JP6682625B2 - 関節運動アシストシステム - Google Patents
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Description
図1には、一実施形態に係る関節運動アシストシステム100の構成が示されている。図1に示されるように、関節運動アシストシステム100は、関節運動アシスト装置200と、マスタ装置500と、配管800とを備えている。また、関節運動アシストシステム100は、流体給排装置900を備えている。ここで、関節運動アシスト装置200は、スレーブ装置に対応している。
上記の関節運動アシスト装置200の構成ついて、説明する。
上記の手部装着部210について、説明する。手部装着部210は、例えば、布製の部材であり、右手HDR1の手背及び手掌に装着される。手部装着部210には、母指関節運動アシスト部2301の一方側の部分が取り付けられる。
上記の母指関節運動アシスト部2301の構成について、説明する。
上記の手指関節運動アシスト部230k(k=2,…,5)の構成について、説明する。
上記のマスタ装置500の構成ついて、説明する。
上記の手部装着部510について、説明する。手部装着部510は、例えば、布製の部材であり、右手HDR2の手背及び手掌に装着される。手部装着部510には、母指マスタ部5301の一方側の部分が取り付けられる。
上記の手指マスタ部530j(j=1,…,5)の構成について、説明する。
上記の手指装着部690j(j=1,…,5)の構成について、説明する。
上記の関節運動マスタ部610j,m(j=1,…,5;m=1,2)の構成について、説明する。
上記の配管800の構成ついて、説明する。
上記の流体給排装置900の構成について、説明する。
上記のようにして構成された関節運動アシスト装置200、マスタ装置500、配管800及び流体給排装置900の接続関係が、図13に示されている。
以上のようにして構成された関節運動アシストシステム100の動作について、マスタ・スレーブ方式による手指の関節運動のアシスト動作を説明する。
まず、マスタ装置500の装着者が、マスタ装置500を装着した手指の全ての関節を伸展状態にしたとする。上述した図5〜図10(A),(B)には、マスタ装置500を装着する手部の手指が、関節伸展状態となっているときの様子が示されている。
引き続き、マスタ装置500の装着者が、手指の全ての関節を、屈曲状態にしたとする(第1回転方向に沿った第1関節運動)。図15には、マスタ装置500を装着する手部の手指が、屈曲状態となっているときの様子が示されている。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
Claims (11)
- 第1対象物の関節運動をアシストする関節運動アシストシステムであって、
前記第1対象物に装着されるスレーブ装置と;
マスタ装置と;
前記スレーブ装置及び前記マスタ装置に取り付けられる配管と;を備え、
前記スレーブ装置は、前記第1対象物における関節運動をアシストすべき関節ごとに用意され、前記関節の回動運動の回動軸に対して垂直方向の関節部分に配置された場合に、前記関節運動をアシストする力を発生させる伸縮自在なベローズを備え、
前記マスタ装置は、
前記ベローズ内への作動流体の供給に使用され、先端部が閉塞されている可撓性の第1のパイプ状部材と;
前記ベローズ内からの作動流体の排出に使用され、先端部が閉塞されている可撓性の第2のパイプ状部材と;
前記第1のパイプ状部材の先端側部分、及び、前記第2のパイプ状部材の先端側部分を平行配置して収納し、前記配管を介して前記ベローズの内部空間と連通する内部空間を形成する可撓性の収納部材と;を備え、
前記第1のパイプ状部材の先端側部分には少なくとも1つの第1の切り込みが、前記第1のパイプ状部材が延びる方向と垂直な方向に形成され、
前記第1のパイプ状部材の先端側部分が直線状となっているときには、前記第1の切り込みが閉口して前記第1のパイプ状部材の内部空間と前記収納部材の内部空間とを離隔させ、前記第1のパイプ状部材の先端側部分が第1所定軸を軸にして所定方向に屈曲したときには、前記第1の切り込みが開口して前記第1のパイプ状部材の内部空間と前記収納部材の内部空間とを連通させ、
前記第2のパイプ状部材の先端側部分には少なくとも1つの第2の切り込みが、前記第2のパイプ状部材が延びる方向と垂直な方向に形成され、
前記第2のパイプ状部材の先端側部分が直線状となっているときには、前記第2の切り込みが開口して前記第2のパイプ状部材の内部空間と前記収納部材の内部空間とを連通させ、前記第2のパイプ状部材の先端側部分が前記第1所定軸と平行な第2所定軸を軸にして前記所定方向に屈曲したときには、前記第2の切り込みが閉口して前記第2のパイプ状部材の内部空間と前記収納部材の内部空間とを離隔させ、
前記第1所定軸は、前記第1のパイプ状部材の先端側部分が直線状となっているときの前記第1のパイプ状部材の先端側部分が延びる方向と垂直であり、かつ、前記第1の切り込みの切込み方向と平行であり、前記第1のパイプ状部材を通る軸であり、
前記第2所定軸は、前記第2のパイプ状部材の先端側部分が直線状となっているときの前記第2のパイプ状部材の先端側部分が延びる方向と垂直であり、かつ、前記第2の切り込みの切込み方向と平行であり、前記第2のパイプ状部材を通る軸であり、
前記所定方向は、
前記第1のパイプ状部材の先端側部分が直線状態から屈曲すると、前記第1の切り込みが、閉口状態から開口状態となる方向であり、
前記第2のパイプ状部材の先端側部分が直線状態から屈曲すると、前記第2の切り込みが、開口状態から閉口状態となる方向である、
ことを特徴とする関節運動アシストシステム。 - 前記第1の切り込みは、前記第1のパイプ状部材の先端側部分が、前記第1所定軸を軸にして前記所定方向に屈曲したときにV字状開口を形成し、前記第1のパイプ状部材の先端側部分が、直線状となったときに閉口状態になる切り込みであり、
前記第2の切り込みは、前記第2のパイプ状部材の先端側部分が、直線状となったときにV字状開口を形成し、前記第2のパイプ状部材の先端側部分が、前記第2所定軸を軸にして前記所定方向に屈曲したときに閉口状態になる切り込みである、
ことを特徴とする請求項1に記載の関節運動アシストシステム。 - 前記第1のパイプ状部材及び前記配管を介した前記ベローズへの作動流体の供給、及び、前記配管及び前記第2のパイプ状部材を介した前記ベローズからの作動流体の排出を行う流体給排装置を更に備え、
前記第1のパイプ状部材の末端部は、前記作動流体を供給する前記流体給排装置の吐出口に接続され、
前記第2のパイプ状部材の末端部は、前記作動流体を排出する前記流体給排装置の吸引口に接続されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の関節運動アシストシステム。 - 前記関節運動には、関節伸展状態から関節屈曲状態へ向かう第1回転方向に沿った第1関節運動、及び、関節屈曲状態から関節伸展状態へ向かう第2回転方向に沿った第2関節運動が含まれ、
前記第1のパイプ状部材の内部空間と前記ベローズの内部空間とを連通させ、かつ、前記第2のパイプ状部材の内部空間と前記ベローズの内部空間とを離隔させたときには、前記第1関節運動のアシストが行われ、
前記第1のパイプ状部材の内部空間と前記ベローズの内部空間とを離隔させ、かつ、前記第2のパイプ状部材の内部空間と前記ベローズの内部空間とを連通させたときには、前記第2関節運動のアシストが行われる、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の関節運動アシストシステム。 - 前記マスタ装置は、前記第1対象物と合同対称性、相似対称性及び左右対称性のいずれかの対称性を有する構造の第2対象物に装着され、
前記第1の切り込みの切り込み方向及び前記第2の切り込みの切り込み方向は、前記関節運動をアシストすべき前記第1対象物における関節に対応する前記第2対象物における関節の回動軸と平行である、
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の関節運動アシストシステム。 - 前記第1所定軸及び前記第2所定軸の双方は、前記第1対象物における関節運動をアシストすべき関節の回動運動の回動軸に対応する前記第2対象物の関節の回動運動の回動軸と平行であり、
前記所定方向は、前記第2対象物の関節を関節伸展状態から関節屈曲状態にする方向であり、
前記第1の切り込み部分及び前記第2の切り込み部分は、前記第2対象物の関節の回動運動の回動軸に対して垂直方向の関節部分に配置される、
ことを特徴とする請求項5に記載の関節運動アシストシステム。 - 前記第1のパイプ状部材の先端側部分及び前記第2のパイプ状部材の先端側部分は、前記関節部分の伸展側に配置され、
前記第1の切り込み部分は、前記関節部分の伸展側と対向する側とは反対側に形成され、前記第2の切り込み部分は、前記関節部分の伸展側と対向する側に形成される、
ことを特徴とする請求項6に記載の関節運動アシストシステム。 - 前記第1対象物には、人体の一方の手部における手指の少なくとも1つが含まれ、
前記第2対象物には、前記人体の他方の手部における手指の少なくとも1つが含まれる、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の関節運動アシストシステム。 - 前記第1対象物には、人体の手部における手指の少なくとも1つが含まれ、
前記第2対象物には、前記人体とは異なる人体の手部における手指の少なくとも1つが含まれる、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の関節運動アシストシステム。 - 前記第1対象物には、人体の一方の手首部が含まれ、
前記第2対象物には、前記人体の他方の手首部が含まれる、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の関節運動アシストシステム。 - 前記第1対象物には、人体の手首部が含まれ、
前記第2対象物には、前記人体とは異なる手首部が含まれる、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の関節運動アシストシステム。
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