JP6363170B2 - 人を収容し、人の動作の自由を部分的に制限するためのデバイス - Google Patents
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Description
内側の環状部を備えた構造は、WO99/35559A2から知られており、内側の環状部は外側の環状部に回転可能に取り付けられている。構造を使用するときに、使用者は内側の環状部内に位置している。内側の環状部の垂直方向の変化は、複数のレバーによって可能である。
基礎土台は、基礎フレーム7と、基礎板2と、装置100の電子システムとを備えている。土台7aを形成している基礎板2は、4つの小さい孔を有する正方形のステンレスの平らな板から成る。前記孔の直径は、好ましくはおおよそ4mmであり、これは、前記板の下方のセンサが人25の脚を認識できるだけの大きさである。前記孔の配置はおおよそ130mmの距離で正方形であり、それによって、少なくとも一方の脚が、動作の各々の方向において常に認識されることになる。板と使用者の履物との間の摩擦係数が小さくされることを確保するために、板はPTFEスプレーでさらに噴霧されている。板は、ネジを用いて、角において基礎フレーム7にネジ留めされる。基礎フレーム7は、鋼鉄から作られた等しい長さの正方形の成形管から成り、それら成形管は、正方形に互いと溶接されている。基礎板が過度に陥没しないことを確保するために、成形管が、正方形の基礎フレーム7の中央に追加的に設けられている。前記成形管は、十字状に配置されており、正方形の基礎フレーム7の内側に中央において溶接されている。4つの追加的な等しい長さの成形管が、正方形の基礎フレーム7の成形管の外側に中央においてネジ留めされている。基礎フレームの成形管のすべての上側が、上側における平らな面を形成している。短いスリーブ17が、4つの外側の成形管に溶接されており、上向きに配向されている。円い鋼管7が前記4つのスリーブ17へと挿入される。前記管6は、等しい長さであり、追加的にスリーブ17へとネジ留めされる。正方形に配置された4つの光学的に機能するコンピュータマウス(例えば、A4Techによる型式N−350)が、十字のように配置された内側の成形管に取り付けられている。前記コンピュータマウスの下側は、上向きに配向され、基礎フレームの上側と一緒に平らな表面を形成している。配置は、コンピュータマウスの光学光線が基礎板の孔を通じて発するような方法で調節される。また、USBハブ18およびマイクロコントローラ20(例えば、Aruduinoマイクロコントローラ)が、基礎フレーム7の内側に取り付けられている。4つのコンピュータマウスはUSBハブ18に連結され、USBハブ18はUSBホストシールドを介してマイクロコントローラに連結されている。2つの光学距離測定センサ8、9(例えば、距離センサGP 2 Y0A 02 YK シャープ)が、4つの外側の成形管のうちの1つに位置付けられ、それら距離測定センサは、三角測量の原理を用いて作動および評価する。これらのセンサのうちの一方は、上向きに配向される垂直の様態で、スリーブ17のすぐ前に取り付けられており、他方のセンサは、成形管が正方形のフレームと連結する位置の近くに取り付けられている。このセンサも、垂直の様態で、上向きに配向されている。これらの2つのセンサも、マイクロコントローラに連結されている。USBケーブルがマイクロコントローラ20に連結されており、したがって、前記ケーブルは、コンピュータ22との通信のために用いられる。
リング構造1は、内側回転可能部13および外側固定部12から成る。
特別なハーネスは、4つの連結ベルト24が追加的にネジ留めされる従来の登山用ハーネスから成る。前記連結ベルト24の長さは変えることができ、鋼リングが両端に位置付けられている。4つの連結ベルト24の配置は、ハーネス23の周囲にわたって規則的に分配されている。(登山用)ハーネス23は、単一の臀部固定具と脚固定具とを備えるが、型固定部は備えていない。ハーネス23は、人25を装置100に結び付けるために着用され、連結ベルト24の鋼リングがそれぞれのフックに取り付けられ、ハーネス23をリング構造1に連結する4つの連結ベルト24の長さは、連結ベルト24がきつく引っ張られるような方法で短くされる。ここで、連結ベルト24は、使用者による装置100においての動作の間に生成される力を吸収できる。
異なる体の大きさの使用者が装置100を最適に使用することを確保するために、特にはセンサデバイス、加えて評価デバイスといったデバイスを、最初に較正することが必要である。
使用者が基礎土台の上で動作しようとする場合、4つの引っ張られた連結ベルト24は、使用者が動作しようとするのを妨げることになり、使用者は基礎板の上で滑り始める。小さな穴が前記板に位置付けられており、光学コンピュータマウスが下に配置されているため、少なくとも1本の脚が、前記孔の上を滑って行く間、コンピュータマウスによって認識されることになる。動作を記録したコンピュータマウスの信号がマイクロコントローラ20へと送信される。ここで、マイクロコントローラ20は、動作の方向と速度とを計算する。これらのデータは、USBケーブルを介して、コンピュータ22のドライバソフトウェアへと送信される。
基礎土台における外側距離センサ9は、管保持体5に連結されているリング構造1の成形管からの距離を測定し、信号をマイクロコントローラ20へと送信する。この信号は、跳ねる動作と屈む動作とを記録するために用いられる。これらの動作は、リング構造1の軸線方向における上方および下方への変位によって生じる。較正の後、具体的な高さの値が決定され、使用者が屈んでいるのかまたは跳ねているのかが、外側の距離センサ9からの値を高さの値と比較することによって認識される。内側の距離センサ8は、螺旋体3からの距離を測定し、信号をマイクロコントローラ20へと送信する。
ここで、出願当初の特許請求の範囲の記載事項を付記する。
[条項1] 少なくとも一人の人(25)を収容するための、および、収容された前記人(25)の動作の自由を部分的に制限するための、土台(7a)と、前記土台(7a)に対して回転可能であり、前記少なくとも一人の人(25)を包囲するために前記土台(7a)の上方に配置される第1の環状部(13)とを備える装置(100)であって、
前記第1の環状部(13)が前記土台(7a)に対して上および下に動作され得ることを特徴とする装置(100)。
[条項2] 前記装置(100)が第2の環状部(12)を備え、前記第1の環状部(13)によって形成される平面、および前記第2の環状部(12)によって形成される平面が、互いに対して実質的に平行であり、前記第1の環状部(13)が、前記第2の環状部(12)内に配置され、前記第1の環状部(13)によって形成される平面に実質的に垂直である回転軸線(13a)周りで回転可能に前記第2の環状部(12)に搭載されることを特徴とする、条項1に記載の装置。
[条項3] 前記第2の環状部(12)が前記土台(7a)に対してトルクを伝達しないことを特徴とする、条項2に記載の装置。
[条項4] 前記第1の環状部(13)が、前記第1の環状部(13)によって形成される平面に実質的に垂直である回転軸線(13a)周りで、前記土台(7a)に対して回転可能であることを特徴とする、条項1から3のいずれか一項に記載の装置。
[条項5] 前記第1の環状部(13)によって形成される平面が前記土台(7a)の表面と実質的に平行であることを特徴とする、条項1から4のいずれか一項に記載の装置。
[条項6] 前記第1の環状部(13)が前記土台(7a)に対して実質的に鉛直方向において上および下に動作させることができ、好ましくは、前記第1の環状部(13)が、実質的に鉛直な案内部を介して前記土台(7a)へと連結されることを特徴とする、条項1から5のいずれか一項に記載の装置。
[条項7] 前記第1の環状部(13)が、水平方向の並進の動作に対して、前記土台(7a)に対して固定されることを特徴とする、条項1から6のいずれか一項に記載の装置。
[条項8] 前記第1の環状部(13)が、前記人を前記第1の環状部(13)に結び付けるための少なくとも1つの結び付け装置(15)を備える、条項1から7のいずれか一項に記載の装置。
[条項9] 前記装置(100)が、前記人(25)を前記第1の環状部(13)に結び付けるための臀部ベルト(23)を備え、好ましくは、前記臀部ベルト(23)が、前記第1の環状部(13)に連結される、特には連結ベルト(24)である、少なくとも1つの長さ調節可能な連結手段を備え、それによって、前記連結手段(24)が、前記人(25)の動作によって生成される力を前記第1の環状部(13)へと伝達することを特徴とする、条項1から8のいずれか一項に記載の装置。
[条項10] 前記第1の環状部(13)の内側リング直径が、少なくとも300mmであることを特徴とする、条項1から9のいずれか一項に記載の装置。
[条項11] 前記第1の環状部(13)の内側リング直径が、最大で800mm、好ましくは最大で600mmであることを特徴とする、条項1から10のいずれか一項に記載の装置。
[条項12] 前記装置(100)が、前記装置(100)によって収容された前記人(25)の動作および/または一連の動作および/または動作の範囲を検出するための少なくとも1つのセンサデバイスを備えることを特徴とする、条項1から11のいずれか一項に記載の装置。
[条項13] 偏向ローラ(200)が前記第2の環状部(12)に配置され、前記偏向ローラ(200)および前記第1の環状部(13)は、前記第1の環状部(13)が、前記偏向ローラ(200)によって、前記第2の環状部(12)に対して回転可能に搭載され、同時に軸線方向に保持されるような方法で、互いに対して形成されることを特徴とする、条項2から12のいずれか一項に記載の装置。
[条項14] ロッド組立体(4)が少なくとも1つの位置において前記第2の環状部(12)に留め付けられ、前記ロッド組立体が、前記第2の環状部(12)によって形成される平面に対して傾斜される様態で下方へと延び、その外側端において、細長い案内部(6、202)で案内される案内構造体(5、201)を備えることを特徴とする、条項2から13のいずれか一項に記載の装置。
[条項15] 少なくとも1つの阻止手段(203)が、前記細長い案内部(6、202)における前記案内構造体(5、201)の動作を阻止するために提供されることを特徴とする、条項14に記載の装置。
[条項16] 前記第1の環状部(13)における前記装置の構造の結果として作用する重量を少なくとも一部相殺するために、少なくとも1つの相殺手段が設けられ、前記少なくとも1つの相殺手段が、好ましくは、釣合い錘、バネ要素、またはゴム要素(204)に関わることを特徴とする、条項1から15のいずれか一項に記載の装置。
[条項17] 前記ロッド組立体(4)が、ケーブル(205)によって、前記少なくとも1つの相殺手段(204)に作動可能に連結され、前記ケーブル(205)が、前記細長い案内部(202)に配置される偏向ローラ(206)を介して偏向されることを特徴とする、条項16に記載の装置。
[条項18] 前記土台(7a)が、鋼鉄から作られた成形管から形成される基礎フレーム(7)に形成され、前記基礎フレーム(7)の前記成形管のすべての上側が平らな面を形成することを特徴とする、条項1から17のいずれか一項に記載の装置。
[条項19] 前記土台(7a)が、鋼鈑、およびPE−HMWまたはPE−HDから好ましくは作られ、前記鋼鈑の上方に位置付けられるプラスチック板(2)によって形成され、好ましくは、前記鋼鈑は、基礎フレーム(7)にネジ留めされ、前記プラスチック板(2)が前記鋼鈑に連結され、好ましくは、前記鋼鈑にネジ留めされるかまたは接着されることを特徴とする、条項1から18のいずれか一項に記載の装置。
[条項20] 前記土台(7a)が、光学センサの光線が通過するための孔を備えることを特徴とする、条項1から19のいずれか一項に記載の装置。
[条項21] 前記装置(100)が、前記装置(100)によって収容される前記人のための履物を備え、前記履物が、前記土台(7a)との相互作用で、特には低い滑り摩擦係数といった、低い摩擦係数を有することを特徴とする、条項1から20のいずれか一項に記載の装置。
[条項22] 前記装置(100)が振動ユニット(219)および/または空間動作機械を備え、前記振動ユニット(219)および/または前記空間動作機械は、好ましくは、前記土台(7a)に配置されることを特徴とする、条項1から21のいずれか一項に記載の装置。
[条項23] 前記センサデバイスが、前記土台(7a)の下方に配置される少なくとも1つの光学センサ(19)を備え、好ましくは、前記光学センサが、その下側で上向きに配向されるコンピュータマウスであることを特徴とする、条項12から22のいずれか一項に記載の装置。
[条項24] 前記センサデバイスの光学センサ(19)は、前記人(25)の脚の各々の動作が、少なくとも1つの光学センサ(19)によって、任意の回転方向で認識され、好ましくは、センサ信号が、特に好ましくはUSBハブ(18)およびUSBホストシールドを介して、マイクロコントローラ(20)へと送信されるような方法で、好ましくは六角形の形態で、配置されることを特徴とする、条項12から23のいずれか一項に記載の装置。
[条項25] 前記センサデバイスは、好ましくは光学式または音響式のものである、距離センサ(8、9)を備え、前記距離センサ(8、9)が、前記土台(7a)の領域に配置され、前記環状部(12、13)の高さ、および/または、前記第2の環状部(12)に対する前記第1の環状部(13)の回転角度を測定するように形成されることを特徴とする、条項12から24のいずれか一項に記載の装置。
[条項26] 前記センサデバイスは、好ましくは光学式または音響式のものである、距離センサ(9)を備え、前記距離センサ(9)が、前記案内部(6、202)の領域に配置され、前記環状部(12、13)の高さを測定するように形成されることを特徴とする、条項12から25のいずれか一項に記載の装置。
[条項27] 前記センサデバイスは、前記第2の環状部(12)の領域に配置され、前記第1の環状部(13)の回転の方向と回転角度とを測定するように形成される好ましくは光学式センサを備えることを特徴とする、条項12から26のいずれか一項に記載の装置。
[条項28] 前記装置(100)が、センサ信号を評価するための少なくとも1つのマイクロコントローラ(20)を備え、前記マイクロコントローラが前記少なくとも1つのセンサデバイスに連結されることと、好ましくは、前記装置(100)が、前記マイクロコントローラ(20)に接続される、特にはコンピュータ(22)である、データ処理装置を備えることとを特徴とする、条項12から27のいずれか一項に記載の装置。
[条項29] 前記装置(100)が少なくとも1つの環状区域成形部(28)を備え、前記第1の環状部(13)によって形成される平面、および前記少なくとも1つのリング断片成形部(28)によって形成される平面が、互いに対して実質的に平行であり、前記第1の環状部(13)が、前記第1の環状部(13)によって形成される平面に実質的に垂直である回転軸線(13a)周りで、前記少なくとも1つのリング断片成形部(28)において回転可能に搭載されることと、好ましくは、前記リング断片成形部(28)が前記土台(7a)に対してトルクを伝達しないこととを特徴とする、条項1から28のいずれか一項に記載の装置。
[条項30] 前記第1の環状部(13)が2つのリング断片成形部(28)に搭載され、前記リング断片成形部(28)が互いと反対に位置付けられることを特徴とする、条項29に記載の装置。
[条項31] 前記第1の環状部(13)がT字形断面を有することを特徴とする、条項1から30のいずれか一項に記載の装置。
[条項32] 前記第1の環状部(13)がH字形断面を有することを特徴とする、条項1から31のいずれか一項に記載の装置。
[条項33] 前記少なくとも1つのリング断片成形部(28)がU字形断面を有し、前記第1の環状部(13)が、前記リング断片成形部(28)の前記U字形によって少なくとも部分的に包囲されることを特徴とする、条項29から32のいずれか一項に記載の装置。
[条項34] 前記第1の環状部(13)と前記少なくとも1つのリング断片成形部(28)との間の、特には玉軸受である軸受が、軸線方向および径方向における相互変位を、防止または少なくとも制限することを特徴とする、条項29から33のいずれか一項に記載の装置。
[条項35] 前記第1の環状部(13)が第1の剛体部分(209)と第2の柔軟部分とを備え、前記第1の剛体部分(209)および前記第2の柔軟部分が前記人(25)のための臀部ベルトを形成することを特徴とする、条項1から34のいずれか一項に記載の装置。
Claims (21)
- 少なくとも一人の人(25)を収容するための、および、収容された前記人(25)の動作の自由を部分的に制限するための、土台(7a)と、前記土台(7a)に対して回転可能であり、前記少なくとも一人の人(25)を包囲するために前記土台(7a)の上方に配置される第1の環状部(13)とを備える装置(100)であって、
前記第1の環状部(13)が前記土台(7a)に対して上および下に動作されることができ、
前記装置(100)が第2の環状部(12)を備え、前記第1の環状部(13)によって形成される平面、および前記第2の環状部(12)によって形成される平面が、互いに対して実質的に平行であり、前記第1の環状部(13)が、前記第2の環状部(12)内に配置され、前記第1の環状部(13)によって形成される平面に実質的に垂直である回転軸線(13a)周りで回転可能に前記第2の環状部(12)に搭載され、
ロッド組立体(4)が少なくとも1つの位置において前記第2の環状部(12)に留め付けられ、前記ロッド組立体が、前記第2の環状部(12)によって形成される平面に対して傾斜される様態で下方へと延び、
その外側端において、細長い案内部(6、202)で案内される案内構造体(5、201)を備えることを特徴とする装置(100)。 - 前記装置(100)が、前記装置(100)によって収容された前記人(25)の動作および/または一連の動作および/または動作の範囲を検出するための少なくとも1つのセンサデバイスを備えることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 偏向ローラ(200)が前記第2の環状部(12)に配置され、前記偏向ローラ(200)および前記第1の環状部(13)は、前記第1の環状部(13)が、前記偏向ローラ(200)によって、前記第2の環状部(12)に対して回転可能に搭載され、同時に軸線方向に保持されるような方法で、互いに対して形成されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の装置。
- 少なくとも1つの阻止手段(203)が、前記細長い案内部(6、202)における前記案内構造体(5、201)の動作を阻止するために提供されることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1の環状部(13)における前記装置の構造の結果として作用する重量を少なくとも一部相殺するために、少なくとも1つの相殺手段が設けられ、前記少なくとも1つの相殺手段が、好ましくは、釣合い錘、バネ要素、またはゴム要素(204)に関わることを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の装置。
- 前記ロッド組立体(4)が、ケーブル(205)によって、前記少なくとも1つの相殺手段(204)に作動可能に連結され、前記ケーブル(205)が、前記細長い案内部(202)に配置される偏向ローラ(206)を介して偏向されることを特徴とする、請求項5に記載の装置。
- 前記土台(7a)が、鋼鈑、およびPE−HMWまたはPE−HDから好ましくは作られ、前記鋼鈑の上方に位置付けられるプラスチック板(2)によって形成され、好ましくは、前記鋼鈑は、基礎フレーム(7)にネジ留めされ、前記プラスチック板(2)が前記鋼鈑に連結され、好ましくは、前記鋼鈑にネジ留めされるかまたは接着されることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の装置。
- 前記土台(7a)が、光学センサの光線が通過するための孔を備えることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の装置。
- 前記装置(100)が、前記装置(100)によって収容される前記人のための履物を備え、前記履物が、前記土台(7a)との相互作用で、滑り摩擦係数μGを有し、ここで、μG≦0.07、特に0.01≦μG≦0.02であることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の装置。
- 前記装置(100)が振動ユニット(219)および/または空間動作機械を備え、前記振動ユニット(219)および/または前記空間動作機械は、好ましくは、前記土台(7a)に配置されることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の装置。
- 前記センサデバイスが、前記土台(7a)の下方に配置される少なくとも1つの光学センサ(19)を備え、好ましくは、前記光学センサが、その下側で上向きに配向されるコンピュータマウスであることを特徴とする、請求項2を引用する請求項3から10のいずれか一項に記載の装置。
- 前記センサデバイスの光学センサ(19)は、前記人(25)の脚の各々の動作が、少なくとも1つの光学センサ(19)によって、任意の回転方向で認識され、好ましくは、センサ信号が、特に好ましくはUSBハブ(18)およびUSBホストシールドを介して、マイクロコントローラ(20)へと送信されるような方法で、好ましくは六角形の形態で、配置されることを特徴とする、請求項2を引用する請求項3から11のいずれか一項に記載の装置。
- 前記センサデバイスは、好ましくは光学式または音響式のものである、距離センサ(8、9)を備え、前記距離センサ(8、9)が、前記土台(7a)の領域に配置され、前記環状部(12、13)の高さ、および/または、前記第2の環状部(12)に対する前記第1の環状部(13)の回転角度を測定するように形成されることを特徴とする、請求項2を引用する請求項3から12のいずれか一項に記載の装置。
- 前記センサデバイスは、好ましくは光学式または音響式のものである、距離センサ(9)を備え、前記距離センサ(9)が、前記案内部(6、202)の領域に配置され、前記環状部(12、13)の高さを測定するように形成されることを特徴とする、請求項2を引用する請求項3から13のいずれか一項に記載の装置。
- 前記センサデバイスは、前記第2の環状部(12)の領域に配置され、前記第1の環状部(13)の回転の方向と回転角度とを測定するように形成される好ましくは光学式センサを備えることを特徴とする、請求項2を引用する請求項3から14のいずれか一項に記載の装置。
- 前記装置(100)が、センサ信号を評価するための少なくとも1つのマイクロコントローラ(20)を備え、前記マイクロコントローラが前記少なくとも1つのセンサデバイスに連結されることと、好ましくは、前記装置(100)が、前記マイクロコントローラ(20)に接続される、特にはコンピュータ(22)である、データ処理装置を備えることとを特徴とする、請求項2を引用する請求項3から15のいずれか一項に記載の装置。
- 前記装置(100)が少なくとも1つの環状区域成形部(28)を備え、前記第1の環状部(13)によって形成される平面、および前記少なくとも1つのリング断片成形部(28)によって形成される平面が、互いに対して実質的に平行であり、前記第1の環状部(13)が、前記第1の環状部(13)によって形成される平面に実質的に垂直である回転軸線(13a)周りで、前記少なくとも1つのリング断片成形部(28)において回転可能に搭載されることと、好ましくは、前記リング断片成形部(28)が前記土台(7a)に対してトルクを伝達しないこととを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1の環状部(13)が2つのリング断片成形部(28)に搭載され、前記リング断片成形部(28)が互いと反対に位置付けられることを特徴とする、請求項17に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのリング断片成形部(28)がU字形断面を有し、前記第1の環状部(13)が、前記リング断片成形部(28)の前記U字形によって少なくとも部分的に包囲されることを特徴とする、請求項17又は18に記載の装置。
- 前記第1の環状部(13)と前記少なくとも1つのリング断片成形部(28)との間の、特には玉軸受である軸受が、軸線方向および径方向における相互変位を、防止または少なくとも制限することを特徴とする、請求項17から19のいずれか一項に記載の装置。
- 前記第1の環状部(13)が第1の剛体部分(209)と第2の柔軟部分とを備え、前記第1の剛体部分(209)および前記第2の柔軟部分が前記人(25)のための臀部ベルトを形成することを特徴とする、請求項1から20のいずれか一項に記載の装置。
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