JP2020130629A - ノイズ低減可能なセンサモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、センサモジュールを提供する。【解決手段】かかるセンサモジュールは、人体接続部品、ベースモジュール、伝達部品及び第一センサを含み、前記人体接続部品は、人体肢体に接続され且つ前記ベースモジュールに設置され、前記伝達部品は、前記人体接続部品に接続されてそれと協働し、前記第一センサは、前記人体接続部品の一方側に設置され且つ前記人体接続部品と分離され、前記人体接続部品は、前記人体肢体により第一方向に沿って動かされるときに、前記伝達部品を駆動して、前記第一センサが第一センシング信号を生成するようにトリガーする。【選択図】図２

Description

本発明は、センサモジュールに関し、特に、人体運動時の筋肉膨張と収縮及び皮膚摩擦によるノイズを低減することができるセンサモジュールに関する。

人体補助器具が、人体を輔助するためのものであり、人体補助器具の動力出力により、患者に対してリハビリテーションを行い、又は、人体が自分の限界を超えた重量物の移動を行い得るように輔助する。一般的に言えば、人体補助器具には、圧力センサが設けられ、それは、人体に接触し、人体移動時による圧力センサの抵抗値の変化を用いて、対応するセンシング信号を生成し、これにより、人体補助器具の動力出力装置は、人体がその対応する運動を行い得るように輔助する。しかし、従来の圧力センサは、人体と接触し、また、人体の筋肉が運動時に膨張と収縮することが可能であり、且つ圧力センサとの摩擦が生じやすいため、圧力センサに不必要なノイズを与え、人体補助器具の動力出力装置の動力出力に影響を及ぼすことがある。

人体補助器具に設けられる従来の圧力センサは、人体に直接接触し、肢体が運動時に生じた筋肉の膨張と収縮及び摩擦が原因で、圧力センサの波形ノイズが比較的多く、人体補助器具の動力出力装置の動力出力に影響を与えることがあるため、通常、フィルタと一緒に使用される。第14図を参照する。第14図は、人体補助器具に設けられる圧力センサの実験による信号図である。前腕が上腕に対してスイングするときに、上腕の筋肉は、それによって膨張と収縮することができ、このような筋肉の膨張と収縮は、上腕に貼り付けられる圧力センサに、第14図のような不安定なセンシング信号を生じさせることができる。

台湾 M526379 台湾 M414947 台湾 201624402 米国 2016/0250093

よって、本発明は、人体運動時の筋肉の膨張と収縮及び皮膚の摩擦によるノイズを低減可能なセンサモジュールを提供することで、上述の問題を解決することができる。

上述の目的を達成するために、本発明は、センサモジュールを提供し、それは、人体補助器具に適用され、該人体補助器具は、躯幹部、第一肢体部品、及び第二肢体部品を含み、前記第一肢体部品の一端は、前記躯幹部にヒンジ接続され、前記第二肢体部品は、前記第一肢体部品の他端にヒンジ接続され、前記センサモジュールは、前記第一肢体部品及び前記第二肢体部品のうちの少なくとも１つに設けられ、前記センサモジュールは、人体接続部品、ベースモジュール、伝達部品、及び第一センサを含み、前記人体接続部品は、人体肢体、前記ベースモジュール、前記第一肢体部品、及び前記第二肢体部品のうちの少なくとも１つに接続するために用いられ、前記人体接続部品は、前記ベースモジュールに設置され、前記伝達部品は、前記人体接続部品に接続されてそれと協働し、前記第一センサは、前記人体接続部品の一方側に設置され、且つ前記人体接続部品と分離され、そのうち、前記人体接続部品は、前記人体肢体により第一方向に沿って動かされるときに、前記伝達部品を駆動することで、前記第一センサが第一センシング信号を生成するようにトリガーする。

本発明の他の実施方式によれば、前記伝達部品は、ヒンジ接続端及び接続端を有し、前記ヒンジ接続端は、前記第一肢体部品又は前記第二肢体部品にヒンジ接続され、前記接続端は、前記人体接続部品に接続され、前記ベースモジュールは、前記ヒンジ接続端と前記接続端との間に設置され、且つ台座、載置台、第一センサ取り付け部品、及び第二センサ取り付け部品を含み、前記台座は、前記第二肢体部品に固設され、前記載置台は、前記台座に設置され、前記第一センサ取り付け部品は、前記載置台の一方側に設置され、前記第一センサは、前記第一センサ取り付け部品と前記伝達部品との間に位置し、前記第二センサ取り付け部品は、前記載置台の他方側に設置され、且つ前記第一センサ取り付け部品に対向し、前記センサモジュールは、さらに、第二センサを含み、それは、前記第一センサに対向し、且つ前記人体接続部品と分離され、前記第二センサは、前記第二センサ取り付け部品と前記伝達部品との間に位置し、そのうち、前記人体接続部品は、前記人体肢体により、前記第一方向と反対する第二方向に沿って動かされるときに、前記伝達部品を駆動することで、前記第二センサが第二センシング信号を生成するようにトリガーする。

本発明の他の実施方式によれば、前記センサモジュールは、さらに、トリガー部品を含み、それは、前記載置台に移動可能に設置され、且つ前記伝達部品と協働し、前記トリガー部品は、第一側及び前記第一側に反対する第二側を有し、前記第一側は、前記第一センサ取り付け部品に面し、前記第二側は、前記第二センサ取り付け部品に面し、そのうち、前記第一センサは、前記第一センサ取り付け部品に設置され、且つ前記第一側に面し、前記第二センサは、前記第二センサ取り付け部品に設置され、且つ前記第二側に面する。

本発明の他の実施方式によれば、前記ベースモジュールは、さらに、蓋部品を含み、それは、前記第一センサ取り付け部品及び前記第二センサ取り付け部品に固設され、前記蓋部品、前記第一センサ取り付け部品、前記第二センサ取り付け部品、及び前記載置台は、共同で収納空間を定義し、前記トリガー部品は、前記収納空間内に移動可能に設置される。

本発明の他の実施方式によれば、前記センサモジュールは、さらに、第一位置制限部品及び第二位置制限部品を含み、前記第一位置制限部品は、前記トリガー部品の前記第一側と前記第一センサ取り付け部品との間に設置され、前記第一位置制限部品の相対する両側は、それぞれ、前記第一側及び前記第一センサ取り付け部品に当接し、前記第二位置制限部品は、前記第二側と前記第二センサ取り付け部品との間に設置され、前記第二位置制限部品の相対する両側は、それぞれ、前記第二側及び前記第二センサ取り付け部品に当接する。

本発明の他の実施方式によれば、前記伝達部品は、第一接続端を有し、前記ベースモジュールは、載置台及びカップ状部品を含み、前記載置台は、前記第二肢体部品に固接され、前記カップ状部品は、前記載置台に設置され、前記カップ状部品は、カップ状中空空間を包み被せ、前記伝達部品は、前記カップ状中空空間内に設置され、前記カップ状中空空間は、開口を有し、前記第一接続端は、前記開口を経由して前記人体接続部品に接続される。

本発明の他の実施方式によれば、前記センサモジュールは、さらに、取り付けベース部品を含み、それは、前記カップ状部品の内壁に設置され、前記第一センサは、前記取り付けベース部品に設置される。

本発明の他の実施方式によれば、前記センサモジュールは、さらに、トリガー部品を含み、それは、前記伝達部品に固設され、前記トリガー部品は、前記取り付けベース部品に設置される前記第一センサをトリガーするために用いられる。

本発明の他の実施方式によれば、前記センサモジュールは、さらに、回転ベアリングを含み、それは、前記トリガー部品内に設置され、前記伝達部品は、前記回転ベアリング内に回転可能に設置される。

本発明の他の実施方式によれば、前記伝達部品は、さらに、第二接続端を有し、前記センサモジュールは、さらに、初期位置制限部品を含み、それは、前記カップ状中空空間内に設置され、前記初期位置制限部品は、前記第二接続端を把持（保持）し、前記伝達部品が初期状態で、前記トリガー部品及び前記取り付けベース部品との間に間隙を有するようにさせる。

本発明の他の実施方式によれば、前記センサモジュールは、さらに、第二センサを含み、それは、前記取り付けベース部品に設置され、且つ前記第一センサに対向し、前記第二センサは、前記人体接続部品と分離され、そのうち、前記人体接続部品は、前記人体肢体により前記第一方向に反対する第二方向に沿って動かされるときに、前記トリガー部品を駆動して、前記第二センサが第二センシング信号を生成するようにトリガーする。

本発明の他の実施方式によれば、前記センサモジュールは、さらに、使役モジュール及び制御ユニットを含み、前記使役モジュールは、前記第一肢体部品及び前記第二肢体部品に接続され、前記制御ユニットは、前記第一センサ及び前記使役モジュールに接続され、前記制御ユニットは、前記第一センシング信号受信時に、前記使役モジュールが前記第二肢体部品を駆動して前記第一肢体部品に対して前記第一方向に沿って移動させるように制御する。

本発明の他の実施方式によれば、前記センサモジュールは、さらに、第二センサを含み、それは、前記人体接続部品と分離され、且つ前記第一センサに対向し、前記人体接続部品は、前記人体肢体により前記第一方向に反対する第二方向に沿って動かされるときに、前記伝達部品を駆動して、前記第二センサが第二センシング信号を生成するようにトリガーし、前記制御ユニットは、前記第二センシング信号受信時に、前記使役モジュールが前記第二肢体部品を駆動して前記第一肢体部品に対して前記第二方向に沿って移動させるように制御する。

本発明の他の実施方式によれば、前記使役モジュールは、第一モータ駆動モジュールを含み、前記第一モータ駆動モジュールは、第一トルクを提供するために用いられる。

本発明の他の実施方式によれば、前記使役モジュールは、さらに、第二モータ駆動モジュールを含み、前記第二モータ駆動モジュールは、第二トルクを提供するために用いられ、そのうち、前記第二トルクは、前記第一トルクと方向が同じである。

以上のことから、本発明のセンサモジュールは、人体接続部品を用いて人体肢体に接続され、センサモジュールは、さらに、センサがセンサ取り付け部品又はカップ状部品に設置され、そのうち、センサ取り付け部品又はカップ状部品は、人体接続部品と分離され、また、本発明のセンサモジュールは、さらに、伝達部品が人体接続部品に接続され、人体肢体が運動時に人体接続部品を動かし、伝達部品を駆動してセンサをトリガーすることで、センシング信号を生成する。よって、本発明によるセンサは、人体肢体と分離されるため、人体運動時の筋肉の膨張と収縮及び皮膚の摩擦の影響を受けず、使役モジュールが駆動肢体部品の移動を正確に駆動し得るようにさせることができる。

本発明の第一実施例における人体補助器具を示す図である。 本発明の第一実施例における第一肢体部品、第二肢体部品、及びセンサモジュールを示す図である。 本発明の第一実施例における第一肢体部品、第二肢体部品、及びセンサモジュールを他の視角から示す図である。 本発明の第一実施例におけるセンサモジュールを示す図である。 本発明の第一実施例におけるセンサモジュールの一部の分解図である。 本発明の第一実施例におけるセンサモジュールを他の視角から示す図である。 本発明の第一実施例におけるセンサモジュールの正面図である。 本発明の第一実施例における人体補助器具の機能ブロック図である。 本発明の第二実施例における人体補助器具の一部を示す図である。 本発明の第二実施例におけるセンサモジュールを示す図である。 本発明の第二実施例におけるセンサモジュールの一部の分解図である。 本発明の第二実施例におけるセンサモジュールの分解図である。 図10に示すセンサモジュールの断面線X-Xに沿った断面図である。 人体補助器具に取り付けられる従来の圧力センサの信号図である。 本発明の第三実施例における前腕(即ち、前記人体肢体)が上腕に対して折り畳み方向に沿って運動するときの第一センサの信号図である。 本発明の第三実施例におけるセンサモジュールを示す図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明を実施するための好適な形態を詳細に説明する。なお、このような実施形態は、例示に過ぎず、本発明を限定するものでない。

第1図及び第2図を参照する。第1図は、本発明の第一実施例における人体補助器具1000を示す図であり、第2図は、本発明の第一実施例における第一肢体部品2、第二肢体部品3、及びセンサモジュール4を示す図である。第1図に示すように、人体補助器具1000は、躯幹部1、第一肢体部品2、第二肢体部品3、及びセンサモジュール4を含み、第一肢体部品2の一端は、躯幹部1にヒンジ接続され、第一肢体部品2は、第一肢体部品2の他端にヒンジ接続される。本実施例では、人体補助器具1000は、人体負傷の場合にその肢体の移動を輔助するために用いられ、又は、人体補助器具1000は、外骨格デバイス(exoskeleton device)であっても良く、人体が自分の限界を超えた負荷物の移動を行い得るように輔助することができる。

本実施例では、第一肢体部品2は、人体の上腕に接続され、第二肢体部品3は、人体の前腕に接続される。また、センサモジュール4は、第一肢体部品2及び第二肢体部品3に取り付けられるが、本発明は、これに限定されず、例えば、センサモジュール4は、第一肢体部品2又は第二肢体部品3のみに取り付けされ、即ち、センサモジュール4が第一肢体部品2及び第二肢体部品3のうちの少なくとも１つに取り付けされる機構設計であれば、全ては、本発明の保護範囲に属する。

第2図乃至第6図を参照する。第3図は、本発明の第一実施例における第一肢体部品2、第二肢体部品3、及びセンサモジュール4を他の視角から示す図であり、第4図は、本発明の第一実施例におけるセンサモジュール4を示す図であり、第5図は、本発明の第一実施例におけるセンサモジュール4の一部の分解図であり、第6図は、本発明の第一実施例におけるセンサモジュール4を他の視角から示す図である。第2図乃至第5図に示すように、センサモジュール4は、人体接続部品40、ベースモジュール41、伝達部品42、第一センサ43、及び使役モジュール44を含み、人体接続部品40は、例えば、人体肢体（前記前腕）に接続するために用いられる。実際には、ベルトのような固定部品を用いて前記人体肢体を人体接続部品40に固定することができる。ベースモジュール41は、第二肢体部品3に固設され、伝達部品42は、人体接続部品40に接続され且つそれと協働し、第一センサ43は、人体接続部品40の一方側に設置され、且つ人体接続部品40と分離され、使役モジュール44は、第一肢体部品2及び第二肢体部品3に接続される。

本実施例では、使役モジュール44は、第一モータ駆動モジュール440及び第二モータ駆動モジュール441を含み、第一モータ駆動モジュール440は、第一トルクを提供することができ、第二モータ駆動モジュール441は、第二トルクを提供することができ、そのうち、前記第二トルク及び前記第一トルクは、方向が同じである。このようにして、使役モジュール44は、第一モータ駆動モジュール440及び第二モータ駆動モジュール441により、第一肢体部品2及び第二肢体部品3に比較的大きいトルク出力を提供することができる。なお、本発明は、実際のニーズに応じて、第一モータ駆動モジュール440又は第二モータ駆動モジュール441を省略しても良く、即ち、使役モジュール44は、１つのみのモータ駆動モジュールを含んでも良く、これは、実際のニーズに応じて決められても良い。本実施例では、第一モータ駆動モジュール440及び第二モータ駆動モジュール441は、それぞれ、サーボモータシステムであっても良い。また、本発明は、サーボモータを動力源として採用する他に、ステッピングモータを動力源として採用しても良く、これは、実際のニーズに応じて決められても良い。

さらに、伝達部品42は、ヒンジ接続端420及び接続端421を有し、ヒンジ接続端420は、第一肢体部品2及び第二肢体部品3にヒンジ接続され、接続端421は、人体接続部品40に接続され、ベースモジュール41は、ヒンジ接続端420と接続端421との間に設置される。本実施例では、ベースモジュール41は、台座410、載置台411、及び第一センサ取り付け部品412を含み、台座410は、第二肢体部品3に固接され、載置台411は、台座410に設置され、第一センサ取り付け部品412は、載置台411の一方側に設置され、第一センサ43は、第一センサ取り付け部品412と伝達部品42との間に位置する。また、センサモジュール4は、さらに、トリガー部品4Cを含み、トリガー部品4Cは、載置台411に移動可能に設置され、且つ伝達部品42と協働し、即ち、トリガー部品4Cは、伝達部品42に固設されることで、伝達部品42と協働する。ベースモジュール41は、さらに、蓋部品415を含み、蓋部品415は、第一センサ取り付け部品412及び第二センサ取り付け部品413に固設され、これにより、伝達部品42が第一センサ取り付け部品412及び第二センサ取り付け部品413に取り付けられるときに、蓋部品415、第一センサ取り付け部品412、第二センサ取り付け部品413、及び載置台411は、共同で収納空間416を定義することで、トリガー部品4Cが収納空間416内に移動可能に設置されるようにさせることができる。また、トリガー部品4Cは、第一側4C0を有し、第一側4C0は、第一センサ取り付け部品412に面し、そのうち、第一センサ43は、第一センサ取り付け部品412に設置され、且つ第一側4C0に面する。

第2図乃至第8図を参照する。第7図は、本発明の第一実施例におけるセンサモジュール4の正面図であり、第8図は、本発明の第一実施例における人体補助器具1000の機能ブロック図である。第2図乃至第8図に示すように、センサモジュール4は、さらに、制御ユニット45を含み、制御ユニット45は、第一センサ43及び使役モジュール44に接続される。本実施例では、制御ユニット45は、回路板であっても良い。また、ベースモジュール41は、さらに、第二センサ取り付け部品413を含み、第二センサ取り付け部品413は、載置台411の他方側に設置され、且つ第一センサ取り付け部品412に対向し、センサモジュール4は、さらに、第二センサ46を含み、第二センサ46は、第一センサ43に相対し、且つ人体接続部品40と分離され、第二センサ46は、第二センサ取り付け部品413と伝達部品42との間に位置する。また、トリガー部品4Cは、さらに、第一側4C0に相反する第二側4C1を有し、第二側4C1は、第二センサ取り付け部品413に面し、そのうち、第二センサ46は、第二センサ取り付け部品413に設置され、且つ第二側4C1に面する。

また、センサモジュール4は、さらに、第一位置制限部品47及び第二位置制限部品48を含み、第一位置制限部品47は、第一側4C0と第一センサ取り付け部品412との間に設置され、第一位置制限部品47の相対する両側は、それぞれ、第一側4C0及び第一センサ取り付け部品412に当接し、第二位置制限部品48は、第二側4C1と第二センサ取り付け部品413との間に設置され、第二位置制限部品48の相対する両側は、それぞれ、第二側4C1及び第二センサ取り付け部品413に当接する。第7図に示すように、第一位置制限部品47は、第トリガー部品470及び第一承載部品471を含み、第一承載部品471は、第一センサ取り付け部品412の、トリガー部品4Cに面する内側壁に設置され、第トリガー部品470は、第一平坦部4701及び第一突起部4702を含み、第一平坦部4701は、トリガー部品4Cの第一側4C0に設置され、第一突起部4702は、第一平坦部4701に突出し、且つ第一承載部品471に当接し、第一センサ43は、第一承載部品471の、第一平坦部4701に面する一方側に設置され、即ち、第一センサ43は、第一承載部品471を経由して第一センサ取り付け部品412に設置され、これにより、第一センサ43は、トリガー部品4Cと第一センサ取り付け部品412との間に位置するようになる。

第7図に示すように、第二位置制限部品48は、第二トリガー部品480及び第二承載部品481を含み、第二承載部品481は、第二センサ取り付け部品413の、トリガー部品4Cに面する内側壁に設置され、第二トリガー部品480は、第二平坦部4801及び第二突起部4802を含み、第二平坦部4801は、トリガー部品4Cの第二側4C1に設置され、第二突起部4802は、第二平坦部4801に突出し、且つ第二承載部品481に当接し、第二センサ46は、第二承載部品481の、第二平坦部4801に面する一方側に設置され、即ち、第二センサ46は、第二承載部品481を経由して第二センサ取り付け部品413に設置され、これにより、第二センサ46は、トリガー部品4Cと第二センサ取り付け部品413との間に位置するようになる。

また、第一位置制限部品47及び第二位置制限部品48は、それぞれ、トリガー部品4Cの第一側4C0及び第二側4C1に当接しても良く、これにより、第一位置制限部品47及び第二位置制限部品48は、共同でトリガー部品4Cを第8図に示すような初期位置に挟持することができる。なお、第一位置制限部品47及び第二位置制限部品48が共同でトリガー部品4Cを前記初期位置に挟持するときに、第トリガー部品470の第一突起部4702は、第一承載部品471と、第トリガー部品470の第一平坦部4701とが分離されるようにさせ、第一センサ43と第一平坦部4701との間に第一間隙G1が有するようにさせることができ、これにより、第一平坦部4701は、第一センサ43と接触することがなく、即ち、第一位置制限部品47及び第二位置制限部品48が共同でトリガー部品4Cを前記初期位置に挟持するときに、第一位置制限部品47及び第二位置制限部品48は、第一センサ43がトリガーされることなく帰零の状態を保持するようにさせることができる。同様に、第二トリガー部品480の第二突起部4802は、第二承載部品481と、第二トリガー部品480の第二平坦部4801とが分離されるようにさせ、第二センサ46と第二平坦部4801との間に第二間隙G2が有するようにさせることができ、これにより、第二平坦部4801は、第二センサ46と接触することがなく、即ち、第一位置制限部品47及び第二位置制限部品48が共同でトリガー部品4Cを前記初期位置に挟持するときに、第一位置制限部品47及び第二位置制限部品48は、第二センサ46がトリガーされることなく帰零の状態を保持するようにさせることができる。

以下、人体補助器具1000の作用原理について詳細に説明する。まず、前腕(即ち、前記人体肢体)が上腕に対して第一方向X1(即ち、前腕の上腕に対しての折り畳み方向)に沿って運動するときに、人体接続部品40は、前腕(即ち、前記人体肢体)により動かされて第一方向X1に沿って移動し、伝達部品42及びトリガー部品4Cが第一方向X1に沿って移動するように駆動し、このときに、伝達部品42の第一側4C0は、第一センサ取り付け部品412に設けられる第一センサ43をトリガーし、第一センサ43が第一センシング信号α1を生成するようにさせることができ(第8図に示すように)、即ち、人体接続部品40が前記人体肢体により第一方向X1に沿って動かされるときに、駆動伝達部品42は、第一センサ43が第一センシング信号α1を生成するようにトリガーすることができる。さらに、制御ユニット45が第一センシング信号α1を受信した後に、制御ユニット45は、使役モジュール44が第二肢体部品3を駆動して第一肢体部品2に対して第一方向X1に沿って移動させるように制御することができる。このようにして、人体補助器具1000は、人体負傷の場合にその肢体の移動を補助し、又は、人体が自分の限界を超えた負荷物の移動を行い得るように補助することができる。

同様に、前腕(即ち、前記人体肢体)が上腕に対して第一方向X1に相反する第二方向X2(即ち、前腕が上腕に対して離れる方向)に沿って運動する時に、人体接続部品40は、前腕(即ち、前記人体肢体)により動かされて第二方向X2に移動し、これにより、伝達部品42及びトリガー部品4Cが第二方向X2に移動するように駆動し、このときに、伝達部品42の第二側4C1は、第二センサ取り付け部品413に設置される第二センサ46をトリガーすることで、第二センサ46が第二センシング信号α2を生成するようにさせることができ(第8図に示すように)、即ち、人体接続部品40が前記人体肢体により第二方向X2に沿って動かされるときに、駆動伝達部品42は、第二センサ46が第二センシング信号α2を生成するようにトリガーすることができる。さらに、制御ユニット45が第二センシング信号α2を受信した後に、制御ユニット45は、使役モジュール44が第二肢体部品3を駆動して第一肢体部品2に対して第二センシング信号α2に沿って移動させるように制御することができる。

第9図を参照する。第9図は、本発明の第二実施例における人体補助器具2000の一部を示す図である。第9図に示すように、人体補助器具2000も、躯幹部(図示せず)、第一肢体部品2、第二肢体部品3、及びセンサモジュール4'を含み、人体補助器具2000と上述の人体補助器具1000との主な相違点は、人体補助器具2000のセンサモジュール4'の構造設計にある。第10図乃至第12図を参照する。第10図は、本発明の第二実施例におけるセンサモジュール4'を示す図であり、第11図は、本発明の第二実施例におけるセンサモジュール4'の一部の分解図であり、第12図は、本発明の第二実施例におけるセンサモジュール4'の分解図である。第10図乃至第12図に示すように、センサモジュール4'は、載置台411'及びカップ状部品417を含み、載置台411'は、第二肢体部品3に固接され、カップ状部品417は、載置台411'を経由して第二肢体部品3に設置される。本実施例では、カップ状部品417は、上カップ状部品4177及び下カップ状部品4178を含み、下カップ状部品4178は、載置台411'に接続され、上カップ状部品4177は、下カップ状部品4178に脱着可能に取り付けられ、これにより、センサモジュール4'の内部素子の組み立てを行うことができる。

さらに、カップ状部品417は、頭部4170、頸部4173、及びベース部4175を有し、頸部4173は、頭部4170及びベース部4175に接続され、頭部4170、頸部4173、及びベース部4175は、共同でカップ状中空空間418を包み被せ、センサモジュール4'の伝達部品42'は、カップ状中空空間418内に設置され、伝達部品42'は、互いに相対する第一接続端422及び第二接続端423を有し、カップ状中空空間418は、頭部4170において開口4172を有し、第一接続端422は、開口4172を経由して人体接続部品40に接続される。また、頭部4170は、頭部空間4171を取り囲み、頸部4173は、頸部空間4174を取り囲み、ベース部4175は、ベース部空間4176を取り囲み、頭部空間4171、頸部空間4174、及びベース部空間4176は、互いに連通し且つ共同でカップ状中空空間418を構成する。また、センサモジュール4'は、さらに、取り付けベース部品49、トリガー部品4A、及び初期位置制限部品4Bを含み、取り付けベース部品49は、頭部4170の内壁に設置され、第一センサ43及び第二センサ46は、ともに、取り付けベース部品49に設置され且つ互いに相対し、トリガー部品4Aは、伝達部品42'に固設され、且つ取り付けベース部品49に設置される第一センサ43又は第二センサ46をトリガーするために用いられ、そのうち、取り付けベース部品49及びトリガー部品4Aは、ともに、頭部空間4171内に位置する。本実施例では、取り付けベース部品49は、環状部品であり且つ弾性材料(例えば、ゴム)により形成されても良い。

本実施例では、初期位置制限部品4Bは、ベース部空間4176内に設置される。第10図乃至第13図を参照する。第13図は、第10図に示すセンサモジュール4'の、断面線X-Xに沿った断面図である。第10図乃至第13図に示すように、初期位置制限部品4Bは、伝達部品42'の第二接続端423を把持（保持）し、これにより、伝達部品42'は、第10図及び第13図に示すような初期状態で、トリガー部品4Aと取り付けベース部品49との間に間隙(即ち、第一間隙G1及び第二間隙G2)を有するようになる。センサモジュール4'の作用原理は、センサモジュール4の作用原理と同様であるため、便宜のため、ここでは、その詳しい説明を省略する。なお、人体肢体の上腕及び前腕にそれぞれ第9図に示すような２つのセンサモジュール4''及び4'が設けられ、前腕が上腕に対してスイングして上腕が徐々に上昇するような制御動作を行うときに、上腕の筋肉がこのようなスイング動作で膨張と収縮しても、センサ4''が生成した第15図に示すようなセンシング信号は、第14図の不安定なセンシング信号とは異なり、滑らかである。

第16図を参照する。第16図は、本発明の第三実施例におけるセンサモジュール4''を示す図である。第16図に示すように、センサモジュール4''と上述のセンサモジュール4'との主な相違点は、センサモジュール4''は、さらに、回転ベアリング4Dを含み、伝達部品42'は、回転ベアリング4D内に回転可能に設置されることにある。よって、センサモジュール4''は、上腕が人体躯幹に対して回転するときのセンサモジュール4''の内部圧力センサによるせん断力ノイズを無くすことができ、このときに、伝達部品42'は、回転ベアリング4Dにより伝達部品42'に対して自由に回転することが可能なトリガー部品4Aを用いて、圧力センサをトリガーし、センサに影響を及ぼしないため、不必要なせん断力ノイズを生成することがない。即ち、回転ベアリング4Dは、前記人体肢体が回転するときにセンサモジュール4''に与えるせん断力ノイズを除去することができる。なお、センサモジュール4'の作用原理は、センサモジュール4の作用原理と同じであるため、便宜のため、ここでは、その詳しい説明を省略する。

従来技術に比べ、本発明のセンサモジュールは、人体接続部品により人体肢体に接続され、センサモジュールは、さらに、センサがセンサ取り付け部品又はカップ状部品に設置され、そのうち、センサ取り付け部品又はカップ状部品は、人体接続部品と分離され、また、本発明のセンサモジュールは、さらに、伝達部品が人体接続部品に接続されることで、人体肢体が運動するときに人体接続部品を動かし、伝達部品を駆動してセンサをトリガーし、センシング信号を生成することができることができる。よって、本発明のセンサは、人体肢体と分離されるため、人体運動時の筋肉の膨張と収縮及び皮膚の摩擦の影響を受けず、使役モジュールに肢体部品の移動を正確に駆動させることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されず、本発明の趣旨を離脱しない限り、本発明に対するあらゆる変更は本発明の技術的範囲に属する。

1000、2000 人体補助器具
1 躯幹部
2 第一肢体部品
3 第二肢体部品
4、4'、4'' センサモジュール
40、40' 人体接続部品
401 接続ベース部品
402 第一挟持部品
403 第二挟持部品
41、41' ベースモジュール
410 台座
411、411' 載置台
412 第一センサ取り付け部品
413 第二センサ取り付け部品
415 蓋部品
416 収納空間
417 カップ状部品
4170 頭部
4171 頭部空間
4172 開口
4173 頸部
4174 頸部空間
4175 ベース部
4176 ベース部空間
4177 上カップ状部品
4178 下カップ状部品
418 カップ状中空空間
42、42' 伝達部品
420 ヒンジ接続端
421 接続端
422 第一接続端
423 第二接続端
43 第一センサ
44 使役モジュール
440 第一モータ駆動モジュール
441 第二モータ駆動モジュール
45 制御ユニット
46 第二センサ
47 第一位置制限部品
470 第一トリガー部品
4701 第一平坦部
4702 第一突起部
471 第一承載部品
48 第二位置制限部品
480 第二トリガー部品
4801 第二平坦部
4802 第二突起部
481 第二承載部品
49 取り付けベース部品
4A トリガー部品
4B 初期位置制限部品
4C トリガー部品
4C0 第一側
4C1 第二側
4D 回転ベアリング
X1 第一方向
X2 第二方向
α1 第一センシング信号
α2 第二センシング信号
G1 第一間隙
G2 第二間隙
X-X 断面線

Claims (16)

1. 人体補助器具に適用されるノイズ低減可能なセンサモジュールであって、
   前記人体補助器具は、躯幹部、第一肢体部品、及び第二肢体部品を含み、前記第一肢体部品の一端は、前記躯幹部にヒンジ接続され、前記第二肢体部品は、前記第一肢体部品の他端にヒンジ接続され、前記センサモジュールは、前記第一肢体部品及び前記第二肢体部品のうちの少なくとも１つに取り付けられ、
   前記センサモジュールは、
   人体肢体に接続される人体接続部品；
   前記第一肢体部品及び前記第二肢体部品のうちの少なくとも１つに固設されるベースモジュールであって、前記人体接続部品は、前記ベースモジュールに設置されるベースモジュール；
   前記人体接続部品に接続されてそれと協働する伝達部品；
   前記人体接続部品の一方側に設置され且つ前記人体接続部品と分離される第一センサであって、前記人体接続部品は、前記人体肢体により第一方向に沿って動かされるときに、前記伝達部品を駆動して、前記第一センサが第一センシング信号を生成するようにトリガーする第一センサ；
   前記第一肢体部品及び前記第二肢体部品に接続される使役モジュール；及び
   前記第一センサ及び前記使役モジュールに接続される制御ユニットであって、前記制御ユニットは、前記第一センシング信号を受信したときに、前記使役モジュールが前記第二肢体部品を駆動して前記第一肢体部品に対して前記第一方向に沿って移動させるように制御する制御ユニットを含む、センサモジュール。
2. 請求項1に記載のセンサモジュールであって、
   前記伝達部品は、ヒンジ接続端及び接続端を有し、前記ヒンジ接続端は、前記第一肢体部品又は前記第二肢体部品にヒンジ接続され、前記接続端は、前記人体接続部品に接続され、前記ベースモジュールは、前記ヒンジ接続端と前記接続端との間に設置され、且つ台座、載置台、第一センサ取り付け部品、及び第二センサ取り付け部品を含み、前記第二肢体部品に固接される前記載置台は、前記台座に設置され、前記第一センサ取り付け部品は、前記載置台の一方側に設置され、前記第一センサは、前記第一センサ取り付け部品と前記伝達部品との間に位置し、前記第二センサ取り付け部品は、前記載置台の他方側に設置され、且つ前記第一センサ取り付け部品に相対し、
   前記センサモジュールは、第二センサをさらに含み、
   前記第二センサは、前記第一センサに相対し且つ前記人体接続部品と分離され、前記第二センサは、前記第二センサ取り付け部品と前記伝達部品との間に位置し、前記人体接続部品は、前記人体肢体により前記第一方向に相反する第二方向に沿って動かされるときに、前記伝達部品を駆動して、前記第二センサが第二センシング信号を生成するようにトリガーする、センサモジュール。
3. 請求項2に記載のセンサモジュールは、
   移動可能に前記載置台に設置され且つ前記伝達部品と協働するトリガー部品をさらに含み、
   前記トリガー部品は、第一側及び前記第一側に相反する第二側を有し、前記第一側は、前記第一センサ取り付け部品に面し、前記第二側は、前記第二センサ取り付け部品に面し、前記第一センサは、前記第一センサ取り付け部品に設置され且つ前記第一側に面し、前記第二センサは、前記第二センサ取り付け部品に設置され且つ前記第二側に面する、センサモジュール。
4. 請求項3に記載のセンサモジュールであって、
   前記ベースモジュールは、前記第一センサ取り付け部品及び前記第二センサ取り付け部品に固設される蓋部品をさらに含み、
   前記蓋部品、前記第一センサ取り付け部品、前記第二センサ取り付け部品、及び前記載置台は、共同で収納空間を定義し、前記トリガー部品は、前記収納空間内に移動可能に設置される、センサモジュール。
5. 請求項3に記載のセンサモジュールであって、
   前記第一側と前記第一センサ取り付け部品との間に設置される第一位置制限部品であって、前記第一位置制限部品の相対する両側は、それぞれ、前記第一側及び前記第一センサ取り付け部品に当接する第一位置制限部品；及び
   前記第二側と前記第二センサ取り付け部品との間に設置される第二位置制限部品であって、前記第二位置制限部品の相対する両側は、それぞれ、前記第二側及び前記第二センサ取り付け部品に当接する第二位置制限部品をさらに含む、センサモジュール。
6. 請求項1に記載のセンサモジュールであって、
   前記伝達部品は、第一接続端を有し、
   前記ベースモジュールは、
   前記第二肢体部品に固接される載置台；及び
   前記載置台に設置されるカップ状部品であって、前記カップ状部品は、カップ状中空空間を包み被せ、前記伝達部品は、前記カップ状中空空間内に設置され、前記カップ状中空空間は、開口を有し、前記第一接続端は、前記開口を経由して前記人体接続部品に接続されるカップ状部品を含む、センサモジュール。
7. 請求項6に記載のセンサモジュールであって、
   前記カップ状部品の内壁に設置される取り付けベース部品をさらに含み、
   前記第一センサは、前記取り付けベース部品に設置される、センサモジュール。
8. 請求項7に記載のセンサモジュールであって、
   前記伝達部品に固設されるトリガー部品をさらに含み、
   前記トリガー部品は、前記取り付けベース部品に設置され前記第一センサをトリガーするために用いられる、センサモジュール。
9. 請求項8に記載のセンサモジュールであって、
   前記トリガー部品内に設置される回転ベアリングをさらに含み、
   前記伝達部品は、前記回転ベアリング内に回転可能に設置される、センサモジュール。
10. 請求項8に記載のセンサモジュールであって、
    前記伝達部品は、第二接続端をさらに有し、
    前記センサモジュールは、前記カップ状中空空間内に設置される初期位置制限部品をさらに含み、
    前記初期位置制限部品は、前記第二接続端を保持し、前記伝達部品が初期状態で、前記トリガー部品と前記取り付けベース部品との間に間隙を有するようにさせる、センサモジュール。
11. 請求項8に記載のセンサモジュールであって、
    前記取り付けベース部品に設置され且つ前記第一センサに相対する第二センサをさらに含み、
    前記第二センサは、前記人体接続部品と分離され、前記人体接続部品は、前記人体肢体により前記第一方向に相反する第二方向に沿って動かされるときに、前記トリガー部品を駆動して、前記第二センサが第二センシング信号を生成するようにトリガーする、センサモジュール。
12. 請求項1に記載のセンサモジュールであって、
    前記人体接続部品と分離され且つ前記第一センサに相対する第二センサをさらに含み、
    前記人体接続部品は、前記人体肢体により前記第一方向に相反する第二方向に沿って動かされるときに、前記伝達部品を駆動して、前記第二センサが第二センシング信号を生成するようにトリガーし、前記制御ユニットは、前記第二センシング信号を受信したときに、前記使役モジュールが前記第二肢体部品を駆動して前記第一肢体部品に対して前記第二方向に沿って移動させるように制御する、センサモジュール。
13. 請求項1に記載のセンサモジュールであって、
    前記使役モジュールは、第一モータ駆動モジュールを含み、前記第一モータ駆動モジュールは、第一トルクを提供するために用いられる、センサモジュール。
14. 請求項13に記載のセンサモジュールであって、
    前記使役モジュールは、第二モータ駆動モジュールをさらに含み、前記第二モータ駆動モジュールは、第二トルクを提供するために用いられ、
    前記第二トルクは、前記第一トルクと方向が同じである、センサモジュール。
15. 人体補助器具に適用されるノイズ低減可能なセンサモジュールであって、
    前記人体補助器具は、躯幹部、第一肢体部品、及び第二肢体部品を含み、前記第一肢体部品の一端は、前記躯幹部にヒンジ接続され、前記第二肢体部品は、前記第一肢体部品の他端にヒンジ接続され、前記センサモジュールは、前記第一肢体部品及び前記第二肢体部品のうちの少なくとも１つに取り付けられ、
    前記センサモジュールは、
    人体肢体に接続される人体接続部品；
    前記第一肢体部品及び前記第二肢体部品のうちの少なくとも１つに固設されるベースモジュールであって、前記人体接続部品は、前記ベースモジュールに設置されるベースモジュール；
    前記人体接続部品に接続されてそれと協働する伝達部品；
    前記人体接続部品の一方側に設置され且つ前記人体接続部品と分離される第一センサであって、前記人体接続部品は、前記人体肢体により第一方向に沿って動かされるときに、前記伝達部品を駆動して、前記第一センサが第一センシング信号を生成するようにトリガーする第一センサ；及び
    前記第一センサに相対し且つ前記人体接続部品と分離される第二センサであって、前記第二センサは、前記第二センサ取り付け部品と前記伝達部品との間に位置し、前記人体接続部品は、前記人体肢体により前記第一方向に相反する第二方向に沿って動かされるときに、前記伝達部品を駆動して、前記第二センサが第二センシング信号を生成するようにトリガーする第二センサを含み、
    前記伝達部品は、ヒンジ接続端及び接続端を有し、前記ヒンジ接続端は、前記第一肢体部品又は前記第二肢体部品にヒンジ接続され、前記接続端は、前記人体接続部品に接続され、前記ベースモジュールは、前記ヒンジ接続端と前記接続端との間に設置され、且つ台座、載置台、第一センサ取り付け部品、及び第二センサ取り付け部品を含み、前記第二肢体部品に固接される前記載置台は、前記台座に設置され、前記第一センサ取り付け部品は、前記載置台の一方側に設置され、前記第一センサは、前記第一センサ取り付け部品と前記伝達部品との間に位置し、前記第二センサ取り付け部品は、前記載置台の他方側に設置され且つ前記第一センサ取り付け部品に相対する、センサモジュール。
16. 人体補助器具に適用されるノイズ低減可能なセンサモジュールであって、
    前記人体補助器具は、躯幹部、第一肢体部品、及び第二肢体部品を含み、前記第一肢体部品の一端は、前記躯幹部にヒンジ接続され、前記第二肢体部品は、前記第一肢体部品の他端にヒンジ接続され、前記センサモジュールは、前記第一肢体部品及び前記第二肢体部品のうちの少なくとも１つに取り付けられ、
    前記センサモジュールは、
    人体肢体に接続される人体接続部品；
    前記第一肢体部品及び前記第二肢体部品のうちの少なくとも１つに固設されるベースモジュールであって、
    前記人体接続部品は、前記ベースモジュールに設置され、
    前記ベースモジュールは、
    前記第二肢体部品に固接される載置台；及び
    前記載置台に設置されるカップ状部品であって、前記カップ状部品は、カップ状中空空間を包み被せ、前記伝達部品は、前記カップ状中空空間内に設置され、前記カップ状中空空間は、開口を有し、前記第一接続端は、前記開口を経由して前記人体接続部品に接続されるカップ状部品を含むベースモジュール；
    前記人体接続部品に接続されてそれと協働する伝達部品であって、前記伝達部品は、第一接続端を有する伝達部品；及び
    前記人体接続部品の一方側に設置され且つ前記人体接続部品と分離される第一センサであって、前記人体接続部品は、前記人体肢体により第一方向に沿って動かされるときに、前記伝達部品を駆動して、前記第一センサが第一センシング信号を生成するようにトリガーする第一センサを含む、センサモジュール。

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