JP2019501785A - 外骨格構造用のショルダーモジュール - Google Patents
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Abstract
Description
複数の接続部と、
ユーザの肩の外転または内転運動に対応するバックモジュールに対するエルボーモジュールの回転中に、第1の回転軸にしたがって他方の接続部に対して接続部のうちの一方の回転を可能にしながら接続部のうちの2つを接続する第1のピボットと、を備え、
接続部が第1の摺動路によって互いに対して摺動するように取り付けられた2つの部分を備えた第1の接続部を含み、互いに対する部分の摺動が、ユーザの肩の外転運動によって引き起こされるバックモジュールに対するエルボーモジュールの回転中に接続部を短縮することを可能にし且つユーザの肩の内転運動によって引き起こされるバックモジュールに対するエルボーモジュールの回転中に第1の接続部を伸長することを可能にし、第1の摺動路が、第1の接続部の伸長をもたらす互いに対する部分の分離に対抗する傾向がある弾性戻り要素を備える、ショルダーモジュールのおかげで、本発明の範囲内で達成される。
モジュールはまた、ユーザの肩の内側または外側回転に対応するバックモジュールに対するエルボーモジュールの回転運動中に、第2の回転軸にしたがって他方の接続部に対する接続部のうちの一方の回転を可能にしながら2つの接続部を接続する第2のピボットを備え、
第1の回転軸が第2の回転軸と交差し、
モジュールはまた、ユーザの肩の屈曲または伸展運動に対応するバックモジュールに対するエルボーモジュールの回転中に、第3の回転軸にしたがって他方の接続部に対する接続部のうちの一方の回転を可能にしながら2つの接続部を接続する第3のピボットを備え、第3の回転軸が第2の回転軸と交差し、
第3の回転軸が第2の回転軸と交差し、
接続部は、ショルダーモジュールをエルボーモジュールのエルボージョイントに接続可能な第2の接続部を含み、第2の接続部は、第2の摺動路によって互いに対して摺動するように取り付けられた2つの部分を備え、互いに対する部分の摺動は、ユーザの肘の屈曲または伸展運動に対応するバックモジュールに対するエルボーモジュールの回転中に、第2の接続部の短縮または伸長を可能にし、
第2の摺動路は、第2の接続部の伸長をもたらす互いに対する部分の分離に対抗する傾向がある弾性戻り要素を備え、
モジュールはまた、バックモジュールを第1のピボットに接続し、4つのバーを備える4バー機構と、変形可能な平行四辺形を形成しながらバーを互いに接続する4つのジョイントとを備え、
4バー機構は、平行四辺形の対角線に沿って延び且つ2つの対向するジョイントを互いに接続する弾性部材を備え、
モジュールは、
4バー機構のうちのバーの1つをバックモジュールの一部に接続する第4のピボットと、4バー機構の平行バーを接続部のうちの一方に接続する第5のピボットとを備える。
ユーザの背部に取り付け可能なバックモジュールと、
ユーザの腕に取り付け可能なエルボーモジュールと、
前に定義されたショルダーモジュールとを備える外骨格構造にも関する。
図1から図7において、示される外骨格構造は、ベースモジュール1と、バックモジュール2と、2つのショルダーモジュール3と、2つのエルボーモジュール4と、2つのヒップモジュール5と、2つのニーモジュール6と、2つのフットモジュール7と、バックパック支持モジュール14とを備える。
図1から図3に示すように、各ヒップモジュール5は、ユーザの大腿部に取り付け可能な大腿部51と、ヒップジョイント52とを備える。
図8Aおよび図8Bに示すように、ヒップジョイント52は、ユーザのヒップの屈曲または伸展運動中にユーザを支援することを可能にするヒップアクチュエータ521を備える。アクチュエータ521は、ステータ522と、ヒップの屈曲または伸展運動中にベースモジュール1に対してヒップモジュール5を回転駆動するようにステータ522に電気エネルギが供給されたときにステータ522に対して回転駆動可能なロータ523と、を備える。
ユーザが歩行または走行するときに(図8A)ロータ523が位置する角度範囲に対応する、ステータ522に対するロータ523の運動の第1の角度範囲α1において、弾性戻り要素524がロータ523にいかなる戻り力も及ぼさない、および
ユーザが着座しているときまたは蹲踞しているときに(図8B)ロータ523が位置する角度範囲に対応する、ステータ522に対するロータ523の運動の第2の角度範囲α2において、弾性戻り要素524は、ロータ523に戻り力を及ぼす。
外骨格構造はまた、ヒップモジュール5がベースモジュール1に取り付けられることを可能にする取り付け装置8を備える。
図3に示すように、各ニーモジュール6は、接続バー61と、ニージョイント62と、ユーザの脹脛に取り付け可能な脛骨部63とを備える。
図3に示すように、フットモジュール7は、ニーモジュール6に取り付けられている。
図13は、バックモジュール2を拡大図で概略的に示している。
図14は、より正確に脊柱セグメント21を示している。脊柱セグメント21は、互いの上に積み重ねられた複数の椎骨要素211を備える。
図1から図5および図13に示すように、各エルボーモジュール4は、ユーザの腕に取り付け可能な上腕骨部41と、エルボージョイント42と、ユーザの前腕に取り付け可能なラジアル部43とを備える。
図16から図18は、ショルダーモジュール3を概略的に示している。
肩の外転または内転軸に平行な第1の軸の周りのエルボーモジュール4の回転、
肩の外側または内側回転軸に平行な第2の軸の周りのエルボーモジュールの回転、
肩の屈曲または伸展軸に平行な第3の軸の周りのエルボーモジュールの回転。
外骨格構造は、各取り付け装置10がエルボーモジュール4に対するショルダーモジュール3の取り付けを可能にする2つの取り付け装置10を備える。
図20および図21に示すように、バックパック支持モジュール14は、フープ141および支持ロッド142を備える。
図22は、フープ141の一端部143がヒップモジュール5に接続されることを可能にする取り付け装置16を概略的に示している。
Claims (11)
- ユーザの腕に取り付けられたエルボーモジュール(4)をユーザの背部に取り付けられたバックモジュール(2)に接続するように設計された外骨格構造用のショルダーモジュール(3)であって、
複数の接続部(34、36、38、310)と、
ユーザの肩の外転または内転運動に対応するバックモジュール(2)に対するエルボーモジュール(4)の回転中に、第1の回転軸(X1)にしたがって他方の接続部(34)に対して接続部のうちの一方(36)の回転を可能にしながら接続部のうちの2つ(34、36)を接続する第1のピボット(35)と、を備え、
接続部(34、36、38、310)が第1の摺動路(383)によって互いに対して摺動するように取り付けられた2つの部分(381、382)を備えた第1の接続部(38)を含み、互いに対する部分(381、382)の摺動が、ユーザの肩の外転運動によって引き起こされるバックモジュール(2)に対するエルボーモジュール(4)の回転中に第1の接続部(38)を短縮することを可能にし且つユーザの肩の内転運動によって引き起こされるバックモジュール(2)に対するエルボーモジュール(4)の回転中に第1の接続部(38)を伸長することを可能にし、第1の摺動路(383)が、第1の接続部(38)の伸長をもたらす互いに対する部分(381、382)の分離に対抗する傾向がある弾性戻り要素(384)を備える、外骨格構造用のショルダーモジュール。 - ユーザの肩の内側または外側回転に対応するバックモジュール(2)に対するエルボーモジュール(4)の回転運動中に、第2の回転軸(X2)にしたがって他方の接続部(36)に対する接続部のうちの一方(38)の回転を可能にしながら2つの接続部(36、38)を接続する第2のピボット(37)も備える、請求項1に記載のモジュール。
- 第1の回転軸(X1)が第2の回転軸(X2)と交差する、請求項2に記載のモジュール。
- ユーザの肩の屈曲または伸展運動に対応するバックモジュール(2)に対するエルボーモジュール(4)の回転中に、第3の回転軸(X3)にしたがって他方の接続部(38)に対する接続部のうちの一方(310)の回転を可能にしながら2つの接続部(38、310)を接続する第3のピボット(39)も備え、第3の回転軸(X3)が第2の回転軸(X2)と交差する、請求項1から3のいずれか一項に記載のモジュール。
- 第3の回転軸(X3)が第2の回転軸(X2)と交差する、請求項4に記載のモジュール。
- 接続部(34、36、38、310)が、ショルダーモジュール(3)をエルボーモジュール(4)のエルボージョイント(42)に接続可能な第2の接続部(310)を含み、第2の接続部(310)が、第2の摺動路(3103)によって互いに対して摺動するように取り付けられた2つの部分(3101、3102)を備え、互いに対する部分(3101、3102)の摺動が、ユーザの肘の屈曲または伸展運動に対応するバックモジュール(2)に対するエルボーモジュール(4)の回転中に、第2の接続部(310)の短縮または伸長を可能にする、請求項4または5に記載のモジュール。
- 第2の摺動路(3103)が、第2の接続部(310)の伸長をもたらす互いに対する部分(3101、3102)の分離に対抗する傾向がある弾性戻り要素(3104)を備える、請求項6に記載のモジュール。
- バックモジュール(2)を第1のピボット(35)に接続し、4つのバー(321−324)を備える4バー機構(32)と、変形可能な平行四辺形を形成しながらバー(321−324)を互いに接続する4つのジョイント(325−328)と、をさらに備える、請求項1から7のいずれか一項に記載のモジュール。
- 4バー機構(32)が、平行四辺形の対角線に沿って延び且つ2つの対向するジョイント(325、327)を互いに接続する弾性部材(329)を備える、請求項8に記載のモジュール。
- 4バー機構(32)のうちのバーの1つ(321)をバックモジュール(2)の一部(221)に接続する第4のピボット(31)と、4バー機構(32)の平行バー(323)を接続部のうちの一方(34)に接続する第5のピボット(33)とを備える、請求項8および9のいずれか一項に記載のモジュール。
- ユーザの背部に取り付け可能なバックモジュール(2)と、
ユーザの腕に取り付け可能なエルボーモジュール(4)と、
請求項1から10のいずれか一項に記載のショルダーモジュールとを備える、外骨格構造。
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