JP2019527146A5 - - Google Patents

Claims (28)

1. 第１リンクと、
   中間リンクであって、第１端部および第２端部を有し、当該中間リンクの第１端部が上記第１リンクに第１ジョイントにおいて回転可能に結合される、上記中間リンクと、
   上記第１リンクおよび上記中間リンクの間に受動的なトルクを発生させるように構成されたトルク発生器と、
   上記中間リンクの上記第２端部に第２ジョイントにおいて回転可能に結合された第２リンクと、
   上記第２リンクおよび上記中間リンクに結合されたロック機構とを有し、
   上記ロック機構はロック状態およびロック解除状態の間を切り替え可能であり、
   上記ロック機構が上記ロック解除状態であり、上記中間リンクに対する上記第２リンクの回転を妨げないときに、上記ロック機構は上記第１リンクが上記第２リンクに対して上記第２ジョイントの周りで第１回転方向および第２回転方向に自由に回転するのを許容し、
   上記ロック機構が上記ロック状態であり、上記中間リンクに対する上記第２リンクの上記第１回転方向の回転を妨げるときに、上記トルク発生器は上記第２リンクの上記第１リンクに対する上記第１回転方向の回転を妨げることを特徴とするロボット関節。
2. 上記第１リンクの上記中間リンクに対する回転の軸、および、上記第２リンクの上記中間リンクに対する回転の軸が実質的に相互に平行である請求項１記載のロボット関節。
3. 上記第１リンクの上記中間リンクに対する回転の軸、および、上記第２リンクの上記中間リンクに対する回転の軸が実質的に相互に一致する請求項１記載のロボット関節。
4. 上記ロック機構が上記ロック状態のとき、上記ロック機構は、上記第２リンクを上記中間リンクに対して上記第１回転方向にロックし、上記第２リンクが上記中間リンクに対して、上記第１回転方向と逆方向の上記第２回転方向に回転するのを許容するように構成される請求項１記載のロボット関節。
5. アクチュエータをさらに有し、上記ロック機構は上記中間リンクを上記第２リンクに対して上記アクチュエータによってロックする請求項１記載のロボット関節。
6. 上記アクチュエータは、電気モータ、トランスミッション付き電気モータ、ソレノイド、油圧アクチュエータ、および空気圧式アクチュエータからなるグループから選択された１の要素または要素の組み合わせを有する請求項５記載のロボット関節。
7. 上記トルク発生器は、空気圧式シリンダ、油圧シリンダ、油圧部品付きのシリンダ、空気圧式部品付きのシリンダ、ガススプリング、空気スプリング、油圧ダンパ、ロック可能ガススプリング、ロック可能ダンパ、圧縮スプリング、引張スプリング、およびコイルスプリングからなるグループから選択される請求項１記載のロボット関節。
8. 上記ロボット関節は、矯正用脚部の一部であり、上記矯正用脚部の膝ジョイントとして機能可能であり、
   上記第１リンクおよび上記第２リンクの一方が人の大腿部に結合されるように構成され、
   上記第１リンクおよび上記第２リンクの他方が人の脛部に結合されるように構成される請求項１記載のロボット関節。
9. 上記ロボット関節は、矯正用脚部の一部であり、上記矯正用脚部の膝ジョイントとして機能可能であり、
   上記第１リンクおよび上記第２リンクの一方が人の大腿部と同調して運動するように構成され、
   上記第１リンクおよび上記第２リンクの他方が人の脛部と同調して運動するように構成される請求項１記載のロボット関節。
10. 上記ロック機構は、上記第２リンクが上記中間リンクに対して上記第１回転方向に回転するのを、第１摩擦表面および第２摩擦表面の間の摩擦力によって妨げるように構成される請求項１記載のロボット関節。
11. 上記第１摩擦表面は上記中間リンクに結合されたアーバーの外側表面であり、
    上記第２摩擦表面はラップスプリングの内側表面であり、上記ラップスプリングは当該ラップスプリングの第１端から上記第２リンクに結合され、
    上記アクチュエータは、上記ラップスプリングの第２端を移動させることにより、上記アーバーの上記外側表面と上記ラップバネの上記内側表面との間に圧力を加える請求項１０記載のロボット関節。
12. 当該ロボット関節から少なくとも１つの脚部信号を受領するように動作可能な少なくとも１つのコントローラをさらに有し、上記コントローラは、上記少なくとも１つの脚部信号に基づいて上記ロボット関節をロック状態に移行させるように構成される請求項１記載のロボット関節。
13. 上記少なくとも１つの信号は、上記第１リンクまたは上記第２リンクの一方であって上記人の上記大腿部に連結された、上記一方の、垂直重力線および人の胴体と実質的に平行な線からなるグループから選択された線に対する絶対角度を表す請求項１２記載のロボット関節。
14. 上記少なくとも１つの信号は、人の大腿部の、垂直重力線および人の胴体と実質的に平行な線からなるグループから選択された線に対する絶対角度を表す請求項１２記載のロボット関節。
15. 上記コントローラは、上記少なくとも１つの脚部信号が上記人の上記大腿部の、上記垂直重力線および上記人の上記胴体と実質的に平行な上記線からなる上記グループから選択された上記線に対する上記絶対角度が予め定められた最大の正の大腿部角度より大きいと示すときに、上記ロボット関節を上記ロック状態に移行させるように構成される請求項１４記載のロボット関節。
16. 上記コントローラは、上記少なくとも１つの脚部信号が上記人の上記大腿部の、上記垂直重力線および上記人の上記胴体と実質的に平行な上記線からなる上記グループから選択された上記線に対する上記絶対角度が予め定められた最小の負の大腿部角度より大きいと示すときに、上記ロボット関節を上記ロック解除状態に移行させるように構成される請求項１４記載のロボット関節。
17. 上記コントローラは、少なくとも１つの脚部信号が、上記第１リンクまたは上記第２リンクの一方であって上記人の上記大腿部に連結された、上記一方の、上記垂直重力線および上記人の上記胴体と実質的に平行な上記線からなるグループから選択された上記線に対する絶対角度が予め定められた最大の正の大腿部角度より大きいと示すときに、上記ロボット関節を上記ロック状態に移行させるように構成される請求項１３記載のロボット関節。
18. 上記コントローラは、少なくとも１つの脚部信号が、上記第１リンクまたは上記第２リンクの一方であって上記人の上記大腿部に連結された、上記一方の、上記垂直重力線および上記人の上記胴体と実質的に平行な上記線からなるグループから選択された上記線に対する絶対角度が予め定められた最小の負の大腿部角度より小さいと示すときに、上記ロボット関節を上記ロック解除状態に移行させるように構成される請求項１３記載のロボット関節。
19. 上記少なくとも１つのコントローラに対して手動ロック信号を発生するように動作可能な手動ロック装置をさらに有し、上記手動ロック装置が人によって起動されたときに、上記ロック機構が上記ロック状態に移行する請求項１２記載のロボット関節。
20. 上記少なくとも１つのコントローラに対して手動ロック解除信号を発生するように動作可能な手動ロック解除装置をさらに有し、上記手動ロック解除装置が人によって起動されたときに、上記ロック機構が上記ロック解除状態に移行する請求項１２記載のロボット関節。
21. 第１リンクと、
    中間リンクであって、第１端部および第２端部を有し、当該中間リンクの第１端部が上記第１リンクに第１ジョイントにおいて回転可能に結合される、上記中間リンクと、
    上記第１リンクおよび上記中間リンクの間に受動的なトルクを発生させるように構成されたトルク発生器と、
    上記中間リンクの上記第２端部に第２ジョイントにおいて回転可能に結合された第２リンクと、
    人の大腿部の、垂直重力線および上記人の胴体と実質的に平行な線からなるグループから選択された線に対する絶対角度を表す脚部信号を生成するように動作可能な少なくとも１つの脚部センサと、
    上記第２リンクおよび上記中間リンクに結合されたロック機構であって、上記ロック機構はロック状態およびロック解除状態の間を切り替え可能である、上記ロック機構とを有し、
    上記ロック機構が上記ロック解除状態のときに、上記ロック機構は上記第２リンクが上記第１リンクに対して第１回転方向および第２回転方向に自由に回転するのを許容し、
    上記ロック機構が上記ロック状態のときに、上記ロック機構は、上記第２リンクの上記第１リンクに対する上記第１回転方向の回転を妨げるように構成され、当該第２リンクの上記第１リンクに対する第１回転方向の回転は、上記第２リンクが上記第１回転方向に回転させられたときに上記トルク発生器にトルクを付与させるものであり、
    さらに、上記ロック機構と通信するコントローラであって、上記少なくとも１つの脚部センサによって生成された上記脚部信号の計測に基づいて、上記ロック機構を上記ロック状態から上記ロック解除状態に移動させるように構成された、上記コントローラを有することを特徴とするロボット関節。
22. 上記コントローラは、上記ロボット関節が上記ロック状態であり、かつ、上記脚部信号が、上記人の上記大腿部の、上記垂直重力線および上記人の上記胴体と実質的に平行な上記線からなる上記グループから選択された上記線に対する上記絶対角度が予め定められた最小の負の大腿部角度より小さいことを示すときに、上記ロボット関節を上記ロック解除状態に移行させるように適合化される請求項２１記載のロボット関節。
23. 上記コントローラは、上記ロボット関節が上記ロック解除状態であり、かつ、上記脚部信号が、上記人の上記大腿部の、上記垂直重力線および上記人の上記胴体と実質的に平行な上記線からなる上記グループから選択された上記線に対する上記絶対角度が予め定められた最大の正の大腿部角度より大きいことを示すときに、上記ロボット関節を上記ロック状態に移行させるように適合化される請求項２１記載のロボット関節。
24. 上記第１リンクの上記中間リンクに対する回転の軸、および、上記第２リンクの上記中間リンクに対する回転の軸が実質的に相互に一致する請求項２１記載のロボット関節。
25. 上記ロック機構が上記ロック状態のとき、上記ロック機構は、上記中間リンクを上記第２リンクに対して上記第１回転方向にロックし、上記中間が上記第２リンクに対して、上記第１回転方向と逆方向の上記第２回転方向に回転するのを許容するように構成される請求項２１記載のロボット関節。
26. 第１リンクと、
    中間リンクであって、第１端部および第２端部を有し、当該中間リンクの第１端部が上記第１リンクに第１ジョイントにおいて回転可能に結合される、上記中間リンクと、
    上記第１リンクおよび上記中間リンクの間にトルクを発生させるように構成されたトルク発生器と、
    上記中間リンクの上記第２端部に第２ジョイントにおいて回転可能に結合された第２リンクと、
    ロック機構とを有し、
    上記ロック機構はロック状態およびロック解除状態の間を切り替え可能であり、上記ロック機構は、上記ロック状態において、上記第２リンクが上記中間リンクに対して上記第１回転方向に回転するのを妨げ、
    上記ロック機構が上記ロック解除状態のときに、上記ロック機構は上記第２リンクが上記第１リンクに対して上記第２ジョイントの周りにおいて第１回転方向および第２回転方向に自由に回転するのを許容し、
    上記ロック機構が上記ロック状態のときに、上記ロック機構は、上記第１リンクが上記第２リンクに対して上記第１回転方向に回転するのを妨げるように構成されることを特徴とするロボット関節。
27. 上記トルク発生器は、空気圧式シリンダ、油圧シリンダ、油圧部品付きのシリンダ、空気圧式部品付きのシリンダ、ガススプリング、空気スプリング、油圧ダンパ、ロック可能ガススプリング、ロック可能ダンパ、圧縮スプリング、引張スプリング、コイルスプリング、電気モータ、トランスミッション付き電気モータ、および油圧モータからなるグループから選択される請求項２６記載のロボット関節。
28. 上記第１リンクの上記中間リンクに対する回転の軸、および、上記第２リンクの上記中間リンクに対する回転の軸が実質的に相互に一致する請求項２６記載のロボット関節。