SISTEMA TRIDIMENSIONALE DI SGRAVIO DEL PESO CORPOREOTHREE-DIMENSIONAL BODY WEIGHT RELIEF SYSTEM
CAMPO TECNICOTECHNICAL FIELD
La presente invenzione riguarda il campo dei sistemi di sgravio per ridurre il carico a terra di un soggetto, per esempio i sistemi di sgravio di tipo medicale.The present invention relates to the field of relief systems for reducing the ground load of a subject, for example medical type relief systems.
STATO DELLA TECNICASTATE OF THE TECHNOLOGY
Fino ad oggi la robotica ha investito diverse risorse nello sviluppo di tecnologie coadiuvanti al recupero del gesto della locomozione in ambito riabilitativo e rieducativo. Questa ? infatti una attivit? motoria fondamentale che coinvolge aspetti muscolari e neurologici e che trova applicazione sia in ambito sanitario sia sportivo.To date, robotics has invested several resources in the development of technologies that assist in the recovery of locomotion gesture in the rehabilitation and re-education field. This is in fact a fundamental motor activity that involves muscular and neurological aspects and that finds application in both the health and sports fields.
Nell?ultimo decennio, la ricerca industriale ha sviluppato diversi sistemi per aiutare i terapisti a rieducare in modo sicuro i pazienti nel gesto dell?ortostatismo e della deambulazione.Over the past decade, industrial research has developed several systems to help therapists safely re-educate patients in standing and walking.
Sono note allo stato dell?arte diverse tipologie di sistemi di sgravio, come i sistemi di sgravio puntuali e lineari su treadmill, i sistemi di sgravio lineari a terra (senza uso di treadmill) e i sistemi di sgravio tridimensionali a terra.Various types of relief systems are known in the state of the art, such as punctual and linear relief systems on treadmills, linear relief systems on the ground (without the use of a treadmill) and three-dimensional relief systems on the ground.
I sistemi di sgravio noti presentano, tuttavia, diversi svantaggi.The known relief systems, however, have several disadvantages.
I sistemi di sgravio puntuali e lineari su treadmill snaturano il corretto movimento di deambulazione, limitano la rotazione del bacino e del tronco e la capacit? del paziente di utilizzare le braccia. Inoltre, alcuni di questi sistemi sono anche di difficile accesso per pazienti in carrozzina, i quali rappresentano una categoria di persone notevolmente coinvolte nell?ambito medicale di riabilitazione e rieducazione motoria.Point and linear relief systems on treadmills distort the correct walking movement, limit the rotation of the pelvis and trunk and the patient's ability to use the arms. Furthermore, some of these systems are also difficult to access for wheelchair patients, who represent a category of people significantly involved in the medical field of rehabilitation and motor re-education.
I sistemi di sgravio lineari a terra permettono un allenamento convenzionale dell?andatura: con questi sistemi, infatti, la variazione del passo ? naturale, cos? come il mantenimento posturale. Ciononostante, si resta sempre vincolati ad una esplorazione lineare, senza avere possibilit? di spaziare tridimensionalmente nell?ambiente circostante.Linear ground relief systems allow for conventional gait training: with these systems, in fact, the change in pace is natural, as is postural maintenance. Nonetheless, you are always limited to linear exploration, without the possibility of three-dimensionally exploring the surrounding environment.
In vista delle limitazioni fin qui considerate, si sono sviluppati negli ultimi anni sistemi di sgravio tridimensionali a terra per permettere al paziente di esplorare uno spazio tridimensionale.In view of the limitations considered so far, three-dimensional floor relief systems have been developed in recent years to allow the patient to explore a three-dimensional space.
Tuttavia, questi sistemi sono di dimensioni considerevoli, costosi, anche in termini di consumo elettrico, e nel loro insieme complessi nell?installazione.However, these systems are of considerable size, expensive, even in terms of electricity consumption, and overall complex to install.
Il documento US20070004567 descrive, per esempio, un sistema di sgravio tridimensionale a terra comprendente un robot cartesiano a portale. Il sistema di sgravio del documento US20070004567 presenta lo svantaggio di dover necessariamente essere servoassistito su tutti e tre gli assi. Infatti, il motore di sollevamento del paziente (e quindi la massa del motore stesso e delle trasmissioni) deve essere posizionato sempre sopra il paziente e, considerando l?elevata massa del motore, senza l?aiuto di una servoassistenza sugli altri assi di movimento, sarebbe molto difficile per il paziente eseguire delle traslazioni sul piano perpendicolare alla direzione di sollevamento. Inoltre, il sistema solleva il paziente solo mediante una fune, senza un particolare corpo che, irrigidendo il collegamento tra il paziente e il sistema di posizionamento, permette di trasmettere le forze trasversali al sistema di posizionamento stesso.Document US20070004567 describes, for example, a three-dimensional floor relief system comprising a Cartesian gantry robot. The relief system of document US20070004567 has the disadvantage of necessarily having to be servo-assisted on all three axes. In fact, the patient lifting motor (and therefore the mass of the motor itself and the transmissions) must always be positioned above the patient and, considering the high mass of the motor, without the help of servo-assistance on the other movement axes, it would be very difficult for the patient to perform translations on the plane perpendicular to the lifting direction. Furthermore, the system lifts the patient only by means of a rope, without a particular body which, by stiffening the connection between the patient and the positioning system, allows the transverse forces to be transmitted to the positioning system itself.
In vista dei problemi e degli svantaggi presentati sopra, ? un obiettivo della presente invenzione quello di fornire un sistema di sgravio che risolva uno o pi? di questi problemi.In view of the problems and disadvantages presented above, it is an object of the present invention to provide a relief system which solves one or more of these problems.
SOMMARIOSUMMARY
La presente invenzione ? basata sull?idea di fornire un sistema di sgravio servoassistito solo lungo un primo asse parallelo alla direzione della forza di gravit?, per esempio l?asse z, in cui il motore di movimentazione del soggetto ? posto sulla parte fissa del sistema di sgravio e la movimentazione del soggetto lungo l?asse z ? consentita grazie ad una fune di lunghezza variabile posta tra il motore e la parte fissa del sistema di sgravio.The present invention is based on the idea of providing a power-assisted relief system only along a first axis parallel to the direction of the gravitational force, for example the z-axis, in which the motor for moving the subject is placed on the fixed part of the relief system and the movement of the subject along the z-axis is permitted thanks to a cable of variable length placed between the motor and the fixed part of the relief system.
Secondo un aspetto della presente invenzione, viene fornito un sistema di sgravio per ridurre il carico a terra di un soggetto dovuto alla forza peso agente lungo un primo asse Z, detto sistema di sgravio comprendente una struttura di supporto, un motore e un sistema di movimentazione del soggetto montato sulla struttura di supporto, dove il sistema di movimentazione comprende i seguenti elementi:According to one aspect of the present invention, a relief system is provided for reducing the ground load of a subject due to the weight force acting along a first Z-axis, said relief system comprising a support structure, a motor and a subject movement system mounted on the support structure, where the movement system comprises the following elements:
- Una prima rotaia e una seconda rotaia parallele ad un secondo asse Y;- A first rail and a second rail parallel to a second Y-axis;
- Una terza rotaia parallela ad un terzo asse X perpendicolare al secondo asse Y, dove la terza rotaia si estende tra la prima rotaia e la seconda rotaia ed ? configurata per scorrere lungo la prima e la seconda rotaia in modo da muoversi lungo il secondo asse Y;- A third rail parallel to a third X-axis perpendicular to the second Y-axis, where the third rail extends between the first rail and the second rail and is configured to slide along the first and second rails so as to move along the second Y-axis;
- Un corpo scorrevole configurato per scorrere lungo la terza rotaia nella direzione del terzo asse X;- A sliding body configured to slide along the third rail in the direction of the third X-axis;
- Una fune associata al corpo scorrevole e azionata dal motore per ridurre il carico a terra del soggetto;- A rope associated with the sliding body and driven by the motor to reduce the ground load of the subject;
- Un elemento di sostegno per il soggetto, associato alla fune;- An element of support for the subject, associated with the rope;
dove il primo asse Z, il secondo asse Y e il terzo asse X formano una terna cartesiana.where the first Z-axis, the second Y-axis and the third X-axis form a Cartesian triplet.
Il sistema di sgravio ? caratterizzato dal fatto che il motore ? fissato alla struttura di supporto, in modo che almeno una parte del peso del motore, preferibilmente tutto il peso del motore, sia scaricata a terra direttamente mediante la struttura di supporto e non (indirettamente) mediante il sistema di movimentazione, dove la fune si estende tra il motore e un elemento fisso solidale alla struttura di supporto e la lunghezza della fune tra il motore e l?elemento di fissaggio ? variabile in seguito all?azione del motore.The relief system is characterised by the fact that the motor is fixed to the support structure, so that at least part of the weight of the motor, preferably the entire weight of the motor, is discharged to the ground directly by means of the support structure and not (indirectly) by means of the handling system, where the rope extends between the motor and a fixed element integral with the support structure and the length of the rope between the motor and the fixing element is variable following the action of the motor.
Un sistema di sgravio ad un asse attivo ? vantaggioso perch? richiede un unico servomotore per il controllo di un asse di movimentazione del paziente, per esempio l?asse Z. Al contrario, un sistema di sgravio a tre assi attivi avrebbe bisogno (a parit? di configurazione e di prestazioni) di almeno tre servomotori in grado di controllare ognuno un asse.A single-axis active relief system is advantageous because it requires a single servomotor to control one axis of patient movement, such as the Z-axis. In contrast, a three-axis active relief system would require (with the same configuration and performance) at least three servomotors, each capable of controlling one axis.
Al fine di permettere un movimento passivo sugli assi X e Y, ? necessario diminuire le inerzie e gli attriti del sistema e per fare questo ? necessario avere un sistema leggero, rigido e semplice. Il motore, quindi, non pu? essere trasportato sugli assi X e Y, ma deve essere posizionato fuori dal sistema di movimentazione e deve essere opportunamente rinviato mediante una fune.In order to allow passive movement on the X and Y axes, it is necessary to reduce the inertia and friction of the system and to do this it is necessary to have a light, rigid and simple system. The motor, therefore, cannot be transported on the X and Y axes, but must be positioned outside the movement system and must be suitably returned by means of a rope.
Un vantaggio del sistema di sgravio secondo la presente invenzione ? che garantisce un minore attrito e una minore inerzia rispetto ai sistemi noti allo stato della tecnica e offre la maggiore rigidit? possibile. Per ottenere questo risultato, vengono utilizzati preferibilmente materiali compositi ad alte prestazioni e gli organi meccanici sono semplificati. Per esempio, il corpo scorrevole ? realizzato in fibre di carbonio. Il sistema di sgravio secondo la presente invenzione consente quindi al paziente di muoversi autonomamente nel piano XY e di ?trascinare? con s? parte del sistema di movimentazione (per esempio il corpo scorrevole), anche esercitando basse forze, per esempio forze molto inferiori a 1 N.An advantage of the relief system according to the present invention is that it guarantees less friction and less inertia than systems known in the state of the art and offers the greatest possible rigidity. To achieve this result, high-performance composite materials are preferably used and the mechanical parts are simplified. For example, the sliding body is made of carbon fibers. The relief system according to the present invention therefore allows the patient to move independently in the XY plane and to "drag" part of the movement system (for example the sliding body) with him, even by exerting low forces, for example forces much lower than 1 N.
Preferibilmente, il soggetto pu? essere un paziente che deve eseguire una fisioterapia riabilitativa per il movimento, per esempio un paziente affetto da una malattia neurodegenerativa, oppure reduce da un post-operatorio.Preferably, the subject may be a patient who needs to undergo rehabilitation physiotherapy for movement, for example a patient suffering from a neurodegenerative disease, or recovering from a post-operative period.
Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, viene fornito un sistema di sgravio in cui il corpo scorrevole comprende un corpo rigido configurato per muoversi lungo il primo asse Z a seguito della variazione della lunghezza della fune.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, a relief system is provided wherein the sliding body comprises a rigid body configured to move along the first Z-axis as the length of the rope changes.
Il vantaggio di questa configurazione ? che il corpo scorrevole comprendente una componente rigida irrigidisce il collegamento tra il soggetto e il sistema di movimentazione e permette di trasmettere le forze trasversali al sistema di movimentazione stesso. Il corpo rigido, grazie alla sua rigidit?, permette un?ottimale trasmissione dei movimenti (e delle forze) al corpo scorrevole e alla rotaia, permettendo quindi il movimento del sistema (e la trasmissione delle forze sul piano XY) in accordo con i movimenti del soggetto.The advantage of this configuration is that the sliding body comprising a rigid component stiffens the connection between the subject and the movement system and allows the transmission of transverse forces to the movement system itself. The rigid body, thanks to its rigidity, allows optimal transmission of movements (and forces) to the sliding body and the rail, thus allowing the movement of the system (and the transmission of forces on the XY plane) in accordance with the movements of the subject.
Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il corpo rigido ? configurato per muoversi lungo il primo asse Z scorrendo lungo una coppia di supporti scorrevoli associati al corpo scorrevole o mediante una coppia di supporti telescopici.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the rigid body is configured to move along the first Z-axis by sliding along a pair of sliding supports associated with the sliding body or by a pair of telescopic supports.
Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il corpo scorrevole comprende una terna di pulegge configurate per far muovere il corpo scorrevole lungo una direzione parallela al primo asse Z.In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the sliding body comprises a set of three pulleys configured to move the sliding body along a direction parallel to the first Z-axis.
Secondo una forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il movimento della fune ? indipendente dal movimento del corpo scorrevole lungo il terzo asse X e dal movimento della terza rotaia lungo il secondo asse Y. In altre parole, le forze generate dal movimento del corpo scorrevole lungo il terzo asse X e dal movimento della terza rotaia lungo il secondo asse Y per effetto del movimento del paziente nel piano XY non influiscono sulla tensione applicata alla fune e sul carico applicato al motore. Allo stesso modo, la forza generata dal motore per modificare la lunghezza della fune e sollevare o abbassare il soggetto non induce alcuno spostamento del corpo scorrevole lungo il terzo asse X, n? della terza rotaia lungo il secondo asse YIn a preferred embodiment of the present invention, the movement of the rope is independent of the movement of the sliding body along the third X-axis and the movement of the third rail along the second Y-axis. In other words, the forces generated by the movement of the sliding body along the third X-axis and the movement of the third rail along the second Y-axis due to the movement of the patient in the XY plane do not affect the tension applied to the rope and the load applied to the motor. Likewise, the force generated by the motor to change the length of the rope and raise or lower the subject does not induce any movement of the sliding body along the third X-axis, nor of the third rail along the second Y-axis.
BREVE DESCRIZIONE DELLE FIGUREBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
La presente invenzione sar? descritta con riferimento alle figure allegate nelle quali gli stessi numeri e/o segni di riferimento indicano le stesse parti e/o parti simili e/o corrispondenti del sistema.The present invention will be described with reference to the attached figures in which the same numbers and/or reference signs indicate the same parts and/or similar and/or corresponding parts of the system.
La Figura 1 mostra schematicamente un sistema di sgravio per ridurre il carico a terra di un soggetto, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.Figure 1 schematically shows a relief system for reducing the ground load of a subject, according to an embodiment of the present invention.
La Figura 2 mostra schematicamente il funzionamento del sistema di movimentazione meccanica di un sistema di sgravio per ridurre il carico a terra di un soggetto, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.Figure 2 schematically shows the operation of the mechanical movement system of a relief system for reducing the ground load of a subject, according to an embodiment of the present invention.
La Figura 3 mostra schematicamente un algoritmo di controllo dello sgravio del peso del soggetto mediante un controllore PID, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.Figure 3 schematically shows a control algorithm for subject weight relief using a PID controller, according to an embodiment of the present invention.
La Figura 4 mostra schematicamente un sistema di sgravio dotato di una telecamera e di una pluralit? di sensori per individuare la posizione del soggetto, secondo un?altra forma di realizzazione della presente invenzione.Figure 4 schematically shows a relief system equipped with a camera and a plurality of sensors to detect the position of the subject, according to another embodiment of the present invention.
Le Figure 5A e 5B mostrano schematicamente un algoritmo di acquisizione della posizione dei giunti corporei di un soggetto mediante una telecamera, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.Figures 5A and 5B schematically show an algorithm for acquiring the position of a subject's body joints using a camera, according to an embodiment of the present invention.
La Figura 6 mostra schematicamente un sistema di sgravio per ridurre il carico a terra di un soggetto, servoassistito sui tre assi, secondo un?altra forma di realizzazione della presente invenzione.Figure 6 schematically shows a relief system for reducing the ground load of a subject, power-assisted on the three axes, according to another embodiment of the present invention.
DESCRIZIONE DETTAGLIATADETAILED DESCRIPTION
Di seguito, la presente invenzione ? descritta facendo riferimento a particolari forme di realizzazione, come illustrato nelle figure allegate. Tuttavia, la presente invenzione non ? limitata alle forme di realizzazione particolari descritte nella seguente descrizione dettagliata e rappresentata nelle figure, ma piuttosto le forme di realizzazione descritte esemplificano semplicemente i vari aspetti della presente invenzione, lo scopo della quale ? definito dalle rivendicazioni. Ulteriori modifiche e variazioni della presente invenzione appariranno chiare all?uomo del mestiere.Hereinafter, the present invention is described with reference to particular embodiments, as illustrated in the accompanying figures. However, the present invention is not limited to the particular embodiments described in the following detailed description and depicted in the figures, but rather the embodiments described merely exemplify various aspects of the present invention, the scope of which is defined by the claims. Further modifications and variations of the present invention will be apparent to one skilled in the art.
Nella presente divulgazione, i sistemi di sgravio e il loro funzionamento sono descritti rispetto ai sistemi di riferimento cartesiano mostrati nelle Figure, dove l?asse Z ? orientato secondo la direzione parallela alla forza di gravit?.In this disclosure, the relief systems and their operation are described with respect to the Cartesian reference systems shown in the Figures, where the Z-axis is oriented in the direction parallel to the gravitational force.
La Figura 1 mostra schematicamente un sistema di sgravio 100 assistito lungo l?asse Z (sistema di sgravio a un asse attivo), in grado di ridurre il carico a terra del soggetto 40 dovuto alla forza peso, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione. Per esempio, il sistema di sgravio 100 pu? essere utilizzato in ambito medicale oppure in ambito di riabilitazione atletica.Figure 1 schematically shows a Z-axis assisted relief system 100 (active single-axis relief system), capable of reducing the ground load of the subject 40 due to the weight force, according to an embodiment of the present invention. For example, the relief system 100 can be used in the medical field or in the field of athletic rehabilitation.
Il sistema di sgravio 100 comprende una parte meccanica e una parte elettronica.The 100 relief system comprises a mechanical part and an electronic part.
La parte meccanica prevede una struttura di supporto 28, un motore 1 e un sistema di movimentazione del soggetto 50. La struttura di supporto 28 comprende un sistema di montanti, in particolare quattro colonne 27A e quattro travi 27B.The mechanical part includes a support structure 28, a motor 1 and a subject movement system 50. The support structure 28 comprises a system of uprights, in particular four columns 27A and four beams 27B.
Il motore 1 pu? essere per esempio un servomotore. Come mostrato in Figura 1, il motore 1 ? posto su una colonna 27A del sistema di supporto 28. In questo modo, il peso del motore 1 ? scaricato a terra direttamente mediante tale colonna 27A e non grava sul soggetto 40 che utilizza la macchina. In questo modo, il movimento del soggetto 40 ? facilitato e non ? ostacolato dall?ingombro della struttura di sgravio 10 stessa.The motor 1 may be for example a servomotor. As shown in Figure 1, the motor 1 is placed on a column 27A of the support system 28. In this way, the weight of the motor 1 is discharged to the ground directly through this column 27A and does not weigh on the subject 40 who uses the machine. In this way, the movement of the subject 40 is facilitated and is not hindered by the bulk of the relief structure 10 itself.
Il sistema di movimentazione meccanica del soggetto 50 ? montato sulla struttura di supporto 28 e comprende una pluralit? di rotaie 2A, 2B, 4, una fune 19, un corpo scorrevole 21 comprendente un elemento di sostegno 18 per il soggetto, per esempio un?imbragatura 18. Il funzionamento del sistema di movimentazione del soggetto 50 sar? descritto in dettaglio in riferimento alla Figura 2.The mechanical subject movement system 50 is mounted on the support structure 28 and comprises a plurality of rails 2A, 2B, 4, a rope 19, a sliding body 21 comprising a support element 18 for the subject, for example a harness 18. The operation of the subject movement system 50 will be described in detail with reference to Figure 2.
La componente elettronica del sistema di sgravio comprende una scheda di controllo elettronica 23, un computer 24, una telecamera 25 e un terminale di visualizzazione e controllo (o display) 26. Secondo una configurazione alternativa (non mostrata), la telecamera 25 potrebbe non essere presente nel sistema di sgravio 100 e le funzionalit? di utilizzo del sistema di sgravio 100 potrebbero essere limitate allo sgravio del peso del paziente, senza il monitoraggio delle posizioni del paziente nello spazio.The electronic component of the relief system comprises an electronic control board 23, a computer 24, a camera 25 and a display and control terminal (or display) 26. According to an alternative configuration (not shown), the camera 25 may not be present in the relief system 100 and the functionality of the relief system 100 may be limited to the relief of the patient's weight, without monitoring the patient's positions in space.
Il sistema di sgravio 100 secondo la presente invenzione consente di ridurre il carico che il soggetto 40 esercita a terra fino all?80% del suo peso totale. La percentuale di sgravio pu? essere decisa dall?operatore al momento dell?utilizzo e pu? essere regolata dinamicamente in tempo reale grazie all?utilizzo del motore 1 controllato dalla scheda elettronica 23. Grazie al sistema di sgravio della presente invenzione, il soggetto 40 pu? effettuare i movimenti di esplorazione dello spazio al di sotto del sistema di sgravio, per esempio diversi centimetri al di sotto del sistema di sgravio.The relief system 100 according to the present invention allows to reduce the load that the subject 40 exerts on the ground up to 80% of its total weight. The percentage of relief can be decided by the operator at the time of use and can be dynamically adjusted in real time thanks to the use of the motor 1 controlled by the electronic board 23. Thanks to the relief system of the present invention, the subject 40 can perform the movements of exploration of the space below the relief system, for example several centimeters below the relief system.
Il motore 1 viene controllato dalla scheda elettronica 23, la quale acquisisce informazioni da diversi sensori, le elabora e restituisce al motore 1 l?indicazione della coppia motrice e della velocit? da raggiungere al fine di ottenere una tensione e velocit? della fune 19 in accordo coi parametri impostati. Per esempio, il controllo avviene 100 volte al secondo, sia durante le fasi di transitorio, sia durante le fasi statiche.The motor 1 is controlled by the electronic board 23, which acquires information from various sensors, processes it and returns to the motor 1 the indication of the driving torque and the speed to be reached in order to obtain a tension and speed of the cable 19 in accordance with the set parameters. For example, the control occurs 100 times per second, both during the transient phases and during the static phases.
L?operatore pu? controllare le impostazioni del sistema attraverso l?interfaccia grafica del display 26 e pu? modificare in tempo reale il comportamento del sistema stesso.The operator can control the system settings through the graphic interface of the display 26 and can modify the system behavior in real time.
Le impostazioni del sistema sono contenute nella scheda elettronica 23. Il computer 24 comunica con la scheda elettronica 23 per leggere le variabili che definiscono il funzionamento del sistema, visualizzarle tramite il display 26 e inviare alla scheda elettronica 23 le nuove impostazioni scelte dall?operatore.The system settings are contained in the electronic board 23. The computer 24 communicates with the electronic board 23 to read the variables that define the operation of the system, display them on the display 26 and send the new settings chosen by the operator to the electronic board 23.
Il computer 24 comunica poi con la telecamera 25, acquisisce le sue informazioni grezze, le elabora ed invia le informazioni elaborate alla scheda elettronica 23.The computer 24 then communicates with the camera 25, acquires its raw information, processes it and sends the processed information to the electronic board 23.
Come descritto in seguito, la scheda elettronica 23 utilizza dei modelli matematici per regolare la forza di sgravio e simulare varie condizioni di utilizzo.As described below, the electronic board 23 uses mathematical models to adjust the relief force and simulate various conditions of use.
La Figura 2 mostra schematicamente il funzionamento del sistema di movimentazione del soggetto 50 del sistema di sgravio 100.Figure 2 schematically shows the operation of the subject movement system 50 of the relief system 100.
Il sistema di movimentazione 50 comprende il motore 1, due rotaie parallele 2A, 2B che si estendono lungo l?asse Y, quattro supporti 3 che si agganciano alla struttura di supporto 28 (non mostrata per semplificare lo schema).The movement system 50 comprises the motor 1, two parallel rails 2A, 2B that extend along the Y axis, four supports 3 that attach to the support structure 28 (not shown to simplify the diagram).
Un?ulteriore rotaia 4 si estende tra le due rotaie 2A, 2B lungo l?asse X. La rotaia scorrevole 4 ? sostenuta dai due supporti scorrevoli 5 e 6 che permettono di muovere la rotaia 4 lungo l?asse Y con un ridotto attrito.An additional rail 4 extends between the two rails 2A, 2B along the X-axis. The sliding rail 4 is supported by the two sliding supports 5 and 6 which allow the rail 4 to be moved along the Y-axis with reduced friction.
Agli estremi della rotaia scorrevole 4 sono fissate, da un lato, le pulegge 7 e 8 orientate con l?asse di rotazione parallelo a Z e, dall?altro lato, la puleggia 9 orientata con l?asse di rotazione parallelo all?asse Y.At the ends of the sliding rail 4, on one side, the pulleys 7 and 8 are fixed, oriented with the rotation axis parallel to Z and, on the other side, the pulley 9 is oriented with the rotation axis parallel to the Y axis.
Un corpo scorrevole 21 ? montato sopra la rotaia scorrevole; esso ? in grado di scorrere lungo l?asse X senza ruotare sulla rotaia 4 per mezzo del supporto scorrevole 10. Il corpo scorrevole 21 comprende, a sua volta, i supporti scorrevoli 11 e 12, le pulegge 13 e 17 e il corpo rigido a ?U? 15. Le pulegge 13 e 17 sono orientate con l?asse di rotazione parallelo all?asse Y e sono in grado di ruotare liberamente.A sliding body 21 is mounted above the sliding rail; it is able to slide along the X-axis without rotating on the rail 4 by means of the sliding support 10. The sliding body 21 comprises, in turn, the sliding supports 11 and 12, the pulleys 13 and 17 and the rigid U-shaped body 15. The pulleys 13 and 17 are oriented with the rotation axis parallel to the Y-axis and are able to rotate freely.
Preferibilmente, il corpo rigido 15 ? collegato al resto del corpo scorrevole 21 per mezzo dei supporti scorrevoli 11 e 12; in alternativa, pu? essere collegato attraverso supporti telescopici. In questo modo, il corpo rigido a ?U? 15 pu? scorrere liberamente lungo l?asse Z senza poter ruotare. Il corpo rigido 15 ? inoltre collegato alla puleggia 16, che ? libera di poter ruotare attorno ad un asse parallelo all?asse Y. Solidale al corpo 15, ? formata una cella di carico 14, collegata all?altra estremit? all?imbragatura dell?utente 18. La cella di carico 14 ? svincolata in rotazione sull?asse Z.Preferably, the rigid body 15 is connected to the rest of the sliding body 21 by means of the sliding supports 11 and 12; alternatively, it can be connected via telescopic supports. In this way, the U-shaped rigid body 15 can slide freely along the Z-axis without being able to rotate. The rigid body 15 is also connected to the pulley 16, which is free to rotate around an axis parallel to the Y-axis. Integral to the body 15 is formed a load cell 14, connected at the other end to the user's harness 18. The load cell 14 is free to rotate on the Z-axis.
Una fune 19 scorre attraverso tutte le pulegge. La fune 19 ? fissata alla struttura di supporto 28, ad un estremo, attraverso un elemento di fissaggio 20 e, all?altro estremo, la fune 19 viene avvolta sul verricello del motore 1.A rope 19 runs through all the pulleys. The rope 19 is fixed to the support structure 28, at one end, through a fastening element 20 and, at the other end, the rope 19 is wound onto the winch of the engine 1.
Il sistema di movimentazione 50 permette di imprimere una forza verticale all?utente per mezzo del motore 1, che, avvolgendo la fune 19, ne diminuisce la lunghezza. Questa diminuzione della lunghezza della fune 19 si riflette sulla puleggia 16 e quindi sul corpo rigido 15, che, per compensare la differenza dimensionale della fune 19, scorre verso l?alto attraverso i supporti scorrevoli 11 e 12, applicando una forza di sollevamento all?imbragatura 18 e, di conseguenza, al paziente. Le componenti del sistema di sgravio 100, con l?eccezione del corpo rigido 15, non si muovono, poich? la fune 19 scorre attraverso le pulegge connesse ai relativi corpi senza imprimere a questi nessuna forza, se non quella risultante dall?attrito volvente delle pulegge sui supporti.The movement system 50 allows a vertical force to be applied to the user by means of the motor 1, which, by winding the cable 19, decreases its length. This decrease in the length of the cable 19 is reflected on the pulley 16 and therefore on the rigid body 15, which, to compensate for the dimensional difference of the cable 19, slides upwards through the sliding supports 11 and 12, applying a lifting force to the harness 18 and, consequently, to the patient. The components of the relief system 100, with the exception of the rigid body 15, do not move, since the cable 19 slides through the pulleys connected to the relative bodies without imparting any force to them, other than that resulting from the rolling friction of the pulleys on the supports.
Una volta che sia stato parzialmente sgravato del proprio peso, il paziente pu? muoversi liberamente al di sotto della struttura di supporto 28, esplorando lo spazio nel piano XY. Per potersi muovere nel piano XY, il paziente deve ?trasportare? e far muovere anche il corpo scorrevole 21. Le forze sul piano XY trasmesse dal paziente al sistema di movimentazione 50 causano uno scorrimento della fune 19 su tutte le pulegge del sistema, ma dato che queste forze non causano una variazione della lunghezza della fune 19, non creano nessuna forza concorrente alla tensione di quest?ultima.Once the patient has been partially relieved of his weight, he can move freely underneath the support structure 28, exploring the space in the XY plane. In order to move in the XY plane, the patient must also "transport" and move the sliding body 21. The forces on the XY plane transmitted by the patient to the movement system 50 cause the rope 19 to slide on all the pulleys of the system, but since these forces do not cause a variation in the length of the rope 19, they do not create any force competing with the tension of the latter.
Per esempio, quando l?utente si muove lungo l?asse X, il corpo scorrevole 21 ?lo segue? e si muove relativamente alla rotaia scorrevole 4 lungo l?asse X. La fune 19, se il sistema di forze agenti su di essa ? in equilibrio, rimane ferma rispetto alla rotaia 4, ma il corpo scorrevole 21 pu? scorrere per mezzo delle pulegge 13, 16 e 17, che svincolano il corpo scorrevole 21 dalla fune 19 lungo l?asse X, e per mezzo del supporto scorrevole 10, che svincola il corpo scorrevole 21 dalla rotaia scorrevole 4 lungo l?asse X.For example, when the user moves along the X-axis, the sliding body 21 "follows" him and moves relative to the sliding rail 4 along the X-axis. The rope 19, if the system of forces acting on it is in equilibrium, remains still with respect to the rail 4, but the sliding body 21 can slide by means of the pulleys 13, 16 and 17, which release the sliding body 21 from the rope 19 along the X-axis, and by means of the sliding support 10, which releases the sliding body 21 from the sliding rail 4 along the X-axis.
Allo stesso modo pu? avvenire la traslazione lungo l?asse Y. In questo caso, tutte le pulegge 7, 8, 9, 13, 16 e 17 e i supporti scorrevoli 5 e 6 sono coinvolti per permettere il movimento del sistema di movimentazione 15 a seguito del movimento del paziente.Translation along the Y-axis can occur in the same way. In this case, all pulleys 7, 8, 9, 13, 16 and 17 and sliding supports 5 and 6 are involved to allow movement of the handling system 15 following the movement of the patient.
Il sistema di movimentazione 50, grazie al sistema di pulegge 7, 8, 9, 13, 16 e 17, ? vantaggiosamente progettato in modo tale che il movimento della fune 19 sia indipendente dal movimento del corpo scorrevole 21 lungo il terzo asse X e dal movimento della terza rotaia 4 lungo il secondo asse Y. Infatti, una volta che la lunghezza della fune 19 ? stata fissata a seguito dell?azione del motore 1, la tensione della fune 19 sul corpo scorrevole 21 non ? influenzata dallo spostamento dello stesso nel piano XY, per esempio a seguito del movimento della rotaia 4 lungo l?asse Y o a seguito del movimento del corpo scorrevole 21 per mezzo del supporto scorrevole 10 lungo l?asse X. Allo stesso modo, la tensione della fune 19 sul corpo scorrevole 21 non interferisce con lo spostamento dello stesso nel piano XY, per esempio a seguito del movimento della rotaia 4 lungo l?asse Y o a seguito del movimento del corpo scorrevole 21 per mezzo del supporto scorrevole 10 lungo l?asse X. Questo ? possibile grazie al fatto che la lunghezza e la tensione della fune 19 sono determinate dall?azione del motore 1 e poi la fune 19 pu? scorrere liberamente sul sistema di pulegge 7, 8, 9, 13, 16 e 17 mentre il soggetto 40 compie i movimenti nel piano XY, spostando di conseguenza il corpo scorrevole 21.The movement system 50, thanks to the pulley system 7, 8, 9, 13, 16 and 17, is advantageously designed in such a way that the movement of the rope 19 is independent of the movement of the sliding body 21 along the third X axis and of the movement of the third rail 4 along the second Y axis. In fact, once the length of the rope 19 has been fixed following the action of the motor 1, the tension of the rope 19 on the sliding body 21 is no longer adjustable. influenced by the movement of the same in the XY plane, for example as a result of the movement of the rail 4 along the Y axis or as a result of the movement of the sliding body 21 by means of the sliding support 10 along the X axis. Similarly, the tension of the rope 19 on the sliding body 21 does not interfere with the movement of the same in the XY plane, for example as a result of the movement of the rail 4 along the Y axis or as a result of the movement of the sliding body 21 by means of the sliding support 10 along the X axis. This is possible thanks to the fact that the length and tension of the rope 19 are determined by the action of the motor 1 and then the rope 19 can slide freely on the pulley system 7, 8, 9, 13, 16 and 17 while the subject 40 carries out the movements in the XY plane, consequently moving the sliding body 21.
Il corpo rigido a ?U? 15, grazie alla sua rigidit?, permette un?ottimale trasmissione dei movimenti (e delle forze) ai corpi scorrevoli 21 e 4, consentendo quindi il movimento del sistema (e la trasmissione delle forze sul piano XY) in accordo con i movimenti del paziente. Senza questo corpo rigido, la fune 19 trasmetterebbe il movimento in modo inefficiente e solo attraverso la sua tensione. Inoltre, considerando che l?attrito dei supporti scorrevoli non ? trascurabile, ? necessario che il corpo 15 sia rigido affinch? il paziente trasmetta una forza sufficiente a vincere questo attrito.The rigid U-shaped body 15, thanks to its rigidity, allows for optimal transmission of movements (and forces) to the sliding bodies 21 and 4, thus allowing the movement of the system (and the transmission of forces on the XY plane) in accordance with the patient's movements. Without this rigid body, the rope 19 would transmit movement inefficiently and only through its tension. Furthermore, considering that the friction of the sliding supports is not negligible, it is necessary for the body 15 to be rigid so that the patient transmits a force sufficient to overcome this friction.
L?imbragatura 18 e il supporto dell?imbragatura sono svincolati in rotazione sull?asse Z per permettere al paziente di ruotare attorno a questo asse durante l?esplorazione del piano XY. La cella di carico 14 rileva la tensione sull?imbragatura e la invia all?elettronica di comando, che attraverso un controllo PID modifica in tempo reale la coppia del motore.The harness 18 and the harness support are rotationally disengaged on the Z-axis to allow the patient to rotate around this axis while exploring the XY plane. The load cell 14 detects the tension on the harness and sends it to the control electronics, which through a PID control modifies the motor torque in real time.
Il sistema di movimentazione 50 secondo la presente invenzione ? in grado essere traslato passivamente sul piano XY (ovvero senza l?aiuto di servomotori aggiuntivi lungo gli assi X e Y), anche solo per effetto di piccole forze esercitate dal paziente, per esempio forze inferiori a 1 N. Per esempio, le componenti del sistema di movimentazione 50 possono essere realizzate in materiali compositi ad alte prestazioni e ultraleggeri. Preferibilmente, il corpo scorrevole 21 e il corpo rigido 15 vengono realizzati in fibre di carbonio. Preferibilmente, il sistema di supporto 28 (colonne 27A e travi 27B) viene realizzato in acciaio.The movement system 50 according to the present invention is capable of being translated passively on the XY plane (i.e. without the aid of additional servomotors along the X and Y axes), even only under the effect of small forces exerted by the patient, for example forces less than 1 N. For example, the components of the movement system 50 can be made of high-performance and ultra-light composite materials. Preferably, the sliding body 21 and the rigid body 15 are made of carbon fibers. Preferably, the support system 28 (columns 27A and beams 27B) is made of steel.
La Figura 3 mostra schematicamente un algoritmo di controllo dello sgravio del peso del soggetto 40 mediante una cella di carico, secondo una forma di realizzazione della presente invenzione.Figure 3 schematically shows an algorithm for controlling the unloading of the weight of the subject 40 by means of a load cell, according to an embodiment of the present invention.
Nel sistema di sgravio 100, il peso sostenuto dal paziente viene ridotto tramite un controllo in velocit? con limite di coppia a livello del motore 1. Durante i momenti transitori di regolazione della lunghezza della fune 19, a causa degli attriti e delle inerzie del sistema, la forza di sgravio effettiva Fsgravio applicata dal motore 1 ? tuttavia diversa (per esempio inferiore) dalla forza Fset impostata nel motore 1. Il sistema di sgravio 100 secondo la presente invenzione comprende quindi un sistema di controllo in grado di minimizzare lo scarto tra la forza impostata Fset e la forza effettiva Fsgravio applicata dal motore 1. Il sistema di controllo della forza FM si basa sull?utilizzo di una o pi? celle di carico 14 e di un controllore PID (Proportional Integrative Derivative).In the relief system 100, the weight supported by the patient is reduced by means of a speed control with torque limit at the level of the motor 1. During the transient moments of adjustment of the length of the cable 19, due to the friction and inertia of the system, the actual relief force Fsgravio applied by the motor 1 is however different (for example lower) from the force Fset set in the motor 1. The relief system 100 according to the present invention therefore comprises a control system capable of minimising the difference between the set force Fset and the actual force Fsgravio applied by the motor 1. The force control system FM is based on the use of one or more load cells 14 and a PID (Proportional Integrative Derivative) controller.
La cella di carico 14 misura quindi la forza applicata ad un dato instante t sull?imbragatura 18 e la forza viene utilizzata come elemento di retroazione del controllore PID, in base alla <seguente formula:>The load cell 14 then measures the force applied at a given instant t on the harness 18 and the force is used as a feedback element of the PID controller, according to the <following formula:>
conwith
<dove><where>
forza che esercita il motore 1 sull?elemento di sostegno 18 al fine di ridurre la forza peso delforce that the motor 1 exerts on the support element 18 in order to reduce the weight force of the
<soggetto 40;><subject 40;>
<coefficiente di proporzionalit? del controllore PID;><PID controller proportionality coefficient;>
differenza tra il valore di forza impostato ed il valore di forza misurato dalla cella didifference between the set force value and the force value measured by the cell
<carico 14, al campionamento corrente?.><load 14, at current sampling?.>
<coefficiente di integrazione controllore PID.><PID controller integration coefficient.>
coefficiente di derivazione controllore PID.PID controller derivative coefficient.
errore ? al campionamento precedenteerror ? in the previous sampling
??: tempo di campionamento del sistema.??: system sampling time.
<In altre parole, il controllore PID calcola lo scarto> <tra la forza di sgravio impostata ><In other words, the PID controller calculates the deviation> <between the set relief force>
e quella misurata dalla cella di carico 14 e usa questo dato per calcolare i terminiand the one measured by load cell 14 and uses this data to calculate the terms
proporzionale integrativo e derivativo del fattore correttivo della forza effettiva che deve applicare il motore 1 in modo da minimizzare o annullare lo scarto e.proportional, integrative and derivative of the correction factor of the effective force that motor 1 must apply in order to minimize or eliminate the deviation and.
Preferibilmente, questo controllo viene eseguito 100 volte al secondo durante l?utilizzo del sistema di sgravio 100, sia durante le fasi di transitorio in cui viene variata la lunghezza della fune 19, sia durante le fasi statiche.Preferably, this check is performed 100 times per second during use of the relief system 100, both during the transient phases in which the length of the rope 19 is varied, and during the static phases.
Il sistema di controllo appena descritto viene inoltre completato con le seguenti funzioni di sicurezza per evitare la caduta del soggetto 40:The control system just described is also completed with the following safety functions to prevent the subject 40 from falling:
- Controllo della coerenza del peso applicato alla cella di carico 14 e del peso da sgravare settato;- Check the consistency of the weight applied to load cell 14 and the set weight to be unloaded;
- Controllo della massima escursione possibile della fune 19, utilizzando un encoder direttamente connesso all?albero del motore 1 e contenuto nel motore stesso;- Control of the maximum possible excursion of the cable 19, using an encoder directly connected to the shaft of the motor 1 and contained in the motor itself;
- Controllo della velocit? del motore 1, utilizzando la derivata dell?encoder. Questo dato ? fornito direttamente dall?azionamento del motore. Nel caso di sistema di sgravio assistito su pi? assi, che verr? descritto in seguito, ? possibile controllare la velocit? di tutti i motori.- Speed control of motor 1, using the encoder derivative. This data is provided directly by the motor drive. In the case of a multi-axis assisted relief system, which will be described later, it is possible to control the speed of all motors.
Come mostrato schematicamente nella Fig. 4, il sistema di sgravio 100 viene preferibilmente utilizzato in combinazione con una telecamera 25, per esempio una telecamera del tipo RGB, Depth o RGB-D.As shown schematically in Fig. 4, the relief system 100 is preferably used in combination with a camera 25, for example a camera of the RGB, Depth or RGB-D type.
Il vantaggio della telecamera RGB ? che consente di ridurre i costi di produzione del sistema e permette la rilevazione dei giunti articolari del paziente nello spazio bidimensionale.The advantage of the RGB camera is that it reduces the production costs of the system and allows the detection of the patient's joints in two-dimensional space.
Il vantaggio della telecamera Depth ? che permette la rilevazione dei giunti articolari del paziente nello spazio tridimensionale.The advantage of the Depth camera is that it allows the detection of the patient's joints in three-dimensional space.
Il vantaggio della telecamera RGBD ? che permette la rilevazione dei giunti articolari del paziente nello spazio tridimensionale con maggiore precisione.The advantage of the RGBD camera is that it allows the detection of the patient's joints in three-dimensional space with greater precision.
Preferibilmente, la telecamera 25 viene posizionata all?altezza di circa 1 m rispetto alla base 41 del sistema di sgravio 100 ed ? posizionata in modo da inquadrare il centro dell?area operativa del soggetto nel sistema di sgravio 100.Preferably, the camera 25 is positioned at a height of approximately 1 m from the base 41 of the relief system 100 and is positioned so as to frame the center of the subject's operating area in the relief system 100.
La telecamera 25 permette di rilevare il soggetto 40 in esame e la sua posizione nello spazio entro il quale ha libert? di muoversi. In particolare, attraverso la telecamera 25, ? possibile individuare accuratamente la posizione di tutti i giunti corporei, nonch? il loro orientamento.The camera 25 allows to detect the subject 40 under examination and its position in the space within which it is free to move. In particular, through the camera 25, it is possible to accurately identify the position of all the body joints, as well as their orientation.
La figura 5A mostra schematicamente l?acquisizione della posizione dei giunti corporei H, UT, LT, K, A del soggetto 40 mediante la telecamera 25. L?acquisizione delle informazioni viene eseguita dal computer 24, il quale elabora tali informazioni calcolando l?angolo di flesso-estensione del tronco e del femore del soggetto 40 rispetto all?asse Vz, secondo la seguente formula:Figure 5A schematically shows the acquisition of the position of the body joints H, UT, LT, K, A of the subject 40 by means of the camera 25. The acquisition of the information is performed by the computer 24, which processes this information by calculating the flexion-extension angle of the trunk and femur of the subject 40 with respect to the Vz axis, according to the following formula:
<dove:><where:>
angolo di flesso-estensione del tronco del soggetto 40 rispetto all?asse Vz, sul pianoflexion-extension angle of the subject's trunk 40 with respect to the Vz axis, on the plane
<XZ.><XZ.>
<=posizione del giunto del tronco superiore, sull?asse X.><=position of the upper trunk joint, on the X-axis.>
<=posizione del giunto del tronco inferiore, sull?asse X.><=position of the lower trunk joint, on the X-axis.>
=posizione del giunto del tronco superiore, sull?asse Z.=position of the upper trunk joint, on the Z-axis.
=posizione del giunto del tronco inferiore, sull?asse Z.=position of the lower trunk joint, on the Z-axis.
<dove:><where:>
angolo di flesso-estensione del femore del soggetto 40 rispetto all?asse Vz, sul pianoflexion-extension angle of the subject's femur 40 with respect to the Vz axis, on the plane
<XZ.><XZ.>
<posizione del giunto del tronco inferiore, sull?asse X.><position of the lower trunk joint, on the X-axis.>
<posizione del giunto ginocchio, sull?asse X.><position of the knee joint, on the X-axis.>
=posizione del giunto del tronco inferiore, sull?asse Z.=position of the lower trunk joint, on the Z-axis.
posizione del giunto ginocchio, sull?asse Z.position of the knee joint, on the Z-axis.
L?angolo di femore viene calcolato sia per la gamba destra sia per la gamba sinistra e si mediano i due valori per ottenere un unico angolo di femore ? attraverso la formula:The femoral angle is calculated for both the right and left leg and the two values are averaged to obtain a single femoral angle ? using the formula:
Nella figura 5A il soggetto 40 ? seduto con la schiena eretta, di conseguenza l?angolo di flessoestensione del tronco ? prossimo a 0?, mentre l?angolo di femore ? prossimo a 90?. Quando il soggetto 40 flette in avanti il tronco (come mostrato schematicamente in Figura 5B), l?angolo? aumenta e quando supera una soglia impostata dall?operatore, ad esempio 30?, il soggetto 40 viene sollevato attraverso l?azionamento del motore 1 (non mostrato) mediante l?imbragatura 18 (non mostrata).In Figure 5A, subject 40 is sitting with the back straight, consequently the flexion-extension angle of the trunk is close to 0?, while the femoral angle is close to 90?. When subject 40 flexes the trunk forward (as shown schematically in Figure 5B), the angle? increases and when it exceeds a threshold set by the operator, for example 30?, subject 40 is lifted by operating the motor 1 (not shown) by means of the harness 18 (not shown).
Durante il sollevamento, gli angoli ? decrescono. Tale sollevamento termina quando entrambi gli angoli ? scendono sotto una certa soglia, ad esempio una soglia di 10? per? e una soglia di 20? peDuring the lift, the ? angles decrease. The lift ends when both ? angles fall below a certain threshold, for example a threshold of 10? for? and a threshold of 20? for
Grazie a questa modalit? ? possibile automatizzare il processo di trasferimento del soggetto 40 da una posizione seduta alla posizione eretta. La telecamera 25 si sostituisce quindi all?occhio dell?operatore, il quale avrebbe dovuto altrimenti operare manualmente il sollevamento del soggetto 40.Thanks to this mode, it is possible to automate the process of transferring the subject 40 from a sitting position to a standing position. The camera 25 therefore replaces the eye of the operator, who would otherwise have had to manually lift the subject 40.
Inoltre questo metodo aumenta il fattore sicurezza poich? il sollevamento avviene solo quando il soggetto 40, inclinandosi in avanti, trasferisce il proprio carico dalla seduta alle proprie gambe, limitando l?effetto di sentirsi appeso ad una fune che lo solleva a peso morto.Furthermore, this method increases the safety factor since the lifting occurs only when the subject 40, leaning forward, transfers his load from the seat to his legs, limiting the effect of feeling like he is hanging from a rope that lifts him as a dead weight.
Il sistema di sgravio 100 pu? essere inoltre dotato di un sistema di sensori di forza e/o pressione 42, fissati su una pedana 43, configurati per individuare la posizione del soggetto 40 in funzione della distribuzione di peso misurata sulla base 41 del sistema di sgravio 100.The relief system 100 may also be equipped with a system of force and/or pressure sensors 42, fixed on a platform 43, configured to identify the position of the subject 40 as a function of the weight distribution measured on the base 41 of the relief system 100.
Per esempio, il sistema di sensori di forza e/o pressione pu? comprendere una pedana stabilometrica 43. La pedana stabilometrica 43 ? composta da quattro celle di carico, unite da un piano rigido. Grazie alla misura di queste quattro celle di carico ? possibile misurare il carico totale applicato dal soggetto 40 e di conseguenza, stimare il suo peso. Inoltre, ? possibile misurare in tempo reale il Centro di Pressione (COP) del soggetto 40. Quando il soggetto 40 ? fermo, la velocit? con cui il COP varia nel tempo viene utilizzata per valutare in tempo reale la capacit? di equilibrio del soggetto 40. Pi? la velocit? ? alta e pi? il soggetto 40 risulta instabile. Di conseguenza, in base a questa misura viene impostata la reattivit? del sistema di sgravio 100.For example, the force and/or pressure sensor system may include a stabilometric platform 43. The stabilometric platform 43 is composed of four load cells, joined by a rigid plane. By measuring these four load cells, it is possible to measure the total load applied by the subject 40 and consequently, estimate its weight. Furthermore, it is possible to measure in real time the Center of Pressure (COP) of the subject 40. When the subject 40 is stationary, the speed with which the COP varies over time is used to evaluate in real time the balance capacity of the subject 40. The higher the speed, the more unstable the subject 40 is. Consequently, the reactivity of the relief system 100 is set based on this measurement.
Inoltre il COP verifica la corretta posizione del soggetto 40 misurata dalla telecamera 25.Furthermore, the COP verifies the correct position of the subject 40 measured by the camera 25.
Il funzionamento della pedana stabilometrica 43 ? descritto in dettaglio nella domanda di brevetto WO2015118439 della stessa richiedente, il cui contenuto ? qui interamente incorporato per riferimento.The operation of the stabilometric platform 43 is described in detail in the patent application WO2015118439 of the same applicant, the contents of which are incorporated herein by reference in their entirety.
Le informazioni raccolte dall?analisi della telecamera 25 e/o dei sensori 42, 43 vengono utilizzate per dotare il sistema di sgravio 100 di varie funzioni aggiuntive, che non sarebbero disponibili senza l?uso della stessa.The information collected by the analysis of the camera 25 and/or the sensors 42, 43 is used to equip the relief system 100 with various additional functions, which would not be available without the use of the same.
Per esempio, grazie alla presenza della telecamera 25 e/o dei sensori 42, 43, ? possibile individuare la posizione precisa del soggetto 40 nello spazio 3D e pertanto posizionare correttamente e automaticamente l?imbragatura 18 lungo l?asse Z. Nei sistemi di sgravio assistiti lungo i tre assi, X, Y e Z (i sistemi di sgravio a tre assi attivi), ? possibile il posizionamento automatico dell?imbragatura anche sugli assi X e Y.For example, thanks to the presence of the camera 25 and/or the sensors 42, 43, it is possible to identify the precise position of the subject 40 in 3D space and therefore correctly and automatically position the harness 18 along the Z axis. In relief systems assisted along the three axes, X, Y and Z (the active three-axis relief systems), automatic positioning of the harness is also possible on the X and Y axes.
La presenza della telecamera 25 e/o dei sensori 42, 43 consente inoltre di prevedere una potenziale caduta del paziente e di intervenire prima che effettivamente avvenga la caduta, impedendola. Grazie all?analisi della telecamera, ? infatti possibile monitorare lo stato di equilibrio del paziente, rendendo il sistema pi? reattivo in situazioni di equilibrio precario e coadiuvando il lavoro della cella di carico. Questa modalit? ? di fondamentale importanza perch? aumenta intrinsecamente il fattore sicurezza di tutto il sistema. Per esempio, se la telecamera rileva continui stati di equilibrio precario, vengono modificate le impostazioni del sistema di sgravio 100, in modo che sia pi? reattivo e permetta movimenti meno ampi e meno veloci (ad es. affondi).The presence of the camera 25 and/or sensors 42, 43 also allows for the prediction of a potential fall of the patient and for intervention before the fall actually occurs, thus preventing it. Thanks to the analysis of the camera, it is in fact possible to monitor the patient's state of balance, making the system more reactive in situations of precarious balance and assisting the work of the load cell. This mode is of fundamental importance because it intrinsically increases the safety factor of the entire system. For example, if the camera detects continuous states of precarious balance, the settings of the relief system 100 are modified, so that it is more reactive and allows less wide and less fast movements (e.g. lunges).
Un?altra funzione aggiuntiva legata alla presenza della telecamera 25 e/o dei sensori 42, 43 ? la regolazione automatica della forza di sgravio applicata in situazioni di trasferimento orizzontale del carico. La telecamera ? infatti in grado di rilevare l?angolo di flessione del tronco del soggetto 40 e, di conseguenza, il sistema pu? regolare il sollevamento in modo da applicarlo solo quando realmente necessario. Al contrario, nei sistemi di sgravio noti, il sollevamento viene attuato manualmente dall?operatore solo dopo che il paziente ha completato il trasferimento del proprio carico in avanti.Another additional function linked to the presence of the camera 25 and/or the sensors 42, 43 is the automatic adjustment of the relief force applied in situations of horizontal load transfer. The camera is in fact able to detect the flexion angle of the subject's trunk 40 and, consequently, the system can adjust the lifting so as to apply it only when really necessary. On the contrary, in known relief systems, the lifting is carried out manually by the operator only after the patient has completed the transfer of his load forward.
Inoltre, durante tutta l?operativit?, la telecamera 25 e/o dei sensori 42, 43 possono eseguire l?analisi del movimento e fornire informazioni riguardo la sua qualit?.Furthermore, during the entire operation, the camera 25 and/or sensors 42, 43 can perform motion analysis and provide information regarding its quality.
Infine, nel sistema di sgravio 200 a tre assi attivi (descritto di seguito in riferimento alla Fig. 6), la presenza della telecamera 25 e/o dei sensori 42, 43 consente di correggere la posizione del soggetto 40 nel caso stia deviando rispetto al movimento ottimale, sulla base della conoscenza del movimento che deve essere eseguito e monitorando in tempo reale il movimento del soggetto 40. Per esempio, se il soggetto 40 deve eseguire un affondo e durante tale movimento mantiene il tronco flesso lateralmente verso sinistra, il sistema di sgravio 200 lo corregge tirando verso destra al fine di mantenerlo correttamente al centro.Finally, in the three-axis active relief system 200 (described below with reference to Fig. 6), the presence of the camera 25 and/or the sensors 42, 43 allows for the correction of the position of the subject 40 in case it is deviating from the optimal movement, based on the knowledge of the movement that must be performed and by monitoring the movement of the subject 40 in real time. For example, if the subject 40 must perform a lunge and during this movement keeps the trunk flexed laterally to the left, the relief system 200 corrects it by pulling to the right in order to keep it correctly centered.
La Figura 6 mostra schematicamente il funzionamento del sistema di movimentazione 50 per un sistema di sgravio 200 a tre assi attivi.Figure 6 schematically shows the operation of the movement system 50 for a three-axis active relief system 200.
Il sistema di sgravio 200 a tre assi attivi ha il vantaggio di evitare al soggetto 40 di dover muovere il motore di sollevamento sopra la propria testa, perch? tale movimentazione ? eseguita da tre motori 1, 32, 33.The three-axis active relief system 200 has the advantage of avoiding the subject 40 having to move the lifting motor above his head, because this movement is performed by three motors 1, 32, 33.
Anche nel caso dei tre assi attivi, avere organi meccanici in movimento molto leggeri, porta dei grandi vantaggi. I motori che muovono gli assi x e y non richiederanno grandi potenze, inoltre essendo basse le inerzie e gli attriti, sar? pi? semplice il controllo di essi.Even in the case of the three active axes, having very light moving mechanical parts brings great advantages. The motors that move the x and y axes will not require great power, and since the inertia and friction are low, it will be easier to control them.
Il sistema di movimentazione 50 del sistema di sgravio 200 a tre assi attivi comprende la stessa struttura del sistema di movimentazione 50 del sistema di sgravio 100 a un asse attivo e comprende inoltre un primo motore aggiuntivo 32 e un secondo motore aggiuntivo 33 e una coppia di pulegge 29 aggiuntive. Per esempio, il primo e il secondo motori aggiuntivi possono essere servomotori.The drive system 50 of the three-axis active relief system 200 comprises the same structure as the drive system 50 of the single-axis active relief system 100 and further comprises a first additional motor 32 and a second additional motor 33 and a pair of additional pulleys 29. For example, the first and second additional motors may be servomotors.
Sulla rotaia 4 sono fissati mediante supporti una prima puleggia di rinvio 29 e il primo motore aggiuntivo 32, entrambi orientati con gli assi di rotazione paralleli. Il primo motore aggiuntivo 32, attraverso una puleggia dentata facente parte del suo albero motore, muove una prima cinghia dentata chiusa ad anello 31 che viene rinviata dalla prima puleggia di rinvio 29. La prima cinghia dentata ? fissata in un punto 30 al corpo scorrevole 21, mediante un apposito supporto. Ogni volta che il primo motore aggiuntivo 32 compie una rotazione o una frazione di essa, la prima cinghia 31 si muove e il corpo scorrevole 21 si muove lungo l?asse X in accordo al verso di rotazione del primo motore aggiuntivo 32.On the rail 4, a first return pulley 29 and the first additional motor 32 are fixed by means of supports, both oriented with parallel rotation axes. The first additional motor 32, through a toothed pulley forming part of its drive shaft, moves a first closed ring toothed belt 31 which is returned by the first return pulley 29. The first toothed belt is fixed at a point 30 to the sliding body 21, by means of a special support. Every time the first additional motor 32 completes a rotation or a fraction of it, the first belt 31 moves and the sliding body 21 moves along the X axis in accordance with the direction of rotation of the first additional motor 32.
Su una delle due rotaie fisse 2A, 2B sono fissati, mediante supporti, il secondo motore aggiuntivo 33 e la seconda puleggia di rinvio 35, entrambi orientati con gli assi di rotazione paralleli. Il secondo motore aggiuntivo 33 attraverso una seconda puleggia 35 facente parte del suo albero motore muove una seconda cinghia dentata chiusa ad anello 34 che viene rinviata dalla seconda puleggia di rinvio 35. La seconda cinghia dentata 34 ? fissata in un punto 36 alla rotaia 4 mediante un apposito supporto. Ogni volta che il secondo motore aggiuntivo 33 compie una rotazione o una frazione di essa, la seconda cinghia dentata 34 si muove e la rotaia 4 si muove lungo l?asse Y in accordo al verso di rotazione del motore 33. I rimanenti organi meccanici, si comportano esattamente come nella soluzione ad un asse attivo, e sono esattamente i medesimi. In questa soluzione, la rotaia 4 e il corpo scorrevole 21 sono mossi direttamente dai motori aggiuntivi 32 e 33, invece che essere mossi direttamente dalle forze trasversali del paziente, in accordo a quanto computato dalla elettronica di controllo 23 in base alle informazioni provenienti dalla cella di carico 14 e dalla telecamera 25.On one of the two fixed rails 2A, 2B, the second additional motor 33 and the second return pulley 35 are fixed by means of supports, both oriented with parallel rotation axes. The second additional motor 33, through a second pulley 35 forming part of its drive shaft, moves a second closed-loop toothed belt 34 which is returned by the second return pulley 35. The second toothed belt 34 is fixed at a point 36 to the rail 4 by means of a special support. Every time the second additional motor 33 completes a rotation or a fraction of it, the second toothed belt 34 moves and the rail 4 moves along the Y axis in accordance with the direction of rotation of the motor 33. The remaining mechanical parts behave exactly as in the solution with an active axis, and are exactly the same. In this solution, the rail 4 and the sliding body 21 are moved directly by the additional motors 32 and 33, instead of being moved directly by the transverse forces of the patient, in accordance with what is computed by the control electronics 23 based on the information coming from the load cell 14 and the camera 25.
Di seguito vengono brevemente presentate le principali modalit? di funzionamento del sistema di sgravio 100, 200, sulla base della regolazione della forza di sgravio applicata.The main operating modes of the 100, 200 relief system are briefly presented below, based on the adjustment of the applied relief force.
1. Modalit? isotonica1. Isotonic mode
In questa modalit? si applica una forza tale per cui, quando il soggetto 40 esegue un movimento, la forza di sgravio resta sempre costante.In this mode, a force is applied such that, when subject 40 performs a movement, the relief force always remains constant.
La forza che viene applicata all?imbragatura 18 tramite il motore 1 viene calcolata tramite il sistema di controllo basato sulla cella di carico 14 e descritto in relazione alla Fig. 3. Tramite il <sistema di controllo, si ricerca la condizione di lavoro in cui vale la seguente condizione:>The force that is applied to the harness 18 via the motor 1 is calculated by the control system based on the load cell 14 and described in relation to Fig. 3. By means of the <control system, the working condition is searched for in which the following condition holds:>
<Dove:><Where:>
<orza impostata all?ingresso del controllore PID.><force set at the PID controller input.>
forza di allevio del carico impostata dall?operatore.load relief force set by the operator.
2. Modalit? elastica2. Elastic mode
In questa modalit? la fune inestensibile 19 si comporta come una fune elastica. La forza che <viene applicata all?imbragatura 1> <8 tramite il motore 1 segue la seguente formula:>In this mode, the inextensible rope 19 behaves like an elastic rope. The force that is applied to the harness 1 <8 by the motor 1 follows the following formula:>
<dove:><where:>
<forza impostata all?ingresso del controllore PID.><force set at the PID controller input.>
<forza di allevio del carico impostata dall?operatore.><load relief force set by operator.>
coefficiente elastico che si vuole imporre alla fune inestensibile. Pi? ? alto, maggiore ? laelastic coefficient that you want to impose on the inextensible rope. The higher it is, the greater the
<forza di sgravio applicata al soggetto 40, a parit? di elongazione><relief force applied to subject 40, with the same elongation>
elongazione della fune rispetto alla posizione di partenza n cui il soggetto 40 ? in posizione eretta.elongation of the rope with respect to the starting position in which the subject is in an upright position.
3. Modalit? isocinetica3. Isokinetic mode
In questa modalit? si applica una forza di sgravio tale per cui quando il soggetto 40 esegue un movimento in direzione della forza di gravit?, la velocit? di discesa rimane costante.In this mode, a relief force is applied such that when subject 40 performs a movement in the direction of the gravitational force, the speed of descent remains constant.
In contrapposizione alla forza-peso del soggetto 40, che trascina l?imbragatura 18 in direzione <del vettore gravit?, viene applicata all?elemento 18 la seguente forza:>In opposition to the weight force of the subject 40, which drags the harness 18 in the direction of the gravity vector, the following force is applied to the element 18:>
<dove: ><where: >
<forza impostata all?ingresso del controllore PID.><force set at the PID controller input.>
coefficiente di attrito. Questo coefficiente determina la velocit? di discesa dell?elemento (18);friction coefficient. This coefficient determines the speed of descent of the element (18);
<pi? ? alto, minore ? la velocit? di discesa.><the higher, the slower the descent rate.>
velocit? di discesa dell?elemento (1 corrisponde alla differenza di posizione dell?elemento 18 in un arco temporalespeed of descent of the element (1 corresponds to the difference in position of element 18 in a given time span
4. Modello che simula una gravit? diversa da quella terrestre4. Model that simulates a gravity different from that of Earth
In questa modalit? ? possibile simulare una gravit? diversa da quella terrestre. La forza <costante da applicare all?elemento (18) ? la seguente:>In this mode it is possible to simulate a gravity different from that of Earth. The constant force to be applied to element (18) is the following:>
<dove: ><where: >
forza impostata all?ingresso del controllore PID al fine di simulare il movimento verticale delforce set at the input of the PID controller in order to simulate the vertical movement of the
<soggetto 40 in un campo gravitazionale diverso da quello terrestre.><subject 40 in a gravitational field other than Earth's.>
massa in Kg del soggetto 40 da sgravare.mass in kg of the subject 40 to be relieved.
accelerazione terrestre pari a circa 9.807 m/s?.Earth's acceleration is approximately 9,807 m/s?.
accelerazione che si vuole simulare. Ad esempio, per simulare movimenti compiuti nelacceleration that you want to simulate. For example, to simulate movements performed in the
campo gravitazionale lunare l?accelerazione desiderata corrisponde a 1.62 m/s?.lunar gravitational field the desired acceleration corresponds to 1.62 m/s?.
5. Modello che simula l?acqua5. Model that simulates water
In questa modalit?, viene simulata la condizione in cui il soggetto 40 ? immerso in una vasca d?acqua. Questa modalit? di utilizzo del sistema di sgravio 100, 200 richiede la presenza di una telecamera 25 per determinare la posizione dei giunti corporei del soggetto 40.In this mode, the condition in which the subject 40 is immersed in a water tank is simulated. This mode of use of the relief system 100, 200 requires the presence of a camera 25 to determine the position of the body joints of the subject 40.
L?operatore seleziona il livello dell?acqua desiderato, dove tale livello ? definito, per esempio, in percentuale rispetto all?altezza del soggetto 40. La telecamera 25 determina poi la quantit? di volume corporeo del soggetto 40 che sarebbe immersa nell?acqua nelle condizioni simulate. Il sistema di sgravio 100, 200 simula infine la forza di galleggiamento corrispondente, tenendo in conto anche il contributo dell?attrito dato dalla viscosit? del fluido.The operator selects the desired water level, where such level is defined, for example, as a percentage of the height of the subject 40. The camera 25 then determines the amount of body volume of the subject 40 that would be immersed in the water under the simulated conditions. The relief system 100, 200 finally simulates the corresponding buoyancy force, also taking into account the contribution of friction given by the viscosity of the fluid.
Ad esempio, l?operatore imposta l?altezza del livello dell?acqua pari a 1 metro. La telecamera 25 fornisce le posizioni di tutti i giunti corporei del soggetto 40, in modo che sia possibile stabilire quali parti del corpo siano poste al di sotto di 1 metro di altezza. Viene quindi calcolato il volume di tutte le parti corporee sotto 1 metro, attraverso le tabelle antropometriche note in letteratura.For example, the operator sets the height of the water level to 1 meter. Camera 25 provides the positions of all body joints of subject 40, so that it is possible to determine which body parts are located below 1 meter in height. The volume of all body parts below 1 meter is then calculated, using anthropometric tables known in the literature.
Il volume totale delle parti del corpo virtualmente sommerse ? composto dalla somma delle singole parti, secondo la seguente formula:The total volume of virtually submerged body parts is composed of the sum of the individual parts, according to the following formula:
<dove:><where:>
<= volume totale delle parti corporee sotto il livello dell?acqua impostato;><= total volume of body parts under the set water level;>
numero di parti corporee sotto il livello dell?acqua impostato;number of body parts under the set water level;
volume di ogni singola parte del corpo sotto il livello dell?acqua impostato.volume of each individual body part below the set water level.
In questa modalit?, viene simulata l?acqua pura, dove 1 litro di acqua pura nel campo gravitazionale terrestre pesa 1 Kg. Conoscendo il volume totale in litri di acqua spostata, la forza <di spinta verticale che viene impostata all?ingresso del controllore PID corrisponde a:>In this mode, pure water is simulated, where 1 liter of pure water in the Earth's gravitational field weighs 1 kg. Knowing the total volume in liters of displaced water, the vertical push force that is set at the input of the PID controller corresponds to:>
dove:Where:
forza impostata all?ingresso del controllore PID al fine di simulare la spinta verticale del <soggetto 40 virtualmente immerso in acqua;>force set at the PID controller input in order to simulate the vertical thrust of the <subject 40 virtually immersed in water;>
<volume totale delle parti corporee sotto il livello dell?acqua.><total volume of body parts below water level.>
: accelerazione terrestre pari a circa 9.807 m/s?.: terrestrial acceleration equal to approximately 9,807 m/s?.
Queste modalit? di lavoro sfruttano uno o pi? motori 1 controllati in tempo reale e forniscono al terapista un ventaglio di strumenti che pu? utilizzare per eseguire un training pi? specifico in base alla persona da riabilitare e, di conseguenza, alla tipologia di trattamento da eseguire.These working methods exploit one or more motors 1 controlled in real time and provide the therapist with a range of tools that he can use to perform more specific training based on the person to be rehabilitated and, consequently, on the type of treatment to be performed.
Anche se la presente invenzione ? stata descritta con riferimento alle forme di realizzazione descritte sopra, ? chiaro per l?esperto del ramo che ? possibile realizzare diverse modifiche, variazioni e miglioramenti della presente invenzione alla luce dell?insegnamento descritto sopra e nell?ambito delle rivendicazioni allegate, senza allontanarsi dall?oggetto e dall?ambito di protezione dell?invenzione.While the present invention has been described with reference to the embodiments described above, it is clear to one skilled in the art that various modifications, variations and improvements of the present invention may be made in light of the teaching described above and within the scope of the appended claims, without departing from the subject matter and scope of the invention.
Per esempio, anche se ? stato descritto l?utilizzo della telecamera 25 e dei sensori di forza e/o pressione in combinazione al sistema di sgravio 100 ad un asse attivo, si deve intendere che la telecamera 25 e i sensori di forza e/o pressione possono essere usati anche in combinazione al sistema di sgravio 200 a tre assi attivi.For example, while the use of the camera 25 and force and/or pressure sensors in combination with the single-axis active relief system 100 has been described, it should be understood that the camera 25 and force and/or pressure sensors may also be used in combination with the three-axis active relief system 200.
Per esempio, secondo una forma di realizzazione alternativa, viene fornito un sistema di sgravio per ridurre il carico a terra di un soggetto dovuto alla forza peso agente lungo un primo asse Z, detto sistema di sgravio comprendente una struttura di supporto, un motore e un sistema di movimentazione di detto soggetto montato su detta struttura di supporto, dove detto sistema di movimentazione comprende i seguenti elementi:For example, according to an alternative embodiment, a relief system is provided for reducing the ground load of a subject due to the weight force acting along a first Z-axis, said relief system comprising a support structure, a motor and a movement system of said subject mounted on said support structure, where said movement system comprises the following elements:
- Una prima rotaia e una seconda rotaia parallele ad un secondo asse Y;- A first rail and a second rail parallel to a second Y-axis;
- Una terza rotaia parallela ad un terzo asse perpendicolare a detto secondo asse Y, dove detta terza rotaia si estende tra detta prima rotaia e detta seconda rotaia ed ? configurata per scorrere lungo detta prima e detta seconda rotaia e per muoversi lungo detto secondo asse Y;- A third rail parallel to a third axis perpendicular to said second Y-axis, where said third rail extends between said first rail and said second rail and is configured to slide along said first and second rails and to move along said second Y-axis;
- Una fune che si estende tra detto motore e un elemento fisso solidale a detta struttura di supporto, dove la lunghezza di detta fune tra detto motore e detto elemento di fissaggio ? variabile in seguito all?azione di detto motore;- A rope extending between said motor and a fixed element integral with said support structure, where the length of said rope between said motor and said fixing element is variable following the action of said motor;
- Un corpo scorrevole configurato per scorrere lungo detta terza rotaia nella direzione di detto terzo asse X;- A sliding body configured to slide along said third rail in the direction of said third X-axis;
- Un elemento di sostegno per detto soggetto, associato a detto corpo scorrevole;- A support element for said subject, associated with said sliding body;
dove detto primo asse Z, detto secondo asse Y e detto terzo asse X formano una terna cartesiana,where the first Z-axis, the second Y-axis and the third X-axis form a Cartesian triplet,
caratterizzato dal fatto che:characterized by the fact that:
detto corpo scorrevole comprendente un corpo rigido configurato per muoversi lungo detto primo asse Z a seguito della variazione della lunghezza di detta fune.said sliding body comprising a rigid body configured to move along said first Z-axis following the variation in the length of said rope.
Infine, quegli ambiti che si ritengono conosciuti da parte degli esperti del ramo non sono stati descritti per evitare di mettere eccessivamente in ombra in modo inutile l?invenzione descritta.Finally, those areas which are believed to be known by those skilled in the art have not been described to avoid overshadowing the invention described in an unnecessarily manner.
Di conseguenza, l?invenzione non ? limitata alle forme di realizzazione descritte sopra, ma ? solo limitata dall?ambito di protezione delle rivendicazioni allegate.Accordingly, the invention is not limited to the embodiments described above, but is only limited by the scope of the appended claims.
LISTA DEI NUMERI DI RIFERIMENTO:LIST OF REFERENCE NUMBERS:
1: Motore1: Engine
2A, 2B: Rotaie Fisse2A, 2B: Fixed Rails
3: Supporto tra rotaia fissa e struttura di sostegno3: Support between fixed rail and supporting structure
4: Rotaia Mobile4: Mobile Rail
5, 6: Supporti scorrevoli della rotaia mobile5, 6: Sliding supports of the movable rail
7, 8: Pulegge collegate alla rotaia mobile per rotazione attorno all?asse Z 9: Puleggia collegata alla rotaia mobile per rotazione attorno all?asse Y 10, 11, 12: Supporti scorrevoli del corpo scorrevole7, 8: Pulleys connected to the movable rail for rotation around the Z-axis 9: Pulley connected to the movable rail for rotation around the Y-axis 10, 11, 12: Sliding supports of the sliding body
13: Puleggia collegata al corpo scorrevole per rotazione attorno all?asse Y 14: Cella di carico13: Pulley connected to the sliding body for rotation around the Y-axis 14: Load cell
15: Corpo rigido a U15: Rigid U-shaped body
16: Puleggia collegata al corpo scorrevole per rotazione attorno all?asse Y 17: Puleggia collegata al corpo scorrevole per rotazione attorno all?asse Y 18: Imbragatura16: Pulley connected to the sliding body for rotation around the Y-axis 17: Pulley connected to the sliding body for rotation around the Y-axis 18: Harness
19: Fune19: Rope
20: Elemento fisso solidale alla struttura di supporto20: Fixed element integral with the support structure
21: Corpo scorrevole sulla rotaia mobile lungo l?asse X21: Body sliding on the moving rail along the X-axis
22: Trasmissioni del motore22: Engine Transmissions
23: Scheda di controllo elettronica23: Electronic control board
24: Computer24: Computer
25: Telecamera25: Camera
26: Terminale di visualizzazione e controllo26: Display and control terminal
27A, 27B: Montante della struttura di supporto 28: Struttura di supporto27A, 27B: Support structure upright 28: Support structure
29: Prima puleggia di rinvio29: First idler pulley
30: Punto di fissaggio della prima cinghia dentata 31: Prima cinghia dentata30: Fixing point of the first toothed belt 31: First toothed belt
32: Primo motore aggiuntivo32: First additional engine
33: Secondo motore aggiuntivo33: Second additional engine
34: Seconda cinghia dentata34: Second timing belt
35: Seconda puleggia di rinvio35: Second idler pulley
36: Punto di fissaggio della seconda cinghia dentata 40: Soggetto36: Second timing belt fixing point 40: Subject
41: Base della struttura di supporto41: Base of the support structure
42: Sensori di forza e/o pressione42: Force and/or pressure sensors
43: Pedana stabilometrica43: Stabilometric platform
50: Sistema di movimentazione del soggetto 100: Sistema di sgravio servoassistito su un asse 200: Sistema di sgravio servoassistito sui tre assi H, UT, LT, K, A: giunti corporei50: Subject movement system 100: Power-assisted relief system on one axis 200: Power-assisted relief system on three axes H, UT, LT, K, A: body joints
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