JP2015512287A - 下肢装具用のヒューマンマシンインターフェース - Google Patents
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Abstract
Description
[0001]本出願は、2012年3月22日に出願された米国特許仮出願第61/614,255号および2012年3月26日に出願された米国特許仮出願第61/615,584号に基づく利益を主張するものである。
下肢配向ベースのステップ開始
[0026]歩行用エクソスケルトンの場合には、動作を開始するための方法が、多数の研究の主題となってきた。他の人々により、胴の動作、舌の動作、またはセンサ/身振りに基づくシステムが提案されてきたが、基本原理は、ユーザがステップを踏むおよびそのステップを開始することを所望する時を判定することである。本発明は、ユーザがステップの開始を欲する時、およびユーザがステップを踏み始めるのに安全な位置にある時を判定するために、立脚する脚部の配向を使用する。
脛部の角度配向
[0033]所望のステップを確実に示唆するものの1つは、両脚部立脚時の地面に対する前方の脚部の脛部の角度であることが判明した。図4は、脚部サポート脛部311を有するヒト用エクソスケルトン100の脚部サポート212を示す。重力ベクトルに対する脚部サポート脛部の角度は、312にて示される。
足部ベース方法
[0046]エクソスケルトンの足部に対してかけられる高いせん断力により、既存の足部圧力分布センサが、エクソスケルトンシステムのニーズに対して理想的には適合しなくなることが判明した。これらの実施形態の任意のものと共に使用するのに特に適した新規の足部圧力センサシステム向けに、設計を開発した。図11は、これらの実施形態の中の1つを示し、足部318は、弾性ハウジング706と連携して、電子圧力センサ705を囲む。エクソスケルトン用途のせん断力および衝撃荷重に対するロバスト性をかかるセンサに与えるためには、足部の上側外周部703および下側の外周部704の両方の周囲の実質的に連続的な相互連結接合が、電子圧力センサ705用の空洞部を残しつつ、維持されなければならないことが判明した。この構成においては、弾性ハウジング706の壁部が、足部318内に直接的にせん断力を分散させると共に、電子圧力センサ705を通して足部318中に法線力を伝達する。この構成は、足部318の頂部側および底部側の両圧力分布センサにより、コントローラ125が、人−エクソスケルトン間の相互作用を(センサが人とエクソスケルトン足部318との間に位置する場合)、またはエクソスケルトン−地形間の相互作用を(センサがエクソスケルトン足部318と地面との間に位置する場合)感知することが可能となるため、良好に機能する。
冠状面測定
[0053]ステップを踏む意図に関するさらなる指標は、足部の遊脚に向けた、足部から離れる方向へのユーザの身体の移動である。この移動は、他方の足部の圧力中心の移動かまたは身体位置の移動のいずれかにより示唆され得る。後者の一実施形態においては、脛部または冠状面内におけるエクソスケルトンの別のセグメントのいずれかの角度を測定することにより示されるユーザの横方向移動は、次のステップに向いた状態にあることを示す。
安全確認
[0054]ステップの開始前に、コントローラ220は、ステップを踏むことが安全であると判定するために他の変数を確認してもよい。例えば、ユーザが過剰に前方に倒れている場合には、ステップは踏むべきではない。したがって、前方しきい値は、人がそのように過剰に前方に進行している場合には、ステップが踏まれないように設定され得る。原則的には、この前方しきい値は、上述の任意の計量値(脛部角度、足部圧力中心、等々)に基づき設定され得る。その結果、事実上は、ステップは、計量値がしきい値よりも単に大きくなく、許容範囲内となる場合に、開始されることとなる。
ステップの終了
[0061]いくつかの場合においては、ステップが、危険な構成において開始され得る、またはユーザが、危険な位置に自身を配置するように移動し得る。この場合には、ステップは、脚部を伸展させてバランスおよび安定性を実現することにより、安全のためにステップを終了すべきである。ステップは、立脚する脚部の大腿部角度(または股関節部位置)が、ステップの開始後に後方に移動し始める場合に、終了され得る。これは、ステップが過剰に早期に踏まれており、ユーザが前方へと安全に進行していないことの指標となる。
トレーニング
[0062]また、本発明は、ユーザおよびオペレータの両方をトレーニングするための方法を提供する。上述の実施形態において得られた前方移動しきい値に基づきステップを踏むべき時に関する触覚フィードバック、聴覚フィードバック、または視覚フィードバックを与えることにより、ユーザ/オペレータチームは、安定位置がどのように見えるかおよび感じられるかを学習することが可能となる。この実施形態においては、エクソスケルトンは、所与のパラメータ(位置に基づくステップ開始において説明したものなど)に基づきステップが開始されるべき時に、警告音または光(または他の感覚フィードバック)を発する。ステップしきい値の示唆をいずれも実現する多数のフィードバック方法が可能であることが、当業者には理解されよう。
拡張
[0068]また、この方法は、後方ステップ、座位、および立位などの追加的な状態判定のために使用することも可能である。例えば、脛部角度が後方へと十分に傾けられる場合に、後方ステップが開始される。この後方角度は、質量中心の後方への移動を示唆し、ユーザは、自身を支持するために後方にステップを踏むことが必要となる。座位の場合においては、両脛部角度が十分に後方に測定される場合に、ユニットが着座を開始する。両脛部角度が十分に前方に傾けられる場合に、およびさらに関節角度が安全性およびバランスに対して設定された要件に合致する場合に、デバイスは起立を開始し得る。
Claims (60)
- エクソスケルトンを備える動力下肢装具を制御する方法であって、前記エクソスケルトンは、人の上半身に対して結合されるように構成可能な腰部部分と、前記人の第1の下肢に対して結合されるように構成可能な少なくとも1つの脚部サポートと、前記人の前記第1の下肢の運動を可能にするために前記腰部部分に対して前記少なくとも1つの脚部サポートを移動させるための少なくとも1つのアクチュエータと、前記エクソスケルトンをモニタリングするための複数のセンサとを備える、方法であって、
前記エクソスケルトンの第1の配向および前記人の第2の下肢の第2の配向をモニタリングするステップと、
前記第1の配向および前記第2の配向に基づき前記少なくとも1つのアクチュエータの動作を調節するステップと、
有限な複数の状態から前記エクソスケルトンの現在の状態を確立し、前記現在の状態に基づき前記動力下肢装具が自然なヒトの動作を集合的に再現する一連の配向に従うように前記少なくとも1つのアクチュエータを制御するステップと
を含む、方法。 - 前記少なくとも1つの脚部サポートは、前記腰部部分に対して回転自在に連結可能な近位端部と、遠位端部とを備え、前記方法は、前記少なくとも1つの脚部サポートの前記近位端部から前記遠位端部までの前方距離および側方距離を推定するステップをさらに含み、前記第2の配向は、前記近位端部から前記遠位端部までの前記水平方向距離および前記側方距離により構成される、請求項1に記載の方法。
- 前記脚部サポートは、前記腰部部分に対して回転自在に連結された大腿部セグメントと、前記大腿部セグメントに対して回転自在に連結された脛部セグメントとを備え、前記方法は、垂直に対する前記脛部セグメントの角度を推定するステップをさらに含み、前記第2の配向は、垂直に対する前記脛部セグメントの前記角度である、請求項1に記載の方法。
- 前記脚部サポートは、前記腰部部分に対して回転自在に連結された大腿部セグメントと、前記大腿部セグメントに対して回転自在に連結された脛部セグメントとを備え、前記方法は、地形に対する前記脛部セグメントの角度を推定するステップをさらに含み、前記第2の配向は、前記地形に対する前記脛部セグメントの前記角度である、請求項1に記載の方法。
- 前記地形の傾斜に基づき人の動作を再現する前記一連の配向を修正するステップをさらに含む、請求項4に記載の方法。
- 前記脛部に対して結合された慣性測定装置により重力に対する前記脛部セグメントの絶対角を測定するステップをさらに含む、請求項3に記載の方法。
- 前記第2の配向は、
(1)角度変位センサにより前記脛部セグメントと前記大腿部セグメントとの間の角度変位量を測定すること、
(2)角度変位センサにより前記大腿部部分と前記腰部部分との間の前記角度変位量を測定すること、および
(3)慣性測定装置により重力に対する前記腰部部分の前記角度を測定すること
により構成される、3つの読取値により構成され、
前記方法は、前記3つの読取値から重力に対する前記脛部の前記角度を推定するステップをさらに含む、請求項3に記載の方法。 - 前記脛部の絶対角を矢状面における矢状測定値および冠状面における冠状測定値へと分解するステップと、
前記矢状測定値が少なくとも矢状しきい値を超過し、前記冠状測定値が少なくとも冠状しきい値を超過する場合に、前記第1の下肢に相当する前記脚部サポートを、ステップを踏むことに相当する状態におくステップと
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - 重力に対する前記脛部セグメントの前記角度が少なくともしきい値を超過する場合に、前記第1の下肢に相当する前記脚部サポートを、ステップを踏むことに相当する状態におくステップをさらに含む、請求項3に記載の方法。
- 前記脚部サポートは、前記人の上腿部に対して結合され、前記腰部部分に対して回転自在に連結されるように構成された、大腿部リンク装置を備え、前記方法は、重力に対する前記大腿部リンク装置の角度を測定するステップをさらに含み、前記大腿部リンク装置の前記角度は、前記第2の配向である、請求項1に記載の方法。
- 前記脚部サポートは、立脚相時に支持表面上に載置されるように構成された足部を備え、前記足部の底部にわたり分散された力の圧力中心位置を感知するように構成された少なくとも1つの力分布センサを備え、前記方法は、前記圧力中心が指定領域に入り込む場合に、前記第1の下肢に相当する前記脚部サポートを、ステップを踏むことに相当する状態におくステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記脚部サポートは、前記立脚相時に前記支持表面上に載置されるように構成された足部を備え、前記足部と前記人との間に配置された少なくとも1つの力分布センサを備え、前記方法は、前記足部と前記人との間に分散された相互作用力を測定するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの領域は、前記足部の側部側である、請求項11に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの領域は、前記足部の前方側部側である、請求項11に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの力分布センサは、前記足部の踵部に対して印加された力を推定するように構成された踵部エリアセンサと、前記足部のつま先部に対して印加された力を推定するように構成されたつま先部エリアセンサとを含む、2つのセンサにより構成され、前記領域は、実質的に荷重を受けない前記踵部センサと、実質的に荷重を受ける前記つま先部センサとに相当する、請求項11に記載の方法。
- 前記脚部サポートの速度を測定するステップと、前記速度の測定値に基づき前記指定領域を変更するステップとをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 相互作用トルクセンサにより前記脚部サポートと前記足部との間のトルクを測定するステップと、
第2の力分布センサにより前記人と前記足部との間の力分布を測定するステップと、
前記相互作用トルクセンサに基づき前記少なくとも1つの力分布センサおよび前記第2の力分布センサのバイアスを推定および補正するステップと
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 前記脚部サポートは、立脚相時に支持表面上に載置されるように構成された足部を備え、前記方法は、以下の3つの要素、すなわち
(1)第1のセンサにより前記足部の底部にわたり分散された力の圧力中心位置、
(2)第2のセンサにより前記脚部サポートと前記足部との間のトルク、および
(3)第3のセンサにより前記人と前記足部との間の力の圧力中心位置
の中の2つを測定するステップをさらに含み、
前記方法は、前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、および前記第3のセンサの各組合せから、前記3つの要素のうちの含まれない要素の測定値を推定するステップを含む、請求項1に記載の方法。 - 前記足部の薄い表面と、前記足部の上側および下側の両方の外周部に連結するおよび前記外周部を実質的に囲む弾性ハウジングとの間に形成された、空洞部内に配置された電子圧力センサにより、圧力を測定するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記エクソスケルトンは、2つの脚部サポートを備え、前記腰部部分に対して回転自在に連結可能であり前記腰部部分に対して回転自在に連結可能な大腿部セグメントおよび前記大腿部セグメントに対して回転自在に連結可能な脛部セグメントを備える各前記脚部サポートは、立脚相において支持表面上に載置されるように構成され、前記脚部サポートと前記支持表面との間の相互作用力を測定するための少なくとも1つの力センサを備え、前記第2の配向は、重力に対する前記脛部セグメントの角度であり、前記方法は、
2つの事柄、すなわち、
(1)前記脚部サポートの中の第1の脚部サポートに対する相互作用力が合計相互作用力の所定の割合を超過すること、および
(2)前記第2の配向が、しきい値を超過すること
の両方が生じる場合に、前記脚部サポートの中の前記第1の脚部サポートを、ステップを踏むことに相当する状態におくステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記複数のセンサから、前記脚部サポートに沿った点の前方速度および前記脚部サポートの角速度よりなる群から選択される速度を推定するステップと、
前記速度に基づき前記しきい値を調節するステップと
をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - ステップを踏み始めるには危険な組合せに相当する前記第1の配向の組合せを危険な組合せとして記録するステップと、
前記危険な組合せの中の1つが検出される場合に、前記第1の下肢に相当する前記脚部サポートを、ステップを踏むことに相当する状態におかないステップと
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - 前記エクソスケルトンは、第1の脚部サポートおよび第2の脚部サポートを備え、前記第1の脚部サポートに関する前記危険な組合せの中の少なくとも1つが、前記第2の脚部サポートがステップを踏む過程にあることを含む、請求項22に記載の方法。
- 各前記脚部サポートは、股関節部に対して回転自在に連結可能な大腿部セグメントと、前記大腿部セグメントに対して回転自在に連結可能な脛部セグメントとを備え、前記方法は、前記複数のセンサの中の少なくとも1つにより前記脛部セグメントと前記大腿部セグメントとの間の膝角度を測定するステップをさらに含み、少なくともしきい値を超過する前記膝角度は、前記危険な組合せの中の少なくとも1つを構成する、請求項22に記載の方法。
- 垂直に対する前記脛部セグメントの角度が少なくとも第1のしきい値に合致する場合に、前記第1の下肢に相当する前記脚部サポートを、ステップを踏むことに相当する状態におくステップをさらに含み、前記危険な組合せの中の少なくとも1つが、少なくとも第2のしきい値に合致する立脚する脚部の前記第2の配向を含む、請求項22に記載の方法。
- 前記複数のセンサから、前記人の速度を推定するステップをさらに含み、前記危険な組合せの中の少なくとも1つが、前記人の前記速度が許容範囲外にあることを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記脚部サポートは、前記立脚相時に支持表面上に載置されるように構成され、前記脚部サポートが前記支持表面と接触状態にある時を示すための少なくとも1つの接触センサを備え、危険な条件の判定において前記エクソスケルトンの前記第1の配向を利用することが、前記少なくとも1つの接触センサからの情報をさらに含む、請求項22に記載の方法。
- 前記接触センサは、前記支持表面と前記脚部サポートとの間の力を表す信号を生成する力センサである、請求項27に記載の方法。
- 重力に対する前記脛部セグメントの前記角度が少なくともしきい値を超過し、前記エクソスケルトンの現在の状態が座位である場合に、前記第1の下肢に相当する前記脚部サポートを、立位に相当する状態におくステップをさらに含む、請求項3に記載の方法。
- 重力に対する両脛部の角度が少なくともしきい値を超過し、前記エクソスケルトンの前記現在の状態が立位である場合に、前記第1の下肢に相当する前記脚部サポートを、座位に相当する状態におくステップをさらに含む、請求項3に記載の方法。
- 前記複数のセンサから、前記脚部サポートに沿った点の速度および前記脚部サポートの角速度の一方の速度を推定するステップと、
前記速度が少なくともしきい値を超過する場合に、着座動作を開始しないステップと
をさらに含む、請求項30に記載の方法。 - 前記エクソスケルトンをモニタリングするステップと、
前記装具を、ステップを踏むことに相当する状態におく際に、合図を送るステップと
をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 前記装具を、ステップを踏むことに相当する状態におく際に、前記人に合図を送るステップをさらに含む、請求項9に記載の方法。
- 合図を送る前記ステップは、聴覚音により達成される、請求項33に記載の方法。
- 合図を送る前記ステップは、触覚振動により達成される、請求項33に記載の方法。
- 合図を送る前記ステップは、視覚的合図により達成される、請求項33に記載の方法。
- 前記装具は、第2の人により手動的に作動されるように構成された入力要素を備え、前記方法は、
ステップ開始の所望を示すために前記入力要素に手動的に関与するステップと、
前記装具がステップを踏むことに相当する状態に入ることと、前記入力要素への関与との間の時間差を測定するステップと、
前記時間差に基づき前記第2の人に関する熟達度の採点を行うステップと
をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 前記エクソスケルトンは、前記人の前記第1の下肢および前記対応する脚部サポートが地面に接触する場合に、信号を生成するように構成された接触センサを備え、前記方法は、
前記信号と、前記装具がステップを踏むことに相当する状態に入ることとの間の時間を測定するステップと、
前記時間を理想的な時間と比較するステップと、
時間差を生成し、前記時間差に基づく前記人の熟達度採点を行うステップと
をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 前記脚部サポートの速度に基づき前記理想的な時間を調節するステップをさらに含む、請求項38に記載の方法。
- 前記エクソスケルトンと前記地面との間の圧力中心位置を測定するステップと、
前記位置が辿る平均軌跡を複数のサンプルにわたって算出するステップと、
前記複数のサンプルにわたる前記平均軌跡から前記位置の変化量を算出するステップと、
前記変化量の大きさに基づき前記人についての熟達度採点を行うステップと
をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 前記変化量の少なくともしきい値に基づき、到達し得るエクソスケルトン状態を制限するステップをさらに含む、請求項40に記載の方法。
- 前記脚部サポートの角速度を測定するステップと、
前記角速度を理想的な測定値と比較するステップと、
速度差を生成し、前記速度差に基づき前記人に関する熟達度採点を行うステップと
をさらに含む、請求項9に記載の方法。 - 前記装具をモニタリングするステップと、
入力要素の手動作動により、前記エクソスケルトンがステップを踏むことに相当する状態に進むという所望を示すステップと、
前記第2の配向が少なくともしきい値を超過するまでは、ステップを踏むことに相当する状態には進まないステップと
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - 前記人は、前記入力要素を手動的に作動する、請求項43に記載の方法。
- エクソスケルトンを備える動力下肢装具を制御する方法であって、前記エクソスケルトンは、人の上半身に対して結合されるように構成可能な腰部部分と、前記人の下肢に対して結合されるように構成可能であり、立脚相時に支持表面上に載置され前記支持表面に対してモーメントを伝達するようにさらに構成された、2つの脚部サポートと、前記人の前記下肢の運動を可能にするために前記腰部部分に対して前記脚部サポートを個別に移動させるための少なくとも1つのアクチュエータと、前記エクソスケルトンをモニタリングするための複数のセンサとを備える、方法であって、
前記支持表面に対して伝達される前記モーメントを推定することを含め、前記エクソスケルトンの配向をモニタリングするステップと、
前記脚部サポート用の前記少なくとも1つのアクチュエータの動作を調節するステップと、
前記配向および前記推定されたモーメントの両方に基づき、有限な複数の状態から前記動力下肢装具の現在の状態を確立するステップと、
前記現在の状態に基づき、前記動力下肢装具が自然なヒトの動作を集合的に再現する一連の配向に従うように前記少なくとも1つのアクチュエータを制御するステップと
を含む、方法。 - 矢状面内における前記支持表面に対して伝達された前記モーメントを測定するステップをさらに含む、請求項45に記載の方法。
- 前記モーメントが少なくともしきい値を超過する場合に、前記装具を、ステップを踏むことに相当する状態におくステップをさらに含む、請求項45に記載の方法。
- エクソスケルトンを備える動力下肢装具を制御する方法であって、前記エクソスケルトンは、人の上半身に対して結合されるように構成可能な腰部部分と、前記人の下肢に対して結合されるように構成可能であり、立脚相時に支持表面上に載置されるようにさらに構成された、2つの脚部サポートと、前記人の前記下肢の運動を可能にするために前記腰部部分に対して前記脚部サポートのそれぞれを移動させるための少なくとも1つのアクチュエータと、前記エクソスケルトンをモニタリングするための複数のセンサとを備える、方法であって、
前記腰部部分と前記脚部サポートとの間において伝達されるモーメントを推定することを含め、前記エクソスケルトンの配向をモニタリングするステップと、
前記配向に基づき、各脚部サポート用の前記少なくとも1つのアクチュエータの動作を調節するステップと、
前記配向および前記推定されたモーメントの両方に基づき有限な複数の状態から前記動力下肢装具の現在の状態を確立し、前記現在の状態に基づき、前記動力下肢装具が自然なヒトの動作を集合的に再現する一連の配向に従うように前記少なくとも1つのアクチュエータを制御するステップと
を含む、方法。 - 矢状面内における前記腰部部分と前記脚部サポートとの間において伝達された前記モーメントを測定するステップをさらに含む、請求項48に記載の方法。
- 前記モーメントが少なくともしきい値を超過する場合に、前記装具を、ステップを踏むことに相当する状態におくステップをさらに含む、請求項49に記載の方法。
- エクソスケルトンを備える動力下肢装具を制御する方法であって、前記エクソスケルトンは、人の上半身に対して結合されるように構成可能な腰部部分と、前記人の下肢に対して結合されるように構成可能な2つの脚部サポートと、それぞれが前記人の前記下肢の運動を可能にするために前記腰部部分に対して各脚部サポートを移動させるためのものである2つのアクチュエータと、前記エクソスケルトンをモニタリングするための複数のセンサとを備える、方法であって、
前記エクソスケルトンの第1の配向および前記脚部サポートのそれぞれの第2の配向をモニタリングするステップと、
前記第1の配向および前記第2の配向に基づき前記少なくとも1つのアクチュエータの動作を調節するステップと、
前記第1の配向および前記第2の配向の両方に基づき有限な複数の状態から前記動力下肢装具の現在の状態を確立し、前記現在の状態に基づき前記動力下肢装具が自然なヒトの動作を集合的に再現する一連の配向に従うように前記少なくとも1つのアクチュエータを制御するステップと
を含む、方法。 - 人に対して結合されるように構成された動力下肢装具であって、
前記人の上半身に対して結合されるように構成可能である腰部部分、前記人の第1の下肢に対して結合されるように構成可能である少なくとも1つの脚部サポート、および前記人の前記下肢の運動を可能にするために前記腰部部分に対して前記少なくとも1つの脚部サポートを移動させるための少なくとも1つのアクチュエータを備える、エクソスケルトンと、
前記エクソスケルトンの第1の配向をモニタリングするための複数のセンサであって、前記センサの中の少なくとも1つが、前記人の第2の下肢の第2の配向を推定するように構成された脚部配向センサである、複数のセンサと、
前記複数のセンサから信号を受け取り、前記少なくとも1つのアクチュエータの動作を調節するように構成された、コントローラであって、前記第1の配向および前記第2の配向の両方に基づき有限な複数の状態から前記動力下肢装具の現在の状態を確立し、前記現在の状態に基づき前記動力下肢装具が自然なヒトの動作を集合的に再現する一連の配向に従うように前記少なくとも1つのアクチュエータを制御する、コントローラと
を備える、動力下肢装具。 - 前記脚部サポートは、前記腰部部分に対して回転自在に連結された大腿部セグメントと、前記大腿部セグメントに対して回転自在に連結された脛部セグメントとを備え、前記脚部配向センサは慣性測定装置により構成され、前記慣性測定装置は、脛部セグメントに対して結合され、重力に対する前記脛部セグメントの絶対角を測定するように構成される、請求項52に記載の動力下肢装具。
- 前記脚部配向センサは、
(1)前記脛部セグメントと前記大腿部セグメントとの間における角度変位を測定するように構成された、第1の角度変位センサと、
(2)前記大腿部セグメントと前記腰部部分との間における角度変位を測定するように構成された、第2の角度変位センサと、
(3)重力に対する前記腰部部分の角度を測定するように構成された、慣性測定装置と
を備える、請求項53に記載の動力下肢装具。 - 前記コントローラは、重力に対する前記脛部の前記絶対角が少なくともしきい値を超過する場合に、前記第1の下肢に相当する前記脚部サポートを、ステップを踏むことに相当する状態におく、請求項53に記載の動力下肢装具。
- 前記脚部サポートは、立脚相時に支持表面上に載置されるように構成された足部を備え、前記足部の底部にわたり分散された力の圧力中心位置を感知するように構成された少なくとも1つの力分布センサを備え、前記コントローラは、前記圧力中心が指定領域に入り込む場合に、前記第1の下肢に相当する前記脚部サポートを、ステップを踏むことに相当する状態におくように構成される、請求項52に記載の動力下肢装具。
- 前記少なくとも1つの力分布センサは、前記足部の踵部に対して印加された力を感知するように構成された踵部エリアセンサと、前記足部のつま先部に対して印加された力を感知するように構成されたつま先部エリアセンサとを備える、請求項56に記載の動力下肢装具。
- 前記脚部サポートは、立脚相時に支持表面上に載置されるように構成された足部を備え、前記足部は、以下の3つのセンサ、すなわち
(1)前記足部の底部にわたり分散された力の圧力中心位置を感知するように構成された力分布センサ、
(2)前記脚部サポートと前記足部との間におけるトルクを測定するように構成された相互作用トルクセンサ、および
(3)前記人と前記足部との間の力の圧力中心位置を感知するように構成された力分布センサ
の中の2つを含み、前記コントローラは、前記2つの含まれるセンサから前記3つのセンサのうちの含まれないセンサの測定値を推定する、請求項52に記載の動力下肢装具。 - 前記足部は、上側および下側を備え、前記力分布センサは、弾性ハウジングであって、前記足部に連結することにより前記上側および前記下側の両方の外周部を実質的に囲むことによって、空洞部が前記足部と前記弾性ハウジングとの間に形成される、弾性ハウジングと、前記空洞部内に配置された電子圧力センサアセンブリとを備える、請求項56に記載の動力下肢装具。
- 前記電子圧力センサアセンブリは、
少なくとも3つの電極と、
圧電抵抗層と、
前記弾性ハウジングに対する力および前記弾性ハウジングに対する圧力中心位置を少なくとも表す制御信号を生成するように構成されたアルゴリズムを備える電子回路と
を備える、請求項59に記載の動力下肢装具。
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