JP7466081B2 - 反復的および長期のしゃがみ込み中に疲労を軽減するための外骨格脚部 - Google Patents
反復的および長期のしゃがみ込み中に疲労を軽減するための外骨格脚部 Download PDFInfo
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Description
102 脛部リンク
104 大腿部リンク
105 ロックブロック
106 膝部ジョイント
108 力発生器
111 大腿部延長リンク
112 第1の端部
114 第2の端部
118 伸展
120 屈曲
122 膝部角度
123 カバー
124 絶対大腿部角度
125 垂直
126 大腿部角度差分
130 拘束機構
133 レール
136 低トルク方向
137 高トルク方向
138 拘束モード
139 非拘束モード
150 ラチェット
152 磁気爪
154 移動タブ
155 ラッチソレノイド
156 磁石
157 ピボットピン
166、176 アクチュエータ
180 足首第1リンク
182 足部リンク機構
183 足部コネクタ
185 雌足首ボス
186 雄足首ボス
187 足首
188 バネピン
189 ボタンインターフェース
190 トルク調整機構
193 トルク調整スイッチ
194 トルク調整ロック
200 着用者
201、203、204、205 大腿部
206 脛部
207 胴体部
208、210 脚部
212 靴
214 足部
216、226 股関節(ヒップ)
218 地面
219 靴地面コネクタ
220 足首
221 ヒールカフ
222 肩部
223 オーバーシューストラップ
224 アンダーシューキャッチ
225 地面コネクタ
228 膝部
230 足首
260 垂直股関節(ヒップ)地面間距離
262、263 垂直股関節(ヒップ)足首間距離
270 股関節(ヒップ)差分閾値
310、312 脛部センサ
314、324 脛部信号
316、326 大腿部信号
318、328 作動信号
330 通信信号
331 第1の動作モード
332 第2の動作モード
333、337 上側矢印
334、338 下側矢印
401 バッテリ
402 有線コネクタ
403 スイッチ
404、424 信号プロセッサ
405、415 大腿部センサ
406 手動スイッチ
468 大腿部クリップ
501 股関節(ヒップ)外転内転ジョイント
502 股関節(ヒップ)旋回ジョイント
503 足首足底ジョイント
504 足首外がえしジョイントジョイント
505 股関節(ヒップ)屈曲伸展ジョイント
506 足首旋回ジョイント
523 足底屈曲軸
524 足首外がえし軸
526 足首旋回軸
600 胴体外骨格
603 胴体リンク
609 足首旋回軸
610 足首外骨格
612 足首第2リンク
613 足首外がえしリンク
614 足首足底リンク
615 足首機構
616 柔軟ブッシュ
619 足首旋回ジョイント
621~624 脛部歯
625 ロック表面
626 ロックスイッチ
627 始点
628 終点
629 第1の円
639 ヒューマンマシンインターフェース
640 バットパッド
641 大腿部ストラップ
642 脛部ストラップ
643 前側ヒップストラップ
644 後側ヒップストラップ
645 ウエストベルト
646 ウエストベルトパッド
647 肩部ストラップ
648 大腿部クリップ
649 ラッチ
650 可撓性ベルトアタッチメント
651 剛性ベルトアタッチメント
655 ボタンヘッド
659 キャビティ
660 保持ブラケット
661 下部キャビティ
662 上部キャビティ
663 開口部
664 ボタン組立体
665 ボタンヘッド
666 ボタンネック
H1、H2 股関節(ヒップ)高さ閾値
l1 距離
p、pc 大腿部角度
t、tc 膝部角度
Claims (17)
- 着用者に連結されるように構成された装置において、
第1の外骨格脚部を有し、
上記第1の外骨格脚部は、
大腿部リンクと、
脛部リンクと、
上記大腿部リンクおよび上記脛部リンクに結合された膝部ジョイントであって、上記大腿部リンクおよび上記脛部リンクの間で屈伸動作を行えるように構成された上記膝部ジョイントと、
第1の端部および第2の端部を有する力発生器であって、上記第1の端部が上記脛部リンクに回転運動可能に結合され、上記第2の端部が上記大腿部リンクに回転運動可能かつ並進運動可能に結合され、上記力発生器は、上記第1の端部および上記第2の端部の間に上記第1の端部および上記第2の端部の間の距離を増加させる方向に力を生成するように構成された、上記力発生器と、
上記大腿部リンクに結合された拘束機構であって、当該拘束機構は拘束モードおよび非拘束モードを具備するように構成された上記拘束機構と、
上記着用者の膝に対して支持を付与する必要があるかどうかを決定するために上記着用者の脚部の運動を表示する少なくとも1つの脚部信号を生成するように構成された少なくとも1つの脚部センサと、
上記少なくとも1つの脚部信号に基づいて、上記着用者の上記膝に対して支持を付与すべきと決定して上記拘束機構を上記非拘束モードから上記拘束モードに移動させ、上記少なくとも1つの脚部信号に基づいて、上記着用者の上記膝に対して支持を付与する必要がないと決定して上記拘束機構を上記拘束モードから上記非拘束モードに移動させるように構成された第1の信号プロセッサとを有し、
上記拘束モードにおいて、上記拘束機構が、上記力発生器の上記第2の端部の上記大腿部リンクに対する並進運動を制約し、上記力発生器の上記第2の端部の上記大腿部リンクに対する回転運動が可能にするように構成され、上記着用者の上記膝が屈曲しているときに上記大腿部リンクの屈曲運動に対抗する支持を上記着用者に対して付与するように構成され、
上記非拘束モードにおいて、上記拘束機構が、上記力発生器の上記第2の端部の上記大腿部リンクに対する並進運動を、上記回転運動に加えて可能にするように構成され、上記着用者の上記膝が屈曲しているときに上記着用者を支持しないように構成されることを特徴とする装置。 - さらに第2の外骨格脚部を有し、上記第1の外骨格脚部の上記第1の信号プロセッサは、通信信号を使用して、上記少なくとも1つの脚部信号を上記第2の外骨格脚部の第2の信号プロセッサに通信する請求項1記載の装置。
- 上記少なくとも1つの脚部センサは、上記脛部リンクの運動または上記着用者の脛部の運動を表す少なくとも1つの脛部信号を生成するように構成された少なくとも1つの脛部センサを有する請求項1記載の装置。
- 上記少なくとも1つの脚部センサは、上記大腿部リンクの運動または上記着用者の大腿部の運動を表す少なくとも1つの大腿部信号を生成する大腿部センサを有する請求項1記載の装置。
- 上記第1の信号プロセッサは、ヒップ高さが名目スクワット閾値より下がったとき、上記拘束機構に指示して当該拘束モードに遷移させるように構成される請求項1記載の装置。
- 上記第1の信号プロセッサは、上記着用者のヒップ高さが減少しているときに、上記拘束機構に指示して当該拘束モードに遷移させるように構成される請求項1記載の装置。
- 上記第1の信号プロセッサは、上記着用者のヒップ高さが名目上昇閾値より大きいときに、上記拘束機構に指示して当該非拘束モードに遷移させるように構成される請求項1記載の装置。
- 上記第1の外骨格脚部の上記拘束機構は、上記着用者がかがんでいるときに、上記拘束モードに遷移するように構成される請求項1記載の装置。
- 上記第1の外骨格脚部の上記拘束機構は、上記着用者が歩行を開始するときに、上記非拘束モードに遷移するように構成される請求項1記載の装置。
- さらに足首外骨格を有し、
上記足首外骨格は、
上記脛部リンクと回転可能に結合された足部コネクタを有し、上記足部コネクタは上記着用者のくつと結合されるように構成される請求項1記載の装置。 - 上記足部コネクタは上記着用者の上記靴のかかと内側へと延びるように構成される請求項10記載の装置。
- 上記足部コネクタは上記着用者の上記靴のかかと外側に結合される請求項10記載の装置。
- 上記足部コネクタは、
上記靴の上記かかとのまわり包囲するかかとカフを有する請求項12記載の装置。 - 上記足部コネクタはオーバーシューストラップおよびアンダーシューストラップを有する請求項12記載の装置。
- 上記足部コネクタは少なくとも1つの足関節足旋回ジョイントを用いて上記脛部リンクに回転可能に結合され、上記少なくとも1つの足関節足旋回ジョイントは、上記脛部リンクに対する上記足部コネクタの回転を実現するように構成される請求項10記載の装置。
- 上記足部コネクタは少なくとも1つの足関節足底ジョイントを用いて上記脛部リンクに回転可能に結合され、上記少なくとも1つの足関節足底ジョイントは、上記脛部リンクに対する上記足部コネクタの背屈および底屈を実現するように構成される請求項10記載の装置。
- 上記足部コネクタは組み合わせ足関節旋回ジョイントを用いて上記脛部リンクに回転可能に結合され、上記組み合わせ足関節旋回ジョイントは上記脛部リンクに対して組み合わせ足関節回転軸に沿って上記足部コネクタを回転させるように構成される請求項10記載の装置。
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