JP2018099155A - 非協調動作を水平化するための手持ち式用具 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】手持ち式用具100は、ユーザによって保持されるハンドル120と、ユーザ支援装置105に連結するように構成された、ハンドルから延在する取付けアーム110と、取付けアームに装着されて、ユーザ支援装置の動作または向きのうちの1つまたは複数の測定値を取得し、測定値を示すフィートバックデータを生成する第1の慣性計測ユニットIMUと、取付けアームを介してユーザ支援装置を少なくとも2つの直交する次元において操作するように結合されたアクチュエータ組立体115と、ユーザが手持ち式用具を操作する間に参照フレームに対するユーザ支援装置の自動水平化をもたらすために、第1のIMUからフィードバックデータを受信するように結合され、アクチュエータ組立体にコマンドを提供するように結合された動作制御システムとを備える。
【選択図】図1B
Description
Claims (21)
- 手持ち式用具であって、
前記手持ち式用具のユーザによって保持されるためのハンドルと、
前記ハンドルから延在する取付けアームであって、ユーザ支援装置に連結するように構成された取付けアームと、
前記取付けアームに装着されて、前記ユーザ支援装置の動作または向きのうちの1つまたは複数の測定値を取得し、前記測定値を示すフィートバックデータを生成する、第1の慣性計測ユニット(「IMU」)と、
前記取付けアームを介して前記ユーザ支援装置を少なくとも2つの次元において操作するように結合されたアクチュエータ組立体と、
前記第1のIMUから前記フィードバックデータを受信するように結合された動作制御システムであって、前記ユーザが前記手持ち式用具を操作する間に参照フレームに対する前記ユーザ支援装置の自動水平化をもたらすために、前記アクチュエータ組立体にコマンドを提供するように結合された動作制御システムと
を備える、手持ち式用具。 - 前記アクチュエータ組立体が、前記ハンドルに対して2つの回転軸周りに前記ユーザ支援装置を操作するように結合された、請求項1に記載の手持ち式用具。
- 前記アクチュエータ組立体が、
前記取付けアームのローリング動作を制御する第1のアクチュエータと、
前記取付けアームのピッチング動作を制御する第2のアクチュエータと
を備える、請求項2に記載の手持ち式用具。 - 前記アクチュエータ組立体が、
前記第1のアクチュエータからの前記ローリング動作の出力を前記第2のアクチュエータに機械的に結合させる第1のリンク機構であって、前記第1のアクチュエータが、前記第1のリンク機構を介して前記第2のアクチュエータをローリングさせることによって前記取付けアームをローリングさせるように結合された、第1のリンク機構と、
前記第2のアクチュエータからの前記ピッチング動作の出力を前記取付けアームに機械的に結合させる第2のリンク機構と
をさらに備える、請求項3に記載の手持ち式用具。 - 前記第1のアクチュエータの第1の出力の第1の相対位置をモニターするように結合された第1の位置センサと、
前記第2のアクチュエータの第2の出力の第2の相対位置をモニターするように結合された第2の位置センサと
をさらに備え、
前記第1および第2の位置センサが、前記動作制御システムに位置情報をフィードバックするように結合された、請求項3に記載の手持ち式用具。 - 前記ハンドル内に配設され、前記第1および第2の位置センサから位置情報を収集し、前記位置情報をログに記録するように結合されたシステムコントローラと、
前記手持ち式用具から前記ログを出力するように前記システムコントローラに結合された通信インターフェースと
をさらに備える、請求項5に記載の手持ち式用具。 - 前記ユーザ支援装置にヒトの振戦安定化をもたらすために、前記動作制御システムが、前記アクチュエータ組立体を前記2つの回転軸周りに操作するように前記アクチュエータ組立体にさらに結合された、請求項2に記載の手持ち式用具。
- 前記アクチュエータ組立体および前記動作制御システムに電力供給するように結合された電源をさらに備え、
前記電源、前記動作制御システム、および前記アクチュエータ組立体の少なくとも一部、が前記ハンドル内に配設される、請求項1に記載の手持ち式用具。 - 前記ユーザ支援装置が、食事道具または飲用道具のいずれか1つを備える、請求項1に記載の手持ち式用具。
- 前記ユーザ支援装置が、ポインタ装置、身だしなみ用具、個人的衛生用具、または職業用具のうちの1つを備える、請求項1に記載の手持ち式用具。
- 前記ユーザが前記手持ち式用具を保持および使用する間にヒトの振戦を測定するために、前記ハンドルに堅く連結された第2のIMUをさらに備える、請求項1に記載の手持ち式用具。
- 手持ち式用具によって実行されたときに、前記手持ち式用具に、
前記手持ち式用具の遠位端部に装着されたユーザ支援装置の動作または向きのうちの少なくとも1つを慣性計測ユニット(「IMU」)によって測定することと、
前記測定することに基づき前記IMUからフィードバックデータを出力することと、
前記手持ち式用具のハンドル内に少なくとも部分的に配設された動作制御システムによってリアルタイムで前記フィードバックデータをモニターすることと、
前記動作制御システムによってアクチュエータ組立体を制御することであって、ユーザが前記手持ち式用具を操作する間に参照フレームに対する前記ユーザ支援装置の自動水平化をもたらすために、前記アクチュエータ組立体が、少なくとも2つの直交する次元で前記ユーザ支援装置を操作するように結合された、制御することと
を含むオペレーションを実行させる命令を提供する、少なくとも1つの機械アクセス可能な記憶媒体。 - 前記少なくとも2つの直交する次元が、ピッチ軸およびロール軸を含む2つの回転軸を備える、請求項12に記載の少なくとも1つの機械アクセス可能な記憶媒体。
- 自動水平化をもたらすために前記動作制御システムによって前記アクチュエータ組立体を制御することが、
前記参照フレームに基づいて、参照ベクトルからの前記ユーザ支援装置の位置ずれを示す誤差ベクトルを生成することと、
前記IMUからの前記フィードバックデータ出力に基づいて前記誤差ベクトルを更新することと、
前記アクチュエータ組立体を前記ピッチ軸周りに操作するためのピッチコマンド、および前記アクチュエータ組立体を前記ロール軸周りに操作するためのロールコマンドを、前記誤差ベクトルに少なくとも部分的に基づいて生成することと
を含む、請求項13に記載の少なくとも1つの機械アクセス可能な記憶媒体。 - 前記IMUがジャイロスコープおよび加速度計を含み、前記フィードバックデータがジャイロスコープフィードバックデータおよび加速度計フィードバックデータを含み、自動水平化をもたらすために前記動作制御システムによって前記アクチュエータ組立体を制御することが、
前記ジャイロスコープフィードバックデータによって前記誤差ベクトルを更新することと、
前記加速度計フィードバックデータによって前記誤差ベクトルを更新する前に、前記加速度計フィードバックデータをローパスフィルタ処理することと
をさらに含む、請求項14に記載の少なくとも1つの機械アクセス可能な記憶媒体。 - 前記手持ち式用具によって実行されたときに、前記手持ち式用具に
前記ユーザ支援装置のヒトの振戦安定化をもたらすために、前記動作制御システムによって前記アクチュエータ組立体を前記2つの回転軸周りに制御すること
を含むさらなるオペレーションを実行させる命令をさらに提供する、請求項13に記載の少なくとも1つの機械アクセス可能な記憶媒体。 - ヒトの振戦安定化をもたらすために前記動作制御システムによって前記アクチュエータ組立体を前記2つの回転軸周りに制御することが、
前記ヒトの振戦安定化のためのフィードバック制御をもたらすために、前記IMUの加速度計からの加速度計フィードバックデータの出力を、前記加速度計フィードバックデータをローパスフィルタ処理することなく、使用すること、
を含む、請求項16に記載の少なくとも1つの機械アクセス可能な記憶媒体。 - 前記手持ち式用具によって実行されたときに、前記手持ち式用具に、
前記2つの回転軸に対する前記アクチュエータ組立体の位置をモニターするように結合された1つまたは複数の位置センサからの位置情報を収集することと、
前記位置情報をログに記録することと、
前記手持ち式用具から前記ログを通信インターフェースを介して通信することと
を含むさらなるオペレーションを実行させる命令をさらに提供する、請求項13に記載の少なくとも1つの機械アクセス可能な記憶媒体。 - 前記手持ち式用具によって実行されたときに、前記手持ち式用具に、
前記ユーザに処置するための訓練計画または治療計画の一部として、前記アクチュエータ組立体によってもたらされる前記ユーザ支援装置の前記自動水平化の量を経時的に調整すること
を含むさらなるオペレーションを実行させる命令をさらに提供する、請求項12に記載の少なくとも1つの機械アクセス可能な記憶媒体。 - 前記アクチュエータ組立体によってもたらされる自動水平化の前記量が、前記治療計画の一部として経時的に低減される、請求項19に記載の少なくとも1つの機械アクセス可能な記憶媒体。
- 前記手持ち式用具のハンドル内に電源が配設され、前記アクチュエータ組立体および前記動作制御システムに電力供給するように結合されており、前記ユーザ支援装置が、食事用道具またはカップホルダのいずれか1つを備える、請求項12に記載の少なくとも1つの機械アクセス可能な記憶媒体。
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