JP2016519793A - モジュール式外骨格力フィードバック・コントローラ - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書に記載のPFFCは、身体の位置を感知し、身体の1つまたは複数の部位に触覚刺激(運動に対する抵抗、触覚モータ力、モータによる振動、超音波振動、または加熱要素および冷却要素が任意のモジュールに含まれる場合に熱もしくは冷気を加えることなどによる)、および/または非触覚刺激(視覚表示、音、匂いの1つまたは複数を意味し得る)を加えることができる。PFFCモジュールは互いに取り付けられて、互いに順に動作し、または互いに独立して動作することができるため、ユーザは様々な外骨格アタッチメントを共にまたは別個に購入することができる。
Claims (19)
- 力フィードバック・コントローラをユーザの腕に連結するように構成された第1の肢アタッチメントを含む手首モジュールと、
該手首モジュールに連結され、該手首モジュールに対して第1の方向および第2の方向に可動であるグリップ・モジュールであって、該第1の方向が該第2の方向に略垂直であり、該グリップ・モジュールが、グリップ・アタッチメントを有する直線スライド機構を含み、該グリップ・アタッチメントが、該第1の方向および第2の方向の少なくとも一方に略垂直な第3の方向への直線運動に拘束され、グリップを該グリップ・モジュールに連結するように構成されるグリップ・モジュールとを備える、力フィードバック・コントローラ。 - 前記直線スライド機構が、前記グリップ・アタッチメントに力を与えるように構成された直線駆動部品をさらに備える、請求項1に記載の力フィードバック・コントローラ。
- 前記グリップ・モジュールに前記第1の方向への力を与えるように構成された第1の回転駆動部品をさらに備える、請求項1に記載の力フィードバック・コントローラ。
- 前記グリップ・モジュールに前記第2の方向への力を与えるように構成された第2の回転駆動部品をさらに備える、請求項3に記載の力フィードバック・コントローラ。
- ユーザの上腕に連結するように構成された第2の肢アタッチメントを有する上腕モジュールと、
ユーザの前腕に連結するように構成された第3の肢アタッチメントを有する前腕モジュールとをさらに備え、
前記第1の肢アタッチメントおよび該第2の肢アタッチメントが、前記第1の肢アタッチメントと略同一である、請求項1に記載の力フィードバック・コントローラ。 - 前記第1の肢アタッチメントが、
上部および下部を有し、該上部が該下部に旋回可能かつ摺動可能に連結される外殻と、
該外殻の大きさを調節するように構成された調節機構とを備える、請求項1に記載の力フィードバック・コントローラ。 - 前記肢アタッチメントが、前記外殻の少なくとも一部に位置する粘弾性発泡体をさらに備え、該粘弾性発泡体が、ユーザの腕の輪郭に一致して、衝撃力に晒されたときに変形に抵抗するように構成される、請求項6に記載の力フィードバック・コントローラ。
- 前記グリップ・アタッチメントが、第1のプリント回路基板電気コネクタと導電性エラストマ要素とを備え、前記プリント回路基板電気コネクタおよび前記導電性エラストマ要素が、前記グリップ・モジュールに連結されたグリップの第2のプリント回路基板電気コネクタと電気接続を形成するように設計されて構成される、請求項1に記載の力フィードバック・コントローラ。
- 前記第1の方向が第1の軸の周りの回転を含み、前記第2の方向が第2の軸の周りの回転を含み、該第2の軸が該第1の軸に対して非平行であり、前記第3の方向が該第1の軸および該第2の軸の少なくとも一方に略垂直である、請求項1に記載の力フィードバック・コントローラ。
- 前記第1の軸、前記第2の軸、および前記第3の方向が、互いに略直交して向けられる、請求項9に記載の力フィードバック・コントローラ。
- ユーザの腕の第1の部分に連結するように構成された第1の肢アタッチメントを含む手首モジュールと、
該ユーザの腕の第2の部分に連結するように構成された第2の肢アタッチメントを含む前腕モジュールと、
第1の端部および第2の端部を有する外骨格部材であって、該前腕モジュールが該第1の端部に連結され、該手首モジュールが該第2の端部に連結され、該外骨格部材が、該前腕モジュールと該手首モジュールとの間の相対ねじり運動を可能にするとともに、該前腕モジュールと該手首モジュールとの間の相対軸方向運動を実質的に防止するように構成されたねじり要素を有するねじりモジュールを含む外骨格部材とを備える、力フィードバック・コントローラ。 - 前記第1の肢アタッチメントおよび前記第2の肢アタッチメントの少なくとも一方が、
第1の可撓性部分および二重壁の第2の部分を有する外殻であって、該第1の可撓性部分が第1の端部および第2の端部を有し、該二重壁の第2の部分が間に空間を画定する第1の壁および第2の壁を有し、該第1の端部および該第2の端部が各々該空間内に摺動可能に配置される外殻と、
該第1の可撓性部分を該第2の部分に対して固定することにより、前記肢アタッチメントを前記ユーザの腕にしっかりと連結するように構成された調節機構とを備える、請求項11に記載の力フィードバック・コントローラ。 - 前記肢アタッチメントが、前記外殻の少なくとも一部に位置する粘弾性発泡体をさらに備え、該粘弾性発泡体が、ユーザの腕の輪郭に一致するように構成される、請求項12に記載の力フィードバック・コントローラ。
- 前記前腕モジュールに取り外し可能に連結されるように構成された肘モジュールをさらに備え、該肘モジュールが、
第2の側部部材に旋回可能に連結された第1の側部部材であって、該第1の側部部材および第2の側部部材の各々が、第3の肢アタッチメントおよび第4の肢アタッチメントに摺動可能に連結するように設計されて構成されたアタッチメントを有する第1の側部部材と、
該第1の側部部材および第2の側部部材に回転力を与えるように構成され、該第1の側部部材および第2の側部部材の一方に連結された電気モータを含む回転駆動機構とを備える、請求項11に記載の力フィードバック・コントローラ。 - 前記第1の側部部材を前記第2の側部部材に対して旋回させることができるように構成され、多中心ヒンジを含む旋回機構をさらに備える、請求項14に記載の力フィードバック・コントローラ肘モジュール。
- 前記第1の側部部材を前記第2の側部部材に対して旋回させることができるように構成され、前記第1の側部部材を前記第2の側部部材に対して旋回させることに対する抵抗を制御可能に調節するように構成された可変抵抗要素を含む旋回機構をさらに備える、請求項14に記載の力フィードバック・コントローラ肘モジュール。
- 前記可変抵抗要素が、1)摩擦要素、および2)電磁要素からなる群から選択される、請求項16に記載の力フィードバック・コントローラ肘モジュール。
- 前腕モジュール、手首モジュール、およびグリップ・モジュールからなり、該前腕モジュールおよび該手首モジュールが、取り外し可能に共に連結して力フィードバック外骨格コントローラを形成するように設計されて構成され、該グリップ・モジュールが、該手首モジュールに可動に連結されるとともに、該手首モジュールに対して少なくとも1つの運動自由度を有し、
該グリップ・モジュールが、直線スライド機構および該直線スライド機構に連結されたグリップを備え、該グリップが該手首モジュールに対して直線方向への運動に拘束される、力フィードバック・コントローラ外骨格。 - 前記前腕モジュールに取り外し可能に連結するように構成された肘モジュールをさらに備え、該肘モジュールが、
細長受け部、および該細長受け部に摺動可能に連結されて、前記肘モジュールをユーザの腕に取り付けるように構成された上腕モジュールと、
第2の側部要素に旋回可能に連結された第1の側部要素と、
該第1の側部要素を該第2の側部要素に対して駆動するように構成された駆動機構とを含む、請求項18に記載の力フィードバック・コントローラ外骨格。
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