JP4998623B2 - 回転制限装置、ロボット関節および歩行補助装具 - Google Patents

Description

本発明は、回転制限装置と、その回転制限装置を備えるロボット関節と、そのロボット関節を備える歩行補助装具に関する。

近年、ユーザの上腿から足（足首関節よりも先の部分）にかけて装着され、トルクを加えることによってユーザの膝関節の動きを補助する歩行補助装具が開発されている。このような歩行補助装具は、足フレーム、下腿フレーム、上腿フレーム、及び、アクチュエータを備えている。足フレームは、ユーザの足に装着できるように構成されている。下腿フレームは、第１回転ジョイントによって足フレームに対して回転可能に接続されている。上腿フレームは、ユーザの上腿に装着できるように構成されている。また、上腿フレームは、第２回転ジョイントによって下腿フレームに対して回転可能に接続されている。アクチュエータは、第２回転ジョイントにトルクを加えることができる。この歩行補助装具では、第１回転ジョイントがユーザの足首関節と同軸に回転し、第２回転ジョイントがユーザの膝関節と同軸に回転する。アクチュエータが第２回転ジョイントに加えるトルクによって、ユーザの膝関節の動きが補助される。アクチュエータの動作は制御ユニットによって制御される。

歩行補助装具に異常が発生した場合には、ユーザの安全を確保するために、アクチュエータで駆動される第２回転ジョイントの回転を制限できる構成とすることが望ましい。例えばユーザが歩行補助装具を装着している状態で、制御ユニットやアクチュエータが異常な動作をした場合でも、第２回転ジョイントの回転を制限することで、ユーザの安全を確保できる構成とすることが望ましい。本明細書では、「回転を制限する」とは、回転範囲を制限することを意味する。

歩行補助装具の第２回転ジョイントのようなロボット関節の回転を制限する技術としては、実開平２−１２２７９２号公報の技術が知られている。実開平２−１２２７９２号公報にはストッパ機構が開示されており、そのストッパ機構は１個の旋回側金具と、１個の固定ストッパと２個の引き込み式ストッパを有している。ロボット関節の通常動作においては、引き込み式ストッパは後退位置に後退しており、旋回側金具とは干渉しない。このため、旋回側金具と固定ストッパが接触するまでロボット関節は回転することができ、固定ストッパによってロボット関節の回転範囲が規定されている。ロボット関節の回転範囲を通常動作における回転範囲よりさらに狭く制限したい場合には、引き込み式ストッパを旋回側金具と干渉する位置まで突き出させる。この状態では、旋回側金具が引き込み式ストッパと接触するまでロボット関節は回転することができる。従って、ロボット関節の回転範囲を通常動作における回転範囲よりもさらに狭く制限することができる。

実開平２−１２２７９２号公報の技術では、引き込み式ストッパを旋回側金具と干渉させることで、ロボット関節の回転を制限する。従って、ロボット関節の制限された回転範囲は、引き込み式ストッパの位置によって規定される。この制限された回転範囲を変更するためには、引き込み式ストッパの設置位置、或いは固定ストッパの設置位置を調整し直さなければならず、部品交換作業に労力を必要とする。より簡便にロボット関節の回転範囲を調整可能な技術が待望されている。

本発明は上記課題を解決する。本発明は、ロボット関節の回転範囲を簡便に調整可能な技術を提供する。

本発明は、基部に対する回転部の回転を制限する回転制限装置として具現化される。その回転制限装置は、基部の回転軸周りに旋回可能に支持されているストッパと、基部に対するストッパの旋回を禁止する状態と許容する状態の間で切替可能なロック機構と、回転部に設けられており、ストッパの旋回経路と干渉する位置とストッパの旋回経路と干渉しない位置の間で移動可能な第１ブロックと、回転部に設けられており、ストッパの旋回経路と干渉する位置とストッパの旋回経路と干渉しない位置の間で移動可能な第２ブロックを備えている。その回転制限装置では、基部に対する回転部の回転を制限しない状態において、第１ブロックと第２ブロックは何れもストッパの旋回経路と干渉する位置にあり、ストッパは第１ブロックと第２ブロックの間に位置している。

上記の回転制限装置では、ロック機構がストッパの旋回を許容している間は、ストッパは基部の回転軸周りを旋回することができる。基部に対する回転部の回転を制限しない状態では、ストッパは第１ブロックと第２ブロックの間に位置しているから、基部に対して回転部が回転すると、ストッパは第１ブロックまたは第２ブロックと接触し、基部に対する回転部の回転に追従してストッパも基部に対して旋回する。そして、ロック機構がストッパの旋回を禁止すると、基部に対してストッパの位置が固定されて、第１ブロックまたは第２ブロックとストッパが接触することで、基部に対する回転部の回転が制限される。この回転制限装置における制限された回転範囲は、ストッパが固定される位置によって規定される。上述のように、ロック機構がストッパの旋回を許容している間は、ストッパは回転部の回転に追従して基部に対して旋回するから、ロック機構を適宜切り替えることによって、ストッパを所望の位置で固定することができる。この回転制限装置によれば、基部に対する回転部の回転範囲を簡便に調整することができる。

上記の回転制限装置においては、ストッパの旋回経路と干渉する位置にある第１ブロックと、ストッパの旋回経路と干渉する位置にある第２ブロックの間の間隔が、ストッパの旋回方向に沿った幅に等しいことが好ましい。

上記の回転制限装置によれば、第１ブロックと第２ブロックを何れもストッパの旋回経路と干渉する位置に移動させることで、第１ブロックと第２ブロックによってストッパを隙間なく挟み込むことができる。ストッパが回転部の回転に追従して基部に対して旋回している間、ストッパと回転部の相対的な位置関係を保持することができ、ロック機構によってストッパが固定される位置を正確に設定することができる。制限された回転範囲を正確に設定することができる。

なお、本発明は上記回転制限装置を備えるロボット関節として具現化することもできるし、そのロボット関節を備える歩行補助装具として具現化することもできる。

本発明によれば、ロボット関節の回転範囲を簡便に調整することができる。

歩行補助装具１０の模式的正面図を示す。 回転制限装置２００の模式的な上面図を示す。 図２のＡ−Ａ断面についての回転制限装置２００の模式的な縦断面図を示す。 図２のＢ−Ｂ断面についての回転制限装置２００の模式的な縦断面図を示す。 図２のＣ−Ｃ断面についての回転制限装置２００の模式的な縦断面図を示す。 回転制限装置２００によって時計回りの回転を禁止する場合を模式的に示す図である。 回転制限装置２００によって反時計回りの回転を禁止する場合を模式的に示す図である。 回転制限装置２００の変形例の模式的な上面図を示す。 図６のＤ−Ｄ断面についての回転制限装置２００の変形例の模式的な縦断面図を示す。

本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。図１は、実施例の歩行補助装具１０を示している。図１に示すように、歩行補助装具１０は、ユーザ１００の歩行を補助する装置であって、ユーザ１００に装着可能な装置である。歩行補助装具１０は、例えば、自力歩行が困難となったユーザ１００のリハビリテーションに用いられる。歩行補助装具１０を用いることで、ユーザ１００の機能回復を促進できるとともに、ユーザ１００を介助する介助者の労力を低減することも可能となる。

歩行補助装具１０は、制御ユニット１２と、上腿フレーム２０と、下腿フレーム５０と、足フレーム９０を備えている。
制御ユニット１２は、小型のコンピュータ装置やバッテリを内蔵しており、歩行補助装具１０の各部へ電力を供給するとともに、歩行補助装具１０の各部の動作を制御する。制御ユニット１２は、一例であるが、ユーザ１００の体幹（腰）に取り付けられる。制御ユニット１２は、ユーザ１００の体幹に固定するための装着ベルト１４が設けられている。なお、制御ユニット１２を装着する位置は特に限定されず、例えばユーザ１００の背に装着する構造としてもよい。

上腿フレーム２０と下腿フレーム５０と足フレーム９０は、補助を必要とするユーザ１００の患脚１１０（ここでは左脚）に装着される。詳しくは、上腿フレーム２０が上腿１１２に装着され、下腿フレーム５０が下腿１１６に装着され、足フレーム９０が足１１８に装着される。

上腿フレーム２０は、上腿支持部２２と一対の上腿リンク２８を有している。上腿支持部２２は、一対の上腿リンク２８を接続している。上腿支持部２２は、ユーザ１００の上腿１１２の前方に配置される。上腿リンク２８は、ユーザ１００の上腿１１２の側方にそれぞれ配置される。上腿支持部２２には、パッド２４とベルト２６が設けられている。ベルト２６を締めることで、上腿フレーム２０を上腿１１２に装着することができる。パッド２４は、上腿１１２の前面に接触する。

下腿フレーム５０は、下腿支持部５２と一対の下腿リンク５６を有している。下腿支持部５２は、一対の下腿リンク５６を接続している。下腿支持部５２は、ユーザ１００の下腿１１６の前方に配置される。下腿リンク５６は、ユーザ１００の下腿１１６の側方にそれぞれ配置される。下腿支持部５２には、パッド５４が設けられている。パッド５４は、下腿１１６の前面に接触する。

上腿フレーム２０と下腿フレーム５０は、一対の膝関節機構４０を介して接続されている。各々の膝関節機構４０は一軸回りの関節機構であり、上腿フレーム２０の上腿リンク２８と、下腿フレーム５０の下腿リンク５６を、揺動可能に接続している。患脚１１０の外側に位置する膝関節機構４０は、膝回転用アクチュエータ（例えばモータ）、減速機、角度センサ、回転制限装置２００等を内蔵しており、上腿フレーム２０と下腿フレーム５０を相対的に揺動させる駆動ユニットでもある。膝関節機構４０は、電気コード１６を介して制御ユニット１２に接続されており、制御ユニット１２からの電力によって動作するとともに、その動作は制御ユニット１２によって制御される。一例ではあるが、制御ユニット１２は、膝関節機構４０の目標角度を経時的に記述する目標データを記憶しており、膝関節機構４０の実際角度が目標角度に一致するように、膝関節機構４０のアクチュエータを制御する。

足フレーム９０は、足プレート９２と靴９４と一対の足リンク９６を有している。足プレート９２は、一対の足リンク９６を接続している。靴９４は、足プレート９２の上面（足１１８に対向する面）に設けられている。靴９４は、一般的な靴と同じ形態のものである。ユーザ１００の足１１８に靴９４を装着すると、足プレート９２は、ユーザ１００の足１１８の下方（足裏側）に配置される。また、足リンク９６は、ユーザ１００の足１１８の側方に配置される。

下腿フレーム５０と足フレーム９０は、一対の足首関節機構７０を介して接続されている。各々の足首関節機構７０は一軸回りの関節機構であり、下腿フレーム５０の下腿リンク５６と、足フレーム９０の足リンク９６を、揺動可能に接続している。

以上の構成により、歩行補助装具１０は、主にユーザ１００の患脚１１０に取り付けられ、患脚１１０の動きを調節することによって、ユーザ１００の歩行を補助することができる。なお、歩行補助装具１０の動作形態は、特に限定されず、患脚１１０の動きをほぼ完全に制御するものであってもよいし、患脚１１０の動きに追従してアシスト力を付与するものであってもよい。

図２と図３は膝関節機構４０に内蔵されている回転制限装置２００の構成を模式的に示している。回転制限装置２００は、基部２０５と回転部２３０を備えている。基部２０５はそれぞれ円盤状に形成された第１基部２１０と第２基部２２０を備えている。第１基部２１０と第２基部２２０は同軸上に配置され、互いに固定されている。回転部２３０は中空円筒状に形成されており、基部２０５の第１基部２１０および第２基部２２０と同軸上に配置されている。基部２０５は下腿リンク５６の上端に連結している。回転部２３０は上腿リンク２８の下端に連結している。制御ユニット１２によって膝回転用アクチュエータが駆動されると、第１基部２１０、第２基部２２０および回転部２３０の中心軸を回転の中心として、基部２０５に対して回転部２３０は相対的に回転する。基部２０５と回転部２３０との間には、スライド空間２２２が形成されている。

第１基部２１０には固定ストッパ２１２、２１４が形成されている。固定ストッパ２１２、２１４は、第１基部２１０からスライド空間２２２に突き出すように配置されている。図２に示す例では、固定ストッパ２１２、２１４は１８０度の位置に設けられている。なお固定ストッパ２１２、２１４の相対的な位置関係は、これに限らず、任意に設定しておくことができる。

第２基部２２０にはスライドストッパ２１６と電磁ロック２２４が設けられている。スライドストッパ２１６は第２基部２２０の外周に沿ってスライド空間２２２内をスライド可能である。言い換えると、スライドストッパ２１６は基部２０５の中心軸周りに旋回可能であり、スライド空間２２２はスライドストッパ２１６の旋回経路となっている。電磁ロック２２４は、第２基部２２０に対するスライドストッパ２１６のスライドをロックしたり、ロックを解除したりする。電磁ロック２２４がＯＦＦの状態では、第２基部２２０に対してスライドストッパ２１６はスライド可能である。電磁ロック２２４がＯＮの状態では、第２基部２２０に対してスライドストッパ２１６は固定される。電磁ロック２２４の具体的な構成の一例は次の通りである。第２基部２２０の外周面に所定角度（例えば１°）毎に穴を形成しておく。スライドストッパ２１６にソレノイドアクチュエータによって進退するピンを設けておく。スライドストッパ２１６のピンは、電磁ロック２２４がＯＮされると、磁力により第２基部２２０の穴に嵌挿されるように構成される。スライドストッパ２１６のピンが第２基部２２０の孔に嵌挿されると、スライドストッパ２１６が第２基部２２０に対して固定される。

回転部２３０には、ブロック２３２、２３４が設けられている。回転部２３０にはブロック２３２、２３４を収容する収容部２３６、２３８が設けられている。ブロック２３２、２３４は回転部２３０に内蔵されたソレノイドアクチュエータ２４０、２４２によって回転部２３０の半径方向に沿って移動可能である。ソレノイドアクチュエータ２４０、２４２をＯＮにすると、ブロック２３２、２３４はスライド空間２２２から収容部２３６、２３８へと引き込まれる。ソレノイドアクチュエータ２４０、２４２がＯＦＦとなると、ブロック２３２、２３４は収容部２３６、２３８からスライド空間２２２に向けて押し出される。ブロック２３２、２３４は、両者がスライド空間２２２に押し出された際の間隔が、スライドストッパ２１６の幅とほぼ同じとなるように、その取り付け位置が設定されている。なお、ブロック２３２を第１ブロック２３２と呼ぶことがあり、ブロック２３４を第２ブロックと呼ぶことがある。

図３Ａに示すように、固定ストッパ２１２、２１４の厚みは第１基部２１０とほぼ同じ厚みであり、わずかに第１基部２１０よりも薄くなるように形成されている。図３Ｃに示すように、スライドストッパ２１６の厚みは第２基部２２０とほぼ同じ厚みであり、わずかに第２基部２２０よりも薄くなるように形成されている。図３Ｂに示すように、ブロック２３２の厚みは、第１基部２１０と第２基部２２０の両者の厚みの合計とほぼ同じ厚みであり、わずかに第１基部２１０と第２基部２２０の両者の厚みの合計よりも薄くなるように形成されている。なお図３Ｂではブロック２３２について示しているが、ブロック２３４についても同様である。従って、ブロック２３２、２３４がスライド空間２２２に突き出た状態では、ブロック２３２、２３４は固定ストッパ２１２、２１４とも干渉するし、スライドストッパ２１６とも干渉する位置関係となっている。より厳密には、ブロック２３２、２３４は、スライドストッパ２１６の移動経路と干渉する。

電磁ロック２２４、ソレノイドアクチュエータ２４０、２４２の動作は、制御ユニット１２によって制御されている。

以下では回転制限装置２００の動作について説明する。
歩行補助装具１０を通常動作させる場合は、図２の電磁ロック２２４及びソレノイドアクチュエータ２４０、２４２を何れもＯＦＦとする。この場合、スライドストッパ２１６は第２基部２２０の外周に沿って自由にスライド可能であり、ブロック２３２、２３４は何れもスライド空間２２２に突き出している。この状態で膝関節機構４０を回転させて、基部２０５に対して回転部２３０を相対回転させると、スライドストッパ２１６はブロック２３２、２３４に挟まれた状態で、回転部２３０の回転に追従して第２基部２２０の外周をスライドする。この場合、回転部２３０は基部２０５に対して、反時計回りにはブロック２３２が固定ストッパ２１２に接触するまで回転可能であり、時計回りにはブロック２３４が固定ストッパ２１４に接触するまで回転可能である。すなわち、歩行補助装具１０の通常動作における膝関節機構４０の回転範囲は固定ストッパ２１２、２１４によって規定されている。

歩行補助装具１０に何らかの異常が発生した場合には、回転制限装置２００を用いて、膝関節機構４０の回転を制限することができる。本実施例の回転制限装置２００は、以下に説明する（１）完全回転禁止、（２）時計回り回転禁止、（３）反時計回り回転禁止の何れかの態様で、膝関節機構４０の回転を制限する。どの態様で膝関節機構４０の回転を制限するかは、制御ユニット１２において適宜選択することができる。

（１）完全回転禁止
膝関節機構４０の回転を完全に禁止する場合には、制御ユニット１２は、電磁ロック２２４をＯＮ、ソレノイドアクチュエータ２４０、２４２をＯＦＦとする。この場合、スライドストッパ２１６が電磁ロック２２４によって第２基部２２０に対して固定される。また、ブロック２３２、２３４は何れもスライド空間２２２に突き出されている。この状態では、スライドストッパ２１６はブロック２３２、２３４によって挟み込まれており、さらにスライドストッパ２１６は第２基部２２０に対して固定されているため、回転部２３０は基部２０５に対して、図２の時計回り方向にも、反時計回り方向にも、回転することが禁止される。膝関節機構４０の回転を完全にロックすることができる。

（２）時計回り回転禁止
膝関節機構４０の時計回り方向の回転を禁止する場合には、制御ユニット１２は、電磁ロック２２４をＯＮ、ソレノイドアクチュエータ２４０をＯＦＦ、ソレノイドアクチュエータ２４２をＯＮとする。この場合、図４に示すように、スライドストッパ２１６は第２基部２２０に対して固定されており、ブロック２３４は収容部２３８に引き込まれており、ブロック２３２はスライド空間２２２に突き出されたままである。この状態では、回転部２３０は基部２０５に対して、図４の時計回り方向には、ブロック２３２がスライドストッパ２１６と接触するまで回転可能であり、反時計回り方向には、ブロック２３２が固定ストッパ２１２と接触するまで回転可能である。すなわち、時計回り方向には、電磁ロック２２４をＯＮにした時点での回転角度まで回転可能であり、反時計回り方向には、通常動作時と同じ範囲まで回転可能である。従って、歩行補助装具１０の通常動作における膝関節機構４０の回転範囲に比べて、より狭い範囲に膝関節機構４０の回転を制限することができる。

（３）反時計回り回転禁止
膝関節機構４０の反時計回り方向の回転を禁止する場合には、制御ユニット１２は、電磁ロック２２４をＯＮ、ソレノイドアクチュエータ２４０をＯＮ、ソレノイドアクチュエータ２４２をＯＦＦとする。この場合、図５に示すように、スライドストッパ２１６は第２基部２２０に対して固定されており、ブロック２３２は収容部２３６に引き込まれており、ブロック２３４はスライド空間２２２に突き出されたままである。この状態では、回転部２３０は基部２０５に対して、図５の時計回り方向には、ブロック２３４が固定ストッパ２１４と接触するまで回転可能であり、反時計回り方向には、ブロック２３４がスライドストッパ２１６と接触するまで回転可能である。すなわち、時計回り方向には、通常動作時と同じ範囲まで回転可能であり、反時計回り方向には、電磁ロック２２４をＯＮにした時点での回転角度まで回転可能である。従って、歩行補助装具１０の通常動作における膝関節機構４０の回転範囲に比べて、より狭い範囲に膝関節機構４０の回転を制限することができる。

以上のように、本実施例の回転制限装置２００によれば、第２基部２２０の外周をスライドするスライドストッパ２１６を電磁ロック２２４によってロックすることで、膝関節機構４０の回転範囲を通常動作における回転範囲よりも狭い範囲に変更することができる。歩行補助装具１０に何らかの異常が発生した場合など、膝関節機構４０の回転範囲を一時的に制限したい場合にも、適切に膝関節機構４０の回転を制限することができる。制御ユニット１２や膝回転用アクチュエータが万が一暴走した場合でも、回転制限装置２００によって膝関節機構４０の回転範囲を狭く変更することで、ユーザの安全を確保することができる。

また、本実施例の回転制限装置２００によれば、ユーザの歩行時に歩行補助装具１０に異常が発生した場合に、上記（２）の時計回り回転禁止や（３）の反時計回り回転禁止を行うことによって、膝関節機構４０の回転を完全に禁止してしまうことなく、膝関節機構４０の回転範囲を制限することができる。膝関節機構４０の回転を完全に禁止してしまうと、ユーザは膝が曲がったまま、あるいは膝が伸びたままの状態で歩行を継続せざるを得なくなり、ユーザの転倒を招くおそれがある。本実施例の回転制限装置２００によれば、このような事態を未然に回避することができる。

本実施例の回転制限装置２００によって膝関節機構４０の回転を制限する場合、その制限された回転範囲は、電磁ロック２２４によってロックされた時点でのスライドストッパ２１６の位置によって規定される。従って、膝関節機構４０を実際に回転させながら、回転制限装置２００によって制限される回転範囲を調整することができる。部品交換等の作業を行うことなく、膝関節機構４０の回転範囲を簡便に調整することができる。

上記（２）の時計回り回転禁止、あるいは（３）の反時計回り回転禁止の回転制限を行っている間は、回転部２３０が基部２０５に対して相対回転すると、スライドストッパ２１６がブロック２３２、２３４から離反した状態となる。従って、回転制限装置２００による回転制限を解除して歩行補助装具１０を通常動作に復帰させる場合には、２つのブロック２３２、２３４によって挟み込まれる位置までスライドストッパ２１６を復帰させる必要がある。そこで、例えばスライドストッパ２１６をスライドさせるスライド用アクチュエータを別途配置する構成としてもよい。このようなスライド用アクチュエータを配置することで、ユーザが歩行補助装具１０を装着した状態のまま、スライドストッパ２１６を２つのブロック２３２、２３４によって挟み込まれる位置まで復帰させることができる。この場合、スライドストッパ２１６にさらにワンウェイクラッチを設けておき、スライド用アクチュエータによってスライドストッパ２１６を２つのブロック２３２、２３４で挟み込まれる位置に復帰させている動作の間は、逆方向へのスライドを禁止する構成としてもよい。このような構成とすることによって、スライドストッパ２１６を復帰させている間に何らかの異常が発生した場合でも、スライドストッパ２１６が逆方向にスライドしてしまう事態を回避することができる。

なお上記の実施例では、スライドストッパ２１６と電磁ロック２２４を一組設けた形態について記載したが、スライドストッパと電磁ロックを複数組設ける構成としてもよい。図６および図７にスライドストッパと電磁ロックを二組設けた場合の回転制限装置２００の構成を示している。図６および図７に示す例では、基部２０５は第１基部２１０と第２基部２２０と第３基部３１０を備えている。第３基部３１０は円盤状に形成され、第１基部２１０および第２基部２２０と同軸上に固定されている。第３基部３１０にはスライドストッパ３１２と電磁ロック３１４が設けられている。スライドストッパ３１２は第３基部３１０の外周に沿ってスライド空間２２２の内部でスライド可能である。電磁ロック３１４は、第３基部３１０に対するスライドストッパ３１２のスライドをロックしたり、ロックを解除したりする。

回転部２３０には、ブロック３２０、３２２が設けられている。回転部２３０にはブロック３２０、３２２を収容する収容部３２４、３２６が設けられている。ブロック３２０、３２２は回転部２３０に内蔵されたソレノイドアクチュエータ３２８、３３０によって回転部２３０の半径方向に沿って移動可能である。ソレノイドアクチュエータ３２８、３３０をＯＮにすると、ブロック３２０、３２２はスライド空間２２２から収容部３２４、３２６へと引き込まれる。ソレノイドアクチュエータ３２８、３３０がＯＦＦとなると、ブロック３２０、３２２は収容部３２４、３２６からスライド空間２２２に向けて押し出される。ブロック３２０、３２２は、両者がスライド空間２２２に押し出された際の間隔が、スライドストッパ２１６の幅とほぼ同じとなるように、その取り付け位置が設定されている。

上記の構成において、電磁ロック２２４、３１４をＯＮ、ソレノイドアクチュエータ２４２をＯＦＦ、ソレノイドアクチュエータ２４０、３２８、３３０をＯＮとすると、図６に示すように、スライドストッパ２１６は第２基部２２０に対して固定され、スライドストッパ３１２は第３基部３１０に対して固定され、ブロック２３２、３２０、３２２は収容部２３６、３２４、３２６に引き込まれ、ブロック２３４はスライド空間２２２に突き出されたままとなる。この状態では、回転部２３０は基部２０５に対して、図６の時計回り方向には、ブロック２３４がスライドストッパ３１２と接触するまで回転可能であり、反時計回り方向には、ブロック２３４がスライドストッパ２１６と接触するまで回転可能である。すなわち、時計回り方向と反時計回り方向の何れについても、歩行補助装具１０の通常動作における膝関節機構４０の回転範囲に比べて、より狭い範囲に膝関節機構４０の回転を制限することができる。

実施例の留意点について述べる。実施例の回転制限装置２００は、基部２０５に対する回転部２３０の回転を制限する装置である。回転制限装置２００は、可動ストッパ（スライドストッパ２１６、３１２）、ロック機構（電磁ロック２２４）、第１引き込み式ブロック（ブロック２３２）を備えている。可動ストッパは、基部２０５に支持されており基部の周方向に移動可能である。ロック機構は、可動ストッパの移動を禁止することができる。なお、ロック機構が解放されると、可動ストッパは周方向に自由に移動することができる。第１引き込み式ブロックは、回転部に設けられており、可動ストッパの移動経路と干渉する第１位置から干渉しない第２位置へ引き込み可能に構成されている。ロック機構を係合して可動ストッパの移動を禁止するとともに第１引き込み式ブロックを第１位置に位置させることによって、可動ストッパと第１引き込み式ブロックが回転部の回転範囲を制限する。

実施例の回転制限装置２００はさらに、回転部に設けられており、可動ストッパの移動経路と干渉する第３位置から干渉しない第４位置へ引き込み可能な第２引き込み式ブロック（ブロック２３４）を備えている。第１位置に位置する第１引き込み式ブロックと第３位置に位置する第２引き込み式ブロックの間の間隔が、可動ストッパの周方向の長さと本質的に等しい。

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

１０ 歩行補助装具
１２ 制御ユニット
１４ 装着ベルト
１６ 電気コード
２０ 上腿フレーム
２２ 上腿支持部
２４ パッド
２６ ベルト
２８ 上腿リンク
４０ 膝関節機構
５０ 下腿フレーム
５２ 下腿支持部
５４ パッド
５６ 下腿リンク
７０ 足首関節機構
９０ 足フレーム
９２ 足プレート
９４ 靴
９６ 足リンク
１００ ユーザ
１１０ 患脚
１１２ 上腿
１１６ 下腿
１１８ 足
２００ 回転制限装置
２０５ 基部
２１０ 第１基部
２１２、２１４ 固定ストッパ
２１６、３１２ スライドストッパ
２２０ 第２基部
２２２ スライド空間
２２４、３１４ 電磁ロック
２３０ 回転部
２３２、２３４、３２０、３２２ ブロック
２３６、２３８、３２４、３２６ 収容部
２４０、２４２、３２８、３３０ ソレノイドアクチュエータ
３１０ 第３基部

Claims (4)

1. 基部に対する回転部の回転を制限する回転制限装置であり、
   基部の回転軸周りに旋回可能に支持されているストッパと、
   基部に対するストッパの旋回を禁止する状態と許容する状態の間で切替可能なロック機構と、
   回転部に設けられており、ストッパの旋回経路と干渉する位置とストッパの旋回経路と干渉しない位置の間で移動可能な第１ブロックと、
   回転部に設けられており、ストッパの旋回経路と干渉する位置とストッパの旋回経路と干渉しない位置の間で移動可能な第２ブロックを備えており、
   基部に対する回転部の回転を制限しない状態において、第１ブロックと第２ブロックが何れもストッパの旋回経路と干渉する位置にあり、ストッパが第１ブロックと第２ブロックの間に位置することを特徴とする回転制限装置。
2. ストッパの旋回経路と干渉する位置にある第１ブロックと、ストッパの旋回経路と干渉する位置にある第２ブロックの間の間隔が、ストッパの旋回方向に沿った幅に等しいことを特徴とする請求項１の回転制限装置。
3. 請求項１または２の回転制限装置を備えるロボット関節。
4. 請求項３のロボット関節を備える歩行補助装具。

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