JP6678662B2 - 外装骨格体およびそれを使用する方法 - Google Patents

外装骨格体およびそれを使用する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6678662B2
JP6678662B2 JP2017518387A JP2017518387A JP6678662B2 JP 6678662 B2 JP6678662 B2 JP 6678662B2 JP 2017518387 A JP2017518387 A JP 2017518387A JP 2017518387 A JP2017518387 A JP 2017518387A JP 6678662 B2 JP6678662 B2 JP 6678662B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
user
leg
skeleton
load
hip
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017518387A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017522198A (ja
Inventor
アラン ビュジョルド
アラン ビュジョルド
ジャン−マレ セイトヤン
ジャン−マレ セイトヤン
フランソワ トランブレー
フランソワ トランブレー
パトリス パケット
パトリス パケット
アレクサンダー ポール
アレクサンダー ポール
シモン フォルジェ
シモン フォルジェ
アニス オーネス
アニス オーネス
アラン ヴァリー
アラン ヴァリー
Original Assignee
マワシ プロテクティブ クロージング インク.
マワシ プロテクティブ クロージング インク.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by マワシ プロテクティブ クロージング インク., マワシ プロテクティブ クロージング インク. filed Critical マワシ プロテクティブ クロージング インク.
Publication of JP2017522198A publication Critical patent/JP2017522198A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6678662B2 publication Critical patent/JP6678662B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0006Exoskeletons, i.e. resembling a human figure
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A61F5/0102Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A61F5/02Orthopaedic corsets
    • A61F5/028Braces for providing support to the lower back, e.g. lumbo sacral supports
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A61F5/0102Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations
    • A61F2005/0132Additional features of the articulation
    • A61F2005/0155Additional features of the articulation with actuating means

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nursing (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Description

本発明は、一般的に荷重(負荷)を運ぶ人間を補助(支援)するために構成された外装骨格体およびその他の装着(着用)可能な構造体に関するものであり、特に荷重(負荷)を運ぶ人間を補助(支援)するように構成された受動的および/または非パワード(動力源なし)スーツや他の受動および/または非駆動(動力源なし)ウェアラブル(装着)構造体に関する。
重い荷重(負荷)を運ぶユーザ(人間)を支援することは、数多くの状況で長い間、必要とされ続けていた。例えば、戦場(フィールド)の兵士、消防士、警察官、暴動防止の部隊、だけでなく、建設労働者、およびハイカー、等が、多くの場合、時々長距離にわたって、重い荷重(負荷)を運搬(移送)する問題に直面している。長年にわたって提案されてきたこのような問題に対する解決策は、時には足を補完するものとして、また時には足および胴体を介して、ユーザに装着される、外装骨格体として知られているポータブル構造の形態を取っていた。
キースによる米国特許第8474672号では、ユーザの歩行が妨害されないように、ユーザの背中の負荷(荷重)のある背負物を交換可能にサポートする構成、および背負った負荷(荷重)をユーザの足を介して地面に搬送(移転)する構成が開示されている。しかしながら、このような構成は、ユーザが頻繁に屈み込む(スクワット)必要がある場合、脚に柔軟性を持たせることが出来ない。
提案された解決法(ソリューション)の殆どは、電力駆動であり、すなわち、荷重(負荷)の運搬(移送)を補助するためにモータ駆動機構を装備している。例えば、米国特許出願第2011/0264014(Angold他)は、ポータブル(携帯可能な)荷重(負荷)リフトシステムについて示唆している。
他の従来技術は、米国特許第8057410 B2(Angold他)によって示されているように、外装骨格体(trunk)から伸延し、外装骨格体を身に着けている人の前側で荷重(負荷)を保持するように構成されている拡張(extension)フレームを提示している。このような構成は、有用ではあるが、長距離に渡った着用者による荷重(負荷)の簡単な操作を提供するものではない。更に、そのような装置は、着用者が歩行と同様に静止している際に、外装骨格体の着用者への重大なバランス問題を引き起こす可能性があり、外装骨格体(trunk)に係る不均衡な重量配分の問題への対処がない。
したがって、従来技術のほとんどは動力源のある(powered)外装骨格体で構成されており、これは、特定の状況においては有用であるが、重量超過、コスト、電力供給(電源)への依存、およびユーザのための人間工学的な可動性の欠如のために不適切である場合がある。
さらに、従来技術のほとんどは、それらの耐負荷構造(設計)が脚の外側に向けられている外装骨格体で構成されるが、人間の生体力学に適合せず、ユーザに対する重大な傷害の原因となり得る。例として、米国特許番号8474672 BL(キース)および8968222 B2(Kazerooni他)、または米国特許出願番号US 2013/0303950 AL(Angold他)を参照してほしい。
それ故に、耐荷(載荷)搬送外装骨格体の分野における継続的な進歩にもかかわらず、従来技術の欠点のいくつかを軽減することのできる新たな生体模倣型の無動力源からなる耐荷(載荷)搬送外装骨格体が必要とされている。
アメリカ合衆国特許US 8474672 アメリカ合衆国特許出願US 2011/0264014 アメリカ合衆国特許US 8057410 B2 アメリカ合衆国特許US8474672 BL アメリカ合衆国特許出願US2013/0303950 AL
外装骨格体に係る先行技術の欠点は、少なくとも、受動的(passive)外装骨格体のような外装骨格体によって軽減されるものであり、それは、例えば、通常ユーザによって地上(グランド)に荷下(ダウン)される荷重(負荷)を支持し、搬送するためにユーザに装着されるように構成されており、それによって、ユーザ自身による荷重への支持を軽減する。
本発明は、第一に、ユーザによって担持され地上(グランド)に荷下(ダウン)される荷重(負荷)を支持し運搬(移送)するためにユーザに装着されるように構成された外装骨格体を対象としている。;該外装骨格体は、例えば、ユーザの胴体部に搭載(積載)され、股関節部さらに脚部によって地上(グランド)に荷下(ダウン)する荷重(負荷)を運搬(移送)するため、股関節部(hip section)を介して脚部(leg section)に接続される胴体部(torso section)から構成されており; 脚部は、関節で接続された2つの対称的な脚部材からなり、各脚部材は、外装骨格体の使用時に、各ユーザの脚に保持され、脚の動きに追従するように適合され(adapted)、各脚部材は、股関節部(hip section)の外側に動作可能(稼働自在 operatively)に接続された上端部と、地面に接触するように適合された底端部とを有しており、各脚部材は、地面に接する前に、股関節部(hip section)の外側から、ユーザの脚の内側に、荷重(負荷)を搬送(転移伝達)するように構成されている。
本発明は、また、地面(ground)まで荷下される荷重(負荷)を、支持および搬送(移転)するための方法に関するものであって、以下の工程からなる: 股関節部(hip section)を介して脚部(leg section)が下方に(downwardly)接続される胴体部(torso section)からなる外装骨格体を装着(wearing)する工程と; 脚部(leg section)が地面(ground)に接する前に、股関節部(hip section)の外側から、脚部(leg section)の内側に向けて、外装骨格体の胴体部(torso section)によって担持される荷重(負荷)を搬送(移転)する工程。
本発明は、更に、地面(ground)に接するまで担持(carried)される荷重(負荷)を支持し、搬送(移転)するための方法に関するものであり、以下の工程からなる: 本明細書に詳述されるように、外装骨格体を身に着ける工程と; 少なくとも一つの荷重(負荷)を提供(担持)する工程と; 脚部(leg section)が地面(ground)に接する前に、少なくとも1つの荷重(負荷)を股関節部(hip section)の外側から、脚部(leg section)の内側に向けて搬送(移転)するために、外装骨格体の胴体部(torso section)を用いて、少なくとも1つの荷重(負荷)を担持(carried)する工程。
本発明は、さらにまた、荷重(負荷)を担持(carrying)する際に、外装骨格体を装着する人を支援するために、本明細書で明らかにされる外装骨格体の使用に関するものである。
使用にあたり、ユーザは荷重(負荷)を担持(運搬 carrying)する際にそれを支援するための外装骨格体を装着する。荷重(負荷)がユーザの胴体に適用されるように、荷重(負荷)は、少なくとも部分的に胴体部(torso section)に支持され、胴体部(torso section)とその股関節部(hip section)との接続を介して股関節部(hip section)まで荷下ろし(搬送・移転)される。その後、股関節部(hip section)は、さらに、荷重(負荷)を脚部(leg section)へ荷下ろし(搬送・移転)する。最後に、荷重(負荷)は、脚部を介して地面に運搬(移送)される。その意味で、最終的な左右の耐荷重接点(load-bearing contact points)は、左右の足の内側に位値することになる。
荷重搬送(load transfer)を、更に人間生体力学(human biomechanics)に整合することを可能とするため、外装骨格体の脚部は、一般的に、股関節部の両端(sides)に接続されているが、足の内側の荷重(負荷)を搬送(移転)するように構成されている。その結果、股関節(hip)の、外側から脚の内側への荷重(負荷)の降下伝達(荷下ろし)が、重要な荷物(荷重・負荷)を運搬(移送)する(carrying)時であっても、外装骨格体を装着するユーザの動作を有利に緩和し、ユーザが荷物(荷重・負荷)を運搬(移送)する距離および/または時間などを延長する。
あらゆるユーザは、本発明の原理に従った外装骨格体を使用することができるが、そのような外装骨格体は、荷物(荷重・負荷)の運搬(carrying)中の、兵士、警察官(暴動防止およびSWATチームの隊員を含む)、消防士、建設作業員、カメラマンおよびハイカー達を、支援するために有効に装着することができる。
本発明の他のさらなる態様および利点は、以下で説明する実施例により、よく理解され、本明細書において言及されない様々な利点は、実際に、本発明の使用の際に当業者によって想起される。
本発明の上記および他の態様、特徴および利点は、以下の説明から、より容易に明らかになるものであり、参照は、添付図面によって行なわれる。
参照は以下の添付図面に対して行われる。
図1は、本発明の原理に従った外装骨格体の一実施形態の正面斜視図。
図2は、図1の外装骨格体の背面斜視図。
図3は、図1の外装骨格体の正面図。
図4は、図1の外装骨格体の背面図。
図5は、図1の外装骨格体の左側面図。
図6は、図1の外装骨格体の右側面図。
図7は、図1の外装骨格体の胴体部分の正面斜視図。
図8は、図1の外装骨格体の胴体部分の背面斜視図。
図9は、図1の外装骨格体のヒップ部分の正面斜視図。
図10は、図1の外装骨格体のヒップ部分の背面斜視図。
図11は、図1の外装骨格体の脚部の正面斜視図。
図12は、図1の外装骨格体の脚部の背面斜視図。
図13は、図1の外装骨格体の脚部の下部の部分正面斜視図。
図14は、図1の外装骨格体の脚部の下部の部分後方斜視図。
図15は、図1の外装骨格体のネック(首)部分の正面斜視図。
図16は、図1の外装骨格体のネック(首)部の背面斜視図。
図17は、図1の外装骨格体の正面斜視図であり、さらにカバーベストを示すものである。
図18は、図1の外装骨格体の脚部の正面図。
図19は、図1の外装骨格体の脚部の正面図。
図20は、図1の外装骨格体の脚部の正面斜視図。
図21は、図1の外装骨格体の下半身部分の正面斜視図。
図22は、図1の外装骨格体の椎骨の断面の概略図。
図23は、図1の外装骨格体の椎骨の断面の概略図。
図24は、図1の外装骨格体の椎骨の断面の概略図。
図25は、図1の外装骨格体の胴部分の背面図。
実施形態の詳細な説明
新規な荷重(負荷)運搬用(キャリッジ)外装骨格体について以下詳述する。本発明は特定の例示的な実施形態に関連させて詳述されるが、本明細書に記載される実施形態は、ほんの一例にすぎないものであり、本発明の範囲は、これに限定されるものではないと理解されるべきである。
本発明の要旨を具現した外装骨格体は、概略、少なくとも3つの相互接続されたセクションである、1)胴体部、2)股関節部、および3)脚部から構成される。これらの3つのセクションは、通常ユーザの肩、胸、および背中を含めた胴体部に搭載(積載)される荷重(負荷)を運搬(移送)するとともに、股関節部さらに脚部によって地上(グランド)に荷下(ダウン)するように、相互接続されている。
人間生体力学として整理される、荷重の運搬を可能とする(ために)ということは、外装骨格体の脚部は、一般的に、股関節部の両側に接続されるが、足の内側に荷重を移送するように形成される。
典型的な実施形態では、一般に、外装骨格体の胴体部分は、ユーザの肩(両肩)に搭載する形状の肩の部位(メンバー)と、複数の脊椎部位からなる脊椎部材(アセンブリ)とから構成されている。最上部の脊椎部位は、肩の部位と接続または一体化しており、一方、最下部の脊椎部位は、股関節部に接続されている。肩部位と脊椎部位は、荷重(負荷)による脊椎部材(アセンブリ)の圧縮または伸長を許容し、背骨部材(アセンブリ)がユーザの動きに追随するように、弾性部材(例えばバネ)を介して相互接続されている。胴体部分は、一般的に、肩に担持されたた荷重(負荷)を支持して運搬(移送)し、ユーザの胴体は、股関節部により、次に脚部によって地面に向けられる。
いくつかの実施例では、胴体部分は、少なくとも1つの中間の脊椎部位の両側から、ユーザの胴体の前方までずっと伸びて、一般的に最低位の肋骨(リブ)のレベルで胸部と腹部の間まで達する、少なくとも一対の左右の肋骨部位から形成されている。もし存在すれば、これらの肋骨部位は効率的に胸部と腹部の間に担持されたた荷重(負荷)を脊椎部材に向かって支持して運搬(移送)し、その後に、股関節部と脚部を介して地面に向けられる。
典型的な実施形態としては、外装骨格体の股関節(ヒップ)部は、一般的に、低部の背面(バック)部位と、底部の背面(バック)部位の各側面からユーザの前面までずっと伸長する左右の股関節部位とから構成されている。低部の背面(バック)部位には、胴体部の脊椎部材の最下先端が取設(受接)されている。左右の股関節部材の自由端には、ベルトを形成するようにこれらを一緒に取り付けることが可能な相互補完的な締結具が設けられている。快適さを付加するため、低部の背面(バック)部位と股関節部位の内表面は、典型的には、エラストマ発泡体のような弾性材料で裏打ちされる。
典型的な実施形態では、外装骨格体の脚部は、左の脚部と右の脚部とからなる。左右の脚部は、一般的に対称である。右脚部は、股関節部の右股関節部材に取り付けられており、左の脚部は、股関節部の左腰部材に取り付けられている。
各脚部は、一般的に3つの主要部分である、股関節(接合)部材、上部位、下部位、とから構成されている。股関節(接合)部材は、股関節部の適切な部分である股関節部位および上の上端に取り付けられている。股関節(接合)部材は、ユーザが移動する(例えば、歩行、走行、跪き、屈みこみ、等)ときに、上部位が、股関節部に対応して応動できるように関節接合されている。上部位は、股関節(接合)部材および下部位に接続されている。上部位の上端は、旋回可能に股関節(接合)部材に取り付けられており、上部位の下端は、旋回可能に下部位に接続されている。上部位と下部位との間の旋回(ピボット)接続は、一般に、下部位が上部位に対応するユーザの下肢の動きに追従できるように、ユーザの膝の高さの位置に設けられる。
部位は、一般的には下向きに延び、ユーザの脚の外側からユーザの脚の内側の下向きに荷重(負荷)を搬送(移転)するように、ユーザの足の内側に向かって伸びている。その意味で、下部位の下先端は、ユーザの履き物(例えば、ブーツ)に収容されるように形成された靴底挿入物(ソールインサート)で終端している。
いくつかの実施例では、外装骨格体は、また、首部(第四部)からなる。首部は、ユーザの頭で運ばれる荷重(負荷)を支持し補助するような形状になっている。ユーザの頭と首から荷重(負荷)を胴体部に向かって運搬(移送)し、さらに股関節部と脚部を介して荷重(負荷)を下に運搬(移送)するように、首部は、一般に、胴体部に、直接的に、または保護ベストかスーツを介して接続されている。
使用時に、ユーザは、荷重(負荷)の運搬(移送)を支援するために外装骨格体を着用する。荷重(負荷)が、ユーザの胴体(例えば、肩、胸部および/または背部)に掛かると、荷重(負荷)は、少なくとも部分的に胴体部(例えば、肩部位、脊椎部材)によって支持(サポート)され、脊椎部材と関連するC部を介して股関節部まで下に搬送される。股関節部は、その後、さらに、左股関節部材と左脚部との関連、また、右股関節部材および右脚部との関連を介して、荷重(負荷)を2つの脚部まで降下させる。最後的には、荷重(負荷)は、ユーザの靴の中に配置される左右の靴底への内装物(ソールインサート)を介して地上まで搬送される。このように、上述した通り、最終的な左右の耐荷重の接点(load-bearing contact points)は、左右の足の内側に位置している。
本発明の一つの実施態様によれば、外装骨格体は、複数のサブシステムから構成させることができる。
サブシステム1:下肢
ソール(靴底):兵士用ブーツのソール(靴底)内に直接埋め込まれるものであり、この金属製のソール(靴底)は、適切に全身体から床に荷重(負荷)を搬送し、リダイレクト(転送)するための基礎であり、この装置(デバイス)に必要なバランスと均衡の環境(siege包囲)となる。
脚部(フット)延長機構(メカニズム):これは、足と脛骨の下側との間の接合部である。
槌骨内側のコネクタ外部(Outside Medial Malleus connector):装置におけるこの領域は、具体的にブーツの着/脱を妨げることなく、上記の荷重(負荷)の適切な搬送を確実にするために特に設計されたものである。
槌骨内側のコネクタ内部(Inside Medial Malleus connector):装置におけるこの領域は、具体的にブーツの着/脱を妨げることなく、上記の荷重の適切な搬送(移転)を確実にするために特に設計されたものである。
脛骨−膝の拡張機構:これは脛骨から伸延連続している、膝の下部である。
前面−脛骨の拡張機構:この領域は、脛骨の前を開けて、上から来る変換した荷重の適切な搬送(移転)を可能にしている。
背面(バック)−脛骨コネクタ機構:この領域は、脛骨の背面に適切に装置を取り付けることを可能にしている。
前面(フロント)−股関節(ヒップ)拡張機構:この領域は、腰の前を開けて、上から来る変換された荷重の適切な搬送(移転)を可能にしている。
背面(バック)−太腿接合機構:この領域は、股関節の背面に適切に装置を取り付けることを可能にしている。
ベルト−太腿接合軸(ジャンクションピボット):この接合機構は、適切な荷重の搬送(移転)を確保しつつ、股関節(ヒップ)/大腿領域の適切な作動を可能にしている。
太腿外転(abduction)拡張部:この領域は、ベルトシステムを介して下に搬送(移転)されて来る胴体上部の荷重との間の橋渡しを形成することになる。
サブシステム2:ベルト
ベルト−太腿分岐接続部(ジャンクションコネクタ):この領域は、脛骨の背面に適切に装置を取り付けることを可能にしている。
ベルトトラック機構:この領域は、脛骨の背面に適切に装置を取り付けることを可能にしている。
サブシステム3:上半身
荷重(ロード)−上昇翼:この部分により、胴体の肩から重量は持ち上げられ、体から荷重は解放されて、転送機構を介して床に転送される。
脊椎骨:この部分は、上から来る荷重を搬送(移転)するためにベルトに接続する前の、胴体上部の適切な動作を可能にするもので、人間の脊椎のような役割を果たす。
脊椎−肋骨:これは、背面(バック)から前面(フロント)に胴体を抱き込む2つの浮動肋骨を拡張伸延させる、他と違った特別な脊椎骨である。
肋骨−プレート接続部:この部分は、浮動肋骨の端部に位置し、タイトな防弾チョッキをわずかに押すことによって、胴体への圧力を回避することができる。
肋骨調整トラック:これは、胴体上の外装骨格体のサブシステム全体の適正な調整と固定とを可能にする機構である。
サブシステム4:上部の肩
上部(アッパー)−耳軸(イヤーピボット)支部:これは上部肩の最も高い部分のサブシステムで、ヘルメットに接続されている。このサブシステムは、上昇翼(リフター)(n)を介してサブシステムの下へ、ヘルメットの重量の一部を搬送(移転)する首の動きを、文字通り支援し、制御するため、アシステッドトルクシステム(ATS)を利用している。
下部−耳軸(イヤーピボット)支部:これは上部肩サブシステムの一部で、(s)と同じ機能からなる。
ネックレールスライダー:この機構は、適切な荷重のバランスと、首の動きの制御/支援のために、上部の肩サブシステム上のヘルメットの位置を調整するものである。
首軸(ネックピボット)支部:この機構は、(s)で詳述したように機能するように設計された、上部肩のサブシステムの一部です。これは主に首の動きに関するものである。
本発明の原理による外装骨格体は、図1と図2において一般的に10で示されている。外装骨格体10は、その胴体によって荷重(負荷)を担持することが出来るように設計されており、外装骨格体10が、胴体から荷重(負荷)をユーザの身体から離して持ち上げ、ユーザーが、立ち、歩き、走り、屈みこんでいる間に、脚の下の地面にリダイレクト(転送)するようにする。この実施例は、外装骨格体10は、少なくとも部分的に、ユーザが身に着けている可能性があるヘルメットの重量を支持するように形成されている。
図1乃至図6によれば、外装骨格体10は、一般に、3つの主要な部位である、1)胴体部100、2)股関節部200、および3)脚部300Lおよび300Rとからなる。これら三つの部位(セクション)100、200および300は、相互接続されおり、ユーザの肩部、胸部、背中を含む胴体によって担持されている荷重(負荷)を運搬(移送)し、胴部100、股関節部200、次いで脚部300Lと300Rを介して地面に降下させる。別の実施例においては、以下に説明するように、外装骨格体10は、さらにネック(首)部400から構成することもある。
当然のことであるが、胴体部100、股関節部(ヒップ)200と脚部300Lと300Rは、それぞれが一般的にユーザの胴体、腰(ヒップ)の周り、および脚部に取り付けられるように形成されている。その意味で、胴体部100、股関節部(ヒップ)200と脚部300Lと300Rには、一般的に各種の調整器具(例えばストラップは、横方向と縦方向の調整で、腰上(1インチ)、くるぶし(足首)(半インチ)、脊椎(4インチ)、ならびに、機械的な継手、ボルト、ネジ、ナット)が装備されており、様々な部分100、200、300L、300Rをユーザの身体の特定の大きさや形状に適合するように調整している。この実施例では、調整機構は、筋肉の拡張を容易にするための交差ストラップをも包含している。一つの実施例では、荷重(負荷)を搬送する外装骨格体によれば、ある程度の調整は可能であるが、さまざまな種類の身体のサイズとタイプに適合するように異なるサイズが作成されている。
図7と図8をさらに参照すると、胴部100は、肩部材110および脊椎部材120とから構成される。図7に示すように、肩部材110は、脊椎部材120の上端122に位置している。肩部材110は、一般的に、ユーザの胴体にかかる荷重(負荷)の少なくとも一部を支え、脊椎部材120に搬送し、さらに、股関節部200および脚部300Lと300Rを介して荷重(負荷)を下降転送するように形成されている。
図7と図8に良く示されているように、本実施例では、肩部材110は、一般に、ユーザの首の基部を部分的に囲むように形成されている。その意味では、肩部材110は、2つの翼状伸延(エクステンション)112Lおよび112Rからなり、ユーザの首の付け根が配置できる凹部113を輪郭形成している。
脊椎部材120は、人間の脊椎に似ており、一般的に相互接続された複数の脊椎部位、または、脊椎骨131〜136から構成される。本実施例では、脊椎部材120は、6つの別々の脊椎部位より構成される。しかしながら、他の実施例では、脊椎部位の数は、6つより以下とすることも可能である。
支持・搬送する異なる荷重(負荷)に従って、脊椎部材120を圧縮または拡張させるために、肩部材110と脊椎骨131〜136は、弾性部材(例えば、ばね)150〜155によって相互接続されている。肩部材110と脊椎部材131〜136との間の弾性相互接続は、また、外装骨格体10の胴体部100に可撓性を付与している。外装骨格体10は、ユーザが着用するように形成されているので、外装骨格体10は、耐荷重能力を維持しつつ、ユーザの動き追従することができるようすることが有利である。本実施例では、肩部材110と脊椎部材131〜136との間の弾性相互接続は、胴部100の動きの大部分に追従できる十分な柔軟性を維持しつつ、ユーザの胴体にかかる荷重(負荷)の少なくとも一部を支持できるものである。
本実施例では、少なくとも脊椎部材131から136のうちの一つは、さらに、少なくとも一つの中央の脊椎の両側からユーザの胴体の前で、一般的に最下肋骨の位置で胸部と腹部の間、までずっと前に伸延する、少なくとも1組の左右の肋骨部材140Lおよび140Rからなるものである。本実施例では、図7および図8に明らかに示すように、唯一、脊椎部材133が、肋骨部材140Lおよび140Rを構成している。肋骨部材140Lおよび140Rは、少なくとも部分的にユーザの胴体の胸部と腹部に偏在する荷重を支持し、それを脊椎部材120に転送するように形成されている。本実施例では、肋骨部材140Lおよび140Rは、それぞれ、その荷重(負荷)を担持しまたは装着することができるように調整可能な取付部材142Lと142Rで端了(終結)させている。本実施例では、取付部材142Lと142Rには、取付け・添付される荷重(負荷)用の別の取付部が提供できるように、配列された係止開口144Lと144Rが装備されている。軍事的設定では、肋骨部材140L、140Rと、それぞれの取付部材142L、142Rは、例えば、少なくとも部分的に、高速弾丸やその他の破片から兵士を保護するために使用される、弾道プレートを支持するために使用することができる。
当然のことながら、外装骨格体10はその使用目的によって、(もし、ユーザが前側(フロント)に大きな荷重(負荷)を運ばなければならない、例えばカメラ操作者のような場合は)より多くの脊椎部位を肋骨部材に提供することができ、また、(もし、ユーザーが、例えばハイカーのように前側(フロント)に大きな荷重(負荷)を運ぶ必要のない場合は)肋骨部材を全て無くすこともできる。
そのような構成とすることで、胴体部100は、少なくとも部分的にユーザの胴体によって担持(運ぶ)される荷重(負荷)を支持(サポート)し、さらにそれを、股関節部200に降下搬送し、次に、脚部300Lと300Rを介して地上にそれを転送させる。
図1〜6に加えて、図9および図10を参照にすると、股関節部200は、上部胴体部100と下脚部300Lと300Rとの間のブリッジ(橋渡し)部位となっている。その意味で、股関節部200は、一般的に荷重(負荷)を搬送または背面(バック)からの方向変換(リダイレクト)をするように形成されており、そこでは、脊椎部材120から荷重(負荷)を、脚部300Lと300Rに荷重(負荷)を搬送する側にむけて受領している。
本実施例では、股関節部200は、低位の背面部材210および、腰部材210の両側からユーザの前面までずっと伸びる2つの股関節部材220Lと220Rとから構成されている。図9に明示するように、左右の腰部材220L、220Rの解放端縁222L、222Rには、ベルト(図9参照)を形成するように接合できる相互補完の連結具224L、224Rが装備されている。本実施例では、相互補完の連結具224L、224Rは、バックル(締め金)からなる。しかしながら、他の実施形態では、相互補完の連結具224L、224Rは、これとは異なり、例えば、ベルクロ(登録商標)ストラップ(マジックテープ(登録商標))となる可能性がある。
図9および特に図10で示すように、低位背面部材210は、胴体部100の脊椎部材120の最下端124に接続されている。最下の脊椎部材136と低位背面(バック)部材210との間の接続は、他の脊椎部材131〜136との間の接続に近似している。
図9に明示するように、相互補完の連結具224L、224Rが結合されている場合、股関節部200は、ベルトを形成して完全にユーザの股関節部を包囲拘束する。本実施例では、ユーザに快適さを追加するために、腰部部材210および腰部材220L、220Rの内側面は、エラストマ発泡体230のような弾性材料からなる層で裏打ちされている。注目されるのは、股関節部200には、胴体部100から荷重(負荷)を脚部300Lと300Rに搬送する役割に加えて、ユーザの腰への負担の一部を転送することにより、ユーザの胴体が担持する荷重(負荷)を軽減することに貢献している。弾性材料の層は、従って、一般に、ユーザが認識する接触点での腰の痛みをヒップ部200で防いでいる。
図9〜14を参照すると、胴体から地面までの荷重(負荷)の搬送を完了するために、股関節部200は、一対の左右の脚部300L、300Rに接続されている。 両方の脚部300Lと300Rは、本質的に対称で、右の脚部300Rは左の脚部300Lの鏡対称となっている。その意味で、左脚部300Lだけについて詳述する。
左の脚部300Lは、調節可能な状態で、股関節(ヒップ)部200の左股関節部材220Lに固定的に接合されている。左の脚部300Lは、一般的に3つの主要部分である、1)股関節部接合部材(ヒップコネクタアセンブリ)310L、2)上部の脚部材330L、および、3)下脚部材350L、とから構成される。
図9と図10を参照すると、股関節部接合部材(ヒップコネクタアセンブリ)310Lは、股関節部200と左脚部300Lとの間、および脚部300Lのある程度の自由な動きを許容しながら、適切な接合を確保する責務が一般的にある。ここで、股関節部接合部材(ヒップコネクタアセンブリ)310Lは、ベルト接合具312Lと、ベルトコネクタ312Lに旋回可能に接続された第一の股関節ジョイント部材314Lと、第一の股関節ジョイント部材314Lに旋回可能に接続された第二の股関節ジョイント部材316Lと、第二股関節ジョイント部材316Lに旋回可能に接続された第三の股関節ジョイント部材318Lと、から構成されている。
図9に示す通り、ベルト接合具312Lと第一の股関節ジョイント部材314Lとの間のピボット接続313Lは、ユーザの脚部の横方向の動き(すなわち左右の動作)を可能にする、第1のピボット軸323Lと認められることになる。この関連で、第一の股関節ジョイント部材314Lと第二の股関節ジョイント部材316Lとの間のピボット接続315Lは、ユーザの脚部の長手方向の動き(すなわち前後の動作)を可能にする、第2のピボット軸325Lと認められることになる。最後に、第三の股関節ジョイント部材318Lと第二の股関節ジョイント部材316Lとの間のピボット接続317Lは、ユーザの脚部の軸方向の動き(すなわち回転運動)を可能とする、第3のピボット(旋回)軸327Lと認められることになる。3つのピボット軸である323L、325Lおよび327Lは、互いにほぼ垂直にある軸であり、これにより、一般的に脚部300Lの残りの部分とユーザの脚部に、3段階の自由度を提供する。3段階の自由度が提供されるので、それにより、股関節部接合部材(ヒップコネクタアセンブリ)310Lは、上部および下部の脚部330L、350Lが使用時に正常に使用者の足の動きに追従することを可能にしている。
図11と図12を参照すると、上部位330Lは股関節部接合部材(ヒップジョイントアセンブリ)310Lに取り付けられており(図9および図10も参照)、一般に、そこから下方に伸延している。具体的には、上部位330Lの上端332Lが、調整可能な状態に固定され、第三の股関節ジョイント部材318Lに接続されている。上端332Lと第三の股関節ジョイント部材318Lとの間の調節可能な接続具319Lは、一般的に、様々な脚の長さを考慮して、高さが調整できるようになっている。
部位330Lは、一般的に、2つの領域、上部領域334Lと下部領域336Lから構成されている。図11に明示するように、上部領域334Lは、一般的に、ユーザの(例えば大腿部領域)側から前方に向かって延びている。上部領域334Lから下方に延びているのは、下部領域336Lで、下部領域336Lを分割するように、膝の近くで、2つの端部338Lとなって終端されている。
その一部で、下脚部位50Lは、その上端352Lで、旋回可能に上部位330Lに接続されており、その下端358Lは、靴底挿入部(ソールインサート)370Lにより終端されている。
部位330Lのように、下脚部位350Lもまた、上部領域354Lと、そこから下方に延びる下部領域356Lとから構成されている。特に、図11に示すように、下脚部位350Lの上部領域354Lは、同じように2つの端部352Lに分割される。これら二つの端部352Lは、旋回可能に接続されており、2つの先端352Lは、上側脚部330Lの下部領域336Lに接続される。端部338Lおよび端部352Lの間は旋回可能に接続しており、一般的に、ユーザの脚が膝関節に沿って曲がるように、ユーザの膝関節に整合させている。
注目すべきことに、図11に示すように(図3も参照)、端部338Lと端部352Lの分割された構成は、中央に開口部340Lを形成している。この開口部340Lは、ユーザが跪いたり屈んだ(スクワット)時には、ユーザの膝関節が伸延してそれ(開口)を通過することになる。
図11から図14までを参照すると、下部位350Lの上部領域354Lは、一般的に、ユーザの脚の前面に配置され、また下領域356Lは、ユーザの脚の内側に向かって下方向へ延び、さらにユーザの足の内側で終端している。その意味で、下領域356Lは、ユーザの足の下に位置し履物の内側に適合するように構成された内装物(ソールインサート)370Lで終端している。この内装物(ソールインサート)370Lは、ユーザの足の旋回動作を可能にするために下部位350Lの端部358Lに旋回可能に接続されている。
図11または図12を参照すると、脚部位330Lは、ユーザの大腿部周辺の外側から内くるぶし周辺の内側へと荷重を下降(荷下し)移転する。外側から内側に向かうこの荷重の搬送(移転)は、人体の生体力学に従って、最終的な耐荷重接点をユーザの足の内側に位値させることを可能にしている。その意味で、足の内側は荷重を支えるのに適した場所であるため、荷重を足の内側へ移動することで、外装骨格体10のユーザの怪我を防ぐことを可能としている。
図11から図14までを参照すると、ユーザが、立ち、歩き、走る際に脚はその通常の外周(外形)および形状を維持する。脚の外周(外形)は、片膝立ちおよび両膝立ち、屈伸状態の時に、年齢や個々の民族の背景に応じて、一般的に、ゼロから数インチの範囲内で増加する。この変化は、特に大腿部および脹脛部分に関するものである。
図18から図21までを参照すると、実施例では、区間A(濃い灰色:膝の車軸関節および脛骨拡張部に接続される大腿拡張部)は、一般的に、ユーザが上記のような低姿勢を取った時の筋肉の拡張によって、足の内側へ向かって水平に移動(動作)する。
区間B(薄い灰色:膝/大腿部/脛骨機構)は、一般的に、固定されたまま動かない。
図20を参照すると、領域(要素)334および336、354は、上記のような低い姿勢をユーザが取った時の筋肉の拡張によって、一般的に、足の内側へ向かって水平に動作する対称的な対応部材とは対照的に、固定され、動かないままであることが望ましい。
図12を参照(図4を共に参照)すると、上部位330Lと下部位350Lの両方の裏側には、それぞれ382Lと392Lを構成するストラップ取り付け拡張部380Lと390Lが設けられている。これらの円形構造382Lと392Lは、ユーザの脚を脚部位330Lに固定するための取り付けストラップ(図示なし)を接続するように構成されている。一般的に、ストラップは、ユーザの脚と脚部位330Lを適度に固定する伸縮性および/または調節可能性のあるストラップからなる。
また、股関節部200と脚部位380Lおよび390Lの内側面には、快適さを付加するための弾性発泡体の弾力材層が取り付けてある。
上述したように、外装骨格体10の実施例は、一般的に、ヘルメット部分(図示なし)で生じた荷重を胴体部100に下方に移転(伝達)するように構成されたネック(首)部400から形成されている。図17を参照すると、実施例では、ネック(首)部400はベスト500を介して胴体部100に接続されている。ベスト部500は、一般的に、ベスト部500が胴体部100をユーザの胴体に固定できるように、胴体部100に結合されている。実施例では、ベスト部500は、パッド入りのストラップ部材510とメッシュ部材520から構成されている。
図15と図16を参照すると、ネック(首)部400がヘルメット部分の荷重を胴体部100へ適切に下方移転(伝達・荷下)できるように、ネック(首)部400は、取り付け部分412Lおよび412Rを介してヘルメットに取り付けられるよう形成された左右一対のヘルメット支持部材410Lおよび410Rで構成され、また、それらの部材は、第一のネック(首)部420Lおよび420Rに旋回可能に接続されている。
上記のネック(首)部420Lおよび420Rは、さらに、ユーザの後頭部に沿って伸び形成された第二のネック(首)部430に接続されている。この第二のネック(首)部430は、さらに、ユーザの肩にかけて下方向へ伸長する第三のネック(首)部440に接続されている。さらに、第三のネック(首)部440の下端部442Lと442Rは、ベスト取り付け部450Lおよび450Rに旋回可能に接続されている。
作動時における外装骨格体10の静的および動的な荷重の軌道は以下の通りとなる。
実施例では、動作時において、ユーザ(人間)が立ち、歩き、走る際に、典型的に胴体部にかかる荷重を、外装骨格体システム10が、胴体から持ち上げ、脚の下の床(地面)に荷下(移転)する(すなわち、荷重は、二足歩行体が荷重を受けるのに適した場所に戦略的に方向転換(転移)される)。
立ち、歩き、走る際の静的および動的な荷重の軌道は、次のとおりです。
1. ヘルメット部分の荷重は、一般的に、ネック(首)部に移転(伝達)され、更に、移動機構412および415、430、442(図15参照)を経由して肩の方向へと下方向に方向転換(移転)される。
2. 前記1から、荷重は、荷重上昇翼である移転(伝達)機構112(図5乃至図7参照)によって肩の下の部分に持上げられる。
3. 前記2から、荷重は、椎骨110および131から人工脊椎136(図8参照)を経由して股関節部230に(図9参照)移転(伝達)される。すなわち、荷重は、通常は体の外側で股関節部の上部にかかっている。
4. 前記3から、荷重は、股関節部を経由してスライダー319、接合部材323、接合部312(図10参照)を介して脚部まで移転(伝達)される。
5. 前記4から、荷重は、膝部319、354、356(図11参照)まで移転(伝達)される。
6. 前記5から、荷重は、搬送(移転)機構356、358、359(図11参照)を経由して脚の内側へと方向転換(移転)される。
7. 前記6から、荷重は、0度から90度の軌道(垂直から水平方向に、脛骨の下内側から親指方向へ)を描き、最終的に足部370の下まで到達する(図11参照)。
図22から図25までを参照する本実施例の、作動時の特定の状態では、椎骨結合部材(人口脊椎)の椎骨131乃至136の機能は、人間の脊椎のために特別に設計された自己調節可能な動的な荷重移転(伝達)機構であることが望ましい。
本実施例では、椎骨結合部材600は、腰椎(134乃至136)および肋骨緩衝機構椎骨133(肋骨緩衝結合部材(140乃至144)に伸延している)、胸椎131、132、上椎骨110(上昇翼112に伸延している)のそれぞれ4種類に分類された椎骨として特定される個別の装置部材から構成されている。
図22を参照すると、椎骨結合部材600は、伸縮式内部バネ610および相互椎骨バネ620、球形接触荷重伝達部630から構成されている。
各椎骨(110、131乃至136)は、回転および屈曲、横方向の屈曲、並進(並進運動)の4軸上で、相互に自由に動けることが望ましい。上椎骨(110)は、典型的な荷重処理能力を有する装置部分である。特定の姿勢および活動、体位によって生ずる荷重を維持する包括的なシステムおよび伝達機構に関する脊椎結合部材の機能について以下に詳述する。
立ち、歩き、走り、腹臥位
図23を参照すると、実施例では結合部材の全ての椎骨(110、131乃至136)(図8参照)は、直立の状態では、各椎骨の先端で球形接触面111、112を介して直接接続されている。
歩いたり、走ったりしている状態でも荷重は直接的な接続により伝達される。また、どの方向への(10度以下の)限定的な屈曲動作であっても、椎骨部材の直接的な接続により荷重は伝達(変換移動)される。
全方向への屈曲および膝立ち
ユーザの態勢が10度以上の傾きに達すると、脊椎は、典型的には、腰椎部がその他の部分よりも移動(変換)し、その他の部分も同様に移動(変換)するというような、一定のパターンに従って伸延する。
図23を参照すると、脊椎の伸延時に、脊椎は、一般的に、垂直方向の荷重を支える球形接触面を非接触とする移動(変換運動)を各椎骨接触点111および112の間で作り出している。荷重の搬送(移転)を継続するために、接合部材にはインナーチューブ接続部が脊椎115内部に使用されている。荷重を移転(伝達)するのは、骨格接触点111、112、および116、117によって作られた二つの接点である。この機構は骨格と特定されることになる。
さらに、図23を参照すると、骨格機構の伸張により、椎骨131乃至136(図8参照)の間でのより高い柔軟性が担保され、屈曲運動が強まれば(屈曲角度が増加すれば)、椎骨131乃至136(図8参照)の間での移動(変換)運動も増加して、柔軟性が更に高まる。 腰椎が過度に移動(変換)するので、膝立ちの姿勢で生ずる過度の移動(変換運動)を相殺するために、伸縮式機構113、114が内部に組み込まれる。 システム全体を正常に機能させるために、椎骨結合部材の部品は、ユーザに適切に保持されている必要がある。従って、バネ、弾性材、繊維固定器具は、本質的に、椎骨結合部材の設計に統合(一体化)されている。
スプリング、弾性材および繊維固定器具
各椎骨131乃至136にはバネが挿入されており(図8参照)、バネは椎骨131乃至136(図8参照)を互いに押し離している(図22参照)。腰椎(図22参照)の伸縮機構を活動推進させるために、特別のバネが腰椎部に組み込まれている。全体の接合部は、各椎骨接合部材の全てを引き付ける伸縮素材によって締結されている(図24,25参照)。
自己調整
当該機構は、肩にかかる荷重を軽減するために自己調整可能であることが望ましい。
ユーザが動く際に、荷重ベクトルの位置の僅かな補正(体の中心から)を誘発し、この補正は、通常、システム全体(体と外装骨格体)を運動方向へ引っ張られる椎骨131乃至136(図8参照)と連動することになる。
ユーザの胸部および肩部および/または背部にかかる荷重は、少なくとも部分的に胴体部100の肩部材110および脊椎部材120によって支持される。従って、荷重は、後方へ向かい、脊椎部材120を介して、更に股関節部200へと下降していく。 股関節部200は、荷重を二分割して、左右の股関節部220Lおよび220Rヘと方向転換(軌道修正)させる。 左右の股関節部220Lおよび220Rは、更に荷重を左右の脚部300Lと300Rへとそれぞれ下降方向に方向転換(軌道修正)させる。脚部300Lと300Rは、荷重が最終的にユーザの足の内側周辺で地面と接触するように、脚の外側から内側へと荷重を方向転換(軌道修正)させる。
従って、外装骨格体10を装着したユーザが、立ち、歩き、走り、膝立ち、屈伸している等の際に、外装骨格体10は、ユーザの胴体部にかかる少なくとも一部の荷重を担持(取り上げ)し、ユーザの足の下の地面へと方向転換(軌道修正)する。
外装骨格体10は、一般的に、チタンまたはその他の軽量合金で作られており、チタン製の関節部および椎骨以外の構成要素は、炭素繊維またはアラミドおよび/またはその両方の組み合わせ等による複合材料で製造することが可能である。
特許請求の範囲は、実施例に記載された望ましい実施形態に限定されるものではなく、明細書全体の詳細な説明に合致する最大限(拡張的)の内容により解釈されるべきである。

Claims (19)

  1. ユーザによって担持される荷重を支持し地面上を搬するためにユーザに装着されるように構成される外装骨格体において、
    前記外装骨格体は、ユーザの胴体部に搭載され、股関節部さらに脚部によって地上に下する荷重を移送するため、股関節部(hip section)を介して脚部(leg section)に接続される胴体部(torso section)から構成されており、脚部は、関節で接続された2つの対称的な脚部材からなり、各脚部材は、外装骨格体の使用時に、各ユーザの脚に保持され、脚の動きに追従するように適合され(adapted)、各脚部材は、股関節部(hip section)の外側に動作可能に接続された上端部と、地面に接触するように適合された底端部とを有しており、各脚部材は、地面に接する前に、股関節部(hip section)の外側から、ユーザの脚の内側に、荷重を伝達するように構成されており、
    各々の脚部材は:
    上脚部位は、股関節部から下方に延び、ユーザが移動した際に、股関節部の動きに追従して上脚部位が移動するように、端部は股関節部に旋回可能に接続され、
    下脚部位は、上脚部位から下方に延び、上脚部位に旋回可能に接続されており、上脚部位と下脚部位との間の旋回接続は、下脚部位が上脚部位に対するユーザの下脚部の動きに追従するように、ユーザの膝の高さに位置に設けられており、
    上脚部位と下脚部位は、下方に伸延し、ユーザの脚の内側に向かい、地面に接する前に、荷重を股関節部の外側から脚部の内側に、さらに下向きにユーザの脚の内側部に完全に移転する、
    ことを特徴とする外装骨格体
  2. 上脚部位は、脚部の前方に向かって股関節部の外側から下方に延びる上部領域からなり、さらに上方領域から下方に延びる下部領域で、膝のレベルの近くで下部領域を脚部のそれぞれの側に分割するように2つの端部となって終端されており、
    下脚部位は、上脚部位の下部領域から旋回可能に伸延する上部領域と、下方に延びる下部領域とからなり、
    そこからユーザの脚の内側に向かって、下脚部位の上部領域もまた、2つの端部に分割され、各々が、上脚部の下部領域の2つの端部に旋回可能に接続され、ユーザが跪いたり屈んだ時には、ユーザの膝関節が伸延して通過できるように中央に開口が形成されており、
    該端部の間の旋回接続は、ユーザの脚が膝に沿って曲げられるように、ユーザの膝関節に整合させている
    ことを特徴とする請求項に記載の外装骨格体
  3. 各脚部材は、さらに、作動可能に上部位を股関節部に接続するための股関節接合部材から構成されており、股関節接合部材は腰と脚部の間のユーザの動きを伝達するために関節接合され、股関節接合部材は、また、ユーザの足の長さと脚部材の長さを調整するための調整機構を備えている
    ことを特徴とする請求項1または2に記載の外装骨格体
  4. 股関節接合部材は:
    股関節部の外側に股関節接合部材を接続するベルトコネクタ、と
    旋回可能にベルトコネクタに接続された、第一の旋回接続を形成する、第一の股関節ジョイント部材、と
    旋回可能に第一の股関節ジョイント部材に接続された、第二の旋回接続を形成する第二の股関節ジョイント部材、と
    旋回可能に第二の股関節ジョイント部材に接続された、第三の旋回接続を形成する第三の股関節ジョイント部材、とからなり、
    ベルトコネクタと第一の股関節ジョイント部材の間の第一の旋回接続は、ユーザの脚部の横方向または左右の動きを可能にする第一の旋回軸とからなり、
    第一の股関節ジョイント部材と第二の股関節ジョイント部材との間の第二の旋回接続は、ユーザの脚部の長手方向または前後の動きを可能にする第二の旋回軸となり、
    第三の股関節ジョイント部材と第二の股関節ジョイント部材との間の第三の旋回接続は、ユーザの脚部の軸方向または旋回運動を可能にする第三の旋回軸となり、
    三つの旋回軸は、お互いに垂直に位置することにより、使用中に、ユーザの脚部の動作ような基本的な三段階の脚部の自由を提供する
    ことを特徴とする請求項に記載の外装骨格体
  5. 前記下は、ユーザの履物の内部または外部に収容されるように、靴底挿入部が部位から外側に延びて終端している
    ことを特徴とする請求項乃至のいずれかに記載の外装骨格体
  6. 外装骨格体の胴体部は、
    ユーザの肩に搭載する形状の肩の部位と、ユーザの脊椎に沿って肩部位から下方に伸延しており、複数の脊椎部位からなり、最上部の脊椎部位は、肩部位と接続または一体化しており、一方、最下部の脊椎部位は、股関節部に接続されている、脊椎部材、と
    胴体部は、ユーザのおよび胴体かかっている荷重を持し、且つ、股関節部および脚部を介して、地上に移送す
    ことを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の外装骨格体
  7. 肩部位と脊椎部位は、荷重による脊椎部材の圧縮または伸長を許容し、背骨部材がユーザの動きに追随するように、弾性部材を介して相互接続されている
    ことを特徴とする請求項に記載の外装骨格体
  8. 脊椎部材の脊椎部材は、伸縮式内部バネ、相互脊椎バネ、および/または球形接触荷重伝達部を使用して相互接続される、
    ことを特徴とする請求項8に記載の外装骨格体
  9. 胴体部は、少なくとも1つの中間の脊椎部位の両側から、ユーザの胴体の前方までずっと伸びて、一般的に最低位の肋骨のレベルで胸部と腹部の間まで達し、少なくとも一対の左右の肋骨部位から形成され、胸部と腹部の間に担持された荷重を脊椎部材に向かって支持して移送し、その後に、股関節部と脚部を介して地面に向ける
    ことを特徴とする請求項乃至のいずれかに記載の外装骨格体
  10. 股関節部、胴体部と左右の股関節部位とに接続された低位の背面部であって、底部の背面部位の各側面からユーザの前面までずっと伸延しており、左右の股関節部材の自由端には、ベルトを形成するようにこれらを一緒に取り付けることが可能な相互補完的な締結具が設けられている構成である
    ことを特徴とする請求項1乃至のいずれかに記載の外装骨格体
  11. 外装骨格体は、さらに、ユーザの頭部で運ばれる荷重を支持し補助するように形成された首部が、胴体部に着脱自在に接続されており、ユーザの頭部と首部から荷重を胴体部に向かって移送し、さらに股関節部と脚部を介して荷重を地面に降下する
    ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の外装骨格体
  12. 首部は、ユーザの胴体に胴部を固定することを可能にするように胴体部と一体化されたベストを介して胴体部に接続される
    ことを特徴とする請求項11に記載の外装骨格体
  13. 首部は、ユーザの頭を保護するため、および/または、ユーザによって担持される荷重を支持するために、ユーザが着用するヘルメットに接続される
    ことを特徴とする請求項11または12に記載の外装骨格体
  14. 外装骨格体は、さらに、ユーザが外装骨格体を着用したときの快適さを増加するために、外装骨格体とユーザとの間に、一つまたは一つ以上の弾性のあるパッドを添付装備した構成である
    ことを特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の外装骨格体
  15. さらに、ユーザの胴体に胴部を固定することができるようにするために、ユーザの胴体のサイズに適合させたべストに形成された
    ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれかに記載の外装骨格体
  16. さらに、ユーザに外装骨格体を固定するための締結具を複数装備した
    ことを特徴とする請求項1乃至15のいずれかに記載の外装骨格体
  17. 外装骨格体が、動力源なしの外装骨格体である
    ことを特徴とする請求項1乃至16のいずれかに記載の外装骨格体
  18. 担持された荷重を地面まで支持し、移転するための方法に関し、該方法は以下の工程より構成される:
    前記請求項1乃至17のいずれかに記載の外装骨格体を装着する工程;と
    少なくとも一つの荷重が提供される工程; と
    完全にその脚部に接触接地前脚部の内側に股関節部の外側から少なくともつの荷重を転送するために外装骨格体の胴部を使用して少なくともつの荷重を転送する工程
  19. 請求項1乃至17のいずれかに記載の外装骨格体を使用して荷重を担持する外装骨格体を装着している人を支援する
    ことを特徴とする外装骨格体の使用方法
JP2017518387A 2014-06-18 2015-06-18 外装骨格体およびそれを使用する方法 Active JP6678662B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462013722P 2014-06-18 2014-06-18
US62/013,722 2014-06-18
PCT/CA2015/050559 WO2015192240A1 (en) 2014-06-18 2015-06-18 Exoskeleton and method of using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017522198A JP2017522198A (ja) 2017-08-10
JP6678662B2 true JP6678662B2 (ja) 2020-04-08

Family

ID=54868611

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017518387A Active JP6678662B2 (ja) 2014-06-18 2015-06-18 外装骨格体およびそれを使用する方法

Country Status (9)

Country Link
US (3) US9492300B2 (ja)
EP (1) EP3157471B1 (ja)
JP (1) JP6678662B2 (ja)
CN (1) CN107041123B (ja)
AU (1) AU2015278212B2 (ja)
CA (1) CA2952645C (ja)
ES (1) ES2907270T3 (ja)
RU (1) RU2696631C2 (ja)
WO (1) WO2015192240A1 (ja)

Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL2968053T3 (pl) * 2013-03-14 2022-09-26 Ekso Bionics, Inc. Nieantropomorficzne lokalizacje stawu biodrowego dla egzoszkieletu
JP2017513586A (ja) 2014-04-16 2017-06-01 ザ コモンウェルス オブ オーストラリア 荷重担持用イグゾスケルトンシステム
CN107041123B (zh) * 2014-06-18 2019-11-05 玛瓦时防护服股份有限公司 外骨骼及其使用方法
US10561568B1 (en) 2014-06-19 2020-02-18 Lockheed Martin Corporation Exoskeleton system providing for a load transfer when a user is standing and kneeling
KR102250260B1 (ko) * 2014-07-17 2021-05-10 삼성전자주식회사 연결 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치
US10548800B1 (en) 2015-06-18 2020-02-04 Lockheed Martin Corporation Exoskeleton pelvic link having hip joint and inguinal joint
US10518404B2 (en) 2015-07-17 2019-12-31 Lockheed Martin Corporation Variable force exoskeleton hip joint
US10195736B2 (en) 2015-07-17 2019-02-05 Lockheed Martin Corporation Variable force exoskeleton hip joint
US10912346B1 (en) 2015-11-24 2021-02-09 Lockheed Martin Corporation Exoskeleton boot and lower link
US10124484B1 (en) 2015-12-08 2018-11-13 Lockheed Martin Corporation Load-bearing powered exoskeleton using electromyographic control
FR3046051B1 (fr) * 2015-12-24 2020-11-13 Sagem Defense Securite Module de dos pour une structure d'exosquelette
US11273069B2 (en) 2016-01-12 2022-03-15 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Wearable apparatuses, methods, and systems for diagnosis, analysis, therapy and other uses
RU2625218C1 (ru) * 2016-04-27 2017-07-12 Александр Федорович Попов Космический скафандр
EP3778140B1 (en) 2016-08-17 2024-01-31 Power Assist International Corporation Wearable assist robot apparatus
DE102016122282A1 (de) 2016-11-18 2018-05-24 Helmut-Schmidt-Universität Universität der Bundeswehr Hamburg System und verfahren zur reduktion von auf eine wirbelsäule wirkenden kräften
DE102016123153A1 (de) 2016-11-30 2018-05-30 Helmut-Schmidt-Universität Universität der Bundeswehr Hamburg Vorrichtung und verfahren zur muskelkraftunterstützung
US11412789B2 (en) * 2017-06-13 2022-08-16 Numan Zeidan Motorcycle safety harness with shock absorbers and cushions
CN107150335A (zh) * 2017-07-19 2017-09-12 深圳龙海特机器人科技有限公司 穿戴式机器人
US11207014B2 (en) 2017-08-30 2021-12-28 Lockheed Martin Corporation Automatic sensor selection
CN110253540B (zh) * 2017-09-07 2022-05-17 重庆市牛迪科技发展有限公司 一种外骨骼
EP3687743B1 (en) 2017-09-28 2023-10-25 Ossur Iceland EHF Body interface
JP7065369B2 (ja) * 2017-10-13 2022-05-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 アシスト装置、アシスト装置の作動方法及びプログラム
US10835443B2 (en) * 2017-11-13 2020-11-17 Free Bionics Taiwan Inc. Exoskeleton robot
CN108000551B (zh) * 2017-11-30 2020-03-03 嘉兴学院 一种基于气动肌肉的仿人胸-背关节系统
CN111096875B (zh) * 2018-10-25 2023-04-11 深圳市肯綮科技有限公司 一种柔性承力腰背机构及其助力支架和轻便助力设备
CN109318214B (zh) * 2018-12-06 2022-05-06 西安交通大学 一种仿人体脊柱的外骨骼背部装置
EP3962421A4 (en) * 2019-05-02 2023-02-08 Mawashi Science & Technology Inc. BODY WEIGHT SUPPORT SYSTEM FOR EXOSKELETONS AND METHOD OF USE THEREOF
DE102019111718A1 (de) * 2019-05-06 2020-11-12 Jonas MAST Vorrichtung zur Unterstützung von Bewegungen und Hebebewegungen des menschlichen Körpers
JP7195215B2 (ja) * 2019-05-22 2022-12-23 株式会社クボタ アシスト器具
CN110123504A (zh) * 2019-06-05 2019-08-16 仲杏英 医用脊柱调理仪
WO2021016713A1 (en) * 2019-08-01 2021-02-04 Brash Product Development Inc. Helmet support exoskeleton (hse) and harness therefor
IT201900015159A1 (it) * 2019-08-28 2021-02-28 Inail Istituto Naz Per L’Assicurazione Contro Gli Infortuni Sul Lavoro Elementi vertebrali modulari per esoscheletri flessibili
KR102200582B1 (ko) * 2019-12-06 2021-01-11 한국로봇융합연구원 다관절 허리근력지원 장치
CN112033219B (zh) * 2020-05-29 2023-03-14 北京机械设备研究所 仿生柔性脊柱背负系统
CN111906752B (zh) * 2020-07-10 2023-08-25 北京理工大学 一种用于增强人体负载运输能力的无源外骨骼机器人
DE102020119166A1 (de) 2020-07-21 2022-01-27 Ottobock Se & Co. Kgaa Orthopädietechnische Einrichtung zum Unterstützen einer unteren Extremität eines Benutzers
CN111975754B (zh) * 2020-08-27 2023-10-13 湖南省森晖能动智能技术有限责任公司 一种外骨骼装置
CN112022618B (zh) * 2020-09-03 2024-04-19 河北工业大学 一种刚柔耦合可穿戴式助行外骨骼系统
RU202567U1 (ru) * 2020-10-19 2021-02-25 Антон Сергеевич Бирюков Модульный экзоскелет
CN112894768A (zh) * 2021-01-19 2021-06-04 上海集弗科技有限公司 一种机械外骨骼
CN112757263B (zh) * 2021-01-19 2022-08-30 上海集弗科技有限公司 一种适用于机械外骨骼的脊椎结构及机械外骨骼
CN112757264A (zh) * 2021-01-19 2021-05-07 上海集弗科技有限公司 一种适用于机械外骨骼的腰部结构及机械外骨骼
CN112692813A (zh) * 2021-01-19 2021-04-23 上海集弗科技有限公司 一种外骨骼腿部结构以及外骨骼骨架
CN113715001B (zh) * 2021-09-03 2022-06-03 武汉阿派朗科技有限责任公司 一种带冷却的可穿戴式外骨骼
CN113833966A (zh) * 2021-10-27 2021-12-24 武汉联影智融医疗科技有限公司 支撑系统
CN116833974A (zh) * 2022-03-24 2023-10-03 广州视鹏科技有限公司 一种外骨骼系统
WO2023230716A1 (en) * 2022-05-31 2023-12-07 Mawashi Science & Technologie Inc. Upper body chassis
WO2023230726A1 (en) * 2022-06-02 2023-12-07 B-Temia Inc. Compact, full-range of motion and multi-degree of freedom structure for supporting orthotic devices
WO2024039310A1 (en) * 2022-08-16 2024-02-22 Interact Medikal Teknolojileri Anonim Sirketi Adjustable passive exoskeleton
WO2024037064A1 (zh) * 2022-08-16 2024-02-22 广州视鹏科技有限公司 一种腰部助力外骨骼
WO2024084433A1 (en) * 2022-10-19 2024-04-25 Mech Lab Srl Wearable exoskeleton with knee joint

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2516253A (en) * 1947-02-14 1950-07-25 Adrian J Pieterick Orthopedic brace
FR2506604A1 (fr) * 1981-06-01 1982-12-03 Salort Guy Appareillage externe de station verticale et de marche pour handicapes moteurs des membres inferieurs
JP2000232999A (ja) * 1999-02-16 2000-08-29 Murata Mach Ltd 歩行補助具
EP1845849B1 (en) * 2005-01-18 2019-04-10 The Regents of The University of California Lower extremity exoskeleton
US8057410B2 (en) 2005-04-13 2011-11-15 The Regents Of The University Of California Semi-powered lower extremity exoskeleton
JP2006340852A (ja) * 2005-06-08 2006-12-21 Natl Rehabilitation Center For The Disabled 着用形関節駆動装置
JP4417300B2 (ja) * 2005-07-13 2010-02-17 本田技研工業株式会社 歩行補助装置
US8048013B2 (en) * 2007-02-12 2011-11-01 Ossur Hf Orthopedic brace and component for use therewith
RU2362598C2 (ru) * 2007-09-10 2009-07-27 Общество с ограниченной ответственностью "Транспортные шагающие системы" Пассивный грузовой экзоскелетон, коленный шарнир пассивного грузового экзоскелетона, компенсатор пассивного грузового экзоскелетона
JP2009178253A (ja) * 2008-01-29 2009-08-13 Toyota Motor Corp 脚部補助具
JP5113550B2 (ja) * 2008-02-19 2013-01-09 アスカ株式会社 体幹サポート機構付き長下肢装具
US8894592B2 (en) * 2008-05-20 2014-11-25 University of California at Berkekey Device and method for decreasing oxygen consumption of a person during steady walking by use of a load-carrying exoskeleton
JP4547477B2 (ja) * 2008-09-10 2010-09-22 英一 元田 対麻痺者用立ち上がり・立位保持装具
EP2373276B1 (en) * 2008-12-18 2018-02-14 Berkeley Bionics Wearable material handling system
AU2009348961B2 (en) * 2009-07-01 2014-12-04 Rex Bionics Limited Control system for a mobility aid
JP2011092507A (ja) * 2009-10-30 2011-05-12 Satsuma Tsushin Kogyo Kk 装着型筋力補助装置
CN103038152A (zh) * 2010-04-09 2013-04-10 洛克希德马丁公司 便携式负载提升系统
AU2011237368B2 (en) * 2010-04-09 2015-07-23 Ekso Bionics Exoskeleton load handling system and method of use
US8474672B1 (en) 2011-03-29 2013-07-02 Michael R. Keith Hiker's buddy apparatus for sharing with a hiker the carrying load of a backpack
WO2012154580A1 (en) * 2011-05-06 2012-11-15 Equipois Inc. Exoskeleton arm interface
US9198821B2 (en) * 2011-09-28 2015-12-01 Northeastern University Lower extremity exoskeleton for gait retraining
JP2013132396A (ja) * 2011-12-26 2013-07-08 Aisin Seiki Co Ltd 動作アシスト装置及び装着具
US20140100493A1 (en) * 2012-10-04 2014-04-10 Travis Craig Bipedal Exoskeleton and Methods of Use
PL2968053T3 (pl) * 2013-03-14 2022-09-26 Ekso Bionics, Inc. Nieantropomorficzne lokalizacje stawu biodrowego dla egzoszkieletu
CN107041123B (zh) * 2014-06-18 2019-11-05 玛瓦时防护服股份有限公司 外骨骼及其使用方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20190358809A1 (en) 2019-11-28
AU2015278212B2 (en) 2020-02-20
CN107041123B (zh) 2019-11-05
JP2017522198A (ja) 2017-08-10
RU2696631C2 (ru) 2019-08-05
EP3157471A1 (en) 2017-04-26
EP3157471B1 (en) 2021-11-24
US20170087716A1 (en) 2017-03-30
AU2015278212A1 (en) 2017-02-02
US20150366694A1 (en) 2015-12-24
EP3157471A4 (en) 2018-03-14
US10442078B2 (en) 2019-10-15
US9492300B2 (en) 2016-11-15
ES2907270T3 (es) 2022-04-22
RU2017101339A (ru) 2018-07-20
RU2017101339A3 (ja) 2019-01-21
CA2952645A1 (en) 2015-12-23
WO2015192240A1 (en) 2015-12-23
CN107041123A (zh) 2017-08-11
CA2952645C (en) 2019-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6678662B2 (ja) 外装骨格体およびそれを使用する方法
CA2992738C (en) Universal tensegrity joints for human exoskeleton
KR101961401B1 (ko) 외골격 구조물용 등 모듈
KR101945458B1 (ko) 사용자의 근력을 보조하는 외골격 구조물
US9918540B2 (en) Support vest
KR101953324B1 (ko) 외골격 구조물용 어깨 모듈
US20120292361A1 (en) Backpack exoskeleton
KR101961400B1 (ko) 외골격 구조물용 발 모듈
RU2563209C2 (ru) Грузовой экзоскелет, спинной карданный узел и кольцевой кардан грузового экзоскелета
US11596219B2 (en) Load distribution systems and load carrying equipment
JP6883712B6 (ja) 外骨格構造
RU194544U1 (ru) Пассивный экзоскелет
RU2725288C2 (ru) Грузовой пассивный экзоскелет с настройкой под антропометрические параметры пользователя
RU212301U1 (ru) Пассивный экзоскелет
WO2024039310A1 (en) Adjustable passive exoskeleton
CN115741644A (zh) 一种基于模块化的负重无源外骨骼装置及其使用方法
CN115366077A (zh) 外骨骼装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180618

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190424

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190521

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20190819

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191017

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200218

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200317

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6678662

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250