivo descrito en la publicación de solicitud de patente estadounidense número US- 2006260620-A1 es aumentar la capacidad del usuario para soportar grandes pesos cuando anda o está parado.
La solicitud de patente internacional número PCT/US2006/014227, describe una variante del dispositivo descrito anteriormente que incorpora además un motor para conseguir un mayor aumento de la fuerza de la persona que usa el exoesqueleto.
La solicitud de patente estadounidense número US 2006260620 Al, que incluye un anclaje a la cadera, está estructurada para obtener resultados que son distintos a los de la presente invención. Tal como se ha indicado previamente, esta solicitud se refiere a un sistema para aumentar la capacidad para soportar cargas grandes, descansar estando de pie o suplir la falta de fuerza de unas piernas débiles. Como tal, este sistema no tiene utilidad para practicar un deporte que sea tan dinámico y que requiera tanta flexibilidad como, por ejemplo el deporte del esqui. En su lugar, simplemente tiene el fin de aumentar la capacidad de carga, mientras que, tal como se explica en esta memoria descriptiva, la presente invención está estructurada para aumentar la resistencia, que no la fuerza, frente a situaciones como giros no deseados de un esqui.
El sistema descrito en la publicación de solicitud de patente estadounidense número US 2006260620 Al está diseñado para trabajar en vertical con movimientos similares a los realizados al andar, contrarrestando las fuerzas de la gravedad, pero no para resistir movimientos giratorios en un plano horizontal, como la invención descrita en el presente documento, de aplicación particular al esqui de nieve.
La articulación de cadera descrita en la solicitud de patente estadounidense número US 2006260620 Al no dispone de un mecanismo que permita el giro alrededor de todos los ejes naturales y al mismo tiempo limite el movimiento angular potencialmente lesivo para la rodilla. Por otro lado, la invención objeto de esta solicitud proporciona un mecanismo especialmente diseñado para permitir toda la libertad de movimientos necesaria para actividades tales como la práctica del esqui, mientras que evita que se produzcan movimientos antinaturales que pueden causar lesiones. La presente invención es particularmente útil en la protección ante giros extremos del pie, estando diseñada para soportar las fuerzas de giro o pares de torsión debidos a la gran palanca que el esquiador lleva sujeta a su pierna, es decir el esqui, situación que no se produce en la aplicación del dispositivo descrito en la publicación de solicitud de patente estadounidense número US 2006260620 Al.
La articulación de rodilla y la articulación de tobillo del dispositivo descrito en la solicitud de patente estadounidense número US 2006260620 Al, no tienen ningún mecanismo que permita los movimientos naturales necesarios para actividades tales como la práctica del esquí, y que al mismo tiempo proteja la articulación ante movimientos o posiciones de la rodilla en particular, y la pierna en general, que puedan causar lesiones. Por otro lado, la presente invención sí proporciona estos mecanismos en las articulaciones, para por un lado proporcionar toda la amplitud de movimientos necesaria, y por otro lado limitar o impedir aquellos movimientos o posiciones que puedan resultar lesivos para la pierna en general y la rodilla en particular, haciendo especial énfasis en la protección ante los fuertes giros del pie, o del cuerpo en torno al pie, que pueden producirse involuntariamente durante actividades físicas tales como la práctica del esquí.
Explicación de la invención
Debido a su estructura única, el exoesqueleto o dispositivo de seguridad de la presente invención resuelve problemas e inconvenientes no resueltos en el estado de la técnica, principalmente debido al hecho de que estos problemas no se habían expuesto ni mucho menos planteado en el mismo hasta ahora, debido a que los dispositivos conocidos no evitan la posibilidad de lesiones de la rodilla. En su lugar, los dispositivos conocidos simplemente reducen la posibilidad de lesiones de la rodilla en unas condiciones de funcionamiento muy particulares y muy determinadas, que son especificas para cada dispositivo, a diferencia de la presente invención que evita las lesiones de la pierna y la cadera y, especialmente, las lesiones de la rodilla. El dispositivo de la invención permite derivar las fuerzas potencialmente lesivas para las piernas en general y la rodilla en particular, hacia zonas fuertes del cuerpo como la cadera y las zonas más resistentes de las piernas. Cuando el movimiento llega a una posición anatómicamente peligrosa, es el exoesqueleto el que resiste las fuerzas generadas y las deriva a las zonas más fuertes de pierna y cadera. Especialmente, aunque no exclusivamente, aquellas fuerzas producidas por la gran palanca que forma el esquí, que de otro modo causarían importantes lesiones en la rodilla. Un objeto de la presente invención es, por tanto, proporcionar un exoesqueleto (dispositivo de seguridad) que evite las lesiones debidas a la torsión de las rodillas, las piernas y las caderas, mientras una persona realiza una actividad física, tal como la práctica del esquí. El exoesqueleto de la presente invención consigue este objeto mediante la derivación de los esfuerzos, y en particular las fuerzas de torsión excesivas que podrían dar como resultado lesiones (figura IA) , a través de una estructura de soporte o exoesqueleto que se sujeta a zonas fuertes de la cintura y/o las piernas, asegurando así que la rodilla en particular no experimente dichos esfuerzos (figura IB) .
En una realización a modo de ejemplo, el exoesqueleto de la presente invención puede transmitir el par de torsión producido por la gran palanca, el esquí, desde un elemento de soporte (segundo elemento de soporte) del exoesqueleto, configurado para acoplar el exoesqueleto al cuerpo del esquiador por debajo de la rodilla, por ejemplo una bota rígida, hasta zonas fuertes del cuerpo a través de otro elemento de soporte (primer elemento de soporte) del exoesqueleto que está acoplado al cuerpo del esquiador por encima de la rodilla, y a través de la estructura del exoesqueleto, protegiendo asi los ligamentos más débiles de la rodilla de la sobrecarga producida por la palanca (es decir, el esqui) . Según un objeto de la presente invención, el exoesqueleto incluye:
- un primer elemento de soporte que acopla el exoesqueleto al cuerpo del usuario por encima de la rodilla, tal como a la cadera o el muslo, - un segundo elemento de soporte que acopla el exoesqueleto al cuerpo del usuario por debajo de la rodilla, tal como la bota, la fijación de la bota al esqui o el mismo esqui;
- una primera unión o montaje de unión con dos extremos, un extremo superior acoplado al primer elemento de soporte y un extremo inferior acoplado al segundo elemento de soporte, extendiéndose el primer montaje de unión a lo largo de la pierna de la persona o esquiador que lleva el exoesqueleto; y - al menos una primera junta de limitación de giro o mecanismo de limitación de ángulo de giro (MLA) que limita la rotación o torsión relativa entre el primer elemento de soporte y el segundo elemento de soporte alrededor del eje que los enlaza entre si, limitando asi la rotación o torsión relativa entre el punto de acoplamiento al cuerpo del primer elemento de soporte y el punto de acoplamiento al cuerpo del segundo elemento de soporte.
Por tanto, en una realización de la presente invención, el exoesqueleto está acoplado a una o a ambas piernas de un esquiador o persona que usa el exoesqueleto, un primer acoplamiento al cuerpo del esquiador por encima de la rodilla y un segundo acoplamiento al cuerpo del esquiador por debajo de la rodilla. Entre el primer acoplamiento y el segundo acoplamiento está dispuesto un mecanismo (MLA) , limitando la rotación o torsión relativa entre el punto de acoplamiento al cuerpo del primer elemento de soporte y el punto de acoplamiento al cuerpo del segundo elemento de soporte. Este MLA o mecanismo de limitación de ángulo puede regularse de modo que la persona que usa el exoesqueleto puede determinar los grados exactos que puede girar el primer elemento de soporte con respecto al segundo elemento de soporte. El primer elemento de soporte está situado preferiblemente a la altura de la cintura, lo cual adicionalmente limita la torsión relativa entre ambos pies conectados por el exoesqueleto a través de la cintura, aunque es posible usar un primer elemento de soporte en cada pierna o sólo en una de las piernas, pudiendo asimismo el primer elemento de soporte estar situado en el muslo o los muslos del esquiador.
El dispositivo también puede tener juntas o mecanismos tales que permitan la transmisión del par de torsión entre dos elementos conectados por ellas incluso cuando los ejes de par de ambos elementos no están alineados. Los ejemplos de estas juntas o mecanismos incluyen ciertas juntas elásticas o transmisiones de tipo junta universal, los cables del tipo de los empleados en los cuenta kilómetros u odómetros, entre otros .
Por tanto, muchas variantes del exoesqueleto de la presente invención permiten la transmisión del par de torsión desde el acoplamiento al cuerpo del esquiador por debajo de la rodilla, desde y a través del segundo elemento de soporte, hasta el acoplamiento al cuerpo del esquiador por encima de la rodilla, a través del primer elemento de soporte, en el que el acoplamiento superior puede estar situado por encima de la rodilla, por ejemplo, en la cadera o la cintura del esquiador o el muslo o los muslos del esquiador. En vista de lo anterior, el dispositivo según una realización preferida puede describirse como una estructura que, por medio de un exoesqueleto, fija el segundo elemento de soporte (por ejemplo, la bota del esquiador, la fijación de la bota al esqui o el esquí, mediante elementos articulados que permiten libertad para realizar los movimientos naturales de las piernas) a una estructura que se sujeta a las piernas y puede rodear, por medio del correspondiente primer elemento de soporte, la cadera del esquiador o el muslo del esquiador. De esta manera, mientras que se permite que el giro o la torsión de las piernas se muevan dentro del intervalo angular "seguro" que permiten de manera natural las articulaciones físicas del esquiador, la estructura ni dificulta ni limita el movimiento natural y seguro del esquiador. Sin embargo, como resultado de mecanismos especialmente diseñados, cuando el ángulo de giro se aproxima al que sería lesivo para la rodilla, la estructura del exoesqueleto funciona como un tope y alcanza un punto rígido, de manera que se detiene el giro del segundo elemento de soporte, preferiblemente la bota, y lo soporta toda la estructura de soporte, concretamente: el propio exoesqueleto y las zonas fuertes de las piernas por encima de la rodilla (por ejemplo, la cintura o el muslo) . Por tanto, se aumenta significativamente la resistencia de las piernas de un esquiador frente a fuerzas de torsión peligrosas, ya que ahora el esquiador tiene una cadena de fuertes conexiones que protegen la articulación de la rodilla, más débil. Esto permite que el esquiador esquíe con más energía y con más confianza, estando seguro de que sus rodillas no se verán sometidas a esfuerzos de torsión debidos a que el esquí actúa como una palanca, puesto que tales esfuerzos salvarán, evitarán o puentearán la rodilla a través del exoesqueleto. A su vez, esto permitirá la práctica del esquí con ajustes más duros de las fijaciones, con mayor seguridad y sin riesgo de lesiones. En última instancia, si se llega al extremo de que la fijación debe soltarse, siempre lo hará bajo la solicitación de esta estructura y no de la articulación de la rodilla. Esta misma estructura también puede prevenir otros tipos de lesiones, tales como fracturas óseas de la tibia o el muslo, y en la mayoría de las realizaciones preferidas que incluyen un primer elemento de soporte que rodea la cadera o la cintura, incluso lesiones de cadera, entre otros.
La posibilidad mencionada anteriormente de un ajuste óptimo de las fijaciones es extremadamente importante. En el estado actual de la técnica, las fijaciones existentes obligan al esquiador a optar por un ajuste "blando" o un ajuste "duro", siendo muy difícil conseguir el ajuste óptimo. Un ajuste que es demasiado blando hará que el esquiador pueda perder un esqui en una situación comprometida, lo que podría provocar una lesión. Un ajuste que es demasiado duro, conlleva el riesgo de que la pierna del esquiador pueda sufrir graves lesiones porque la fijación no suelte el esquí antes de llegar al punto de lesión. Lo peor es que, en ningún caso, incluso con los ajustes "blandos", se tiene la garantía de que las fijaciones se suelten en determinadas circunstancias.
El montaje de unión puede quedar dividido en dos partes o dos montajes de unión independientes, un montaje de unión superior y un montaje de unión inferior. En este caso, la unión del primer elemento de soporte con el segundo elemento de soporte se realiza a través de una articulación artificial a la altura la rodilla, uniendo el primer elemento de soporte con articulación artificial a la altura de la rodilla a través de un montaje de unión superior y la articulación artificial a la altura de la rodilla con el segundo elemento de soporte a través de un montaje de unión inferior. Esta articulación artificial está situada a la misma altura que la articulación natural del cuerpo del esquiador o la persona que usa el exoesqueleto. Estos montajes de unión independientes superior e inferior pueden sujetarse asimismo mediante correas o cinchas a zonas fuertes de las piernas, rodeándolas, y la pieza en la cintura puede rodear la cintura o cadera. El montaje de unión mencionado, dividido en dos montajes de unión independientes o no, puede sustituirse o combinarse con piezas anatómicas adaptadas a las formas de la pierna del esquiador, tanto normalizadas como hechas a medida, y compuestas por fibra, plástico o cualquier material disponible en la industria hoy en dia, o aquellos materiales que puedan ser útiles en el futuro para la función pretendida. En consecuencia, el dispositivo forma un exoesqueleto desde un punto situado por encima de la rodilla, preferiblemente la cadera o el muslo, hasta los pies.
Los montajes de unión también pueden conectar el primer elemento de soporte y el segundo elemento de soporte directamente sin la necesidad de una articulación artificial en la rodilla, preferiblemente mediante un montaje de unión extensible .
En consecuencia, la presente invención proporciona articulaciones artificiales que permiten el movimiento natural del cuerpo humano asi como una estructura que limita la cantidad de torsión o giro relativo entre el punto de anclaje del primer elemento de soporte y el punto de anclaje del segundo elemento de soporte, evitando que continúe el giro de la rodilla cuando el esquiador sobrepasa el limite de lesión potencial. La estructura transmite asi el par de torsión según se desea, transmitiéndolo fuera de la rodilla y haciendo las piernas del esquiador mucho más resistentes al par de torsión generado por la acción del esqui y a otras fuerzas generadas mientras se practica este deporte u otras actividades fisicas que pueden producir diferentes tipos de lesiones. Con tal dispositivo, el segundo elemento de soporte del esquiador, o preferiblemente la bota del esquiador o el usuario del exoesqueleto, está conectado al primer elemento de soporte o pieza que rodea la cadera o la cintura mediante el montaje de unión. Algunas versiones del exoesqueleto que incorporan el primer elemento de soporte en la cadera o la cintura también pueden incorporar a la altura de las mismas un dispositivo que limita la flexión, extensión, abducción y adducción de la articulación coxo-femoral de una o de las dos piernas del esquiador o la persona que usa el dispositivo.
Pueden realizarse todos los movimientos naturales del cuerpo con absoluta libertad como resultado de las juntas, mecanismos o articulaciones artificiales, y cuando la torsión u otros movimientos potencialmente lesivos se aproximan al punto limite del movimiento natural, por ejemplo,- cuando se aproximan al punto en el que se romperia el ligamento, hueso o menisco sin protección, el sistema soporta el impacto, protegiendo asi la pierna en general y la articulación en particular, como resultado de los mecanismos de limitación de ángulo o giro. Tal como se ha descrito, cuando se somete una extremidad inferior a un giro que está cerca del punto de lesión, los mecanismos de limitación de ángulo limitan el giro adicional, rigidizando la estructura y transmitiendo el par de torsión experimentado por la extremidad a las zonas fuertes de la misma y, en la mayoría de casos, a la cadera. Por tanto, las torsiones peligrosas que se producen tanto en el eje longitudinal como en el eje transversal y el sagital de la extremidad se derivan a la estructura rígida del exoesqueleto, sin que estén soportadas, en absoluto, por la articulación natural de la rodilla y, por tanto, evitando la torsión de la misma tal como se ilustra, por ejemplo, en la figura IB.
Breve descripción de las figuras
Con el fin de facilitar la comprensión de la invención, a continuación se hace referencia a las siguientes figuras a modo de ejemplo de ciertas realizaciones preferidas adjuntas a la descripción de una manera no limitativa:
La figura IA muestra un esquiador sin un exoesqueleto de la presente invención e incluye una representación esquemática de ciertos esfuerzos a los que se ve sometido el esquiador; la figura IB muestra un esquiador y una representación esquemática de los mismos esfuerzos representados en la figura anterior, pero derivados a un exoesqueleto a modo de ejemplo según la presente invención; la figura 2 muestra una primera realización preferida que muestra únicamente una pierna, de las dos preferidas, de un exoesqueleto según la invención; la figura 2B muestra una primera realización de un exoesqueleto con dos piernas según la invención; la figura 2C muestra una realización de un exoesqueleto como el mostrado en la figura 2, donde la doble bisagra situada a la altura de la cadera tiene sus dos ejes girados 90° respecto a la bisagra de dicha figura 2. la figura 3 muestra un primer elemento de soporte para la cadera/cintura y elementos para unirlo al montaje de unión; la figura 4 muestra ciertos detalles de un cinturón rígido para el primer elemento de soporte de la figura 3; la figura 5 muestra un detalle de los elementos de conexión del cinturón rigido de la figura 4 en una fase previa a la conexión;
La figura 6 muestra un detalle de los elementos de conexión del cinturón rígido de la figura 4 en una fase posterior antes de la conexión; la figura 7 muestra un detalle de los elementos de conexión del cinturón rígido de la figura 4 una vez conectado; la figura 8 muestra una vista en despiece ordenado de los elementos de la figura 3; la figura 9 muestra el elemento en T del cinturón de la figura 3 con una doble bisagra y un mecanismo de regulación de longitud (MRL) ; la figura 10 muestra el elemento externo del MRL; la figura 11 muestra el elemento interno del MRL; la figura 12 muestra una vista en sección del MRL; la figura 13 muestra un mecanismo de limitación de ángulo (MLA) con una articulación de rodilla y parte del montaje de unión inferior; la figura 14 muestra una vista en despiece ordenado de los elementos de la figura 13; la figura 15 muestra una vista en despiece ordenado diferente de los elementos de la figura 13; la figura 16 muestra un montaje de unión inferior con un MRL, una junta, un elemento de derivación y otro MLA para el acoplamiento a la bota; la figura 17 muestra una vista en despiece ordenado de los elementos de la figura 16 excepto por el MLA; la figura 18 muestra una vista en despiece ordenado del MLA de la figura 16; la figura 19 muestra una extremidad inferior de un esquiador con una primera realización a modo de ejemplo de la invención; la figura 20 muestra una extremidad inferior de un esquiador con una representación esquemática de una segunda realización a modo de ejemplo de la invención; la figura 21 muestra una extremidad inferior de un esquiador con una representación esquemática de una tercera realización a modo de ejemplo de la invención; la figura 22 muestra una extremidad inferior de un esquiador con una representación esquemática de una cuarta realización a modo de ejemplo de la invención; la figura 23 muestra una extremidad inferior de un esquiador con una representación esquemática de una quinta realización a modo de ejemplo de la invención; las figuras 24 y 25 muestran otra realización a modo de ej emplo de un MLA; las figuras 26, 26b, 27, 28 y 29 muestran aún otra realización de un MLA y sus componentes; la figura 30 muestra un ejemplo de una junta universal o cardan; la figura 31 muestra una realización de un montaje de unión extensible; la figura 32 muestra otra realización de un montaje de unión extensible.
Descripción de realizaciones no limitativas a modo de ejemplo de la invención
A continuación se realizará una descripción de diferentes realizaciones preferidas a modo de ejemplo de la invención para uso en esqui de nieve. Con referencia a las figuras 2, 19, 20, 21, 22, 23, el exoesqueleto (10, 11, 12, 13, 14) o dispositivo de seguridad para la práctica del esqui de nieve y para ser llevado por una persona (3) sobre al menos una pierna, incluye un primer elemento (21) de soporte, un segundo elemento (31) de soporte, un montaje (40) de unión entre el primer elemento de soporte y el segundo elemento de soporte y al menos un junta de limitación de giro o mecanismo (70, 80, 90, 110) de limitación de ángulo o giro (MLA) . El exoesqueleto puede incluir además articulaciones artificiales que permiten tanto la transmisión del par de torsión desde el segundo soporte hasta el primer elemento de soporte, asi como permiten los movimientos naturales del esquiador.
El montaje (40) de unión situado entre los elementos de soporte superior e inferior puede quedar dividido en dos submontajes (41, 44), entre los elementos de soporte, de manera que el primer submontaje de unión es un montaje (41) de unión superior que conecta un punto por encima de la rodilla (2) (por ejemplo, el primer elemento de soporte (21) sujetado a la cadera (5) o el primer elemento soporte (29) sujetado al muslo (4) ) , a la articulación artificial a la altura de la rodilla (2) , y el segundo submontaje de unión es un montaje (44) de unión inferior que conecta la articulación artificial alrededor de la rodilla (2) al segundo elemento de soporte.
El montaje (40) de unión puede situarse o bien en una pierna sola o bien en ambas piernas al mismo tiempo.
En una realización preferida (10) , mostrada en las figuras 2 a 19, el exoesqueleto se sujeta al cuerpo mediante un primer elemento de soporte acoplado al cuerpo por encima de la rodilla (2) . Específicamente, una primera pieza (21) ergonómica de acoplamiento como la mostrada en la figura 19, que puede situarse aproximadamente a la altura de la cintura o cadera (5) del esquiador.
Si se proporciona un primer elemento (21) de soporte de este tipo, puede adoptar la forma de un cinturón (21) que tiene dos piezas (22, 23) que se unen para formar un todo rígido, permitiendo asi su apertura para el acoplamiento al cuerpo del esquiador a lo largo de todo su contorno, puesto que rodea la cintura con la pieza (22) circundante de cinturón y una pieza (23) frontal de cinturón. El cinturón puede sujetarlo el usuario en la parte frontal con la ayuda de las conexiones (24, 25) del cinturón y un cierre (26) de cinturón. Una de las conexiones (24) del cinturón está situada en un extremo libre de la pieza (22) circundante del cinturón y la otra conexión (25) del cinturón está situada en el extremo libre de la pieza (23) frontal del cinturón. Las conexiones (24, 25) del cinturón se acoplan entre si parcialmente, una encima de la otra formando un elemento y el cierre (26) del cinturón fija entre si ambas conexiones (24, 25) del cinturón.
El primer elemento de soporte, en esta realización el cinturón (21) , está conectado al resto del exoesqueleto a través de un elemento (27) en T que se sujeta a la pieza (22) circundante del cinturón mediante tornillos (28) . Este elemento en T también puede incluirse como parte de la pieza (22) circundante del cinturón.
Los componentes restantes que forman la estructura del exoesqueleto pueden disponerse en ambos lados de este primer elemento de soporte o cinturón (21) . El extremo inferior del elemento (27) en T está acoplado al montaje (40) de unión, específicamente al extremo superior del montaje (41) de unión, y más específicamente en esta realización al extremo (42) superior del montaje (41) de unión superior a través de una articulación, especificamente una doble bisagra (53) con pasadores (54) .
Esta doble bisagra está construida, preferentemente, de modo que limite, de modo regulable, el rango de giro en cada uno de los sentidos de cada uno de sus dos ejes.
Los montajes (41) de unión superiores pueden tener una longitud aproximada a la longitud del fémur de un hombre medio y preferiblemente puede disponer de medios que permitan modificar su longitud para proporcionar un ajuste óptimo, usando para este fin un mecanismo de regulación de longitud o MRL (60) acoplado a la articulación de doble bisagra (53), preferiblemente de rango limitado.
El MRL (60), tal como se muestra en las figuras 8 a 12, se usa para regular la longitud del montaje (41) de unión superior e incluye un elemento (61) interno de MRL o eje, preferiblemente de sección hexagonal acoplado al extremo superior del montaje (42) de unión superior y un elemento (62) externo de MRL o cubo, también preferiblemente de sección hexagonal, acoplado a la articulación o doble bisagra (53) sujeta al elemento (27) en T. El elemento (61) interno de MRL tiene orificios (63) o similares en superficies orientadas hacia el exterior y el elemento (62) externo tiene al menos una esfera (64), preferiblemente dos, en su extremo inferior. Este elemento (62) externo también tiene un dispositivo (65) de presión en su interior para empujar la(s) esfera (s) (64) que se mantiene (n) en su sitio mediante una funda o tapa (66) del elemento externo de MRL. Cuando se introduce la esfera (64) en un orificio (63) del elemento (61) interno y no se empuja el dispositivo (65) de presión, se fija el acoplamiento entre el cinturón (21), a través del elemento (27) en T y la articulación de doble bisagra (53), y el montaje (41) de unión superior. Con el fin de modificar la longitud del montaje (41) de unión y, por tanto, la longitud del exoesqueleto, el usuario debe presionar el dispositivo (65) de presión para desbloquear la esfera (64) del orificio (63) y permitir que el elemento (61) interno se mueva a lo largo del elemento (62) externo. El movimiento puede detenerse cuando se sitúa la esfera (64) en el orificio (63) deseado del elemento (61) interno cuando se ha alcanzando la longitud deseada por el usuario. También puede usarse este MRL para desacoplar el montaje (41) de unión superior del conjunto formado por el cinturón (21) , el elemento (27) en T y la articulación de doble bisagra (53) .
Tal como se muestra en las figuras 2, 2B, 19, 20 y 21, el montaje (41) de unión superior discurre entre la cadera (5) y la rodilla (2) . El acoplamiento entre ambos elementos, pieza de cadera o elemento (27) en T y montaje de unión superior, se lleva a cabo tal como se estableció previamente, mediante una articulación, preferiblemente una doble bisagra (53) como se ha descrito y que también puede ser una bisagra (52) , una junta universal o junta cardan (51) o cualquier otro elemento que tenga características dinámicas similares y permita los movimientos angulares de la pierna en la articulación coxo- femoral como mínimo en los dos ejes, transversal y sagital, o dicho de otro modo, permita la flexión, extensión, adducción y abducción, al mismo tiempo que limita, preferentemente de modo regulable por el usuario, los movimientos angulares en los mismos ejes, transversal y sagital, o lo que es lo mismo, la flexión, extensión, abducción y adducción, en valores que pudiesen resultar lesivos. Como ya se ha mencionado, la articulación artificial situada a la altura de la cadera es, en este modo preferente, una doble bisagra (53) de giro limitado.
Una doble bisagra alternativa (53) , mostrada en la figura 2C, tiene sus dos ejes girados 90 grados respecto a la doble bisagra mostrada en la figura 2 y figura 2B.
El montaje (41) de unión superior está unido en su extremo inferior al montaje (44) de unión inferior, preferiblemente a la altura de la rodilla y usando una articulación en la rodilla (2), preferiblemente una articulación (52) de tipo bisagra que permite la flexión y extensión natural de la rodilla (2), pero no su torsión.
Es posible incluir en cualquier punto a lo largo del montaje (41) de unión superior, entre el MRL (60) y la rodilla, un mecanismo (70, 80, 90) de limitación de ángulo
(MLA) en un eje paralelo al eje longitudinal del fémur, limitando el giro alrededor de dicho eje longitudinal tal como se ilustra en las figuras 14, 15, 24, 25 y 26 a 29. Este
MLA limita la rotación o torsión relativa entre el extremo (42) superior del montaje (41) de unión superior y el extremo (43) inferior del montaje (41) de unión superior alrededor de un eje que pasa a través del extremo (42) superior y el extremo (43) inferior del montaje (41) de unión superior.
La primera realización tratada en el presente documento tiene dos MLA. El primer MLA (80) conecta el montaje (41) de unión superior al montaje (44) de unión inferior a través de si mismo y a través de la bisagra (52) y su pasador (54) . El MLA mostrado en las figuras 14 y 15 incluye un elemento (81) externo o cubo y un elemento (84) interno o eje que giran uno con respecto al otro un rango limitado en torno al eje longitudinal del montaje de unión superior. El elemento (84) interno tiene un elemento (85) elevado en su superficie y el elemento (81) externo tiene una superficie (83) interna con una ranura o trayectoria (82) de guiado en la misma. La trayectoria de guiado tiene forma de riñon. Cuando se introduce el elemento (84) interno o eje en el elemento (81) externo o cubo, el elemento (85) elevado sólo puede moverse en la trayectoria (82) de guiado de la superficie (83) interna del elemento (81) externo o cubo. Por tanto, se limita el giro mediante la longitud de la trayectoria (82) de guiado. Puede reducirse la longitud de la trayectoria (82) de guiado y, por tanto, el giro de un elemento (81, 84) con respecto al otro, si se introducen elementos (87) tales como chavetas, galgas o pasadores en los orificios (86) practicados en la superficie de la trayectoria (82) de guiado. Tras el MLA (80) y la bisagra (52) está el montaje (44) de unión inferior (véanse, por ejemplo, las figuras 2 y 16 a
18), que está acoplado a un segundo mecanismo de regulación de longitud o MRL (60) que permite la variación de la longitud del montaje (44) de unión inferior. Este MRL (60) está unido a otra bisagra (52), para conectar el MRL (60) con un elemento
(114) curvado que extiende el exoesqueleto desde el lado de la pierna o piernas hasta la parte posterior del mismo. Después, un elemento (115) de conexión se extiende hacia abajo y se une a un segundo MLA o MLA (110) de bota mostrado en la figura 18. Este MLA (110) está compuesto principalmente por un carril semicircular o guia (112) de deslizamiento y un elemento (111) deslizante curvado o patin introducido en la guia (112) de deslizamiento, de modo que el elemento (111) deslizante curvado o patin, fijado al elemento (115) de conexión se mueve o se desliza entre los dos extremos de la ranura semicircular o guia (112) de deslizamiento. El elemento que incluye la guia (112) de deslizamiento se fija al segundo elemento de soporte, en este caso particular la parte posterior de la bota (31) . La rotación del elemento (111) deslizante o patin puede limitarse con la inclusión en al menos un extremo, y preferiblemente en los dos, de la guia de deslizamiento semicircular de un elemento (113) de tope, y dependiendo del tamaño de los elementos (113) de tope, el giro será mayor o menor. La bisagra (52) situada en el segundo MRL (60) se usa para absorber los movimientos de la pierna dentro de la bota (31) , en particular los movimientos hacia adelante y hacia atrás de la pierna.
Los MLA hasta ahora descritos, pueden sustituirse por otros mecanismos alternativos (70, 90) de limitación de ángulo, operativamente acoplados a elementos del exoesqueleto. Por ejemplo, se ilustra una segunda realización de MLA (70) en las figuras 24 y 25. El MLA (70) tiene un sistema de eje (72) y cubo (71) en el que el cubo (71) tiene una ranura, hendidura o ventana (73) en su superficie que es perpendicular al eje longitudinal de giro y el eje (72) que es concéntrico con el cubo (71), incluye un tetón (74) perpendicular al eje longitudinal de giro. El eje (72) se introduce en el cubo (71) y el tetón (74) en la ranura (73) de manera que el giro del eje (72) con respecto del cubo (71) se ve limitado asi por la longitud de la ranura (73) , específicamente cuando el tetón (74) hace tope contra uno de los dos extremos de la ranura (73) . El MLA puede estar situado a lo largo del montaje (41) de unión superior, y, por tanto, el mismo queda dividido en dos partes de modo que una parte conecta con el eje (72) del MLA y la otra con el cubo (71) del MLA.
Aún otra alternativa de un mecanismo de limitación de giro o mecanismo de limitación de ángulo (MLA) (90) , tal como se ilustra en las figuras 26 a 29, incluye al menos dos placas (91, 92) curvadas parcialmente que están superpuestas entre ellas. Cada placa curvada tiene dos carriles (93, 94) en su borde inferior y una ranura (96) en su borde superior, y ambos carriles (93, 94) están separados entre ellos por un hueco o espacio (95) . Los carriles (93, 94) separados de la primera placa (91) curvada se introducen en la ranura (96) de la segunda placa (92) curvada, permitiendo asi un movimiento giratorio de una placa con respecto a la otra. Con el fin de limitar el movimiento giratorio, puede introducirse una clavija (97) de tope en un orificio (98) que atraviesa la ranura (96) de la segunda placa curvada, de modo que la primera placa curvada sólo puede moverse en la longitud del hueco (95) existente entre los carriles (93, 94) de la primera placa curvada.
Las realizaciones de MLA anteriores pueden situarse en cualquier lugar a lo largo del montaje (41) de unión superior, entre la cadera (5) y la rodilla (2) , quedando dividido de esa manera el montaje de unión superior en dos partes de modo que una parte del montaje (41) de unión superior se enlaza con una parte del MLA (71, 80, 91) y la otra parte del montaje de unión superior con el elemento (72, 84, 92) inferior del MLA. De la misma manera, los MLA anteriores pueden situarse en cualquier lugar a lo largo del montaje de unión inferior.
El dispositivo también puede tener sistemas (60) de acoplamiento, que son los mismos que el MRL o mecanismo de regulación de longitud, tal como se ilustra en las figuras 9 a 12, que permiten la conexión y desconexión entre dos elementos o componentes del dispositivo con el fin de ayudar al montaje o desmontaje del exoesqueleto, asi como su uso o disposición sobre el esquiador o usuario del mismo. El número de sistemas (60) de acoplamiento asi como las características de cada uno de ellos puede variar, pudiendo situarse los sistemas (60) de acoplamiento en cualquier punto a lo largo de la cadena de transmisión que conforma el exoesqueleto con el fin de facilitar quitarse o librarse del exoesqueleto. Los sistemas (60) de acoplamiento se encuentran preferiblemente situados en el montaje (44) de unión inferior, entre el segundo elemento de soporte y la rodilla, ya que asi se puede desconectar el exoesqueleto de dicho segundo elemento soporte, preferiblemente las botas (31) , aunque también los esquís (1) o las fijaciones de las botas al esqui. Los sistemas (60) de acoplamiento son preferiblemente sistemas de acoplamiento rápidos y pueden utilizarse también como medios de extensión del montaje de unión superior o inferior, y por tanto, del exoesqueleto. Como mecanismo (60) de acoplamiento puede utilizarse el MRL que a su vez también permite extender la longitud de los montajes de unión descrito previamente.
Tal como se mencionó previamente, mediante las anteriores alternativas quedan enlazadas ambas botas (31) , y por tanto ambos pies, a través de la cadera, provocando también la conexión de ambas extremidades inferiores (Figura 2B) .
Una segunda realización (11) , mostrada esquemáticamente en la figura 20, tiene un exoesqueleto que sólo incluye un MLA (70, 80, 90, 110) . La realización (11) mostrada incluye los mismos elementos que la anterior realización (10) hasta la junta artificial situada a la altura de la rodilla. En esta segunda realización (11) , la articulación artificial a la altura de la rodilla está compuesta por una junta o mecanismo de transmisión de par de torsión que permite desalineamientos angulares entre los ejes de par de los dos montajes de unión o elementos conectados por la junta y una bisagra que soporta o ancla los extremos de los montajes de unión o elementos conectados por dicha junta o mecanismo de transmisión. Este mecanismo de transmisión puede ser una junta elástica, una junta (51) universal o cardan, un cable tipo cuenta kilómetros u odómetro, o cualquier otra junta similar que transmita el par de giro en esas condiciones, tal que transmite el par entre los respectivos ejes de torsión de los elementos conectados por ella, permitiendo dicha transmisión del par con independencia del alineamiento angular entre los respectivos ejes de torsión.
Tras dicha junta artificial situada a la altura de la rodilla, el montaje de unión inferior (44) se conecta a la mencionada junta artificial a través de su extremo (45) superior, estando el extremo (46) inferior del montaje de unión (44) inferior enlazado al segundo elemento de soporte con un acoplamiento o elemento (60) de fijación, preferiblemente elementos de fijación o acoplamiento rápidos con los mismos componentes que el MRL (60) descrito previamente. Dicho segundo elemento de soporte puede ser, por ejemplo, las botas (31) de esqui o la fijación de la bota al esqui o el propio esqui.
En esta segunda realización (11) , sólo se precisa un único MLA, el cual puede estar situado, en cualquier parte del montaje de unión (40), bien en el montaje de unión superior (41) o en el montaje de unión inferior (44) .
Tal como se ilustra en la figura 20, los MLA mencionados, pueden situarse entre la cadera (5) y la rodilla (2) o entre la rodilla (2) y la bota (31) , en cada una de las extremidades inferiores del esquiador (3) .
La figura 21 ilustra esquemáticamente una tercera realización preferida (12) similar a la construcción descrita previamente. En esta tercera realización, un primer elemento (21) de soporte está situado a la altura de la cadera o la cintura que, en sus lados y para su unión con el montaje (41) de unión superior, tiene un elemento (27) en T y una articulación artificial de doble bisagra (53) y tras esto, y en cualquier punto a lo largo del montaje (41) de unión superior, tiene un MLA (70, 80, 90, 110) . En el extremo (43) inferior del montaje (41) de unión superior, a la altura de la rodilla del esquiador, y como unión al montaje (44) de unión inferior, se usa una articulación (52) de tipo bisagra, que permite la extensión y flexión de la rodilla. Después, está dispuesto el montaje (44) de unión inferior, acoplado en su extremo (45) superior a la articulación (52) de bisagra y en su extremo (46) inferior al segundo elemento de soporte, la bota (31), la fijación de la bota al esqui o el propio esqui. Dispuesto a lo largo del montaje (44) de unión inferior y preferiblemente cerca de la unión entre el montaje de unión inferior (44) y el segundo elemento de soporte, preferiblemente y en este ejemplo la bota (31) , hay otra junta artificial (51) que transmite el par entre los respectivos ejes de torsión de los elementos conectados por ella, permitiendo dicha transmisión del par con independencia del alineamiento angular entre los respectivos ejes de torsión, asi como otro MLA (70, 80, 90) .
En otra realización (13) preferida, ilustrada esquemáticamente en la figura 22, un montaje (40) de unión único extensible está situado entre el primer elemento de soporte situado por encima de la rodilla, preferiblemente a la altura de la cadera (21) , y el segundo elemento de soporte situado por debajo de la rodilla, preferiblemente en la bota (31) . Como en otras realizaciones, el exoesqueleto también incorpora juntas, preferiblemente de transmisión de par de torsión (51) , tal que transmite el par entre los respectivos ejes de torsión de los elementos conectados por ella, permitiendo dicha transmisión del par con independencia del alineamiento angular entre los respectivos ejes de torsión y movimiento asi como un MLA (70, 80, 90, 110) en cualquier punto del montaje de unión extensible situado entre el primer elemento de soporte y el segundo elemento de soporte, preferiblemente el cinturón (21) y la bota (31) . Este montaje
(40) de unión se alarga o encoge automáticamente siguiendo los movimientos de extensión-flexión de la pierna del esquiador, debido, por ejemplo, a su condición telescópica.
Las realizaciones preferidas descritas previamente conforman una protección a modo de exoesqueleto sujeto al individuo en la cadera, piernas y pies, limitando la torsión o giro relativo entre el punto de acoplamiento al cuerpo del primer elemento de soporte y el punto de acoplamiento al cuerpo del segundo elemento de soporte, evitando en particular las lesiones en las rodillas, y en general cualquier lesión ósea, del modo ya descrito. En otra realización (14) preferida, ilustrada esquemáticamente en la figura 23, el primer elemento de soporte (21) situado a la altura de la cadera (5) del esquiador (3) se sustituye por un elemento de soporte (29) situado en el muslo (4) , para una cualquiera o en ambas piernas del esquiador (3) . En esta construcción, el primer elemento de soporte puede sujetarse al mismo mediante una abrazadera (29) .
Los componentes restantes, tales como juntas y mecanismos de limitación se incluirán en el exoesqueleto de la misma manera y con las mismas alternativas que en las realizaciones anteriores, con las evidentes limitaciones debido a las diferentes caracteristicas constructivas y principalmente a la inexistencia en esta última realización de un acoplamiento del exoesqueleto a la altura de la cadera (5) . Los montajes (41, 44) de unión superior e inferior pueden fijarse a diferentes partes de la pierna mediante abrazaderas
(108) mixtas situadas a lo largo de ambos montajes (41, 44) de unión. Estas abrazaderas (108) están formadas preferiblemente por una parte rigida y una parte blanda, como una correa, usada para fijar la parte rigida a la pierna. Los montajes
(41, 44) de unión superior e inferior pueden sustituirse por elementos ergonómicos, es decir elementos que se adaptan al cuerpo del usuario.
Es posible usar elementos anatómicos ergonómicos independientes de los montajes de unión, tales como placas compuestas por material rigido y ligero situadas entre la pierna y los montajes de unión, para proteger o aislar la pierna del movimiento de los mismos, haciendo más cómodo el uso del exoesqueleto . Lo anterior es particularmente útil cuando el exoesqueleto se introduce o inserta en un pantalón de esqui, o una funda compuesta por un material flexible y junto al acolchado en las zonas donde se produce roce con el cuerpo, y el dispositivo no será ni visible ni incómodo durante la práctica del esqui. Tal como se mencionó previamente en la primera realización, es posible sustituir el montaje (41) de unión superior y el montaje (44) de unión inferior de cualquiera de las diferentes realizaciones preferidas por elementos extensibles o uniones con el fin de adaptarlos asi a las medidas especificas de cada usuario. En el caso descrito de un montaje (100) de unión extensible único, tal como se muestra en la figura 22, este es adaptable por su propia naturaleza. La adaptación a las medidas especificas del esquiador o usuario puede realizarse mediante el MRL (60) descrito previamente.
Otra forma de conseguir la extensión del montaje (40) de unión o de los montajes (41, 42) de unión superior e inferior, es mediante un elemento telescópico, es decir, los anteriores pueden estar formados por dos elementos, una cubierta (104) externa y una guia (103) interna, que deslizan uno respecto del otro longitudinalmente, tal como se ilustra en la figura 31. Preferiblemente, la guia (103) tiene una sección circular que define salientes (106) y ranuras (105) longitudinales dentro de la cubierta (104) que tiene una sección complementaria. Este acoplamiento permite realizar una unión extensible y, por medio de los salientes (106) y las ranuras (105) , trasmitir el par de torsión de una forma óptima entre la guia y la cubierta. También es posible utilizar otras configuraciones que permitan ajustar la unión a las medidas de cada usuario. También es posible utilizar, en lugar de salientes (106) y ranuras (105) , una guia (107) interna con forma hexagonal y una cubierta externa en la unión extensible, tal como se muestra en la figura 32.
En resumen, un dispositivo de este tipo a cada lado de la cadera permite, tal como se describió previamente, limitar torsión o giro relativos entre el punto de acoplamiento al cuerpo del primer elemento de soporte y el punto de acoplamiento al cuerpo del segundo elemento de soporte.
Asimismo, debido a sus características constructivas, este dispositivo limita los movimientos potencialmente lesivos de las extremidades inferiores en todos los ejes de las mismas, mientras que permite los movimientos necesarios para la práctica del esqui y cualquier otra actividad, constituyendo una protección ante las lesiones que la actividad realizada pudiesen producir.
Los distintos componentes del dispositivo de seguridad objeto de la presente invención, pueden estar fabricados en distintos materiales, bien sean metálicos, aleaciones o fibras pero deben ser materiales que puedan resistir los esfuerzos a los que el dispositivo se ve sometido.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Exoesqueleto para ser llevado por una persona para proporcionarle protección frente a lesiones, caracterizado porque comprende: - al menos un primer elemento de soporte configurado para acoplar el exoesqueleto al cuerpo de la persona por encima de la rodilla;
- al menos un segundo elemento de soporte configurado para acoplar el exoesqueleto al cuerpo de la persona por debajo de la rodilla;
- un montaje (40) de unión que comprende un extremo (42) superior y un extremo (46) inferior, estando el montaje (40) de unión acoplado en el extremo superior del montaje de unión al primer elemento de soporte y acoplado en el extremo inferior del montaje de unión al segundo elemento de soporte, extendiéndose el montaje
(40) de unión generalmente a lo largo de la pierna cuando la persona lleva el exoesqueleto; y
- al menos un mecanismo (70, 80, 90, 110) de limitación de ángulo que limita la torsión relativa entre el acoplamiento al cuerpo del primer elemento de soporte y el acoplamiento al cuerpo del segundo elemento de soporte.
2. Exoesqueleto según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un mecanismo (70, 80, 90, 110) de limitación de ángulo limita la torsión relativa entre el acoplamiento al cuerpo del primer elemento de soporte y el acoplamiento al cuerpo del segundo elemento de soporte de manera que se evita la torsión relativa fuera de un rango de giro predeterminado al tiempo que permite una torsión relativa libre sin limitación dentro del rango de giro predeterminado.
3. Exoesqueleto según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos una junta de transmisión entre dos elementos del exoesqueleto tal que transmite el par entre dichos dos elementos, permitiendo dicha junta o mecanismo desalineamientos angulares entre los ejes de par de dichos dos elementos conectados entre si por dicha junta.
4. Exoesqueleto según la reivindicación 1, caracterizado porque el montaje de unión comprende un montaje (41) de unión superior con un respectivo extremo (42) superior y un extremo (43) inferior, y un montaje (44) de unión inferior con un respectivo extremo (45) superior y un extremo (46) inferior, y en el que, cuando la persona lleva el exoesqueleto, el montaje (41) de unión superior se extiende desde el primer elemento de soporte hasta aproximadamente la rodilla de la persona, y el montaje de unión inferior se extiende desde aproximadamente la rodilla de la persona hasta el segundo elemento de soporte .
5. Exoesqueleto según la reivindicación 4, caracterizado porque el extremo (43) inferior del montaje (41) de unión superior se enlaza al extremo (45) superior del montaje (44) de unión inferior mediante una articulación artificial situada aproximadamente a la altura de la rodilla de la persona, y permitiendo dicha articulación el movimiento de flexión-extensión de la rodilla.
6. Exoesqueleto según la reivindicación 5, caracterizado porque la articulación artificial es una bisagra.
7. Exoesqueleto, según la reivindicación 5, caracterizado porque la articulación artificial es una junta que transmite el par entre el montaje de unión superior (41) y el montaje de unión inferior (44) , permitiendo dicha junta desalineamientos angulares entre los ejes de par de dichos montajes de unión superior e inferior conectados entre si por dicha junta.
8. Exoesqueleto según la reivindicación 7, caracterizado porque la articulación artificial incluye también una bisagra.
9. Exoesqueleto según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer elemento (21) de soporte está configurado para acoplar el exoesqueleto al cuerpo de la persona en la cintura o cadera.
10. Exoesqueleto según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer elemento (29) de soporte está configurado para acoplar el exoesqueleto al muslo de la persona.
11. Exoesqueleto según la reivindicación 5, caracterizado porque el mecanismo (70, 80, 90, 110) de limitación de ángulo está situado en el exoesqueleto entre la articulación artificial situada a la altura de la rodilla y el primer elemento de soporte.
12. Exoesqueleto según la reivindicación 5, caracterizado porque el mecanismo de limitación de ángulo está situado en el exoesqueleto entre la articulación artificial situada a la altura de la rodilla y el segundo elemento de soporte.
13. Exoesqueleto según la reivindicación 4, caracterizado porque comprende dos mecanismos de limitación de ángulo, uno situado entre la articulación artificial situada a la altura de la rodilla y el primer elemento de soporte y el segundo mecanismo situado entre la articulación artificial situada a la altura de la rodilla y el segundo elemento de soporte.
14. Exoesqueleto según la reivindicación 3, caracterizado porque la junta enlaza el primer elemento de soporte con el montaje (40) de unión.
15. Exoesqueleto, según reivindicación 14, caracterizado porque la junta limita el movimiento o giro en los ejes sagital y transversal de la articulación coxo-femoral, o dicho de otro modo, la flexión, extensión, abducción y adducción de la pierna a los rangos naturales o no lesivos .
16. Exoesqueleto, según reivindicación 15, caracterizado porque los rangos de giro permitidos por la junta en los ejes sagital y transversal son regulables.
17. Exoesqueleto según la reivindicación 14, caracterizado porque tiene una articulación en forma de doble bisagra que une el primer elemento de soporte al montaje de unión permitiendo dicha doble bisagra (53) la flexión o articulación del exoesqueleto respecto a dos ejes diferentes .
18. Exoesqueleto según la reivindicación 1, caracterizado porque el extremo (46) inferior del montaje de unión se enlaza al segundo elemento de soporte a través de un mecanismo de acoplamiento rápido (60) que permite que la persona conecte y desconecte rápidamente el segundo elemento de soporte a y del montaje de unión.
19. Exoesqueleto según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende además uno o más mecanismos de acoplamiento rápido que permiten que la persona conecte y desconecte entre si rápidamente dos elementos o partes del exoesqueleto.
20. Exoesqueleto según reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo (70) de limitación de ángulo comprende un cubo (71) que comprende una ranura (73) y un eje (72) que gira dentro del cubo y comprende un tetón (74) , pudiéndose mover el tetón dentro de la ranura de manera que los extremos de la ranura limitan la cantidad de giro relativo entre el eje y el cubo.
21. Exoesqueleto según la reivindicación 20, caracterizado porque el mecanismo (70) de limitación de ángulo comprende elementos de regulación para cambiar el rango de giro de un elemento con respecto al otro, estando los mismos situados bien en la ranura bien en el tetón.
22. Exoesqueleto según la reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo (90) de limitación de ángulo comprende al menos dos placas curvadas parcialmente y superpuestas entre ellas y enlazadas mediante carriles que permiten que las dos placas curvadas deslicen una con respecto a la otra.
23. Exoesqueleto según la reivindicación 22, caracterizado porque las placas curvadas comprenden topes regulables que limitan la cantidad en la que deslizan las placas una con respecto a la otra.
24. Exoesqueleto según la reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo (80) de limitación de ángulo comprende un elemento (81) externo o cubo que comprende una superficie (83) interna que define una trayectoria (82) de guiado y un elemento (84) interno o eje que comprende un elemento (85) giratorio elevado dispuesto en la trayectoria de guiado de modo que se limita el giro del elemento interno mediante el movimiento del elemento giratorio elevado en la trayectoria de guiado.
25. Exoesqueleto según la reivindicación 24, caracterizado porque el mecanismo (80) de limitación de ángulo comprende al menos un elemento (87) limitante introducida en al menos un orificio (86) practicado en la superficie de la trayectoria (82) de guiado para regular la longitud de la trayectoria (82) de guiado y, asi el giro de un elemento (81, 84) con respecto al otro.
26. Exoesqueleto según la reivindicación 1, caracterizado porque el mecanismo (110) de limitación de ángulo comprende un elemento con un carril (112) semicircular y un elemento (111) deslizante curvado o patin introducido en el carril (112) de modo que el desplazamiento del elemento (111) deslizante curvado o patin dentro del carril (112) está limitado por los extremos del carril (112) .
27. Exoesqueleto según la reivindicación 26, caracterizado porque el mecanismo (110) de limitación de ángulo está acoplado al montaje (40, 42) de unión a través de un elemento (114) curvado unido a una articulación artificial tipo bisagra (52) , extendiéndose dicho elemento (114) curvado desde el lado de la pierna hasta la parte posterior de la pierna y estando conectado al elemento (111) deslizante curvado o patin a través de un elemento (115) de conexión.
28. Exoesqueleto según la reivindicación 26, caracterizado porque el mecanismo (110) de limitación de ángulo comprende elementos (113) de tope situados dentro del carril (112) semicircular en al menos un extremo para regular el giro del elemento (111) deslizante o patin.
29. Exoesqueleto según la reivindicación 26, caracterizado porque el elemento (112) de carril semicircular se fija al segundo elemento (31) de soporte.
30. Exoesqueleto según la reivindicación 1, caracterizado porque el montaje de unión es extensible de modo que puede alargarse o encogerse para adaptarse al tamaño de la pierna de una persona.
31. Exoesqueleto según la reivindicación 30, caracterizado porque el montaje de unión comprende un mecanismo de regulación de longitud que hace extensible el montaje de unión, comprendiendo el mecanismo un elemento (61) interno que comprende una pluralidad de orificios (63) y un elemento (62) externo que comprende al menos una esfera (64) que puede insertarse selectivamente en uno de los orificios, de modo que se ajuste la posición relativa del elemento interno y el elemento externo empujando un dispositivo de presión que desbloquea las esferas de los orificios y libera el movimiento del elemento interno con respecto al elemento externo.
32. Exoesqueleto según la reivindicación 30, caracterizado porque el montaje de unión comprende elementos telescópicos .
33. Exoesqueleto según la reivindicación 1, caracterizado porque comprende al menos un segundo elemento de soporte para cada pierna, al menos un montaje de unión para cada pierna, y al menos un mecanismo de limitación de ángulo para cada pierna.
34. Exoesqueleto según la reivindicación 3, caracterizado porque la junta es una junta universal o Cardan (51) .
35. Exoesqueleto según la reivindicación 3, caracterizado porque la junta es una junta elástica.
36. Exoesqueleto según la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo elemento de soporte es una bota (31) .
37. Exoesqueleto según la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo elemento de soporte es un esqui.
38. Exoesqueleto según la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo elemento de soporte es la fijación de la bota al esqui.
39. Exoesqueleto según la reivindicación 2, caracterizado porque el rango de giro predeterminado puede ajustarlo la persona que lleva el exoesqueleto.
40. Exoesqueleto, según la reivindicación 4 caracterizado porque el primer elemento de soporte es un elemento rígido.
41. Exoesqueleto según la reivindicación 40, caracterizado porque el elemento rígido es un cinturón (21) .
42. Exoesqueleto según la reivindicación 41, caracterizado porque el cinturón (21) comprende dos partes (22, 23) , una parte (22) circundante y una parte (23) frontal, enlazadas entre sí para formar un todo rígido mediante conexiones (24, 25) de cinturón que están situadas en los extremos libres de la parte (22) circundante y la parte (23) frontal, de modo que dichas conexiones (23, 24) de cinturón se superponen una encima de la otra para formar un elemento, y se fijan mediante un cierre (26) de cinturón.
43. Un exoesqueleto para ser llevado por una persona para proporcionarle protección frente a lesiones, caracterizado porque comprende:
- al menos un primer elemento de soporte configurado para acoplar el exoesqueleto al cuerpo de la persona por encima de la rodilla;
- al menos un segundo elemento de soporte configurado para acoplar el exoesqueleto al cuerpo de la persona por debajo de la rodilla;
- un montaje (40) de unión que comprende un extremo (42) superior y un extremo (46) inferior, estando el montaje
(40) de unión acoplado en el extremo superior del montaje de unión al primer elemento de soporte y acoplado en el extremo inferior del montaje de unión al segundo elemento de soporte, extendiéndose el montaje (40) de unión generalmente a lo largo de la pierna cuando la persona lleva el exoesqueleto; y
- medios para limitar (70, 80, 90, 110) la torsión relativa entre el acoplamiento al cuerpo del primer elemento de soporte y el acoplamiento al cuerpo del segundo elemento de soporte.
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