JP2019077037A5

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Publication number: JP2019077037A5
Application number: JP2019000257A
Authority: JP
Filing date: 2019-01-04
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2033-09-17

Claims

ウェアラブル装置であって、
前記ウェアラブル装置を着用している人の第１の身体部分に位置決めするように構成される第１のアンカー要素と、
前記ウェアラブル装置を着用している人の第２の身体部分に位置決めするように構成される第２のアンカー要素と、
前記第１のアンカー要素と前記第２のアンカー要素とを直接的または間接的に結合する少なくとも１つの可撓性接続要素と、
前記ウェアラブル装置が着用者の少なくとも１つの関節の周りにモーメントを生成するように、前記少なくとも１つの可撓性接続要素の長さをロックし、長さを変化させ、またはインピーダンスを変化させて、前記ウェアラブル装置において生成される引張力のレベルを生成または制御するように構成された少なくとも１つのアクチュエータとを備える、ウェアラブル装置。
前記第１のアンカー要素および前記第２のアンカー要素の少なくとも一方は、足アンカー要素、大腿アンカー要素、腰アンカー要素、または肩アンカー要素を含む、請求項１に記載のウェアラブル装置。
前記第１のアンカー要素は、腰ベルト要素、第１非伸長性ファブリック要素、および第２非伸長性ファブリック要素を備える腰アンカー要素であり、
前記腰ベルト要素は、前記人の骨盤の上方に位置付けられるように構成され、
前記第１非伸長性ファブリック要素は、前記腰ベルトの第１側に結合され、前記腰ベルトから前記人の大腿の水平方向中央に隣接した位置まで延伸するように構成され、
前記第２非伸長性ファブリック要素は、前記腰ベルトの第２側に結合され、前記腰ベルトから前記人の大腿の水平方向中央に隣接した位置まで延伸するように構成される、請求項１に記載のウェアラブル装置。
前記少なくとも１つの可撓性接続要素は、非伸長性あるいは半伸長性である、請求項１に記載のウェアラブル装置。
前記少なくとも１つの可撓性接続要素は、ウェビング、ストラップ、コード、機能性テキスタイル、ファブリック、ワイヤ、ケーブル、または複合材料の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のウェアラブル装置。
前記少なくとも１つのアクチュエータは、少なくとも１つのモータ駆動アクチュエータ、少なくとも１つの空気圧アクチュエータ、少なくとも１つの油圧アクチュエータ、または少なくとも１つの電気活性ポリマーを含む、請求項１に記載のウェアラブル装置。
前記少なくとも１つのアクチュエータの作動は、前記少なくとも１つの可撓性接続要素の長さを変化させて、前記ウェアラブル装置において引張力を生成するように構成される、請求項１に記載のウェアラブル装置。
前記少なくとも１つのアクチュエータは、前記少なくとも１つの可撓性接続要素の長さをロックまたはインピーダンスを変化させて、前記着用者の動作または身体位置によって、前記ウェアラブル装置において生成される引張力のレベルを制御するように構成される、請求項１に記載のウェアラブル装置。
前記ウェアラブル装置は、前記着用者の複数の関節に跨がるように構成されており、
前記ウェアラブル装置によって生成された引張力は、前記ウェアラブル装置を通して分散される、請求項１に記載のウェアラブル装置。
前記着用者の、動作または身体位置の少なくとも一方に関連する情報を測定するように構成された少なくとも１つのセンサをさらに備える、請求項１に記載のウェアラブル装置。
前記動作または身体位置の少なくとも一方に関連する情報に応答して、前記少なくとも１つのアクチュエータを自動的に作動させるように構成された少なくとも１つのコントローラをさらに備える、請求項１０に記載のウェアラブル装置。
前記コントローラは、前記ウェアラブル装置において生成された引張力のレベルを制御して、前記少なくとも１つの関節の周りに有益なモーメントを生成する、請求項１１に記載のウェアラブル装置。
前記有益なモーメントは、前記着用者の前記少なくとも１つの関節への正のパワーを送る、請求項１２に記載のウェアラブル装置。
前記コントローラは、前記ウェアラブル装置において生成された引張力のレベルを制御して、前記少なくとも１つの関節の周りの有害なモーメントの生成を回避する、請求項１１に記載のウェアラブル装置。
前記コントローラは、前記少なくとも１つのアクチュエータを自動的に動作させて前記ウェアラブル装置において実質的にゼロの張力を生成し、前記少なくとも１つの関節の周りの有害なモーメントの生成を回避する、請求項１４に記載のウェアラブル装置。
前記少なくとも１つのアクチュエータが前記有害なモーメントを生成するように作動される場合に、前記ウェアラブル装置は弛むように構成される、請求項１４に記載のウェアラブル装置。
少なくとも１つのコントローラをさらに備え、
前記少なくとも１つのコントローラは、
前記少なくとも１つのセンサによって測定された前記情報を用いて、前記ウェアラブル装置によって補助されるべき動作の開始あるいは開始に近づいていることを検出し、
前記ウェアラブル装置によって補助されるべき動作の間に、前記ウェアラブル装置が前記モーメントを生成するように、前記動作の開始あるいは開始に近づいていることの検出に応答して、前記少なくとも１つのアクチュエータを自動的に作動させるように構成される、請求項１０に記載のウェアラブル装置。
人間動作パターン検出アルゴリズムを用いて前記少なくとも１つのアクチュエータの作動を制御して、前記ウェアラブル装置において生成された引張力のレベルを生成または制御するように構成される少なくとも１つのコントローラをさらに備える、請求項１０に記載のウェアラブル装置。
前記第１のアンカー要素は足アンカー要素であり、
前記第２のアンカー要素は脹脛アンカー要素であり、
前記ウェアラブル装置は、前記着用者の足関節周りのモーメントを生成するように構成される、請求項１に記載のウェアラブル装置。
前記第１のアンカー要素は上半身アンカー要素であり、
前記第２のアンカー要素は下半身アンカー要素であり、
前記ウェアラブル装置は、前記着用者の少なくとも股関節周りのモーメントを生成するように構成される、請求項１に記載のウェアラブル装置。
前記第１のアンカー要素は肩アンカー要素であり、
前記第２のアンカー要素は大腿アンカー要素であり、
前記ウェアラブル装置は、前記着用者の少なくとも股関節周りのモーメントを生成するように構成される、請求項１に記載のウェアラブル装置。
第３のアンカー要素および第４のアンカー要素をさらに備え、
前記第３のアンカー要素は、前記着用者の第１大腿またはその近傍に位置付けるように構成された大腿アンカー要素であり、
前記第４のアンカー要素は、前記着用者の第２大腿またはその近傍に位置付けるように構成された大腿アンカー要素であり、
前記第１のアンカー要素は肩アンカー要素であり、
前記第２のアンカー要素は腰アンカー要素であり、
前記ウェアラブル装置は、前記着用者の少なくとも股関節周りのモーメントを生成するように構成される、請求項１に記載のウェアラブル装置。
前記ウェアラブル装置は、前記着用者の胴体の動作を補助する、請求項２０、２１または２２に記載のウェアラブル装置。
ウェアラブル装置であって、
前記ウェアラブル装置を着用している人の第１の身体部位に位置決めするように構成される第１アンカー要素と、
前記ウェアラブル装置を着用している人の第２の身体部位に位置決めするように構成される第２アンカー要素と、
前記第１のアンカー要素と前記第２のアンカー要素とを直接的または間接的に結合するとともに、前記着用者の動きまたは身体位置が、前記ウェアラブル装置において引張力を生成し、それによって少なくとも１つの関節の周りにモーメントを生成するように構成される少なくとも１つの可撓性接続要素とを備える、ウェアラブル装置。
前記第１のアンカー要素および前記第２のアンカー要素の少なくとも一方は、足アンカー要素、大腿アンカー要素、腰アンカー要素、または肩アンカー要素を含む、請求項２４に記載のウェアラブル装置。
前記少なくとも１つの可撓性接続要素は、ウェビング、ストラップ、コード、機能性テキスタイル、ファブリック、ワイヤ、ケーブル、または複合材料の少なくとも１つを含む、請求項２４に記載のウェアラブル装置。
前記少なくとも１つの可撓性接続要素は、非伸長性あるいは半伸長性である、請求項２４に記載のウェアラブル装置。
前記ウェアラブル装置は、前記着用者の複数の関節に跨がるように構成されており、
前記ウェアラブル装置によって生成された引張力は、前記ウェアラブル装置を通して分散される、請求項２４に記載のウェアラブル装置。
前記少なくとも１つの可撓性接続要素に結合され、前記着用者の動作または身体位置によって生成されたエネルギを吸収するように構成された少なくとも１つのエネルギ貯蔵装置をさらに備える、請求項２４に記載のウェアラブル装置。
前記少なくとも１つのエネルギ貯蔵装置は、前記着用者の動作または身体位置によって生成されたエネルギを吸収および戻す間に、前記着用者の前記少なくとも１つの関節周りに回復トルクを印加する、請求項２４に記載のウェアラブル装置。
前記少なくとも１つのエネルギ貯蔵装置は、ばね、ばねシステム、クラッチスプリング、弾性部材、油圧装置、空気圧装置、化学エネルギ貯蔵装置、または半伸長性可撓性接続要素のうちの少なくとも１つを備える、請求項２４に記載のウェアラブル装置。
前記第１のアンカー要素は足アンカー要素であり、
前記第２のアンカー要素は脹脛アンカー要素であり、
前記ウェアラブル装置は、前記着用者の足関節周りのモーメントを生成するように構成される、請求項２４に記載のウェアラブル装置。
前記第１のアンカー要素は上半身アンカー要素であり、
前記第２のアンカー要素は下半身アンカー要素であり、
前記ウェアラブル装置は、前記着用者の少なくとも股関節周りのモーメントを生成するように構成される、請求項２４に記載のウェアラブル装置。
前記第１のアンカー要素は肩アンカー要素であり、
前記第２のアンカー要素は大腿アンカー要素であり、
前記ウェアラブル装置は、前記着用者の少なくとも股関節周りのモーメントを生成するように構成される、請求項２４に記載のウェアラブル装置。
第３のアンカー要素および第４のアンカー要素をさらに備え、
前記第３のアンカー要素は、前記着用者の第１大腿またはその近傍に位置付けるように構成された大腿アンカー要素であり、
前記第４のアンカー要素は、前記着用者の第２大腿またはその近傍に位置付けるように構成された大腿アンカー要素であり、
前記第１のアンカー要素は肩アンカー要素であり、
前記第２のアンカー要素は腰アンカー要素であり、
前記ウェアラブル装置は、前記着用者の少なくとも股関節周りのモーメントを生成するように構成される、請求項２４に記載のウェアラブル装置。
前記ウェアラブル装置は、前記着用者の胴体の動作を補助する、請求項３３、３４または３５に記載のウェアラブル装置。
ウェアラブルな外骨格であって、
前記ウェアラブルな外骨格を着用している人の第１の身体部分に位置決めするように構成される第１のアンカー要素と、
前記ウェアラブルな外骨格を着用している人の第２の身体部分に位置決めするように構成される第２のアンカー要素と、
前記第１のアンカー要素および前記第２のアンカー要素に結合され、前記第１のアンカー要素および前記第２のアンカー要素に張力を印加して前記第１のアンカー要素および前記第２のアンカー要素内あるいは前記第１のアンカー要素および前記第２のアンカー要素の間に配置された身体関節の動作を補助するための有益なモーメントを生成するように構成された少なくとも１つのアクチュエータとを備え、
前記第１のアンカー要素および前記第２のアンカー要素は、
前記人の個々の身体部位に対して位置決めするように構成されたベース材料と、
個々のアンカー要素における前記少なくとも１つのアクチュエータの接続点から、対応する身体部位の骨要素を覆っている個々のアンカー要素の部分まで延伸する前記ベース材料と統合された少なくとも１つの非伸長性ファブリック要素とを含み、
前記少なくとも１つの非伸長性ファブリック要素は、対応する身体部位の骨要素に作用する前記張力を方向付けるように構成された個々のアンカー要素における前記非伸長性ファブリック要素を通して力経路を提供する、ウェアラブルな外骨格。
前記少なくとも１つの非伸長性ファブリック要素は、ウェビング、ストラップ、コード、機能性テキスタイル、またはそれらの組み合わせを含む、請求項３７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記第１のアンカー要素は、前記少なくとも１つの非伸長性ファブリック要素の１以上と揃った粒子方向を有し、前記第１アンカー要素の方向剛性を高めるファブリックをさらに備える、請求項３７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記第１のアンカー要素および前記第２のアンカー要素の一方または双方は、衣類と統合されている、請求項３７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記対応する身体部位の骨要素に作用する前記張力を方向付けることは、前記対応するアンカー要素または前記対応する身体部位の動作に抵抗する、請求項３７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記対応する身体部位の骨要素に作用する前記張力を方向付けることは、前記ウェアラブルな外骨格の剛性を高める、請求項３７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記対応する身体部位の骨要素に作用する前記張力を方向付けることは、前記対応する身体部位の剪断力を低減することによって、前記ウェアラブルな外骨格の快適性を高める、請求項３７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記第１のアンカー要素は、前記ウェアラブルな外骨格を着用者の腰に位置決めするように構成され、
前記第１のアンカー要素は、前記腰の骨要素に作用するように印加された前記張力を方向付けるように構成された負荷経路を提供する少なくとも１つの非伸長性ファブリック要素を含み、
前記骨要素は骨盤である、請求項３７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記第１のアンカー要素は、前記骨盤上または前記骨盤の上方の前記人の腰を制限するように構成された腰ベルトを備える、請求項４４に記載のウェアラブルな外骨格。
前記少なくとも１つの非伸長性ファブリック要素は、前記腰ベルトに結合されており、前記アクチュエータによって印加される前記張力を前記腰ベルトに向けて方向付ける、請求項４５に記載のウェアラブルな外骨格。
前記第１のアンカー要素は、
前記腰ベルトの第１側に結合され、前記腰ベルトから前記人の大腿の水平中心に隣接した位置まで延伸するように構成された第１非伸長性ファブリック要素と、
前記腰ベルトの第２側に結合され、前記腰ベルトから前記人の大腿の水平中心に隣接した位置まで延伸するように構成された第２非伸長性ファブリック要素とを備える、請求項４５に記載のウェアラブルな外骨格。
前記第２のアンカー要素は、前記ウェアラブルな外骨格を着用した人の大腿に位置決めするように構成される、請求項４４に記載のウェアラブルな外骨格。
前記第２のアンカー要素は実質的に円錐形であり、前記大腿において前記第２アンカー要素の上方向動作に抵抗するように前記大腿のテーパ形状に従う、請求項４８に記載のウェアラブルな外骨格。
前記第１のアンカー要素および前記第２のアンカー要素の少なくとも一方は、前記対応する身体部位周りに予張力がかけられており、対応するアンカー要素を対応する身体部位の位置に固定するように構成される、請求項３７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記少なくとも１つの非伸長性ファブリック要素は、前記アクチュエータによる前記張力の印加中に、印加された前記張力を前記対応する身体部位に方向付けてそれぞれのアンカー要素を圧縮するように構成される、請求項３７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記負荷経路は、実質的に通常に機能するための前記張力を前記対応する身体部位の前記骨要素に方向付ける、請求項３７に記載のウェアラブルな外骨格。
実質的に通常に機能するための前記張力を前記対応する身体部位の前記骨要素に方向付けることは、前記対応する身体部位に沿った剪断力を最小化して、それによって快適さを改善する、請求項５２に記載のウェアラブルな外骨格。
前記有益なモーメントは、前記ウェアラブルな外骨格を着用している人の股関節、膝関節、足関節のうちの１つ以上の動作を補助する、請求項３７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記アクチュエータは、前記ウェアラブルな外骨格を着用している人の脚の１つ以上の関節に直接的には配置されておらず、
前記アクチュエータは、作動部材を介して前記第１のアンカー要素および前記第２のアンカー要素に前記張力を印加する、請求項３７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記アクチュエータの位置は、前記ウェアラブルな外骨格を着用している人の脚の正常の歩容力学を潜在的に混乱させる可能性のある追加慣性を最小化する、請求項５５に記載のウェアラブルな外骨格。
ウェアラブルな外骨格であって、
前記ウェアラブルな外骨格を着用している人の腰に位置付けるように構成された第１のアンカー要素を備え、
前記第１のアンカー要素は、
前記人の骨盤の上方に位置付けるように構成された腰ベルト要素と、
前記腰ベルト要素の第１側に結合され、前記腰ベルト要素から前記人の大腿の水平中心に隣接する位置まで延伸するように構成された第１非伸長性ファブリック要素と、
前記腰ベルト要素の第２側に結合され、前記腰ベルト要素から前記人の大腿の水平中心に隣接する位置まで延伸するように構成された第２非伸長性ファブリック要素と、
前記人に対抗して位置付けて、前記腰ベルトと、第１非伸長性ファブリック要素と、第２非伸長性ファブリック要素とを統合するように構成されたベース材料とを含み、
前記ウェアラブルな外骨格は、
前記ウェアラブルな外骨格を着用している人の大腿に位置付けるように構成された第２のアンカー要素と、
前記第１のアンカー要素の前記第１非伸長性ファブリック要素および前記第２非伸長性ファブリック要素と、前記第２のアンカー要素とに結合された少なくとも１つのアクチュエータをさらに備え、
前記少なくとも１つのアクチュエータは、前記第１のアンカー要素および前記第２のアンカー要素の内部あるいは前記第１のアンカー要素と前記第２のアンカー要素との間に配置された股関節の動作を補助するための有益なモーメントを生成するために、前記第１のアンカー要素および前記第２のアンカー要素に張力を印加するように構成され、
前記第１のアンカー要素の前記第１非伸長性ファブリック要素および前記第２非伸長性ファブリック要素は、前記アクチュエータによって印加された前記張力を、前記腰ベルト要素の前記第１側および前記第２側に方向付けて、前記第１のアンカー要素によって、前記ウェアラブルな外骨格を着用している人の骨盤を係合させる、ウェアラブルな外骨格。
前記少なくとも１つの非伸長性ファブリック要素は、ウェビング、ストラップ、コード、機能性テキスタイル、またはその組み合わせのうちの１つを含む、請求項５７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記ファブリック要素は、前記第１非伸長性ファブリック要素および前記第２非伸長性ファブリック要素の少なくとも１つまたは双方に揃えられた粒子方向を有し、前記第１のアンカー要素の方向剛性を高める、請求項５７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記第１のアンカー要素および前記第２のアンカー要素の一方または双方は、衣類と統合されている、請求項５７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記第１のアンカー要素による前記骨盤の係合は、前記ウェアラブルな外骨格を着用している人の前記腰における、前記第１のアンカー要素下向きの動作に抵抗する、請求項５７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記第１のアンカー要素による前記骨盤の係合は、前記ウェアラブルな外骨格の剛性を高める、請求項５７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記第１のアンカー要素による前記骨盤の係合は、前記ウェアラブルな外骨格を着用している人の前記腰の剪断力を低減することによって、前記ウェアラブルな外骨格の快適性を高める、請求項５７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記第１非伸長性ファブリック要素および前記第２非伸長性ファブリック要素の配置は、前記骨盤の第１側および第２側に前記引張力を分配する、請求項５７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記第２のアンカー要素は実質的に円錐形であり、前記大腿における前記第２アンカー要素の上方向動作に抵抗するように前記大腿のテーパ形状に従う、請求項５７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記ベース材料は伸長性である、請求項請求項５７に記載のウェアラブルな外骨格。
前記ベース材料は伸長性である、請求項請求項３７に記載のウェアラブルな外骨格。