JP6860743B2 - Joint movement assist device - Google Patents
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- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
- A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
Description
本発明は、関節運動アシスト装置に係り、より詳しくは、所定対象物の関節運動をアシストする関節運動アシスト装置に関する。 The present invention relates to a joint movement assist device, and more particularly to a joint movement assist device that assists the joint movement of a predetermined object.
従来から、リハビリテーションに用いられる様々な装置が提案されている。こうした装置の中には、理学療法士等に代って、患者の基本的動作の機能の回復を図るための治療体操運動をアシストするものがある。 Conventionally, various devices used for rehabilitation have been proposed. Some of these devices, on behalf of physiotherapists and the like, assist in therapeutic gymnastics exercises to restore the patient's basic movement functions.
かかる患者の運動をアシストする装置の一つとして、脳梗塞などの中枢神経障害により手指が麻痺して拘縮してしまった場合等に、ベローズの伸縮を利用して、手指の関節運動をアシストする装置がある(特許文献1参照:以下、「従来例」と呼ぶ)。かかる従来例のように、ベローズを用いた関節運動アシスト装置は、モータ及びワイヤにより駆動するアクチュエータを用いる方式の装置よりも軽量であるため、実用性が高い。また、ベローズを用いた関節運動アシスト装置は、低圧力での駆動が可能であるため、ダイヤフラム式ポンプやベーン式ポンプなどの低振動、低騒音のポンプを使用することができる。こうした点からも、伸縮可能なベローズを用いた関節運動アシスト装置は、実用性が高いといえる。 As one of the devices for assisting the movement of such a patient, when the finger is paralyzed and contracted due to a central nervous system disorder such as cerebral infarction, the expansion and contraction of the bellows is used to assist the joint movement of the finger. (See Patent Document 1: Hereinafter referred to as "conventional example"). As in the conventional example, the joint movement assist device using the bellows is lighter than the device using the actuator driven by the motor and the wire, and is therefore highly practical. Further, since the joint movement assist device using the bellows can be driven at a low pressure, a low vibration and low noise pump such as a diaphragm type pump or a vane type pump can be used. From this point as well, it can be said that the joint movement assist device using the stretchable bellows is highly practical.
この従来例の技術では、伸縮可能なベローズがアシスト対象となる関節に配置される。そして、当該ベローズの一方側端部に接続された一方側伝達部材が、アシスト対象となる関節に接続された一方側接続部位に装着される。また、当該ベローズの他方側端部に接続された他方側伝達部材が、アシスト対象となる関節に接続された他方側接続部位に装着される。こうした装着状態のもとで、ベローズからの空気の強制的排出が行われた場合には、ベローズが収縮することにより、関節屈曲状態から関節伸展状態へと変化する関節運動のアシストを行う。また、ベローズへの空気の強制的供給が行われた場合には、ベローズが膨張することにより、関節伸展状態から関節屈曲状態へと変化する関節運動のアシストを行うようになっている。 In this conventional technique, a stretchable bellows is placed at the joint to be assisted. Then, the one-sided transmission member connected to the one-sided end of the bellows is attached to the one-sided connecting portion connected to the joint to be assisted. Further, the other-side transmission member connected to the other-side end of the bellows is attached to the other-side connection portion connected to the joint to be assisted. When air is forcibly discharged from the bellows under such a wearing state, the bellows contracts to assist the joint movement that changes from the joint flexion state to the joint extension state. Further, when air is forcibly supplied to the bellows, the bellows expands to assist the joint movement that changes from the joint extension state to the joint flexion state.
上述した従来例の技術では、ベローズが発生させた関節運動をアシストする力は、一方側伝達部材により、当該一方側伝達部材に装着された一方側接続部位だけに直接的に伝達される。また、ベローズが発生させた当該力は、他方側伝達部材により、当該他方側伝達部材に装着された他方側接続部位だけに直接的に伝達される。こうした従来例の装置の構成で、例えば、膝関節や足首関節の運動を行わせた場合には、膝や足首に負荷がかかることがあった。したがって、従来例の技術では、関節運動のアシストについて、改善の余地があった。 In the above-described conventional technique, the force for assisting the joint movement generated by the bellows is directly transmitted only to the one-sided connection portion attached to the one-sided transmission member by the one-sided transmission member. Further, the force generated by the bellows is directly transmitted only to the other side connection portion mounted on the other side transmission member by the other side transmission member. With the configuration of such a conventional device, for example, when the knee joint or the ankle joint is exercised, a load may be applied to the knee or the ankle. Therefore, in the conventional technique, there is room for improvement in assisting joint movement.
このため、関節運動を行わせる際に、関節にかかる負荷を低減し、効果的なリハビリテーションを行うことができる技術が望まれている。かかる要請に応えることが、本発明が解決すべき課題の一つとして挙げられる。 Therefore, there is a demand for a technique capable of reducing the load applied to the joints and performing effective rehabilitation when performing joint exercises. Responding to such a request is one of the problems to be solved by the present invention.
本発明は、上記の事情を鑑みてなされたものであり、アシストすべき関節にかかる負荷を低減させる態様で、適切に関節運動をアシストすることができる新たな関節運動アシスト装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a new joint movement assist device capable of appropriately assisting joint movement in a manner of reducing the load applied to the joint to be assisted. The purpose.
本発明は、骨格構造を有する所定対象物に装着され、前記所定対象物の一方側部位と他方側部位とを接続している関節の機構を利用する関節運動をアシストする外骨格型の関節運動アシスト装置であって、前記関節運動をアシストすべき関節に用意され、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と;前記ベローズ内の作動流体圧を調整する調整部と;前記ベローズの一方側端部に接続されるとともに、前記一方側部位に装着される一方側伝達部材と;前記ベローズの他方側端部に接続されるとともに、前記他方側部位に装着される他方側伝達部材と;前記一方側部位が前記関節から延びる方向に沿って、前記一方側部位の側部に配置され、前記一方側伝達部材に取り付けられる一方側外骨格部材と;前記他方側部位が前記関節から延びる方向に沿って、前記他方側部位の側部に配置され、前記他方側伝達部材に取り付けられる他方側外骨格部材と;前記一方側外骨格部材の前記関節側の一端部、及び、前記他方側外骨格部材の前記関節側の一端部を、前記関節に対応する位置で前記関節の回動方向に回動可能となるように連接する連接機構と;を備え、前記一方側伝達部材は、前記ベローズの伸縮に起因する屈曲伸展関節運動をアシストする力を、前記一方側外骨格部材に伝え、前記他方側伝達部材は、前記ベローズの伸縮に起因する屈曲伸展関節運動をアシストする力を、前記他方側外骨格部材に伝える、ことを特徴とする関節運動アシスト装置である。 The present invention is an exoskeleton-type joint movement that is attached to a predetermined object having a skeletal structure and assists joint movement using a joint mechanism that connects one side portion and the other side portion of the predetermined object. An assist device, which is a force provided for a joint to assist the joint movement and assists the joint movement when arranged in a joint portion in a direction perpendicular to the rotation axis of the joint rotation movement. With a stretchable bellows to generate; an adjusting part for adjusting the working fluid pressure in the bellows; and a one-sided transmission member connected to one end of the bellows and attached to the one-sided portion; With the other side transmitting member connected to the other side end of the bellows and attached to the other side part; arranged on the side part of the one side part along the direction in which the one side part extends from the joint. And attached to the one-sided transmission member; the other-side portion is arranged on the side of the other-sided portion along the direction extending from the joint and attached to the other-side transmission member. With the other lateral skeleton member; the one end of the one lateral skeleton member on the joint side and the one end of the other lateral skeleton member on the joint side are rotated at positions corresponding to the joint. The one-sided transmission member transmits a force that assists the flexion-extension joint movement caused by the expansion and contraction of the bellows to the one-sided kyphosis member. The other-side transmission member is a joint movement assist device characterized in that a force for assisting flexion-extension joint movement due to expansion and contraction of the bellows is transmitted to the other-side ectoskeletal member.
当該関節運動アシスト装置では、所定対象物に当該装置が装着された場合に、一方側外骨格部材が、一方側部位が延びる方向に沿って当該一方側部位の側部に配置され、他方側外骨格部材が、他方側部位が延びる方向に沿って当該他方側部位の側部に配置される。そして、一方側外骨格部材の関節側の一端部と、他方側外骨格部材の関節側の一端部とが、関節に対応する位置で、当該関節の回動方向に回動可能となるように、連接機構により連接されている。こうした状態で、ベローズが膨張又は収縮すると、ベローズが発生させた力は、一方側伝達部材により一方側外骨格部材に伝達され、他方側伝達部材により他方側外骨格部材に伝達される。こうしてベローズが発生させた力は、一方側外骨格部材の関節側の一端部と他方側外骨格部材の関節側の一端部とを連接する連接機構に伝わり、当該連接機構により、一方側外骨格部材と他方側外骨格部材とが交差する角度が変化する。この結果、一方側部位と他方側部位とを接続している関節の運動がアシストされる。 In the joint movement assist device, when the device is attached to a predetermined object, one exoskeleton member is arranged on the side of the one side along the direction in which the one side extends, and the other side is outside. The skeletal member is arranged on the side portion of the other side portion along the direction in which the other side portion extends. Then, one end of the one-sided exoskeleton member on the joint side and one end of the other-side exoskeleton member on the joint side can rotate in the rotation direction of the joint at a position corresponding to the joint. , Are articulated by the articulation mechanism. When the bellows expands or contracts in such a state, the force generated by the bellows is transmitted to the one-side exoskeleton member by the one-side transmission member and to the other-side exoskeleton member by the other-side transmission member. The force generated by the bellows is transmitted to the articulating mechanism that connects one end of the one-sided exoskeleton member on the joint side and one end of the other-sided exoskeleton member on the joint side. The angle at which the member intersects the other exoskeleton member changes. As a result, the movement of the joint connecting the one-sided portion and the other-sided portion is assisted.
したがって、本発明の関節運動アシスト装置によれば、アシストすべき関節にかかる負荷を低減させる態様で、適切に関節運動をアシストすることができる。 Therefore, according to the joint movement assist device of the present invention, the joint movement can be appropriately assisted in a manner of reducing the load applied to the joint to be assisted.
ここで、所定対象物は、人体の部位であってもよいし、骨格構造を有する人体以外の対象物であってもよい。 Here, the predetermined object may be a part of the human body or an object other than the human body having a skeletal structure.
なお、軽量の柔らかい樹脂製のベローズを構成要素とすれば、関節運動アシスト装着の重さの軽量化を図ることができ、関節運動アシスト装着を装着する者の身体的負担を軽減することができる。 If a lightweight soft resin bellows is used as a component, the weight of the joint exercise assist wearing can be reduced, and the physical burden on the person wearing the joint movement assist wearing can be reduced. ..
本発明の関節運動アシスト装置では、前記連接機構は、前記一方側外骨格部材の前記一端部に固定され、前記一方側外骨格部材が前記一方側部位に装着されている時において、前記関節の回動運動方向に沿って、外周部に歯部が形成された一方側歯車部材と;前記他方側外骨格部材の前記一端部に固定され、前記他方側外骨格部材が前記他方側部位に装着されている時において、前記一方側歯車部材と噛合する歯部が、前記関節の回動運動方向に沿って、外周部に形成された他方側歯車部材と;前記一方側歯車部材と前記他方側歯車部材との噛合を確保するアーム部材と;を備える、構成とすることができる。この場合には、一軸を中心にして回動させたときの外骨格部材の回動運動に比べて、一方側外骨格部材及び他方側外骨格部材の回動運動を、例えば、膝関節の屈曲伸展運動や足首関節の屈曲伸展運動の実際の動きに近づけることができる。このため、より適切な関節運動をアシストすることができる。 In the joint movement assist device of the present invention, the articulating mechanism is fixed to the one end portion of the one-sided exoskeleton member, and when the one-sided exoskeleton member is attached to the one-sided portion, the joint A one-sided gear member having teeth formed on its outer periphery along the direction of rotational movement; fixed to the one end of the other-side exoskeleton member, and the other-side exoskeleton member attached to the other-side portion. When the joint is engaged with the one-sided gear member, the tooth portion meshes with the other-side gear member formed on the outer peripheral portion along the rotational movement direction of the joint; the one-side gear member and the other side. It can be configured to include an arm member that secures meshing with the gear member; In this case, the rotational movement of the one-sided exoskeleton member and the other-sided exoskeleton member is, for example, the flexion of the knee joint, as compared with the rotational movement of the exoskeleton member when rotated about one axis. It is possible to approach the actual movements of the extension movement and the flexion and extension movement of the ankle joint. Therefore, more appropriate joint movement can be assisted.
また、本発明の関節運動アシスト装置では、前記一方側外骨格部材は、前記一方側部位の内側に装着される一方側内側外骨格部材と;前記一方側部位の外側に装着される一方側外側外骨格部材と;を備え、前記他方側外骨格部材は、前記他方側部位の内側に装着される他方側内側外骨格部材と;前記他方側部位の外側に装着される他方側外側外骨格部材と;を備える、構成とすることができる。この場合には、一方側部位及び他方側部位の内側又は外側のいずれか一方に、外骨格部材を配置する場合に比べて、アシストすべき関節にかかる負荷を更に低減させることができる。このため、アシストすべき関節にかかる負荷を一層低減させる態様で、適切に関節運動をアシストすることができる。 Further, in the joint movement assist device of the present invention, the one-sided exoskeleton member is a one-sided medial exoskeleton member mounted inside the one-sided portion; and one-sided laterally mounted outside the one-sided portion. The other side exoskeleton member includes an exoskeleton member; the other side exoskeleton member is attached to the inside of the other side portion; and the other side outer exoskeleton member is attached to the outside of the other side portion. And; can be configured. In this case, the load applied to the joint to be assisted can be further reduced as compared with the case where the exoskeleton member is arranged on either the inside or the outside of the one-sided portion and the other-side portion. Therefore, the joint movement can be appropriately assisted in a manner that further reduces the load applied to the joint to be assisted.
本発明の関節運動アシスト装置では、前記ベローズは、前記関節運動をアシストすべき関節の屈曲側及び伸展側の少なくとも一方に配置される、ようにすることができる。この場合には、関節運動アシスト装置を装着する者が所望する配置位置にベローズを配置した関節運動アシスト装置を提供することができる。 In the joint movement assist device of the present invention, the bellows can be arranged on at least one of the flexion side and the extension side of the joint to assist the joint movement. In this case, it is possible to provide a joint movement assist device in which a bellows is arranged at a position desired by a person who wears the joint movement assist device.
また、本発明の関節運動アシスト装置では、前記関節運動をアシストすべき関節は、足首関節であり、前記一方側外骨格部材は、下肢における下腿部に装着され、前記他方側外骨格部材は、前記下肢における足部に装着され、前記足首関節部分に配置されるベローズは、前記足首関節の屈曲伸展運動をアシストする、ようにすることができる。この場合には、足首関節にかかる負荷を低減する態様で、足首関節の運動について効果的なリハビリテーションを行うことができる。 Further, in the joint movement assist device of the present invention, the joint to assist the joint movement is an ankle joint, the one-sided kyphosis member is attached to the lower leg portion of the lower limb, and the other-side kyphosis member is The bellows, which are attached to the foot portion of the lower limb and placed on the ankle joint portion, can assist the flexion / extension movement of the ankle joint. In this case, effective rehabilitation can be performed on the movement of the ankle joint in a manner of reducing the load applied to the ankle joint.
ここで、アシストすべき関節を足首関節とした場合に、前記足部の足裏が配置される足底部材を含む足部装着部を更に備える構成とし、前記他方側外骨格部材は、前記他方側外骨格部材の前記一端部とは反対側の他端部が前記足底部材に取り付けられる、ようにすることができる。この場合には、足部に足部装着部を装着して、足首関節の運動をアシストすることができる。そして、足部装着部を更に備える構成を採用した場合に、前記他方側外骨格部材の前記他端部は、前記足底部材に前記足首関節の回動方向に回動可能に取り付けられる、ようにすることができる。この場合には、アシストする足首関節の可動範囲を広げることができる。 Here, when the joint to be assisted is an ankle joint, a foot mounting portion including a sole member on which the sole of the foot is arranged is further provided, and the other exoskeleton member is the other. The other end of the lateral exoskeleton member opposite to the one end can be attached to the sole member. In this case, the foot attachment portion can be attached to the foot portion to assist the movement of the ankle joint. Then, when a configuration further including a foot mounting portion is adopted, the other end portion of the other side exoskeleton member is rotatably attached to the sole member in the rotation direction of the ankle joint. Can be. In this case, the range of motion of the ankle joint to be assisted can be expanded.
また、足部装着部を更に備える構成を採用した場合に、前記足底部材の中央部を、前記足底部材の周辺部より高く盛り上がった形状にすることができる。この場合には、土踏まずを有する足裏の形状にフィットした足底部材とすることができる。このため、足部の血流を促して、足部の血行を良くした状態で、関節運動をアシストすることができる。 Further, when a configuration including a foot mounting portion is adopted, the central portion of the sole member can be formed to have a shape that rises higher than the peripheral portion of the sole member. In this case, the sole member can be a sole member that fits the shape of the sole having an arch. Therefore, it is possible to assist the joint movement in a state where the blood flow in the foot is promoted and the blood circulation in the foot is improved.
また、足部装着部を更に備える構成を採用した場合に、前記足部の踵部の中央に対応する位置で、下腿部が延びる方向を軸にして回動可能に、前記足部装着部を取り付ける足台部材を更に備える、構成とすることができる。この場合には、足台部材に対して、足部装着部を回動させることで、足部の外転運動及び内転運動を行うことができる。 Further, when a configuration including a foot mounting portion is adopted, the foot mounting portion can be rotated around the direction in which the lower leg extends at a position corresponding to the center of the heel portion of the foot. It can be configured to further include a footrest member to which the above is attached. In this case, the abduction motion and the adduction motion of the foot can be performed by rotating the foot mounting portion with respect to the footrest member.
ここで、足台部材を更に備える構成を採用する場合に、前記足部の少なくとも一方の側部のつま先側に配置される側部配置ベローズを更に備える構成とし、前記足台部材における前記足部の少なくとも一方の側部の側には、前記足台部材の底部から立設した壁部が形成され、前記足台部材の壁部に前記側部配置ベローズの一方側端部が接続され、前記壁部に対向する側の足部装着部に前記側部配置ベローズの他方側端部が接続され、前記側部配置ベローズの伸長及び収縮により、前記足首関節の外転運動及び内転運動をアシストする、ようにすることができる。この場合には、側部配置ベローズ内の作動流体圧を調整して、足首関節の外転運動及び内転運動をアシストすることができる。 Here, in the case of adopting a configuration further including a footrest member, a configuration is further provided with a side arrangement bellows arranged on the toe side of at least one side of the foot portion, and the foot portion in the footrest member. A wall portion erected from the bottom of the footrest member is formed on the side of at least one side of the footrest member, and one end of the side-arranged bellows is connected to the wall portion of the footrest member. The other end of the side-arranged bellows is connected to the foot-mounted portion on the side facing the wall, and the extension and contraction of the side-arranged bellows assists the abduction and adduction movements of the ankle joint. Can be done. In this case, the working fluid pressure in the laterally arranged bellows can be adjusted to assist the abduction and adduction movements of the ankle joint.
また、アシストすべき関節を足首関節とした場合に、前記足部に装着される前記他方側伝達部材は、前記足首関節の屈曲伸展運動をアシストするベローズに取り付けられた足首側伝達部材と;前記足首側伝達部材に一方側端部が接続された内反矯正用ベローズと;前記内反矯正用ベローズの他方側端部に接続された足指側伝達部材と;を備え、前記下肢における足部に装着される前記他方側外骨格部材は、前記足部の内側に装着される足部内側外骨格部材と;前記足部の外側に装着される足部外側外骨格部材と;を備え、前記足首側伝達部材は、前記足部内側外骨格部材に取り付けられ、前記足指側伝達部材は、前記足部外側外骨格部材に取り付けられ、前記足部内側外骨格部材及び前記足部外側外骨格部材は、前記足部を固定する固定部材に、移動可能に取り付けられて、前記内反矯正ベローズの収縮により、内反した足部を矯正位置までアシストする、ようにすることができる。 Further, when the joint to be assisted is the ankle joint, the other side transmission member attached to the foot is the ankle side transmission member attached to the bellows that assists the flexion / extension movement of the ankle joint; A varus correction bellows having one end connected to the ankle-side transmission member; and a toe-side transmission member connected to the other end of the varus correction bellows; The other side outer skeleton member attached to the foot includes a foot inner outer skeleton member attached to the inside of the foot; and a foot outer outer skeleton member attached to the outside of the foot; The ankle-side transmission member is attached to the foot medial outer skeleton member, the toe-side transmission member is attached to the foot lateral outer skeleton member, and the foot medial outer skeleton member and the foot lateral outer skeleton. The member can be movably attached to the fixing member that fixes the foot, and the contraction of the varus correction bellows assists the varus foot to the correction position.
ここで、足部が内反状態のときには、足部が正常状態のときに比べて、足首側伝達部材と足指側伝達部材との距離が広がり、かつ、足首側伝達部材に取り付けられている足部内側外骨格部材と、足指側伝達部材に取り付けられている足部外側外骨格部材が平行となっていない。こうした足部が内反状態において、内反矯正ベローズが収縮すると、足首側伝達部材と足指側伝達部材との距離が狭まり、かつ、足首側伝達部材に取り付けられている足部内側外骨格部材と、足指側伝達部材に取り付けられている足部外側外骨格部材とが平行になるように、足部内側外骨格部材及び足部外側外骨格部材が移動する。この結果、内反した足部が矯正されて、足部を正常状態にすることができる。 Here, when the foot is in the varus state, the distance between the ankle-side transmission member and the toe-side transmission member is wider than when the foot is in the normal state, and the foot is attached to the ankle-side transmission member. The medial foot outer skeleton member and the lateral foot outer skeleton member attached to the toe side transmission member are not parallel to each other. When the varus correction bellows contracts while the foot is in a varus state, the distance between the ankle-side transmission member and the toe-side transmission member is narrowed, and the foot medial exoskeleton member attached to the ankle-side transmission member. The foot medial outer skeleton member and the foot lateral lateral skeleton member move so as to be parallel to the foot lateral lateral skeleton member attached to the toe side transmission member. As a result, the varus foot can be corrected and the foot can be brought to a normal state.
本発明の関節運動アシスト装置では、前記関節運動をアシストすべき関節は、足指関節である、とすることができる。この場合には、足指関節にかかる負荷を低減する態様で、足指関節の運動について効果的なリハビリテーションを行うことができる。 In the joint movement assist device of the present invention, the joint to assist the joint movement can be a toe joint. In this case, effective rehabilitation can be performed on the movement of the knuckle joint in a manner of reducing the load applied to the knuckle joint.
また、本発明の関節運動アシスト装置では、前記関節運動をアシストすべき関節は、膝関節であり、前記一方側外骨格部材は、大腿部に装着され、前記他方側外骨格部材は、下腿部に装着される、ようにすることができる。この場合には、膝関節にかかる負荷を低減する態様で、膝関節の運動について効果的なリハビリテーションを行うことができる。 Further, in the joint movement assist device of the present invention, the joint to assist the joint movement is a knee joint, the one-sided exoskeleton member is attached to the thigh, and the other-sided exoskeleton member is lower. It can be worn on the thigh. In this case, effective rehabilitation can be performed on the movement of the knee joint in a manner of reducing the load applied to the knee joint.
以上説明したように、本発明の関節運動アシスト装置によれば、アシストすべき関節にかかる負荷を低減させる態様で、適切に関節運動をアシストすることができるという効果を奏する。 As described above, the joint movement assist device of the present invention has an effect that the joint movement can be appropriately assisted in a manner of reducing the load applied to the joint to be assisted.
100A,100B,100D…関節運動アシスト装置、120A…膝関節運動アシスト部、130A,130B,130E,130F…足部関節運動アシスト部、2111,2112…第1外骨格部材、2121,2122,212F2…第2外骨格部材、2131,2132…第3外骨格部材、2141,2142…第4外骨格部材、2211,2212…第1連接部材(アーム部材)、2221,2222…第2連接部材(アーム部材)、2231,2232…軸部材、231…第1ベローズ、232…第2ベローズ、233…第3ベローズ、241…第1伝達部材、242…第2伝達部材、243…第3伝達部材、244…第4伝達部材、245…第5伝達部材、251,252,253…配管、261,262,263,264…取付用部材、265…指装着部材、266…取付用部材、270A,270C…足部装着部、271A,271B…足底部材、272…踵止め部材、2731,2732…取付部材、2751,2752…ベローズ取付部材、280A,280B…調整部、281…加圧ポンプ、282…減圧ポンプ、283…電気−空気圧制御弁、284…制御部、285,286…配管、350…外転・内転アシスト部、351…足台部材、3551,3552…側部配置ベローズ、441…第1伝達部材、442…第2伝達部材、443D,443E…第3伝達部材、444D,444E…第4伝達部材、445…第5伝達部材、530C,530D…足部関節運動アシスト部、5121,5122…第2外骨格部材、5131,5132…第3外骨格部材、5141,5142…第4外骨格部材、5221,O,5221,I,5222,O,5222,I…第2連接部材、5231,5232…軸部材、532…第2ベローズ、533…第3ベローズ、543…第3伝達部材、544…第4伝達部材、545…第5伝達部材、5621,5622…第2取付用部材、5631,5632…第3取付用部材、564…第4取付用部材(固定部材)、565…第5取付用部材、611…足首側伝達部材、612…足指側伝達部材、613…内反矯正用ベローズ、6211,6212…棒状部材挿入部、644…足底部材、645…第5伝達部材、FTL…左の下肢、CH…椅子、CS…台100A, 100B, 100D ... Joint movement assist device, 120A ... Knee joint movement assist part, 130A, 130B, 130E, 130F ... Foot joint movement assist part, 211 1 , 211 2 ... First exoskeleton member, 212 1 , 212 2, 212F 2 ... second outer frame member, 213 1, 213 2 ... third outer frame member, 214 1, 214 2 ... fourth outer frame member, 221 1, 221 2 ... first connecting member (arm member), 222 1 , 222 2 ... 2nd joint member (arm member), 223 1 , 223 2 ... Shaft member, 231 ... 1st bellows, 232 ... 2nd bellows, 233 ... 3rd bellows, 241 ... 1st transmission member, 242 ... 2nd transmission member, 243 ... 3rd transmission member, 244 ... 4th transmission member, 245 ... 5th transmission member, 251,252,253 ... Piping, 261,262,263,264 ... Mounting member, 265 ... Finger Mounting member, 266 ... Mounting member, 270A, 270C ... Foot mounting part, 271A, 271B ... Sole member, 272 ... Ankle stop member, 273 1 , 273 2 ... Mounting member, 275 1 , 275 2 ... Bellows mounting member , 280A, 280B ... Adjustment unit, 281 ... Pressurized pump, 282 ... Decompression pump, 283 ... Electric-pneumatic control valve, 284 ... Control unit, 285, 286 ... Piping, 350 ... Abduction / adduction assist unit, 351 ... Footrest member, 355 1 , 355 2 ... Side arrangement bellows, 441 ... 1st transmission member, 442 ... 2nd transmission member, 443D, 443E ... 3rd transmission member, 444D, 444E ... 4th transmission member, 445 ... 5 Transmission member, 530C, 530D ... Foot joint movement assist part, 512 1 , 512 2 ... Second ectoskeletal member, 513 1 , 513 2 ... Third ectoskeletal member, 514 1 , 514 2 ... Fourth ectoskeletal member 522 1, O , 522 1, I , 522 2, O , 522 2, I ... 2nd articulated member, 523 1 , 523 2 ... Shaft member, 532 ... 2nd bellows, 533 ... 3rd bellows, 543 ... 3
以下、本発明の実施形態を、添付図面を参照して説明する。なお、実施形態においては、人体の左の下肢に装着される関節運動アシスト装置を例示して説明する。また、以下の説明及び図面においては、同一又は同等の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiment, a joint movement assist device attached to the left lower limb of the human body will be described as an example. Further, in the following description and drawings, the same or equivalent elements are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
[第1実施形態]
まず、本発明の第1実施形態を、図1〜図10を参照して説明する。[First Embodiment]
First, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
<構成>
図1,2には、第1実施形態に係る関節運動アシスト装置100Aの外観図が示されている。図1,2における座標系(X,Y,Z)は、図示の通りに定義されている。ここで、図1は、人体の左の下肢(FTL)に装着された関節運動アシスト装置100Aを、人体が椅子CHに座った状態で、−X方向側(左の下肢の左側である外側)から眺めた外観図(YZ平面視図)である。また、図2は、図1に示される関節運動アシスト装置100Aを、+X方向側(左の下肢の右側である内側)から眺めた外観図(YZ平面視図)である。<Structure>
1 and 2 show an external view of the joint movement assist
図1,2により総合的に示されるように、関節運動アシスト装置100Aは、第1外骨格部材2111,2112と、第2外骨格部材2121,2122と、第3外骨格部材2131,2132と、第4外骨格部材2141,2142とを備えている。また、関節運動アシスト装置100Aは、第1連接部材2211,2212と、第2連接部材2221,2222と、軸部材2231,2232とを備えている。As comprehensively shown by FIGS. 1 and 2, the joint movement assist
また、関節運動アシスト装置100Aは、第1ベローズ231と、第2ベローズ232と、第3ベローズ233とを備えている。また、関節運動アシスト装置100Aは、第1伝達部材241と、第2伝達部材242と、第3伝達部材243と、第4伝達部材244と、第5伝達部材245とを備えている。さらに、関節運動アシスト装置100Aは、足部装着部270Aと、調整部280Aとを備えている。
Further, the joint movement assist
第1実施形態では、上述した関節運動アシスト装置100Aの構成要素のうち、図3に示されるように、第1外骨格部材2111,2112と、第2外骨格部材2121,2122と、第1連接部材2211,2212と、第1ベローズ231と、第1伝達部材241と、第2伝達部材242とを備えて構成された部分を、膝関節運動アシスト部120Aと記す。当該膝関節運動アシスト部120Aは、所定対象物としての「人体の左脚」の膝関節の機構を利用して行われる関節運動をアシストする。In the first embodiment, among the components of the joint movement assist
また、第1実施形態では、上述した関節運動アシスト装置100Aの構成要素のうち、図4に示されるように、第2外骨格部材2121,2122と、第3外骨格部材2131,2132と、第4外骨格部材2141,2142と、第2連接部材2221,2222と、軸部材2231,2232と、第2ベローズ232と、第3ベローズ233と、第3伝達部材243と、第4伝達部材244と、第5伝達部材245と、足部装着部270Aとを備えて構成された部分を、足部関節運動アシスト部130Aと記す。そして、図5には、図4に示した四角枠の部分を、+Z方向側から視たときの概念図が示されている。なお、図5では、足部関節運動アシスト部130Aを装着する足部の図示を省略している。当該足部関節運動アシスト部130Aは、所定対象物としての「人体の左足」の足首関節(踝関節)及び足指関節の機構を利用して行われる関節運動をアシストする。Further, in the first embodiment, among the components of the joint movement assist
上記の第1外骨格部材2111,2112は、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板状外骨格部材と、当該長板状外骨格部材における長手方向の一方の端部に固定された外歯歯車とから構成されている。第1外骨格部材2111は、股関節から膝関節へ延びる方向に沿って、左大腿部の外側(−X方向側)に配置される。また、第1外骨格部材2112は、股関節から膝関節へ延びる方向に沿って、左大腿部の内側(+X方向側)に配置される。そして、第1外骨格部材2111,2112は、例えば、硬樹脂製の取付用部材261を介して、第1伝達部材241に取り付けられ、第1伝達部材241とともに、左大腿部に装着される。The
ここで、関節運動をアシストすべき関節が膝関節の場合には、左大腿部が一方側部位に対応し、第1外骨格部材2111,2112は、一方側外骨格部材に対応している。そして、第1外骨格部材2111は、一方側外側外骨格部材に対応し、第1外骨格部材2112は、一方側内側外骨格部材に対応している。Here, when the joint to assist the joint movement is the knee joint, the left thigh corresponds to one side portion, and the
上記の第2外骨格部材2121,2122は、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板状外骨格部材と、当該長板状外骨格部材における長手方向の両方の端部に固定された外歯歯車とから構成されている。第2外骨格部材2121は、膝関節から足首関節へ延びる方向に沿って、左下腿部の外側(−X方向側)に配置される。また、第2外骨格部材2122は、膝関節から足首関節へ延びる方向に沿って、左下腿部の内側(+X方向側)に配置される。そして、第2外骨格部材2121,2122は、硬樹脂製等の取付用部材262を介して、第2伝達部材242に取り付けられ、第2伝達部材242とともに、左下腿部に装着される。また、第2外骨格部材2121,2122は、硬樹脂製等の取付用部材263を介して、第3伝達部材243に取り付けられ、第3伝達部材243とともに、左下腿部に装着される。The second exoskeleton members 212 1 and 212 2 are, for example, steel members, and are fixed to both the long plate-shaped exoskeleton member and the end portions of the long plate-shaped exoskeleton member in the longitudinal direction. It is composed of an exoskeleton gear. The second exoskeleton member 212 1 is arranged on the outside (-X direction side) of the left lower leg along the direction extending from the knee joint to the ankle joint. Further, the second exoskeleton member 212 2 is arranged inside the left lower leg (+ X direction side) along the direction extending from the knee joint to the ankle joint. Then, the second exoskeleton members 212 1 and 212 2 are attached to the
第2外骨格部材2121における膝関節側の端部の外歯歯車は、膝関節に対応する位置で、第1外骨格部材2111における膝関節側の端部の外歯歯車と噛合し、当該噛合が第1連接部材(アーム部材)2211により確保されている。また、第2外骨格部材2122における膝関節側の端部の外歯歯車は、膝関節に対応する位置で、第1外骨格部材2112における膝関節側の端部の外歯歯車と噛合し、当該噛合が第1連接部材(アーム部材)2212により確保されている。そして、当該噛合により、第1外骨格部材2111,2112及び第2外骨格部材2121,2122は、膝関節に対応する位置で、互いに膝関節の回動方向に回動可能となっている。The external tooth gear at the end of the second exoskeleton member 212 1 on the knee joint side meshes with the external tooth gear at the end on the knee joint side of the first exoskeleton member 211 1 at a position corresponding to the knee joint. the mesh is secured by a first connecting member (arm member) 221 1. Further, the external tooth gear at the end of the second exoskeleton member 212 2 on the knee joint side meshes with the external tooth gear at the end of the
ここで、第2外骨格部材2121における膝関節側の端部の外歯歯車、第1外骨格部材2111における膝関節側の端部の外歯歯車及び第1連接部材2211が、膝関節の外側での連接機構に対応している。また、第2外骨格部材2122における膝関節側の端部の外歯歯車、第1外骨格部材2112における膝関節側の端部の外歯歯車及び第1連接部材2212が、膝関節の内側での連接機構に対応している。Here, the external gear of the end of the knee joint side of the second outer frame member 212 1, the external gears and the
また、関節運動をアシストすべき関節が膝関節の場合には、左下腿部が他方側部位に対応し、第2外骨格部材2121,2122は、他方側外骨格部材に対応している。そして、第2外骨格部材2121は、他方側外側外骨格部材に対応し、第2外骨格部材2122は、他方側内側外骨格部材に対応している。When the joint to assist the joint movement is the knee joint, the left lower leg corresponds to the other side portion, and the second exoskeleton members 212 1 and 212 2 correspond to the other side exoskeleton member. .. The second exoskeleton member 212 1 corresponds to the other side outer exoskeleton member, and the second exoskeleton member 212 2 corresponds to the other side inner exoskeleton member.
一方、関節運動をアシストすべき関節が足首関節の場合には、左下腿部が一方側部位に対応し、第2外骨格部材2121,2122は、一方側外骨格部材に対応している。そして、第2外骨格部材2121は、一方側外側外骨格部材に対応し、第2外骨格部材2122は、一方側内側外骨格部材に対応している。On the other hand, when the joint to assist the joint movement is the ankle joint, the left lower leg corresponds to one side portion, and the second exoskeleton members 212 1 and 212 2 correspond to the one side exoskeleton member. .. The second exoskeleton member 212 1 corresponds to the one-side outer exoskeleton member, and the second exoskeleton member 212 2 corresponds to the one-side inner exoskeleton member.
上記の第3外骨格部材2131,2132は、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板状外骨格部材と、当該長板状外骨格部材における長手方向の一方の端部に固定された外歯歯車とから構成されている。第3外骨格部材2131は、足首関節から足指関節へ延びる方向に沿って、左足部の外側(−X方向側)に配置される。また、第3外骨格部材2132は、足首関節から足指関節へ延びる方向に沿って、左足部の内側(+X方向側)に配置される。そして、第3外骨格部材2131,2132は、硬樹脂製の取付用部材264を介して、第4伝達部材244に取り付けられ、第4伝達部材244とともに、左足部に装着される。The
第3外骨格部材2131における足首関節側の端部の外歯歯車は、足首関節に対応する位置で、第2外骨格部材2121における足首関節側の端部の外歯歯車と噛合し、当該噛合が第2連接部材2221により確保されている。また、第3外骨格部材2132における足首関節側の端部の外歯歯車は、足首関節に対応する位置で、第2外骨格部材2122における足首関節側の端部の外歯歯車と噛合し、当該噛合が第2連接部材2222により確保されている。そして、当該噛合により、第2外骨格部材2121,2122及び第3外骨格部材2131,2132は、足首関節に対応する位置で、互いに足首関節の回動方向に回動可能となっている。The external gear at the end of the
ここで、第3外骨格部材2131における足首関節側の端部の外歯歯車、第2外骨格部材2121における足首関節側の端部の外歯歯車及び第2連接部材2221が、足首関節の外側での連接機構に対応している。また、第3外骨格部材2132における足首関節側の端部の外歯歯車、第2外骨格部材2122における足首関節側の端部の外歯歯車及び第2連接部材2222が、足首関節の内側での連接機構に対応している。Here, the external tooth gear at the end of the
また、関節運動をアシストすべき関節が足首関節の場合には、左足部が他方側部位に対応し、第3外骨格部材2131,2132は、他方側外骨格部材に対応している。そして、第3外骨格部材2131は、他方側外側外骨格部材に対応し、第3外骨格部材2132は、他方側内側外骨格部材に対応している。When the joint to assist the joint movement is the ankle joint, the left foot portion corresponds to the other side portion, and the
一方、関節運動をアシストすべき関節が足指関節の場合には、左足部の踵側が一方側部位に対応し、第3外骨格部材2131,2132は、一方側外骨格部材に対応している。そして、第3外骨格部材2131は、一方側外側外骨格部材に対応し、第3外骨格部材2132は、一方側内側外骨格部材に対応している。On the other hand, when the joint to assist the joint movement is the toe joint, the heel side of the left foot corresponds to one side part, and the
上記の第4外骨格部材2141,2142は、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板状外骨格部材となっている。第4外骨格部材2141は、足指関節から指先へ延びる方向に沿って、左足部の小指側(−X方向側)に配置される。また、第4外骨格部材2142は、足指関節から指先へ延びる方向に沿って、左足部の母指側(+X方向側)に配置される。そして、第4外骨格部材2141,2142は、足指の五指に装着される硬い樹脂製の指装着部材265に取り付けられることにより、第5伝達部材245に取り付けられ、左足部の足指に装着される。The
第4外骨格部材2141における足指関節側の端部は、足指関節に対応する位置で、第3外骨格部材2131における足指関節側の端部に、軸部材2231を軸にして、回動可能に取り付けられている。また、第4外骨格部材2142における足指関節側の端部は、足指関節に対応する位置で、第3外骨格部材2132における足指関節側の端部に、軸部材2232を軸にして、回動可能に取り付けられている。The end of the
ここで、関節運動をアシストすべき関節が足指関節の場合には、左足部の足指側が他方側部位に対応し、第4外骨格部材2141,2142は、他方側外骨格部材に対応している。そして、第4外骨格部材2141は、他方側外側外骨格部材に対応し、第4外骨格部材2142は、他方側内側外骨格部材に対応している。Here, when the joint to assist the joint movement is the toe joint, the toe side of the left foot corresponds to the other side portion, and the
上記の第1ベローズ231は、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材であり、膝関節の関節軸の周りに沿って、膝の表側(伸展側)に配置される。第1ベローズ231の一方側端部は、第1伝達部材241の他方側の端部側に形成された接続部に接続され、第1ベローズ231の他方側端部は、第2伝達部材242の一方側の端部側に形成された接続部に接続される。ここで、第1ベローズ231には、可撓性を有する樹脂製の配管251が取り付けられ、当該第1ベローズ231は、配管251を介して調整部280Aと連通している。そして、第1ベローズ231内の空気圧が変化すると、当該第1ベローズ231が膨縮する。この結果、第1ベローズ231が膝関節の関節運動をアシストする力を発生させる。
The first bellows 231 is a stretchable resin member having annular grooves at equal intervals, and is arranged on the front side (extension side) of the knee along the circumference of the joint axis of the knee joint. One end of the first bellows 231 is connected to a connecting portion formed on the other end side of the
上記の第2ベローズ232は、第1ベローズ231と同様に、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材であり、足首関節の関節軸の周りに沿って、足首の甲側に配置される。第2ベローズ232の一方側端部は、第3伝達部材243の他方側の端部側に形成された接続部に接続され、第2ベローズ232の他方側端部は、第4伝達部材244の一方側の端部側に形成された接続部に接続される。ここで、第2ベローズ232には、可撓性を有する樹脂製の配管252が取り付けられ、当該第2ベローズ232は、配管252を介して調整部280Aと連通している。そして、第2ベローズ232内の空気圧が変化すると、当該第2ベローズ232が膨縮する。この結果、第2ベローズ232が足首関節の関節運動をアシストする力を発生させる。
The second bellows 232, like the first bellows 231, is a stretchable resin member having annular grooves at equal intervals, and is arranged on the instep side of the ankle along the joint axis of the ankle joint. Will be done. One end of the second bellows 232 is connected to a connecting portion formed on the other end side of the
上記の第3ベローズ233は、第1ベローズ231及び第2ベローズ232と同様に、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材であり、足指関節の関節軸の周りに沿って、指背側に配置される。第3ベローズ233の一方側端部は、第4伝達部材244の他方側の端部側に形成された接続部に接続され、第3ベローズ233の他方側端部は、第5伝達部材245の一方側の端部側に形成された接続部に接続される。ここで、第3ベローズ233には、可撓性を有する樹脂製の配管253が取り付けられ、当該第3ベローズ233は、配管253を介して調整部280Aと連通している。そして、第3ベローズ233内の空気圧が変化すると、当該第3ベローズ233が膨縮する。この結果、第3ベローズ233が五指の足指関節の関節運動をアシストする力を発生させる。
The third bellows 233, like the
上記の第1伝達部材241は、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板部を有している。そして、当該長板部には、他方側の端部に折り曲げられた接続部が形成されている。ここで、当該接続部には、配管251を通す穴が成型加工されている。第1伝達部材241の長板部の他方側の端部には、第1ベローズ231を介して、第2伝達部材242が接続されている。そして、第1伝達部材241の他方側の端部側の接続部は、第1ベローズ231の一方側端部に接続されている。当該第1伝達部材241の長板部は、硬樹脂製の取付用部材261を介して、第1外骨格部材2111,2112に取り付けられ、第1外骨格部材2111,2112とともに、左大腿部に装着される。The
上記の第2伝達部材242は、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板部を有している。そして、当該長板部には、一方側の端部に折り曲げられた接続部が形成されている。第2伝達部材242の長板部の一方側の端部には、第1ベローズ231を介して、第1伝達部材241が接続されている。そして、第2伝達部材242の一方側の端部側の接続部は、第1ベローズ231の他方側端部に接続されている。当該第2伝達部材242の長板部は、硬樹脂製の取付用部材262を介して、第2外骨格部材2121,2122に取り付けられ、第2外骨格部材2121,2122とともに、左下腿部に装着される。The
上記の第3伝達部材243は、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板部を有している。そして、当該長板部には、他方側の端部に折り曲げられた接続部が形成されている。第3伝達部材243の長板部の他方側の端部には、第2ベローズ232を介して、第4伝達部材244が接続されている。そして、第3伝達部材243の他方側の端部側の接続部は、第2ベローズ232の一方側端部に接続されている。当該第3伝達部材243の長板部は、硬樹脂製の取付用部材263を介して、第2外骨格部材2121,2122に取り付けられ、第2外骨格部材2121,2122とともに、左下腿部に装着される。The
上記の第4伝達部材244は、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板部を有している。そして、当該長板部の両端部には、折り曲げられた接続部が形成されている。ここで、第4伝達部材244の一方側の端部側に形成された接続部には、配管252を通す穴が成型加工されている。第4伝達部材244の長板部の一方側の端部には、第2ベローズ232を介して、第3伝達部材243が接続されている。そして、第4伝達部材244の一方側の端部側の接続部は、第2ベローズ232の他方側端部に接続されている。
The
また、第4伝達部材244の長板部の他方側の端部には、第3ベローズ233を介して、第5伝達部材245が接続されている。そして、第4伝達部材244の他方側の端部側の接続部は、第3ベローズ233の一方側端部に接続されている。当該第4伝達部材244の長板部は、硬樹脂製の取付用部材264を介して、第3外骨格部材2131,2132に取り付けられ、第3外骨格部材2131,2132とともに、左足部に装着される。Further, a
上記の第5伝達部材245は、例えば、鋼鉄製の部材であり、長板部を有している。そして、当該長板部には、一方側の端部に折り曲げられた接続部が形成されている。ここで、当該接続部には、配管253を通す穴が成型加工されている。第5伝達部材245の長板部の一方側の端部には、第3ベローズ233を介して、第4伝達部材244が接続されている。そして、第5伝達部材245の一方側の端部側の接続部は、第3ベローズ233の他方側端部に接続されている。当該第5伝達部材245の長板部は、足指の五指に装着される硬い樹脂製の指装着部材265を介して、第4外骨格部材2141,2142に取り付けられ、左足部の足指に装着される。The
《足部装着部270Aの構成》
上記の足部装着部270Aの構成について、説明する。足部装着部270Aは、図6(A),(B)により総合的に示されるように、足底部材271Aと、踵止め部材272と、取付部材2731,2732とを備えている。ここで、図6(A)は、足部装着部270Aを−X方向側から視た図であり、図5(B)は、足部装着部270Aを足部の甲側(+Z方向側)から視た図である。<< Configuration of
The configuration of the
上記の足底部材271Aは、例えば、鋼鉄製の部材であり、長方形状の平板に成形されている。当該足底部材271Aには、足部の足裏が配置され、硬樹脂製の取付用部材264,266(図1,2,4参照、図6(A),(B)においては不図示)により、当該足部が装着される。
The
上記の踵止め部材272は、例えば、鋼鉄製の部材であり、足底部材271Aにおける−Y方向側の端部に固定される。当該踵止め部材272により、足底部材271Aに配置される足部の踵部を支持するようになっている。
The
上記の取付部材2731,2732は、例えば、鋼鉄製の部材である。当該取付部材2731は、足底部材271Aの+Y方向側の端部における−X方向側に形成される。そして、取付部材2731には、第3外骨格部材2131の足指関節側の端部及び第4外骨格部材2141の足指関節側の端部が、軸部材2231を軸にして、回動可能に取り付けられる。また、当該取付部材2732は、足底部材271Aの+Y方向側の端部における+X方向側に形成される。そして、取付部材2732には、第3外骨格部材2132の足指関節側の端部及び第4外骨格部材2142の足指関節側の端部が、軸部材2232を軸にして、回動可能に取り付けられる。The mounting
《調整部280Aの構成》
上記の調整部280Aの構成について、説明する。調整部280Aは、配管251を介して膝関節運動アシスト部120Aの第1ベローズ231と連通している。また、調整部280Aは、配管252を介して足部関節運動アシスト部130Aの第2ベローズ232と連通している。さらに、調整部280Aは、配管253を介して足部関節運動アシスト部130Aの第3ベローズ233と連通している。以下の説明においては、これらのベローズを総称して、単に「ベローズ」とも記す。<< Configuration of
The configuration of the
かかる連通関係を有する調整部280Aは、図7に示されるように、加圧ポンプ281と、減圧ポンプ282と、電気−空気圧制御弁283と、制御部284とを備えている。また、調整部280Aは、配管285,286を備えている。
As shown in FIG. 7, the adjusting
上記の加圧ポンプ281は、配管285を介して、電気−空気圧制御弁283のポンプ側接続口の一方側に接続されている。この加圧ポンプ281は、ベローズへの空気の強制的供給を行う際に利用される。上記の減圧ポンプ282は、配管286を介して、電気−空気圧制御弁283のポンプ側接続口の他方側に接続されている。この減圧ポンプ282は、ベローズからの空気の強制的排出を行う際に、利用される。
The pressurizing
上記の電気−空気圧制御弁283は、流路切換弁と、圧力制御弁(比例ソレノイドバルブ)とを備えて構成されている。この流路切換弁の入口側の一方が加圧ポンプ281に接続されているとともに、入口側の他方が減圧ポンプ282に接続されている。
The electric-
そして、流路切換弁は、制御部284による制御のもとで、ベローズへの空気の強制的供給を行う際には、加圧ポンプ281に接続されている配管285と指定されたベローズと連通している配管とを接続して流路を形成する。また、流路切換弁は、制御部284による制御のもとで、ベローズからの空気の強制的排出を行う際には、減圧ポンプ282に接続されている配管286と指定されたベローズと連通している配管とを接続して流路を形成する。
Then, the flow path switching valve communicates with the
例えば、第1ベローズ231への空気の強制的供給を行う際には、流路切換弁は、配管285と配管251とを接続して流路を形成する。また、第1ベローズ231からの空気の強制的排出を行う際には、流路切換弁は、配管286と配管251とを接続して流路を形成する。
For example, when forcibly supplying air to the first bellows 231, the flow path switching valve connects the
また、第2ベローズ232への空気の強制的供給を行う際には、流路切換弁は、配管285と配管252とを接続して流路を形成する。また、第2ベローズ232からの空気の強制的排出を行う際には、流路切換弁は、配管286と配管252とを接続して流路を形成する。さらに、第3ベローズ233への空気の強制的供給を行う際には、流路切換弁は、配管285と配管253とを接続して流路を形成する。また、第3ベローズ233からの空気の強制的排出を行う際には、流路切換弁は、配管286と配管253とを接続して流路を形成する。
Further, when forcibly supplying air to the second bellows 232, the flow path switching valve connects the
また、圧力制御弁は、制御部284による制御のもとで、空気圧力を制御して、ベローズ内の空気圧を変化させる。
Further, the pressure control valve controls the air pressure under the control of the
上記の制御部284は、ベローズからの空気の強制的排出、及び、ベローズへの空気の強制的供給の切り換え、並びに、ベローズ内の空気圧の制御を行う。かかる制御に際して、ベローズへの空気の強制的供給を行う場合には、制御部284は、電気−空気圧制御弁283が加圧ポンプ281と関節運動を行うベローズとを接続する流路を形成し、ベローズ内の空気圧力を調整するように、制御する。また、ベローズからの空気の強制的排出を行う場合には、制御部284は、電気−空気圧制御弁283が減圧ポンプ282と関節運動を行うベローズとを接続する流路を形成し、ベローズ内の空気圧力を調整するように、制御する。
The
こうした制御は、実験、シミュレーション、経験等による脳波、筋力に関する生体情報に基づいて行われるようになっている。ここで、脳波、筋力に関する生体情報は、不図示の検出部が、脳波、筋電図、筋肉の硬さ等を検出することで、取得するようにすることができる。 Such control is performed based on biological information on brain waves and muscular strength based on experiments, simulations, experiences, and the like. Here, the biological information on the electroencephalogram and the muscle strength can be acquired by the detection unit (not shown) detecting the electroencephalogram, the electromyogram, the hardness of the muscle and the like.
<動作>
以上のようにして構成された関節運動アシスト装置100Aの動作について、膝関節、足首関節及び足指関節の機構を利用する関節運動のアシスト動作を説明する。<Operation>
Regarding the operation of the joint movement assist
当初においては、関節運動アシスト装置100Aでは、調整部280Aによる第1ベローズ231、第2ベローズ232及び第3ベローズ233内の空気圧調整は行われていないものとする。そして、人体は椅子CHに座り、下肢は図8に示される状態で、足部が台CSに載置されているものとする。
Initially, in the joint movement assist
図8に示される状態から、調整部280Aが、第1ベローズ231からの空気の強制的排出を行うための制御を行うと、第1ベローズ231内の空気圧が下降する。そして、第1ベローズ231内の空気圧が下降すると、第1ベローズ231が収縮する。
From the state shown in FIG. 8, when the adjusting
こうして第1ベローズ231が収縮すると、第1ベローズ231が、膝関節を伸展状態にする回転方向の力を発生する。当該力により、第2伝達部材242が、膝関節の関節軸を回動軸にして、第1伝達部材241に対して回転する。
When the
そして、当該回転力が、第1伝達部材241を装着する大腿部及び当該大腿部の両側部に配置された第1外骨格部材2111,2112に伝達されるとともに、第2伝達部材242を装着する下腿部及び当該下腿部の両側部に配置された第2外骨格部材2121,2122に伝達される。ここで、第2外骨格部材2121における膝関節側の端部の外歯歯車は、膝関節に対応する位置で、第1外骨格部材2111における膝関節側の端部の外歯歯車と噛合し、当該噛合が第1連接部材2211により確保されている。また、第2外骨格部材2122における膝関節側の端部の外歯歯車は、膝関節に対応する位置で、第1外骨格部材2112における膝関節側の端部の外歯歯車と噛合し、当該噛合が第1連接部材2212により確保されている。Then, the rotational force is transmitted to the thigh to which the
このため、第2外骨格部材2121が、第1連接部材2211を含む連接機構を利用して、第1外骨格部材2111に対して回転し、第2外骨格部材2122が、第1連接部材2212を含む連接機構を利用して、第1外骨格部材2112に対して回転する。この結果、膝関節に負担をかけることなく、下腿部が大腿部に対して回転し、膝関節は伸展状態になる。Therefore, the second outer frame member 212 1, by utilizing the articulation mechanism including a
また、調整部280Aが、第2ベローズ232からの空気の強制的排出を行うための制御を行うと、第2ベローズ232内の空気圧が下降して、第2ベローズ232が収縮する。こうして第2ベローズ232が収縮すると、第2ベローズ232が、足首関節を伸展状態にする回転方向の力を発生する。当該力により、第4伝達部材244が、足首関節の関節軸を回動軸にして、第3伝達部材243に対して回転する。
Further, when the adjusting
そして、当該回転力が、第3伝達部材243を装着する下腿部及び当該下腿部の両側部に配置された第2外骨格部材2121,2122に伝達されるとともに、第4伝達部材244を装着する足部及び当該足部の両側部に配置された第3外骨格部材2131,2132に伝達される。ここで、第3外骨格部材2131における足首関節側の端部の外歯歯車は、足首関節に対応する位置で、第2外骨格部材2121における足首関節側の端部の外歯歯車と噛合し、当該噛合が第2連接部材2221により確保されている。また、第3外骨格部材2132における足首関節側の端部の外歯歯車は、足首関節に対応する位置で、第2外骨格部材2122における足首関節側の端部の外歯歯車と噛合し、当該噛合が第2連接部材2222により確保されている。Then, the rotational force is transmitted to the lower leg portion to which the
このため、第3外骨格部材2131が、第2連接部材2221を含む連接機構を利用して、第2外骨格部材2121に対して回転し、第3外骨格部材2132が、第2連接部材2222を含む連接機構を利用して、第2外骨格部材2122に対して回転する。この結果、足首関節に負担をかけることなく、足部が下腿部に対して回転し、足首関節は伸展(背屈)状態になる。Therefore, the
また、調整部280Aが、第3ベローズ233からの空気の強制的排出を行うための制御を行うと、第3ベローズ233内の空気圧が下降して、第3ベローズ233が収縮する。こうして第3ベローズ233が収縮すると、第3ベローズ233が、足指関節を伸展状態にする回転方向の力を発生する。当該力により、第5伝達部材245が、足指関節の関節軸を回動軸にして、第4伝達部材244に対して回転する。
Further, when the adjusting
そして、当該回転力が、第4伝達部材244を装着する踵側の足部及び当該踵側の足部の両側部に配置された第3外骨格部材2131,2132に伝達されるとともに、第5伝達部材245を装着する足部の足指及び当該足指の両側部に配置された第4外骨格部材2141,2142に伝達される。ここで、第4外骨格部材2141における足指関節側の端部は、足指関節に対応する位置で、第3外骨格部材2131における足指関節側の端部に、軸部材2231を軸にして、回動可能に取り付けられている。また、第4外骨格部材2142における足指関節側の端部は、足指関節に対応する位置で、第3外骨格部材2132における足指関節側の端部に、軸部材2232を軸にして、回動可能に取り付けられている。Then, the rotational force is transmitted to the foot on the heel side to which the
このため、第4外骨格部材2141が、軸部材2231を軸にして、第3外骨格部材2131に対して回転し、第4外骨格部材2142が、軸部材2232を軸にして、第3外骨格部材2132に対して回転する。この結果、足指関節に負担をかけることなく、足部の足指が踵側の足部に対して回転し、足指関節は伸展状態になる。Therefore, the
こうして膝関節、足首関節及び足指関節が伸展状態となったときの関節運動アシスト装置100Aの状態が図9に示されている。
FIG. 9 shows the state of the joint movement assist
また、図9に示される状態から、調整部280Aが、第1ベローズ231への空気の強制的供給を行うための制御を行うと、第1ベローズ231内の空気圧が上昇する。そして、第1ベローズ231内の空気圧が上昇すると、第1ベローズ231が膨張する。
Further, when the adjusting
こうして第1ベローズ231が膨張すると、第1ベローズ231が、膝関節を屈曲状態にする回転方向の力を発生する。当該力により、第2伝達部材242が、膝関節の関節軸を回動軸にして、第1伝達部材241に対して回転する。
When the first bellows 231 expands in this way, the first bellows 231 generates a force in the rotational direction that causes the knee joint to bend. Due to this force, the
そして、当該回転力が、第1伝達部材241を装着する大腿部及び当該大腿部の両側部に配置された第1外骨格部材2111,2112に伝達されるとともに、第2伝達部材242を装着する下腿部及び当該下腿部の両側部に配置された第2外骨格部材2121,2122に伝達される。ここで、上述したように、第2外骨格部材2121,2122における膝関節側の端部の外歯歯車は、第1外骨格部材2111,2112における膝関節側の端部の外歯歯車と噛合し、当該噛合が確保されている。Then, the rotational force is transmitted to the thigh to which the
このため、第2外骨格部材2121が、第1連接部材2211を含む連接機構を利用して、第1外骨格部材2111に対して回転し、第2外骨格部材2122が、第1連接部材2212を含む連接機構を利用して、第1外骨格部材2112に対して回転する。この結果、膝関節に負担をかけることなく、下腿部が大腿部に対して回転し、膝関節は屈曲状態になる。Therefore, the second outer frame member 212 1, by utilizing the articulation mechanism including a
また、調整部280Aが、第2ベローズ232への空気の強制的供給を行うための制御を行うと、第2ベローズ232内の空気圧が上昇して、第2ベローズ232が膨張する。こうして第2ベローズ232が膨張すると、第2ベローズ232が、足首関節を屈曲状態にする回転方向の力を発生する。当該力により、第4伝達部材244が、足首関節の関節軸を回動軸にして、第3伝達部材243に対して回転する。
Further, when the adjusting
そして、当該回転力が、第3伝達部材243を装着する下腿部及び当該下腿部の両側部に配置された第2外骨格部材2121,2122に伝達されるとともに、第4伝達部材244を装着する足部及び当該足部の両側部に配置された第3外骨格部材2131,2132に伝達される。ここで、上述したように、第3外骨格部材2131,2132における足首関節側の端部の外歯歯車は、第2外骨格部材2121,2122における足首関節側の端部の外歯歯車と噛合し、当該噛合が確保されている。Then, the rotational force is transmitted to the lower leg portion to which the
このため、第3外骨格部材2131が、第2連接部材2221を含む連接機構を利用して、第2外骨格部材2121に対して回転し、第3外骨格部材2132が、第2連接部材2222を含む連接機構を利用して、第2外骨格部材2122に対して回転する。この結果、足首関節に負担をかけることなく、足部が下腿部に対して回転し、足首関節は屈曲(底屈)状態になる。Therefore, the
また、調整部280Aが、第3ベローズ233への空気の強制的供給を行うための制御を行うと、第3ベローズ233内の空気圧が上昇して、第3ベローズ233が膨張する。こうして第3ベローズ233が膨張すると、第3ベローズ233が、足指関節を屈曲状態にする回転方向の力を発生する。当該力により、第5伝達部材245が、足指関節の関節軸を回動軸にして、第4伝達部材244に対して回転する。
Further, when the adjusting
そして、当該回転力が、第4伝達部材244を装着する足部及び当該足部の両側部に配置された第3外骨格部材2131,2132に伝達されるとともに、第5伝達部材245を装着する足部の足指及び当該足指の両側部に配置された第4外骨格部材2141,2142に伝達される。ここで、上述したように、第4外骨格部材2141,2142における足指関節側の端部は、第3外骨格部材2131,2132における足指関節側の端部に、軸部材2231,2232を軸にして、回動可能に取り付けられている。Then, the rotational force is transmitted to the foot on which the
このため、第4外骨格部材2141が、軸部材2231を軸にして、第3外骨格部材2131に対して回転し、第4外骨格部材2142が、軸部材2232を軸にして、第3外骨格部材2132に対して回転する。この結果、足指関節に負担をかけることなく、足部の足指が踵側の足部に対して回転し、足指関節は屈曲状態になる。Therefore, the
こうして膝関節、足首関節及び足指関節が屈曲状態となったときの関節運動アシスト装置100Aの状態が図10に示されている。
FIG. 10 shows the state of the joint movement assist
以上説明したように、第1実施形態では、膝関節の伸展運動のアシストに際して、第1ベローズ231が収縮すると、第2伝達部材242が、膝関節の関節軸を回転軸にして、第1伝達部材241に対して回転する。そして、当該回転力が、第1伝達部材241を装着する大腿部及び当該大腿部の両側部に配置された第1外骨格部材2111,2112に伝達されるとともに、第2伝達部材242を装着する下腿部及び当該下腿部の両側部に配置された第2外骨格部材2121,2122に伝達される。こうして第1外骨格部材2111及び第2外骨格部材2121に膝関節を伸展状態にするための回転力が伝達されると、第2外骨格部材2121は、第1連接部材2211を含む連接機構を利用して、第1外骨格部材2111に対して回転する。また、こうして第1外骨格部材2112及び第2外骨格部材2122に膝関節を伸展状態にするための回転力が伝達されると、第2外骨格部材2122は、第1連接部材2212を含む連接機構を利用して、第1外骨格部材2112に対して回転する。As described above, in the first embodiment, when the
膝関節の屈曲運動のアシストに際して、第1ベローズ231が膨張すると、第2伝達部材242が、膝関節の関節軸を回転軸にして、第1伝達部材241に対して回転する。そして、当該回転力が、第1伝達部材241を装着する大腿部及び当該大腿部の両側部に配置された第1外骨格部材2111,2112に伝達されるとともに、第2伝達部材242を装着する下腿部及び当該下腿部の両側部に配置された第2外骨格部材2121,2122に伝達される。こうして第1外骨格部材2111及び第2外骨格部材2121に膝関節を屈曲状態にするための回転力が伝達されると、第2外骨格部材2121は、第1連接部材2211を含む連接機構を利用して、第1外骨格部材2111に対して回転する。また、こうして第1外骨格部材2112及び第2外骨格部材2122に膝関節を屈曲状態にするための回転力が伝達されると、第2外骨格部材2122は、第1連接部材2212を含む連接機構を利用して、第1外骨格部材2112に対して回転する。When the first bellows 231 expands when assisting the flexion movement of the knee joint, the
このため、膝関節の屈曲伸展運動をアシストするに際して、膝関節にかかる負荷を低減させる態様で、適切に関節運動をアシストすることができる。 Therefore, when assisting the flexion / extension movement of the knee joint, the joint movement can be appropriately assisted in a manner of reducing the load applied to the knee joint.
また、第1実施形態では、足首関節の伸展運動のアシストに際して、第2ベローズ232が収縮すると、第4伝達部材244が、足首関節の関節軸を回転軸にして、第3伝達部材243に対して回転する。そして、当該回転力が、第3伝達部材243を装着する下腿部及び当該下腿部の両側部に配置された第2外骨格部材2121,2122に伝達されるとともに、第4伝達部材244を装着する足部及び当該足部の両側部に配置された第3外骨格部材2131,2132に伝達される。こうして第2外骨格部材2121及び第3外骨格部材2131に足首関節を伸展状態にするための回転力が伝達されると、第3外骨格部材2131は、第2連接部材2221を含む連接機構を利用して、第2外骨格部材2121に対して回転する。また、こうして第2外骨格部材2122及び第3外骨格部材2132に足首関節を伸展状態にするための回転力が伝達されると、第3外骨格部材2132は、第2連接部材2222を含む連接機構を利用して、第2外骨格部材2122に対して回転する。Further, in the first embodiment, when the second bellows 232 contracts when assisting the extension movement of the ankle joint, the
足首関節の屈曲運動のアシストに際して、第2ベローズ232が膨張すると、第4伝達部材244が、足首関節の関節軸を回転軸にして、第3伝達部材243に対して回転する。そして、当該回転力が、第3伝達部材243を装着する下腿部及び当該下腿部の両側部に配置された第2外骨格部材2121,2122に伝達されるとともに、第4伝達部材244を装着する足部及び当該足部の両側部に配置された第3外骨格部材2131,2132に伝達される。こうして第2外骨格部材2121及び第3外骨格部材2131に足首関節を屈曲状態にするための回転力が伝達されると、第3外骨格部材2131は、第2連接部材2221を含む連接機構を利用して、第2外骨格部材2121に対して回転する。また、こうして第2外骨格部材2122及び第3外骨格部材2132に足首関節を屈曲状態にするための回転力が伝達されると、第3外骨格部材2132は、第2連接部材2222を含む連接機構を利用して、第2外骨格部材2122に対して回転する。When the second bellows 232 expands when assisting the flexion movement of the ankle joint, the
このため、足首関節の屈曲伸展運動をアシストするに際して、足首関節にかかる負荷を低減させる態様で、適切に関節運動をアシストすることができる。 Therefore, when assisting the flexion / extension movement of the ankle joint, the joint movement can be appropriately assisted in a manner of reducing the load applied to the ankle joint.
また、第1実施形態では、足指関節の伸展運動のアシストに際して、第3ベローズ233が収縮すると、第5伝達部材245が、足指関節の関節軸を回転軸にして、第4伝達部材244に対して回転する。そして、当該回転力が、第4伝達部材244を装着する踵側の足部及び当該踵側の足部の両側部に配置された第3外骨格部材2131,2132に伝達されるとともに、第5伝達部材245を装着する足部の足指及び当該足指の両側部に配置された第4外骨格部材2141,2142に伝達される。こうして第3外骨格部材2131及び第4外骨格部材2141に足指関節を伸展状態にするための回転力が伝達されると、第4外骨格部材2141は、軸部材2231を軸にして、第3外骨格部材2131に対して回転する。また、こうして第3外骨格部材2132及び第4外骨格部材2142に足指関節を伸展状態にするための回転力が伝達されると、第4外骨格部材2142は、軸部材2232を軸にして、第3外骨格部材2132に対して回転する。Further, in the first embodiment, when the
足指関節の屈曲運動のアシストに際して、第3ベローズ233が膨張すると、第5伝達部材245が、足指関節の関節軸を回転軸にして、第4伝達部材244に対して回転する。そして、当該回転力が、第4伝達部材244を装着する踵側の足部及び当該踵側の足部の両側部に配置された第3外骨格部材2131,2132に伝達されるとともに、第5伝達部材245を装着する足部の足指及び当該足指の両側部に配置された第4外骨格部材2141,2142に伝達される。こうして第3外骨格部材2131及び第4外骨格部材2141に足指関節を屈曲状態にするための回転力が伝達されると、第4外骨格部材2141は、軸部材2231を軸にして、第3外骨格部材2131に対して回転する。また、こうして第3外骨格部材2132及び第4外骨格部材2142に足指関節を屈曲状態にするための回転力が伝達されると、第4外骨格部材2142は、軸部材2232を軸にして、第3外骨格部材2132に対して回転する。When the third bellows 233 expands when assisting the flexion movement of the knuckle joint, the
このため、足指関節の屈曲伸展運動をアシストするに際して、足指関節にかかる負荷を低減させる態様で、適切に関節運動をアシストすることができる。 Therefore, when assisting the flexion / extension movement of the toe joint, the joint movement can be appropriately assisted in a manner of reducing the load applied to the toe joint.
したがって、第1実施形態によれば、アシストすべき関節にかかる負荷を低減させる態様で、適切に関節運動をアシストすることができる。 Therefore, according to the first embodiment, the joint movement can be appropriately assisted in a manner of reducing the load applied to the joint to be assisted.
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を、図11〜図14を主に参照して説明する。[Second Embodiment]
Next, the second embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIGS. 11 to 14.
<構成>
図11には、第2実施形態に係る関節運動アシスト装置100Bの外観図が示されている。ここで、図11は、人体の左の下肢(FTL)に装着された関節運動アシスト装置100Bを、人体が椅子CHに座った状態で、−X方向側(左の下肢の左側である外側)から眺めた外観図(YZ平面視図)である。<Structure>
FIG. 11 shows an external view of the joint movement assist device 100B according to the second embodiment. Here, FIG. 11 shows the joint movement assist device 100B attached to the left lower limb (FTL) of the human body in the −X direction side (outside on the left side of the left lower limb) with the human body sitting on the chair CH. It is an external view (YZ plan view) seen from.
図11に示されるように、関節運動アシスト装置100Bは、上述した第1実施形態の関節運動アシスト装置100Aと比べて、足部関節運動アシスト部130Aに代えて足部関節運動アシスト部130Bを備える点、及び、調整部280Aに代えて調整部280Bを備える点が異なっている。以下、これらの相違点に主に着目して説明する。
As shown in FIG. 11, the joint movement assist device 100B includes a foot joint movement assist
《足部関節運動アシスト部130Bの構成》
上記の足部関節運動アシスト部130Bの構成について、説明する。図11に示されるように、足部関節運動アシスト部130Bは、上述した第1実施形態の足部関節運動アシスト部130Aと比べて、足部装着部270Aに代えて足部装着部270Bを備える点、外転・内転アシスト部350を更に備える点が異なっている。<< Configuration of foot joint exercise assist
The configuration of the foot joint movement assist
(足部装着部270Bの構成)
上記の足部装着部270Bの構成について、説明する。図12(A)には、足部装着部270Bを−X方向側から視た図が示され、図12(B)は、足部装着部270Bを足部の甲側(+Z方向側)から視た図が示されている。図19(A),(B)により総合的に示されるように、足部装着部270Bは、上述した第1実施形態の足部装着部270Aと比べて、足底部材271Aに代えて足底部材271Bを備える点、及び、ベローズ取付部材2751,2752を更に備える点が異なっている。(Structure of foot mounting part 270B)
The configuration of the foot mounting portion 270B described above will be described. FIG. 12 (A) shows a view of the foot mounting portion 270B viewed from the −X direction side, and FIG. 12 (B) shows the foot mounting portion 270B viewed from the instep side (+ Z direction side) of the foot. The figure seen is shown. As comprehensively shown by FIGS. 19A and 19B, the foot mounting portion 270B has a sole portion instead of the
上記の足底部材271Bは、上述した第1実施形態の足底部材271Aと比べて、足底部材271Bの−Y方向側に軸穴HLが成型加工されている点が異なっている。当該軸穴HLは、足底部材271Bに足部の足裏が配置された場合に、足部の踵の中央に対応する位置に成型加工されている。
The
上記のベローズ取付部材2751,2752は、例えば、樹脂製の部材である。当該ベローズ取付部材2751は、足底部材271Bの+Y方向側における−X方向側の端部に固定される。そして、ベローズ取付部材2751には、後述する側部配置ベローズ3551が取り付けられる。また、当該ベローズ取付部材2752は、足底部材271Bの+Y方向側における+X方向側の端部に固定される。そして、ベローズ取付部材2752には、後述する側部配置ベローズ側部配置ベローズ3552が取り付けられる。The
(外転・内転アシスト部350の構成)
上記の外転・内転アシスト部350の構成について、説明する。上記の外転・内転アシスト部350は、図13に示されるように、足台部材351と、側部配置ベローズ3551,3552とを備えている。(Structure of abduction / adduction assist unit 350)
The configuration of the abduction /
上記の足台部材351は、例えば、樹脂製の部材であり、XY平面と平行な長方形状の平板部を含む部材である。当該平板部の+Y方向側における−X方向側の端部には、壁部3521が形成され、当該平板部の+Y方向側における+X方向側の端部には、壁部3522が形成されている。The
上記の側部配置ベローズ3551,3552は、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材である。側部配置ベローズ3551の一方側端部は、足台部材351の壁部3521に接続され、側部配置ベローズ3551の他方側端部は、足部装着部270Bのベローズ取付部材2751に接続される。また、側部配置ベローズ3552の一方側端部は、足台部材351の壁部3522に接続され、側部配置ベローズ3552の他方側端部は、足部装着部270Bのベローズ取付部材2752に接続される。The side-arranged
こうして構成された外転・内転アシスト部350には、足台部材351の平板部の法線方向に沿って延びる軸部材AXを中心軸にして、足部装着部270Bが回動可能に取り付けられる。
The foot mounting portion 270B is rotatably attached to the abduction /
《調整部280B》
図11に戻り、上記の調整部280Bについて説明する。調整部280Bは、上述した第1実施形態の調整部280Aと比べて、第2実施形態の足部関節運動アシスト部130Bが、側部配置ベローズ3551,3552を更に備えることに対応して、側部配置ベローズ3551,3552への空気の強制的供給、及び、側部配置ベローズ3551,3552からの空気の強制的排出を更に行う点が異なっている。<< Adjustment unit 280B >>
Returning to FIG. 11, the above adjustment unit 280B will be described. The adjusting unit 280B corresponds to the foot joint
<動作>
以上のようにして構成された関節運動アシスト装置100Bの動作について、足部関節運動アシスト部130Aによる足部の外転運動及び内転運動のアシスト動作に主に着目して説明する。<Operation>
The operation of the joint movement assist device 100B configured as described above will be described mainly focusing on the assist movements of the abduction movement and the adduction movement of the foot by the foot joint movement assist
当初においては、関節運動アシスト装置100Bでは、調整部280Bによる第1ベローズ231、第2ベローズ232、第3ベローズ233、及び、側部配置ベローズ3551,3552内の空気圧調整は行われていないものとする。Initially, in the joint movement assist device 100B, the air pressure in the
《足部の外転運動及び内転運動のアシスト動作》
足部を外転状態にする際には、調整部280Bが、側部配置ベローズ3551からの空気の強制的排出を行うための制御を行うとともに、側部配置ベローズ3552への空気の強制的供給を行うための制御を行う。当該側部配置ベローズ3551に対する制御により、側部配置ベローズ3551内の空気圧が下降して、側部配置ベローズ3551が収縮する。また、側部配置ベローズ3552に対する制御により、側部配置ベローズ3552内の空気圧が上昇して、側部配置ベローズ3552が膨張する。《Assisting motion of abduction and adduction of the foot》
When the foot is abducted, the adjusting unit 280B controls to forcibly discharge the air from the side-arranged bellows 355 1 , and forcibly forces the air to the side-arranged bellows 355 2 . Control to supply the target. The control for the laterally displaced
こうして側部配置ベローズ3551が収縮するとともに、側部配置ベローズ3552が膨張すると、図14(A)に示されるように、足部装着部270Bが、軸部材AXを回転軸にして、足部が外転状態となるように、外転・内転アシスト部350に対して回転する。なお、図14(A)では、足部装着部270Bに装着される足部の図示を省略している。When the side-arranged
足部を内転状態にする際には、調整部280Bが、側部配置ベローズ3551への空気の強制的供給を行うための制御を行うとともに、側部配置ベローズ3552からの空気の強制的排出を行うための制御を行う。当該側部配置ベローズ3551に対する制御により、側部配置ベローズ3551内の空気圧が上昇して、側部配置ベローズ3551が膨張する。また、側部配置ベローズ3552に対する制御により、側部配置ベローズ3552内の空気圧が下降して、側部配置ベローズ3552が収縮する。When the foot is in the adduction state, the adjusting unit 280B controls to forcibly supply air to the side-arranged bellows 355 1 , and forcibly supplies air from the side-arranged bellows 355 2. Control to perform targeted discharge. The control for the laterally displaced
こうして側部配置ベローズ3551が膨張するとともに、側部配置ベローズ3552が収縮すると、図14(B)に示されるように、足部装着部270Bが、軸部材AXを回転軸にして、足部が内転状態となるように、外転・内転アシスト部350に対して回転する。なお、図14(B)では、足部装着部270Bに装着される足部の図示を省略している。When the side-arranged
《足首関節の屈曲伸展運動のアシスト動作》
足首関節の屈曲伸展運動のアシストは、上述した第1実施形態における関節運動アシスト装置100Aのアシスト動作と同様に行われる。《Assistance for flexion and extension of the ankle joint》
The assist of the flexion / extension movement of the ankle joint is performed in the same manner as the assist movement of the joint movement assist
《足指関節の屈曲伸展運動のアシスト動作》
足指関節の屈曲伸展運動のアシストは、上述した第1実施形態における関節運動アシスト装置100Aのアシスト動作と同様に行われる。<< Assisting motion of flexion and extension of the toe joint >>
The assisting of the flexion / extension movement of the toe joint is performed in the same manner as the assisting movement of the joint movement assist
《膝関節の屈曲伸展運動のアシスト動作》
膝関節の屈曲伸展運動のアシストは、上述した第1実施形態における関節運動アシスト装置100Aのアシスト動作と同様に行われる。《Assistance for flexion and extension of the knee joint》
The assist of the flexion / extension movement of the knee joint is performed in the same manner as the assist movement of the joint movement assist
以上説明したように、第2実施形態では、足部の外転運動をアシストするに際して、外転・内転アシスト部350に備えられた側部配置ベローズ3551を収縮させるとともに、側部配置ベローズ3552を膨張させる。こうして側部配置ベローズ3551が収縮するとともに、側部配置ベローズ3552が膨張すると、足部装着部270Bが、軸部材AXを回転軸にして、足部が外転状態となるように、外転・内転アシスト部350に対して回転する。As described above, in the second embodiment, when assisting the abduction movement of the foot, the side-arranged
また、足部の内転運動をアシストするに際して、外転・内転アシスト部350に備えられた側部配置ベローズ3551を膨張させるとともに、側部配置ベローズ3552を収縮させる。こうして側部配置ベローズ3551が膨張するとともに、側部配置ベローズ3552が収縮すると、足部装着部270Bが、軸部材AXを回転軸にして、足部が内転状態となるように、外転・内転アシスト部350に対して回転する。Further, when assisting the adduction movement of the foot, the side-arranged
このため、足部の内転運動及び外転運動をアシストすることができる。また、上述した第1実施形態と同様に、足首関節、足指関節の屈曲伸展運動を、関節にかかる負荷を低減させる態様で、適切にアシストすることができる。 Therefore, it is possible to assist the adduction movement and the abduction movement of the foot. Further, similarly to the first embodiment described above, the flexion / extension movement of the ankle joint and the toe joint can be appropriately assisted in a manner of reducing the load applied to the joint.
また、第2実施形態では、上述した第1実施形態と同様に、膝関節の屈曲伸展運動を、関節にかかる負荷を低減させる態様で、適切にアシストすることができる。 Further, in the second embodiment, similarly to the first embodiment described above, the flexion / extension movement of the knee joint can be appropriately assisted in a manner of reducing the load applied to the joint.
したがって、第2実施形態によれば、上述した第1実施形態と同様に、アシストすべき関節にかかる負荷を低減させる態様で、適切に関節運動をアシストすることができる。 Therefore, according to the second embodiment, the joint movement can be appropriately assisted in a manner of reducing the load applied to the joint to be assisted, as in the first embodiment described above.
[第3実施形態]
次いで、本発明の第3実施形態を、図15〜図20を主に参照して説明する。[Third Embodiment]
Next, the third embodiment of the present invention will be described mainly with reference to FIGS. 15 to 20.
<構成>
図15(A),(B)及び図16(A),(B)には、第3実施形態に係る足部関節運動アシスト部530Cの外観図が示されている。図15(A),(B)及び図16(A),(B)のそれぞれに示される足部関節運動アシスト部530Cは、人体の左の下肢に装着される。なお、図15(A),(B)及び図16(A),(B)では、人体の左の下肢の図示を省略している。<Structure>
15 (A) and 15 (B) and 16 (A) and 16 (B) show external views of the foot joint
ここで、図15(A)は、足部関節運動アシスト部530Cを、図15(A)に示した座標系で表した斜視図である。また、図15(B)は、足部関節運動アシスト部530Cを、+Y方向側(左足の指先側)から眺めた外観図(XZ平面視図)である。また、図16(A)は、足部関節運動アシスト部530Cを、−X方向側(左足の左側である外側)から眺めた外観図(YZ平面視図)である。また、図16(B)は、足部関節運動アシスト部530Cを、+X方向側(左足の右側である内側)から眺めた外観図(YZ平面視図)である。
Here, FIG. 15 (A) is a perspective view showing the foot joint movement assist
図15(A),(B)及び図16(A),(B)により総合的に示されるように、足部関節運動アシスト部530Cは、第2外骨格部材5121,5122と、第3外骨格部材5131,5132と、第4外骨格部材5141,5142とを備えている。また、足部関節運動アシスト部530Cは、第2連接部材5221,O,5221,I,5222,O,5222,Iと、軸部材5231,5232とを備えている。Figure 15 (A), (B) and FIG. 16 (A), the as comprehensively shown, foot
また、足部関節運動アシスト部530Cは、第2ベローズ532と、第3ベローズ533とを備えている。また、足部関節運動アシスト部530Cは、第3伝達部材543と、第4伝達部材544と、第5伝達部材545とを備えている。また、足部関節運動アシスト部530Cは、第2取付用部材5621,5622と、第3取付用部材5631,5632と、第4取付用部材564と、第5取付用部材565とを備えている。さらに、足部関節運動アシスト部530Cは、不図示の調整部を備えている。Further, the foot joint movement assist
ここで、第3外骨格部材5131は、足部外側外骨格部材に対応し、第3外骨格部材5132は、足部内側外骨格部材に対応している。また、第4取付用部材564は、固定部材に対応している。Here, the third exoskeleton member 513 1 corresponds to the foot outer exoskeleton member, and the third exoskeleton member 513 2 corresponds to the foot medial exoskeleton member. Further, the fourth mounting
上記の第2外骨格部材5121,5122は、例えば、硬樹脂製の部材であり、長板状外骨格部材と、当該長板状外骨格部材における長手方向の他方の端部に固定された外歯歯車とから構成されている。第2外骨格部材5121は、膝関節から足首関節へ延びる方向に沿って、左下腿部の外側(−X方向側)に配置される。また、第2外骨格部材5122は、膝関節から足首関節へ延びる方向に沿って、左下腿部の内側(+X方向側)に配置される。そして、第2外骨格部材5121の一方の端部に、硬樹脂製等の第2取付用部材5621が取り付けられ、第2外骨格部材5121は、第2取付用部材5622を介して、第3伝達部材543に取り付けられる。また、第2外骨格部材5122の一方の端部に、硬樹脂製等の第2取付用部材5622が取り付けられ、第2外骨格部材5122は、第2取付用部材5622を介して、第3伝達部材543に取り付けられる。The second exoskeleton members 512 1 , 512 2 are, for example, members made of hard resin, and are fixed to the long plate-shaped exoskeleton member and the other end portion in the longitudinal direction of the long plate-shaped exoskeleton member. It is composed of an exoskeleton gear. The second exoskeleton member 512 1 is arranged on the outside (-X direction side) of the left lower leg along the direction extending from the knee joint to the ankle joint. Further, the second exoskeleton member 512 2 is arranged inside the left lower leg (+ X direction side) along the direction extending from the knee joint to the ankle joint. Then, the second outer one end of the frame member 512 1 is attached a second mounting member 562 1 of hard plastic or the like, the second outer frame member 512 1, through the second mounting member 562 2 Is attached to the
上記の第3外骨格部材5131,5132は、例えば、可撓性を有する硬樹脂製の部材であり、伸延部材と、当該伸延部材における長手方向の一方の端部に固定された外歯歯車とから構成されている。ここで、伸延部材の略中央部は、棒状となっており、当該棒状以外の部分には、板状部分が形成されている。The third exoskeleton member 513 1 , 513 2 is, for example, a flexible hard resin member, and is a stretched member and external teeth fixed to one end of the stretched member in the longitudinal direction. It consists of gears. Here, the substantially central portion of the extension member has a rod shape, and a plate-shaped portion is formed in a portion other than the rod shape.
第3外骨格部材5131は、足首関節から足指関節へ延びる方向に沿って、左足部の外側(−X方向側)に配置される。また、第3外骨格部材5132は、足首関節から足指関節へ延びる方向に沿って、左足部の内側(+X方向側)に配置される。そして、第3外骨格部材5131は、硬樹脂製等の第3取付用部材5631に取り付けられ、第3取付用部材5631を介して、第4伝達部材544に取り付けられる。また、第3外骨格部材5132は、硬樹脂製等の第3取付用部材5632に取り付けられ、第3取付用部材5632を介して、第4伝達部材544に取り付けられる。The third exoskeleton member 513 1 is arranged on the outside of the left foot (-X direction side) along the direction extending from the ankle joint to the toe joint. Further, the third exoskeleton member 513 2 is arranged on the medial side (+ X direction side) of the left foot portion along the direction extending from the ankle joint to the toe joint. The third outer frame member 513 1 is attached to the third mounting member 563 1 of hard plastic or the like, through the third mounting member 563 1 is attached to the
また、第3外骨格部材5131の棒状部分は、第4取付用部材564に成型された棒状部材挿入部6211に挿入され、移動可能かつ回転可能に第4取付用部材564に取り付けられている。ここで、棒状部材挿入部6211の内径は、第3外骨格部材5131の棒状部分の径より大きくなっている。このため、第3外骨格部材5131は、第4取付用部材564に対して、Y軸方向に移動可能となっている。また、第3外骨格部材5131の棒状部分は、棒状部材挿入部6211の挿入穴内壁との間の隙間を、Z軸方向やX軸方向、任意方向に沿って延びる軸方向に移動可能であり、かつ、棒状部材挿入部6211を支点にして、X軸と平行な軸回りやZ軸と平行な軸回り、任意方向に沿って延びる軸回りに回転可能となっている。Further, the rod-shaped portion of the third exoskeleton member 513 1 is inserted into the rod-shaped
また、第3外骨格部材5132の棒状部分は、第4取付用部材564に成型された棒状部材挿入部6212に挿入され、移動可能かつ回転可能に第4取付用部材564に取り付けられている。ここで、棒状部材挿入部6212の内径は、第3外骨格部材5132の棒状部分の径より大きくなっている。このため、第3外骨格部材5132は、第4取付用部材564に対して、Y軸方向に移動可能となっている。また、第3外骨格部材5132の棒状部分は、棒状部材挿入部6212の挿入穴内壁との間の隙間を、Z軸方向やX軸方向、任意方向に沿って延びる軸方向に移動可能であり、かつ、棒状部材挿入部6212を支点にして、X軸と平行な軸回りやZ軸と平行な軸回り、任意方向に沿って延びる軸回りに回転可能となっている。Further, the rod-shaped portion of the third outer frame member 513 2 is inserted into the rod-like
第3外骨格部材5131における足首関節側の端部の外歯歯車は、足首関節に対応する位置で、第2外骨格部材5121における足首関節側の端部の外歯歯車と噛合し、当該噛合が第2連接部材5221,O,5221,Iにより確保されている。また、第3外骨格部材5132における足首関節側の端部の外歯歯車は、足首関節に対応する位置で、第2外骨格部材5122における足首関節側の端部の外歯歯車と噛合し、当該噛合が第2連接部材5222,O,5222,Iにより確保されている。そして、当該噛合により、第2外骨格部材5121,5122及び第3外骨格部材5131,5132は、足首関節に対応する位置で、互いに足首関節の回動方向に回動可能となっている。The external gear at the end of the third exoskeleton member 513 1 on the ankle joint side meshes with the external gear at the end on the ankle joint side of the second exoskeleton member 512 1 at a position corresponding to the ankle joint. The meshing is secured by the second connecting members 522 1, O and 522 1, I. Further, the external gear of the end of the ankle joint side of the third outer frame member 513 2 is at a position corresponding to the ankle joint, the external gear meshed with the end of the ankle joint side in the second outer frame member 512 2 However, the meshing is secured by the second connecting members 522 2, O , 522 2, I. Then, due to the engagement, the second exoskeleton members 512 1 , 512 2 and the third exoskeleton members 513 1 , 513 2 can rotate with each other in the rotation direction of the ankle joints at positions corresponding to the ankle joints. ing.
上記の第4外骨格部材5141,5142は、例えば、硬樹脂製の部材であり、長板状外骨格部材となっている。第4外骨格部材5141は、足指関節から指先へ延びる方向に沿って、左足部の小指側(−X方向側)に配置される。また、第4外骨格部材5142は、足指関節から指先へ延びる方向に沿って、左足部の母指側(+X方向側)に配置される。そして、第4外骨格部材5141の指先側の部分は、第5取付用部材565の−X方向側の部分に取り付けられ、第5取付用部材565を介して、第5伝達部材545に取り付けられる。また、第4外骨格部材5142の指先側の部分は、第5取付用部材565の+X方向側の部分に取り付けられ、第5取付用部材565を介して、第5伝達部材545に取り付けられる。The fourth exoskeleton members 514 1 , 514 2 are, for example, members made of hard resin, and are long plate-shaped exoskeleton members. The fourth exoskeleton member 514 1 is arranged on the little finger side (−X direction side) of the left foot along the direction extending from the toe joint to the fingertip. Further, the fourth exoskeleton member 514 2 is arranged on the thumb side (+ X direction side) of the left foot portion along the direction extending from the toe joint to the fingertip. Then, the portion of the fourth exoskeleton member 514 1 on the fingertip side is attached to the portion of the
第4外骨格部材5141における足指関節側の端部は、足指関節に対応する位置で、第3外骨格部材5131における足指関節側の端部に、軸部材5231を軸にして、回動可能に取り付けられている。また、第4外骨格部材5142における足指関節側の端部は、足指関節に対応する位置で、第3外骨格部材5132における足指関節側の端部に、軸部材5232を軸にして、回動可能に取り付けられている。The end of the fourth exoskeleton member 514 1 on the knuckle joint side is at a position corresponding to the toe joint, and the end of the third exoskeleton member 513 1 on the knuckle joint side is centered on the shaft member 523 1. It is rotatably attached. Further, the end of the fourth exoskeleton member 514 2 on the knuckle joint side is at a position corresponding to the knuckle joint, and the shaft member 523 2 is attached to the end of the third exoskeleton member 513 2 on the knuckle joint side. It is rotatably attached to the shaft.
上記の第2ベローズ532は、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材であり、足首関節の関節軸の周りに沿って、足首の甲側に配置される。第2ベローズ532の一方側端部は、第3伝達部材543に接続され、第2ベローズ532の他方側端部は、第4伝達部材544の一方側の面部に接続される。ここで、第2ベローズ532には、可撓性を有する樹脂製の不図示の配管が取り付けられ、当該第2ベローズ532は、配管を介して調整部と連通している。そして、第2ベローズ532内の空気圧が変化すると、当該第2ベローズ532が膨縮する。この結果、第2ベローズ532が足首関節の関節運動をアシストする力を発生させる。
The second bellows 532 is a stretchable resin member having annular grooves at equal intervals, and is arranged on the instep side of the ankle along the circumference of the joint axis of the ankle joint. One side end of the second bellows 532 is connected to the
上記の第3ベローズ533は、第2ベローズ532と同様に、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材であり、足指関節の関節軸の周りに沿って、指背側に配置される。第3ベローズ533の一方側端部は、第4伝達部材544の他方側の面部に接続され、第3ベローズ533の他方側端部は、第5伝達部材545に接続される。ここで、第3ベローズ533には、可撓性を有する樹脂製の不図示の配管が取り付けられ、当該第3ベローズ533は、配管を介して調整部と連通している。そして、第3ベローズ533内の空気圧が変化すると、当該第3ベローズ533が膨縮する。この結果、第3ベローズ533が五指の足指関節の関節運動をアシストする力を発生させる。
Like the second bellows 532, the third bellows 533 is a stretchable resin member having annular grooves at equal intervals, and is arranged on the dorsal side of the finger along the circumference of the joint axis of the toe joint. Will be done. One side end of the third bellows 533 is connected to the other side surface of the
上記の第3伝達部材543は、例えば、鋼鉄製の部材であり、板状の面部を有している。第3伝達部材543は、第2ベローズ532を介して、第4伝達部材544に接続されている。そして、第3伝達部材543の面部は、第2ベローズ532の一方側端部に接続されている。また、第3伝達部材543は、硬樹脂製等の第2取付用部材5621に取り付けられ、第2取付用部材5621を介して、第2外骨格部材5121に取り付けられている。また、当該第3伝達部材543は、硬樹脂製等の第2取付用部材5622に取り付けられ、第2取付用部材5622を介して、第2外骨格部材5122に取り付けられている。The
上記の第4伝達部材544は、図17(A)に示されるように、足部の裏が内側を向いて小指側だけが地につく内反を、図17(B)に示されるように、足部の足裏全体が地につく状態(以下、「内反矯正状態」又は「正常状態」とも記す)に矯正する。
As shown in FIG. 17 (A), the
かかる機能を有する第4伝達部材544は、図15(A),(B)及び図16(A),(B)により総合的に示されるように、足首側伝達部材611と、内反矯正用ベローズ613と、足指側伝達部材612とを備えている。
The
上記の足首側伝達部材611は、例えば、鋼鉄製の部材であり、板状の面部を有している。足首側伝達部材611の一方側の面部は、第2ベローズ532の他方側端部に接続されている。また、足首側伝達部材611の他方側の面部は、内反矯正用ベローズ613の一方側端部に接続されている。また、足首側伝達部材611は、硬樹脂製等の第3取付用部材5632に取り付けられ、当該第3取付用部材5632を介して、第3外骨格部材5132に取り付けられている。The ankle-
上記の内反矯正用ベローズ613は、等間隔の環状溝を有する伸縮自在な樹脂製の部材である。内反矯正用ベローズ613の一方側端部は、足首側伝達部材611の他方側の面部に接続されている。また、内反矯正用ベローズ613の他方側端部は、足指側伝達部材612の一方側の面部に接続されている。
The varus correction bellows 613 is a stretchable resin member having annular grooves at equal intervals. One side end of the varus correction bellows 613 is connected to the other side surface of the ankle
ここで、内反矯正用ベローズ613には、可撓性を有する樹脂製の不図示の配管が取り付けられ、当該内反矯正用ベローズ613は、配管を介して不図示の調整部と連通している。そして、内反矯正用ベローズ613内の空気圧が変化すると、当該内反矯正用ベローズ613が膨縮する。この結果、内反矯正用ベローズ613が足部の内反状態を矯正する力を発生させる。 Here, a flexible resin-made pipe (not shown) is attached to the varus straightening bellows 613, and the varus straightening bellows 613 communicates with an adjustment portion (not shown) via the pipe. There is. Then, when the air pressure in the varus correction bellows 613 changes, the varus correction bellows 613 expands and contracts. As a result, the varus correction bellows 613 generates a force to correct the varus state of the foot.
上記の足指側伝達部材612は、例えば、鋼鉄製の部材であり、板状の面部を有している。足指側伝達部材612の一方側の面部は、内反矯正用ベローズ613の他方側端部に接続されている。また、足指側伝達部材612の他方側の面部は、第3ベローズ533の一方側端部に接続されている。また、足指側伝達部材612は、硬樹脂製等の第3取付用部材5631に取り付けられ、当該第3取付用部材5631を介して、第3外骨格部材5131に取り付けられている。The toe-
上記の第5伝達部材545は、例えば、鋼鉄製の部材であり、板状の面部を有している。第5伝達部材545は、第3ベローズ533を介して、第4伝達部材544に接続されている。そして、第5伝達部材545の面部は、第3ベローズ533の他方側端部に接続されている。また、第5伝達部材545は、U字状に形成された第5取付用部材565に取り付けられ、第5取付用部材565を介して、第4外骨格部材5141,5142に取り付けられている。The
上記の第2取付用部材5621,5622は、例えば、硬樹脂製の平板部材である。第2取付用部材5621は、第3伝達部材543に取り付けられるとともに、第2外骨格部材5121に取り付けられる。これにより、第2外骨格部材5121は、第2取付用部材5621を介して、第3伝達部材543に取り付けられる。また、第2取付用部材5622は、第3伝達部材543に取り付けられるとともに、第2外骨格部材5122に取り付けられる。これにより、第2外骨格部材5122は、第2取付用部材5622を介して、第3伝達部材543に取り付けられる。The second mounting members 562 1 and 562 2 are, for example, flat resin flat plate members. The second attachment member 562 1 is attached to the
上記の第3取付用部材5631,5632は、例えば、硬樹脂製の平板部材である。第3取付用部材5631は、足指側伝達部材612に取り付けられるとともに、第3外骨格部材5131に取り付けられる。これにより、第3外骨格部材5131は、第3取付用部材5631を介して、足指側伝達部材612に取り付けられる。また、第3取付用部材5632は、足首側伝達部材611に取り付けられるとともに、第3外骨格部材5132に取り付けられる。これにより、第3外骨格部材5132は、第3取付用部材5632を介して、足首側伝達部材611に取り付けられる。The above-mentioned third mounting members 563 1 and 563 2 are, for example, hard resin flat plate members. The third attachment member 563 1 is attached to the toe
上記の第4取付用部材564は、例えば、硬樹脂製の足部を挿入する枠状部材である。当該枠状部材の−X方向側の面には、棒状部材挿入部6211が成型され、当該棒状部材挿入部6211に第3外骨格部材5131の棒状部分が挿入される。また、当該枠状部材の+X方向側の面には、棒状部材挿入部6212が成型され、当該棒状部材挿入部6212に第3外骨格部材5132の棒状部分が挿入される。The fourth mounting
上記の第5取付用部材565は、例えば、硬樹脂製の部材であり、U字状に形成されている。当該第5取付用部材565は、第5伝達部材545に取り付けられ、左足の足指に装着される。なお、第5取付用部材565及び第5伝達部材545により形成された枠の内部に、空気を注入することにより膨張する柔樹脂製の円環状部材を取り付けるようにしてもよい。こうした場合には、円環状部材の円環内に左足の足指を挿入して、円環状部材を膨張させることにより、左足の足指部分を、安定した状態で、第5取付用部材565及び第5伝達部材545に装着させることができる。
The fifth mounting
<動作>
以上のようにして構成された足部関節運動アシスト部530Cの動作について、足部の内反矯正のアシスト動作に主に着目して説明する。<Operation>
The operation of the foot joint movement assist
当初においては、足部関節運動アシスト部530Cでは、調整部による第2ベローズ532、第3ベローズ533及び内反矯正用ベローズ613内の空気圧調整は行われていないものとする。
Initially, it is assumed that the foot joint movement assist
また、足部関節運動アシスト部530Cを装着した足部は、内反矯正アシストを行っていないときには、図18(A)、図19(A)及び図20(A)に示されるように、内反状態になっているものとする。ここで、図18(A)は、内反状態の足部に装着された足部関節運動アシスト部530Cを+Y方向側(左足の指先側)から視た図であり、図19(A)は、内反状態の足部に装着された足部関節運動アシスト部530Cを−X方向側(左足の左側である外側)から視た図である。また、図20(A)は、内反状態の足部に装着された足部関節運動アシスト部530Cを+X方向側(左足の右側である内側)から視た図である。なお、図18〜図20においても、人体の左の下肢の図示を省略する。
Further, when the varus correction assist is not performed, the foot portion to which the foot joint movement assist
ここで、足部が内反状態のときには、図18(A)、図19(A)及び図20(A)に示されるように、足部の外側(−X方向側)に配置される第3外骨格部材5131は、足部の内側(+X方向側)に配置される第3外骨格部材5132と平行になっておらず、第3外骨格部材5131の足首関節から足指関節へ延びる方向が下側に傾いている。Here, when the foot is in the varus state, it is arranged on the outside (−X direction side) of the foot as shown in FIGS. 18 (A), 19 (A), and 20 (A). 3 The exoskeleton member 513 1 is not parallel to the third exoskeleton member 513 2 arranged inside the foot (+ X direction side), and the ankle joint to the toe joint of the third exoskeleton member 513 1 The direction extending to is tilted downward.
《足部の内反矯正のアシスト動作》
まず、足部の内反矯正のアシスト動作について、説明する。図18(A)、図19(A)及び図20(A)に示される状態から、調整部が、内反矯正用ベローズ613からの空気の強制的排出を行うための制御を行うと、内反矯正用ベローズ613内の空気圧が下降する。そして、内反矯正用ベローズ613内の空気圧が下降すると、内反矯正用ベローズ613が収縮する。《Assisting motion for varus correction of the foot》
First, the assist operation for correcting the varus of the foot will be described. From the states shown in FIGS. 18 (A), 19 (A) and 20 (A), when the adjusting unit controls to forcibly discharge the air from the varus correction bellows 613, the inside is inside. The air pressure in the anti-correction bellows 613 drops. Then, when the air pressure in the varus correction bellows 613 decreases, the varus correction bellows 613 contracts.
こうして内反矯正用ベローズ613が収縮すると、内反矯正用ベローズ613の他方側端部に接続された足首側伝達部材612と、内反矯正用ベローズ613の一方側端部に接続された足指側伝達部材611との距離が狭まる。こうして、当該距離が狭まると、第3取付用部材5631を介して、足指側伝達部材612に取り付けられた第3外骨格部材5131と、第3取付用部材5632を介して、足首側伝達部材611に取り付けられた第3外骨格部材5132とが平行となるように、第3外骨格部材5131及び第3外骨格部材5132が移動する。この結果、内反した足部が矯正されて、図18(B)、図19(B)及び図20(B)に示されるように、足部は正常状態になる。When the varus correction bellows 613 contracts in this way, the ankle-
ここで、第3外骨格部材5131の棒状部分は、当該棒状部分の径よりも大きい内径の棒状部材挿入部6211に挿入されている。これにより、第3外骨格部材5131の棒状部分は、Y軸方向に移動可能であり、かつ、棒状部材挿入部6211の挿入穴内壁との間の隙間を、Z軸方向やX軸方向、任意方向に沿って延びる軸方向に移動可能となるように、第4取付用部材564に取り付けられている。また、これにより、第3外骨格部材5131の棒状部分は、棒状部材挿入部6211を支点にして、第4取付用部材564に対して、X軸と平行な軸回りやZ軸と平行な軸回り、任意方向に沿って延びる軸回りに回転可能となっている。Here, the rod-shaped portion of the third exoskeleton member 513 1 is inserted into the rod-shaped member insertion portion 621 1 having an inner diameter larger than the diameter of the rod-shaped portion. As a result, the rod-shaped portion of the third exoskeleton member 513 1 is movable in the Y-axis direction, and the gap between the rod-shaped member insertion portion 621 1 and the inner wall of the insertion hole is formed in the Z-axis direction and the X-axis direction. , It is attached to the
また、第3外骨格部材5132の棒状部分は、当該棒状部分の径よりも大きい内径の棒状部材挿入部6212に挿入されている。これにより、第3外骨格部材5132の棒状部分は、Y軸方向に移動可能であり、かつ、棒状部材挿入部6212の挿入穴内壁との間の隙間を、Z軸方向やX軸方向、任意方向に沿って延びる軸方向に移動可能となるように、第4取付用部材564に取り付けられている。また、これにより、第3外骨格部材5132の棒状部分は、棒状部材挿入部6212を支点にして、第4取付用部材564に対して、X軸と平行な軸回りやZ軸と平行な軸回り、任意方向に沿って延びる軸回りに回転可能となっている。このため、足部の内反矯正のアシストに際して、足部のスムーズな動きを確保することができる。また、第3外骨格部材5131,5132は、例えば、可撓性を有する硬樹脂製の部材としている。このため、足部の内反矯正のアシストに際して、足部の動きによって、第3外骨格部材5131,5132間の距離が変化したとしても、当該変化に伴う第3外骨格部材5131,5132の撓みが許容されているため、適切に足部の内反矯正をアシストすることができる。Further, the rod-shaped portion of the third outer frame member 513 2 is inserted into the rod-like
《足首関節の屈曲伸展運動のアシスト動作》
足首関節の屈曲伸展運動のアシストは、足部の内反状態の矯正後に行う。かかる足首関節の屈曲伸展運動のアシストは、上述した第1実施形態における関節運動アシスト装置100Aのアシスト動作と同様に行われる。《Assistance for flexion and extension of the ankle joint》
The flexion / extension movement of the ankle joint is assisted after the varus state of the foot is corrected. The assist of the flexion / extension movement of the ankle joint is performed in the same manner as the assist movement of the joint movement assist
《足指関節の屈曲伸展運動のアシスト動作》
足指関節の屈曲伸展運動のアシストは、足部の内反状態の矯正後に行う。かかる足指関節の屈曲伸展運動のアシストは、上述した第1実施形態における関節運動アシスト装置100Aのアシスト動作と同様に行われる。<< Assisting motion of flexion and extension of the toe joint >>
Assistance for flexion and extension of the toe joint is performed after correction of the varus state of the foot. The assist of the flexion / extension movement of the toe joint is performed in the same manner as the assist movement of the joint movement assist
なお、足部関節運動アシスト部530Cにおける足指関節の屈曲伸展運動では、第3ベローズ533を直線的に伸縮させるようにすれば、より効果的に足指関節の屈曲伸展運動をアシストすることができる。この場合には、第3ベローズ533の他方側端部を取り付けた板状の第5伝達部材545を、X軸に平行な軸を中心にして回動可能に、U字状に形成された第5取付用部材565の+Z方向側における−X方向側の面及び+X方向側の面に取り付けるようにすればよい。
In the flexion / extension movement of the toe joint in the foot joint movement assist
以上説明したように、第3実施形態では、足部の内反矯正をアシストするに際して、内反矯正用ベローズ613を収縮させて、内反矯正用ベローズ613の他方側端部に接続された足指側伝達部材612と、内反矯正用ベローズ613の一方側端部に接続された足指側伝達部材611との距離を狭くする。こうして、当該距離が狭まると、第3取付用部材5631を介して、足指側伝達部材612に取り付けられた第3外骨格部材5131と、第3取付用部材5632を介して、足首側伝達部材611に取り付けられた第3外骨格部材5132とが平行となるように、第3外骨格部材5131及び第3外骨格部材5132が移動する。この結果、内反した足部が矯正される。As described above, in the third embodiment, when assisting the varus correction of the foot, the varus correction bellows 613 is contracted and the foot connected to the other end of the varus correction bellows 613. The distance between the finger-
このため、足部関節運動アシスト部530Cを装着した足部が内反状態のときには、内反した足部を矯正して、足部を正常状態にするができる。また、足部の内反状態を矯正した後に、上述した第1実施形態と同様に、足首関節、足指関節の屈曲伸展運動を、関節にかかる負荷を低減させる態様で、適切にアシストすることができる。
Therefore, when the foot portion to which the foot joint movement assist
したがって、第3実施形態によれば、上述した第1実施形態と同様に、アシストすべき関節にかかる負荷を低減させる態様で、適切に関節運動をアシストすることができる。 Therefore, according to the third embodiment, the joint movement can be appropriately assisted in a manner of reducing the load applied to the joint to be assisted, as in the first embodiment described above.
[実施形態の変形]
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。[Modification of Embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
例えば、上記の第1〜第3実施形態では、足首関節及び足指関節の屈曲伸展運動を行うようにした。また、第1及び第2実施形態では、足首関節及び足指関節に加えて、膝関節の屈曲伸展運動を行うようにした。これに対し、膝関節、足首関節及び足指関節のいずれか1つの関節の屈曲伸展運動を行うようにしてもよい。また、膝関節、足首関節及び足指関節のうちから任意の2つの選択し、当該選択された2つの関節の屈曲伸展運動を行うようにしてもよい。 For example, in the first to third embodiments described above, the flexion and extension movements of the ankle joint and the toe joint are performed. Further, in the first and second embodiments, in addition to the ankle joint and the toe joint, the knee joint is flexed and extended. On the other hand, the flexion / extension movement of any one of the knee joint, the ankle joint, and the toe joint may be performed. Further, any two joints of the knee joint, the ankle joint, and the toe joint may be selected, and the flexion / extension movement of the two selected joints may be performed.
また、上記の第1及び第2実施形態では、図1,11に示されるように、膝関節の関節運動をアシストする力を発生させる第1ベローズ、足首関節の関節運動をアシストする力を発生させる第2ベローズ、及び、足指関節の関節運動をアシストする力を発生させる第3ベローズを、関節の伸展側に配置した。 Further, in the first and second embodiments described above, as shown in FIGS. 1 and 11, the first bellows that generates a force that assists the joint movement of the knee joint and the force that assists the joint movement of the ankle joint are generated. A second bellows to be generated and a third bellows to generate a force for assisting the joint movement of the ankle joint were arranged on the extension side of the joint.
これに対し、図21に示される関節運動アシスト装置100Dのように、第1ベローズ231、第2ベローズ232及び第3ベローズ233のそれぞれを、アシスト対応の関節の屈曲側に配置するようにしてもよい。図21に示されるように、関節運動アシスト装置100Dでは、第1伝達部材441が左大腿部の後ろ側(−Y方向側)に配置され、第2伝達部材442が左下腿部の後ろ側(−Y方向側)に配置されるようになっている。また、関節運動アシスト装置100Dでは、第3伝達部材443Dが左下腿部の後ろ側(−Y方向側)に配置され、第4伝達部材444Dが左足部の足裏から踵にかけて配置され、第5伝達部材445が足指の腹側に配置されるようになっている。
On the other hand, as in the joint movement assist
こうして配置された第1ベローズ231、第2ベローズ232及び第3ベローズ233を膨張させることにより、関節運動アシスト装置100Dは、膝関節、足首関節及び足指関節を、図22に示されるように、伸展状態へアシストすることができる。また、こうして配置された第1ベローズ231、第2ベローズ232及び第3ベローズ233を収縮させることにより、関節運動アシスト装置100Dは、膝関節、足首関節及び足指関節を、屈曲状態へアシストすることができる。
By inflating the
また、足首関節及び足指関節の屈曲伸展運動のアシストについて、図23に示される足部関節運動アシスト部130Eを採用するようにしてもよい。図23に示されるように、足部関節運動アシスト部130Eでは、第4伝達部材444Eが左足部の足裏から踵にかけて配置され、第5伝達部材445が足指の腹側に配置されるようになっている。また、第3伝達部材443Eが第4伝達部材444Eの−Z方向側に配置され、踵部後方で第4伝達部材444Eに対して足首関節の回動方向に回動可能となるように、第4伝達部材444Eに取り付けられている。そして、第2ベローズ232が、第3伝達部材443Eと第4伝達部材444Eとの間に取り付けられ、第3ベローズ233が、第4伝達部材444Eと第5伝達部材445との間に取り付けられる。
Further, the foot joint movement assist
このようにして構成の足部関節運動アシスト部130Eの第2ベローズ232を膨張させることで、図24に示されるように、足首関節を屈曲状態へアシストすることができる。また、第3ベローズ233を膨張させることで、足指関節を伸展状態へアシストすることができる。
By inflating the second bellows 232 of the foot joint movement assist
また、足首関節の屈曲伸展運動のアシストについて、図25に示される関節運動アシスト部130Fを採用するようにしてもよい。当該関節運動アシスト部130Fは、足首関節の屈曲伸展運動をアシストする。図25に示されるように、足部関節運動アシスト部130Fでは、足部装着部270Fの足底部材の中央部が、当該足底部材の周辺部より高く盛り上がった形状となっている。そして、第2外骨格部材212F1,212F2(図25において、不図示)における足首関節側の端部が、足根中足関節に対応する位置で、足底部材に、足首関節の回動方向に回動可能となるように取り付けられている。こうした構成を採用することで、土踏まずを有する足部を足底部材に装着し、スムーズな足首関節の屈曲伸展運動をアシストすることができる。なお、足底部材の形状は、図25に示される形状にだけでなく、例えば、半球形状としてもよい。Further, as for assisting the flexion / extension movement of the ankle joint, the joint movement assist
また、上記の第3実施形態に係る足部関節運動アシスト部の変形例として、図26及び図27に示される足部関節運動アシスト部530Dように、第3ベローズ533を、足指関節の屈曲側に配置するようにしてもよい。この場合には、第5伝達部材645を足部の腹側に配置し、第3ベローズ533の他方側端部を足底部材644に取り付けるようにすればよい。
Further, as a modification of the foot joint movement assist portion according to the third embodiment, the third bellows 533 is used for flexion of the toe joint as shown in the foot joint movement assist
また、上記の第1〜第3実施形態では、外骨格部材を装着する部位の外側及び内側の双方に配置した(図1,2等参照)。これに対し、外骨格部材を、外骨格部材を装着する部位の外側及び内側のいずれか一方に配置するようにしてもよい。 Further, in the first to third embodiments described above, the exoskeleton members are arranged both on the outside and inside of the portion to which the exoskeleton member is attached (see FIGS. On the other hand, the exoskeleton member may be arranged on either the outside or the inside of the portion where the exoskeleton member is attached.
また、上記の第2実施形態では、足部の外転運動及び内転運動をアシストする外転・内転アシスト部350の構成として、足部の小指側に側部配置ベローズ3551を配置するとともに、足部の母指側に側部配置ベローズ3552を配置した(図13参照)。これに対し、足部の小指側及び母指側のいずれか一方に、側部配置ベローズを配置するようにしてもよい。 Further, in the second embodiment described above, a side-arranged bellows 355 1 is arranged on the little finger side of the foot as a configuration of the abduction /
また、上記の第1〜第3実施形態では、人体の左の下肢における関節の運動をアシストする関節運動アシスト装置について説明したが、人体の右の下肢における関節の運動をアシストする関節運動アシスト装置であってもよいことは勿論である。 Further, in the first to third embodiments described above, the joint movement assist device that assists the movement of the joint in the left lower limb of the human body has been described, but the joint movement assist device that assists the movement of the joint in the right lower limb of the human body. Of course, it may be.
また、上記の第1〜第3実施形態では、人体の足首関節及び足指関節の関節運動をアシストする関節運動アシスト装置について説明し、第1及び第2実施形態では、人体の足首関節及び足指関節に加えて、膝関節の関節運動をアシストする関節運動アシスト装置について説明したが、人体の肘関節等の他の関節の関節運動をアシストする関節運動アシスト装置であってもよいことは勿論である。 Further, in the first to third embodiments described above, a joint movement assist device that assists the joint movement of the ankle joint and the toe joint of the human body will be described, and in the first and second embodiments, the ankle joint and the foot of the human body will be described. In addition to the finger joints, the joint movement assist device that assists the joint movement of the knee joint has been described, but it goes without saying that the joint movement assist device that assists the joint movement of other joints such as the elbow joint of the human body may be used. Is.
また、第1〜第3実施形態においては、樹脂製のベローズを採用したが、伸縮自在であり、人体に装着される装置の重さ等の負担をかけることがない素材であれば、他の素材であってもよい。 Further, in the first to third embodiments, a resin bellows is used, but other materials are available as long as they are stretchable and do not impose a burden on the weight of the device attached to the human body. It may be a material.
また、調整部の構成としては、空気の吐出、及び、空気の吸引を行うことのできる手動式ポンプであってもよい。 Further, the configuration of the adjusting unit may be a manual pump capable of discharging air and sucking air.
また、本発明の関節運動アシスト装置は、作動流体を空気としたが、他の気体や、水や油等の液体であってもよい。 Further, in the joint movement assist device of the present invention, the working fluid is air, but other gases or liquids such as water and oil may be used.
本発明の関節運動アシスト装置は、下肢における膝関節、足首関節及び足指関節の運動をアシストして、エコノミー症候群の解消や、下肢の浮腫みを解消に利用することができる。また、本発明の関節運動アシスト装置は、介護や福祉の分野で利用する場合には、リハビリテーション用として装着するだけでなく、力が弱っている者がパワーアシスト用の装置としても利用することができる。さらに、本発明の関節運動アシスト装置は、介護や福祉の分野以外で、物を持ち上げる等のパワーアシスト装置としても利用することができる。 The joint movement assist device of the present invention can assist the movement of the knee joint, the ankle joint and the toe joint in the lower limbs, and can be used for eliminating the economy syndrome and the swelling of the lower limbs. Further, when the joint exercise assist device of the present invention is used in the fields of long-term care and welfare, it can be used not only for rehabilitation but also as a device for power assist by a person with weak power. it can. Further, the joint movement assist device of the present invention can also be used as a power assist device for lifting an object, etc., in addition to the fields of nursing care and welfare.
また、上記の第1〜第3実施形態においては、人体の関節運動をアシストする関節運動アシスト装置に本発明を適用したが、関節機構を有する人体以外の内骨格形の哺乳類、外骨格型又は内骨格形のロボット等の所定対象物の関節運動アシスト装置にも本発明を適用することができる。 Further, in the above-mentioned first to third embodiments, the present invention is applied to a joint movement assist device that assists joint movement of the human body, but an endoskeleton type mammal, an exoskeleton type, or a non-human body having a joint mechanism. The present invention can also be applied to a joint movement assist device for a predetermined object such as an endoskeleton type robot.
以上説明したように、本発明の関節運動アシスト装置は、所定対象物の関節運動をアシストする関節運動アシスト装置に適用することができる。 As described above, the joint movement assist device of the present invention can be applied to a joint movement assist device that assists the joint movement of a predetermined object.
Claims (9)
前記関節運動をアシストすべき関節に用意され、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と;
前記ベローズ内の作動流体圧を調整する調整部と;
前記ベローズの一方側端部に接続されるとともに、前記一方側部位に装着される一方側伝達部材と;
前記ベローズの他方側端部に接続されるとともに、前記他方側部位に装着される他方側伝達部材と;
前記一方側部位が前記関節から延びる方向に沿って、前記一方側部位の側部に配置され、前記一方側伝達部材に取り付けられる一方側外骨格部材と;
前記他方側部位が前記関節から延びる方向に沿って、前記他方側部位の側部に配置され、前記他方側伝達部材に取り付けられる他方側外骨格部材と;
前記一方側外骨格部材の前記関節側の一端部、及び、前記他方側外骨格部材の前記関節側の一端部を、前記関節に対応する位置で前記関節の回動方向に回動可能となるように連接する連接機構と;を備え、
前記一方側伝達部材は、前記ベローズの伸縮に起因する屈曲伸展関節運動をアシストする力を、前記一方側外骨格部材に伝え、
前記他方側伝達部材は、前記ベローズの伸縮に起因する屈曲伸展関節運動をアシストする力を、前記他方側外骨格部材に伝え、
前記関節運動をアシストすべき関節は、足首関節であり、
前記一方側外骨格部材は、下肢における下腿部に装着され、
前記他方側外骨格部材は、前記下肢における足部に装着され、
前記ベローズは、足首関節部分に配置されて、前記足首関節の屈曲伸展運動をアシストし、
前記足部に装着される前記他方側伝達部材は、
前記ベローズに取り付けられた足首側伝達部材と;
前記足首側伝達部材に一方側端部が接続された内反矯正用ベローズと;
前記内反矯正用ベローズの他方側端部に接続された足指側伝達部材と;を備え、
前記下肢における足部に装着される前記他方側外骨格部材は、
前記足部の内側に装着される足部内側外骨格部材と;
前記足部の外側に装着される足部外側外骨格部材と;を備え、
前記足首側伝達部材は、前記足部内側外骨格部材に取り付けられ、
前記足指側伝達部材は、前記足部外側外骨格部材に取り付けられ、
前記足部内側外骨格部材及び前記足部外側外骨格部材は、前記足部を固定する固定部材に、移動可能に取り付けられて、
前記内反矯正用ベローズの収縮により、内反した足部を矯正位置までアシストする、
ことを特徴とする関節運動アシスト装置。 An exoskeleton-type joint movement assist device that is attached to a predetermined object having a skeletal structure and assists joint movement using the mechanism of a joint that connects one side portion and the other side portion of the predetermined object. hand,
It is prepared in the joint to assist the joint movement, and when it is arranged in the joint portion in the direction perpendicular to the rotation axis of the rotational movement of the joint, it is elastic and expandable to generate a force to assist the joint movement. With bellows;
With an adjusting unit that adjusts the working fluid pressure in the bellows;
With a one-sided transmission member connected to one-sided end of the bellows and attached to the one-sided portion;
With the other side transmission member connected to the other side end of the bellows and attached to the other side portion;
With a one-sided exoskeleton member arranged on the side of the one-sided portion along the direction extending from the joint and attached to the one-sided transmission member;
With the other exoskeleton member arranged on the side of the other side portion along the direction extending from the joint and attached to the other side transmission member;
One end of the one-sided exoskeleton member on the joint side and one end of the other-side exoskeleton member on the joint side can be rotated in the rotation direction of the joint at a position corresponding to the joint. With an articulation mechanism that articulates;
The one-sided transmission member transmits a force for assisting the flexion-extension joint movement caused by the expansion and contraction of the bellows to the one-sided exoskeleton member.
The other-side transmission member transmits a force that assists the flexion-extension joint movement caused by the expansion and contraction of the bellows to the other-side exoskeleton member.
The joint that should assist the joint movement is the ankle joint.
The one-sided exoskeleton member is attached to the lower leg of the lower limb and is attached to the lower leg.
The other exoskeleton member is attached to the foot of the lower limb and is attached to the foot.
The bellows are placed on the ankle joint portion to assist the flexion / extension movement of the ankle joint.
The other side transmission member attached to the foot is
With the ankle-side transmission member attached to the bellows;
With a bellows for varus correction, one end of which is connected to the ankle-side transmission member;
With a toe-side transmission member connected to the other end of the varus-correcting bellows;
The other exoskeleton member attached to the foot of the lower limb is
With the medial exoskeleton member of the foot that is attached to the medial side of the foot;
With a foot lateral exoskeleton member mounted on the lateral side of the foot;
The ankle-side transmission member is attached to the medial exoskeleton member of the foot.
The toe-side transmission member is attached to the foot lateral exoskeleton member, and is attached to the foot lateral exoskeleton member.
The foot medial exoskeleton member and the foot lateral exoskeleton member are movably attached to a fixing member for fixing the foot.
The contraction of the varus correction bellows assists the varus foot to the correction position.
A joint movement assist device characterized by this.
前記一方側外骨格部材の前記一端部に固定され、前記一方側外骨格部材が前記一方側部位に装着されている時において、前記関節の回動運動方向に沿って、外周部に歯部が形成された一方側歯車部材と;
前記他方側外骨格部材の前記一端部に固定され、前記他方側外骨格部材が前記他方側部位に装着されている時において、前記一方側歯車部材と噛合する歯部が、前記関節の回動運動方向に沿って、外周部に形成された他方側歯車部材と;
前記一方側歯車部材と前記他方側歯車部材との噛合を確保するアーム部材と;を備える、
ことを特徴とする請求項1に記載の関節運動アシスト装置。 The connecting mechanism is
When the one-sided exoskeleton member is fixed to the one end portion and the one-sided exoskeleton member is attached to the one-sided portion, a tooth portion is provided on the outer peripheral portion along the rotational movement direction of the joint. With the formed one-sided gear member;
When the other side exoskeleton member is fixed to the one end portion and the other side exoskeleton member is attached to the other side portion, the tooth portion that meshes with the one side gear member rotates the joint. With the other side gear member formed on the outer circumference along the direction of motion;
An arm member for ensuring meshing between the one-side gear member and the other-side gear member;
The joint movement assist device according to claim 1.
前記一方側部位の内側に装着される一方側内側外骨格部材と;
前記一方側部位の外側に装着される一方側外側外骨格部材と;を備える、
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装置。 The one-sided exoskeleton member
With the one-sided medial exoskeleton member mounted inside the one-sided site;
The one one side and the outer exoskeleton member is mounted on the outside of the side portion; comprises,
The joint movement assist device according to claim 1 or 2.
前記他方側外骨格部材は、前記他方側外骨格部材の前記一端部とは反対側の他端部が前記足底部材に取り付けられる、
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装置。 A foot mounting portion including a sole member on which the sole of the foot is arranged is further provided.
In the other exoskeleton member, the other end of the other exoskeleton member on the opposite side to the one end is attached to the sole member.
The joint movement assist device according to any one of claims 1 to 4, wherein the joint movement assist device is characterized.
前記足台部材における前記足部の少なくとも一方の側部の側には、前記足台部材の底部から立設した壁部が形成され、
前記足台部材の壁部に前記側部配置ベローズの一方側端部が接続され、前記壁部に対向する側の前記足部装着部に前記側部配置ベローズの他方側端部が接続され、
前記側部配置ベローズの伸長及び収縮により、前記足首関節の外転運動及び内転運動をアシストする、
ことを特徴とする請求項8に記載の関節運動アシスト装置。 Further provided with a side-arranged bellows disposed on the toe side of at least one side of the foot.
A wall portion erected from the bottom of the footrest member is formed on the side of at least one side of the foot portion of the footrest member.
One end of the side-arranged bellows is connected to the wall of the footrest member, and the other end of the side-arranged bellows is connected to the foot-mounted portion on the side facing the wall.
The extension and contraction of the laterally arranged bellows assists the abduction and adduction movements of the ankle joint.
The joint movement assist device according to claim 8.
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