JPS633855A - Artificial leg utilizing three-dimensional suspension technique - Google Patents
Artificial leg utilizing three-dimensional suspension techniqueInfo
- Publication number
- JPS633855A JPS633855A JP14475786A JP14475786A JPS633855A JP S633855 A JPS633855 A JP S633855A JP 14475786 A JP14475786 A JP 14475786A JP 14475786 A JP14475786 A JP 14475786A JP S633855 A JPS633855 A JP S633855A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- artificial
- prosthetic limb
- limb according
- natural
- connector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 239000000725 suspension Substances 0.000 title claims description 12
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 claims description 35
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 claims description 22
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 claims description 13
- 210000001087 myotubule Anatomy 0.000 claims description 8
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 7
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 claims description 6
- 239000008280 blood Substances 0.000 claims description 6
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 claims description 6
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 claims description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 11
- 210000004126 nerve fiber Anatomy 0.000 description 8
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 6
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 6
- 210000002569 neuron Anatomy 0.000 description 5
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 210000002758 humerus Anatomy 0.000 description 4
- 210000003462 vein Anatomy 0.000 description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 3
- 210000003365 myofibril Anatomy 0.000 description 3
- 210000000845 cartilage Anatomy 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 210000000944 nerve tissue Anatomy 0.000 description 2
- 210000000062 pectoralis major Anatomy 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 210000001137 tarsal bone Anatomy 0.000 description 2
- 210000002303 tibia Anatomy 0.000 description 2
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 1
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 1
- 101150097977 arch-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 210000000784 arm bone Anatomy 0.000 description 1
- 210000000544 articulatio talocruralis Anatomy 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 210000003743 erythrocyte Anatomy 0.000 description 1
- 210000002082 fibula Anatomy 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 210000001981 hip bone Anatomy 0.000 description 1
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 1
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 1
- 102000053391 human F Human genes 0.000 description 1
- 108700031895 human F Proteins 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Prostheses (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は義肢の改良に関するものである。従来の義肢を
大別すると、第一は形状だけのもので義肢自体が作動す
ることのないもの、第二は、ロボット式の機構を持つも
ので動力等により作動するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in prosthetic limbs. Conventional prosthetic limbs can be roughly divided into the first type, which has only a shape and does not operate itself, and the second type, which has a robotic mechanism and is operated by power or the like.
本発明の目的は、上記第二の作動する機構を持つ義肢の
機能を天然の義肢の機能に近づける事にある。An object of the present invention is to bring the function of a prosthetic limb having the second operating mechanism closer to that of a natural prosthetic limb.
上記の目的のために、ここでは主として４つの技術要素
の組み合わせによって高性能な義肢を実現することを目
的とする。第１の要素は人工骨格に関するものである。For the above purpose, the aim here is to realize a high-performance prosthesis mainly by combining four technical elements. The first element concerns the artificial skeleton.
又、第２の要素は人工筋肉に関するものである。又、第
３の要素は人工神経に関するものである。そして、第４
の要素は動力のエネルギーに関するものである。Moreover, the second element relates to artificial muscles. Furthermore, the third element relates to artificial nerves. And the fourth
The element of is related to the energy of motive power.
第１の要素である人工骨格は三次元サスペンション（日
本特許出願番号５６−２５４２１号）を利用した人工関
節を利用する。以下それについて説述する。The first element, the artificial skeleton, utilizes an artificial joint that utilizes a three-dimensional suspension (Japanese Patent Application No. 56-25421). This will be explained below.
第１図は、天然の足の骨組みの一部を示したものである
。ここで同図のＡＢＩＸ閏を義足化することを考える。FIG. 1 shows a portion of the natural foot skeleton. Let's consider converting the ABIX leaper shown in the same figure into a prosthetic leg.
天然足にあっては、ＡＢ区間には関節が７から１０まで
４つある。この関節を三次元サスペンションの技術を利
用して作成する。第２図は、軸１３を中心に回転する支
持軸を持つ回転支持軸付三次元サスペンション（日本特
許出願昭和６１年６月Ｉ７日参照）の断面図である。こ
の３８関節（三次元サスペンション関節の略、以下にお
いて同じ）は３次元の衝撃を吸収する機能を持つもので
ある。又、同図に示すように軸１３を中心に角度±θで
折れ曲がる機能を持っている。ス、このθに関して、θ
；０に復元する方向に力を受けるようにする機能をもた
すことも出来るが、それを持たせるかどうかは使用する
関節の要求いかんによる。この３８関節単位を第１図の
関節７から１０に適用すると第３図に示すような人工骨
格ができる。天然足にあっては、関節部にある軟骨と骨
（１，２，３等）との組み合わせによって衝撃と三次元
的微振動とを吸収している。ここでの３８関節は主とし
て天然足の軟骨に相当する役割を持つものである。但し
、３８関節は、第３図に示すように、それにサーボ機構
２７を付加することにより極めて微妙な調整が可能に成
るものである。この微妙な調整によって、人体に接続し
たときに、天然足とき肢との間に不可避的に発生するア
ンバランスを調整することに役立つものとなる。又、３
８関節は凹曲面１４の形態に変化を持たせることにより
変位と復元方向とを調整できるので天然関節と似たよう
な複雑な機能を持たせることができる。但し、その為に
は以下の事に注意しなければならない、第２図において
、スライド板１１及びジヨイント１３のそれぞれにスト
ッパーを付けることにより回転範囲に限界を持たせる、
又、凹曲面１４に変化を持たせる事によって、回転や変
位の割合に変化を持たせる事ができる。In a natural foot, there are four joints in the AB section, ranging from 7 to 10. This joint is created using three-dimensional suspension technology. FIG. 2 is a cross-sectional view of a three-dimensional suspension with a rotating support shaft (see Japanese Patent Application, June 17, 1986) having a support shaft that rotates around the shaft 13. These 38 joints (abbreviation for three-dimensional suspension joints; the same applies hereinafter) have the function of absorbing three-dimensional shocks. Further, as shown in the figure, it has a function of bending at an angle of ±θ about the shaft 13. With respect to this θ, θ
It is also possible to have a function of receiving force in the direction of restoring it to zero, but whether or not to have it depends on the requirements of the joint used. If these 38 joint units are applied to joints 7 to 10 in FIG. 1, an artificial skeleton as shown in FIG. 3 will be created. In a natural foot, shocks and three-dimensional minute vibrations are absorbed by the combination of cartilage and bones (1, 2, 3, etc.) in the joints. The 38 joints here mainly play a role corresponding to the cartilage of the natural foot. However, as shown in FIG. 3, the 38 joints allow extremely delicate adjustments by adding a servo mechanism 27 thereto. This subtle adjustment helps adjust the imbalance that inevitably occurs between the natural foot and limb when connected to the human body. Also, 3
Since the displacement and restoration direction of the eight joints can be adjusted by changing the shape of the concave curved surface 14, they can have complex functions similar to natural joints. However, in order to do so, the following points must be taken into account: In Fig. 2, the rotation range is limited by attaching a stopper to each of the slide plate 11 and the joint 13.
Furthermore, by varying the concave curved surface 14, it is possible to vary the rate of rotation or displacement.
ただし、凹曲面１４に軸対称でない変化を持たせるとき
は、凹曲面１４が回転しない様に内ピストン１６や中シ
リンダ−１５の形状と円筒形のように回転する形態でな
いものを用いる。第４図はその一例を示したχ−Ｙ面の
断面図である。この場合は、内ピストン１６と中シリン
ダ−１５とが相℃
射的に回転卵ないので、上記の目的を達成する事が出来
る。However, when the concave curved surface 14 is made to have a change that is not axially symmetrical, a shape that is not rotatable, such as a cylindrical shape similar to the shape of the inner piston 16 or the inner cylinder 15, is used so that the concave curved surface 14 does not rotate. FIG. 4 is a cross-sectional view along the χ-Y plane showing one example. In this case, since the inner piston 16 and the middle cylinder 15 do not rotate radially relative to each other, the above object can be achieved.
次に、第２の要素である人工筋肉は、リニヤモーター含
利用したものを用いる。以下それについて説述する。Next, the second element, the artificial muscle, uses a linear motor. This will be explained below.
第５図は天然筋肉の全体図である。第６図は、第５図の
一部を拡大したものである。第５図に示すように筋肉は
方向性を持った細胞の集合体である。又、その部分は第
６図に示すように更に小さな筋原繊維３１で構成されて
いる。ここでは、伸縮単位としてリニヤモーターで伸縮
する人工筋肉繊維と考える。第７図はそれを示したもの
である、回転子の役割を果たすポール３２と、固定子の
役割を果たすパイプ３３との組み合わせで長さＬｌの筒
状のりニヤモーター３形成する。これは図示のように、
ストッパー３４によって伸縮限界は長さＬ２になる。又
、単位長はＬＯであるが、隣り合ったものどうしは図示
のように一体化されているのでＬｌｌの単位が連続して
人工筋肉繊維を形成する。第８図は、図式化して示した
人工筋肉である。これは人工筋肉繊維を束ねて人工筋肉
単位３７をつくり、それを一例として図示のように連ね
て人工筋肉３５を形成する。ここで、リニヤモーターの
大きさは工作限界によって決定されるものである。そし
て、リニヤモーターのスケールが小さく高精度である程
、人工筋肉の性能は天然筋肉の性能に近づけける事が出
来る。従って、微細な加工が要求されてくるが、そのよ
うな工作方法は、日本特許出頭番号５９−１２３６３０
号の“ホログラフィ−の技術を利用して物質にエネルギ
ーを与える方法、及び、その装置”に詳述されている。FIG. 5 is an overall view of natural muscle. FIG. 6 is an enlarged view of a part of FIG. 5. As shown in Figure 5, muscles are aggregates of directional cells. Moreover, that portion is composed of even smaller myofibrils 31, as shown in FIG. Here, we will consider artificial muscle fibers that expand and contract with a linear motor as a unit of expansion and contraction. FIG. 7 shows this. A cylindrical linear motor 3 having a length Ll is formed by a combination of a pole 32 serving as a rotor and a pipe 33 serving as a stator. This is as shown in the diagram.
The limit of expansion and contraction is set to length L2 by the stopper 34. Further, although the unit length is LO, adjacent ones are integrated as shown in the figure, so Lll units are continuous to form an artificial muscle fiber. FIG. 8 is a diagrammatic representation of an artificial muscle. In this method, artificial muscle fibers are bundled to create an artificial muscle unit 37, which is connected as shown in the figure to form an artificial muscle 35, for example. Here, the size of the linear motor is determined by the machining limits. And, the smaller the scale of the linear motor and the higher the precision, the closer the performance of the artificial muscle can be to that of natural muscle. Therefore, fine machining is required, and such a machining method is disclosed in Japanese Patent Application No. 59-123630.
``Method and device for imparting energy to matter using holography technology'' in the issue.
次に、第３の要素である人工神経は、天然神経と人工神
経を接続する方法を用いる。この方法は主に２つの方法
から成る。第１の方法は、天然神経と人工神経の接続に
関する事であり、第２は、人工神経そのものに関する事
である。ここでの人工神経そのものとは、義肢の動力源
である人工筋肉３５のリニヤモーターを働かせる為の電
源コントロールを行う電子回路である。これは従来公知
の電子回路の方法、特に集積回路を用いたもので可能で
ある。天然神経と人工神経の接続の間圧に関しては次の
通りである。天然神経は電気信号と化学信号とが交互に
連なる神経細胞組織から出来ている。第９図はそれを図
示したものである。神経細胞３８は神経繊＆ｔ３つで繋
がれている。神経細胞３８の内部では信号は化学信号と
して伝わり、神経繊維３９では信号は電気信号として伝
わる、そこで、神経繊維３９の端部に神経細胞３８のか
わりに人工センサー４０を取り付けて、電気信号を感知
し人工神経系に伝える。そして、又、その逆の人工神経
系からの電気信号を神経繊維３９に伝える。この方法に
よれば、天然身体と義肢とを一体のものとしてコントロ
ールする事が可能である。ここで、当然注意すべき事と
して、特に、人工神経系からの信号が過大にすぎて天然
神経系に副作用を及ぼさないようなフィードバック回路
は必ず設けなければ成らない事があげられる。第１０図
はそれを図示したものである９人工センサー４１と天然
の神経繊＆ｉ３９とを人工コネクター４０で接続した状
態を示している。神経繊維３９を全体として生かした状
態でコネクター４０を用いて人工センサー４１と接続す
る。この方法によれば天然神経を痛める事なく接続がで
きる。Next, the third element, the artificial nerve, uses a method of connecting a natural nerve and an artificial nerve. This method mainly consists of two methods. The first method concerns the connection between the natural nerve and the artificial nerve, and the second method concerns the artificial nerve itself. The artificial nerve itself here is an electronic circuit that controls the power supply for operating the linear motor of the artificial muscle 35, which is the power source of the artificial limb. This is possible using conventional electronic circuit methods, especially those using integrated circuits. The pressure between the natural nerve and the artificial nerve is as follows. Natural nerves are made up of nerve cell tissue that alternates electrical and chemical signals. FIG. 9 illustrates this. Nerve cells 38 are connected by nerve fibers &t3. Signals are transmitted as chemical signals inside the nerve cells 38, and signals are transmitted as electrical signals in the nerve fibers 39.Therefore, an artificial sensor 40 is attached to the end of the nerve fibers 39 instead of the nerve cells 38 to sense the electric signals. and informs the artificial nervous system. And vice versa, electrical signals from the artificial nervous system are transmitted to the nerve fibers 39. According to this method, it is possible to control the natural body and the prosthetic limb as one. Of course, it should be noted here that a feedback circuit must be provided to prevent the signal from the artificial nervous system from being too large and causing side effects on the natural nervous system. FIG. 10 shows a state in which an artificial sensor 41 and a natural nerve fiber &i39 are connected by an artificial connector 40. The nerve fibers 39 are connected to an artificial sensor 41 using a connector 40 while making full use of the nerve fibers 39 as a whole. This method allows connections to be made without damaging natural nerves.
次に、第４の要素である動力のエネルギー源には天然の
血液を利用する事ができる。血液中には赤血球があり、
その中に含まれるヘモグロビンに酸素が結合している。Next, natural blood can be used as the energy source for the fourth element, the power. There are red blood cells in the blood,
Oxygen is bound to the hemoglobin contained within it.
又、血液中には糖などの燃料が含まれている。この燃料
は減少すると体内に蓄積されたものが血液中に環流して
全身を巡っている。ここでは、それら良液中の燃料と酸
素とを抽出して化合させ熱エネルギーを得る０次に、こ
の熱エネルギーを利用して熱電対などを用いて発電する
。これをバッテリーやコンデンサーを用いて蓄積し、必
要に応じて人工筋肉のりニヤモーターを動かすエネルギ
ー源として利用する。Blood also contains fuels such as sugar. When this fuel decreases, it accumulates in the body and returns to the blood, circulating throughout the body. Here, the fuel and oxygen in these good liquids are extracted and combined to obtain thermal energy, and this thermal energy is used to generate electricity using a thermocouple or the like. This energy is stored using batteries and capacitors and used as an energy source to power the artificial muscle glue motor as needed.
ここで上記の第１と第２の要素について追加する。第１
の要素である人工骨格については、手足の先端部である
指の部分も比例寸法を合わせた３８関節で天然指と同様
の比例寸法を持つ骨組みを作ることができる。ここで、
人工骨格は３８関節を用いないで従来から作られている
様に天然骨と同じ形状のものをセラミックス等の材料を
用いて作られているものでも勿論実用性はある。第２の
要素である人工筋肉については、人工筋肉繊維の大きさ
が十分小さなものになる場合には、天然筋肉とほとんど
同様の形状のらのも可能である。このような場合には、
義肢の先端部分である指なども天然のものとほとんど同
様の機能を持たせる事も可能になる。しかし、又、余り
小さくない人工筋肉繊維を用いる場合には、多少機械的
な感じは残るが、それでも歩行や物をつかむなどの働き
には十分な機能を持たせる事が可能である。Here, we will add the above first and second elements. 1st
Regarding the artificial skeleton, which is an element, it is possible to create a skeleton with the same proportional dimensions as a natural finger with 38 joints, including the proportional dimensions of the fingers, which are the tips of the limbs. here,
Artificial skeletons that have the same shape as natural bones but are made from materials such as ceramics, as they have traditionally been made without using 38 joints, are of course still practical. Regarding the second element, artificial muscle, if the size of the artificial muscle fibers is sufficiently small, it is possible to have a shape almost similar to that of natural muscle. In such a case,
It will also be possible to make the tips of prosthetic limbs, such as fingers, have almost the same functions as natural ones. However, if artificial muscle fibers that are not too small are used, they will still have a somewhat mechanical feel, but they will still be able to provide sufficient functionality for tasks such as walking and grasping objects.
第１１図は天然の腕の骨格と筋肉の関係と単純化した略
図である。同図（イ）に示す様に、上腕骨４３の回転は
大胸筋４７で行われる。そして、棒受４４の作動は上腕
二頭筋４５と上腕二頭筋４６とで行われる。これによっ
て明らかな様に、撓骨４４を作動させる筋肉は上腕骨４
３の周辺に在ることになる。従って、同図（ロ）に示す
様に、人工筋肉を追加する場合には、人工上腕二頭筋５
０と人工上腕二頭筋５１とを図示のように追加する事に
よって、人工筋肉のみの作動でも人エフ（’−骨４９を
作動させる事ができる。しかし、又、天然筋肉と人工筋
肉を接続する方法も可能である。FIG. 11 is a simplified diagram of the relationship between the skeleton and muscles of a natural arm. As shown in the same figure (a), rotation of the humerus 43 is performed by the pectoralis major muscle 47. The operation of the bar support 44 is performed by the biceps brachii 45 and the biceps brachii 46. As is clear from this, the muscle that operates the radius 44 is the humerus 4.
It will be around 3. Therefore, as shown in the same figure (b), when adding artificial muscles, the artificial biceps 5
By adding 0 and the artificial biceps 51 as shown in the figure, it is possible to activate the human F ('- bone 49) even by actuating only the artificial muscle.However, it is also possible to connect the natural muscle and the artificial muscle. It is also possible to do this.
次に、上記の第１から第４の要素を用いた義足の一実施
例について説述する。Next, an example of a prosthetic leg using the first to fourth elements described above will be described.
第１２図はその断面図である。コネクター５２で天然大
腿骨１と人工大腿骨１９とを結合する。FIG. 12 is a sectional view thereof. A connector 52 connects the natural femur 1 and the artificial femur 19.
コネクター５２は身体に埋め込みタイプとする。The connector 52 is of a type embedded in the body.
そして、プレートコネクター５３と充填材５６とで身体
と義足とを面状に接続して構造的補完としたものである
０人工筋肉５４は、−方の端部をプレートコネクター５
３に接続し、他方の端部は人工ｌ！５５に連なって、ｌ
！５５の端部は人工ｇｔ骨２Ｏに接続される。この人工
筋肉５４の作動によって人工脛骨２０が動くことになる
。各人工筋肉の内部にエネルギー源ユニット６７を設け
て、動脈６１、及び、静脈６２と接続して血液を循環さ
せる。神経系に関しては、人工センサー６ｏを身体側に
埋め込みとし、端部をプレートコネクター５３側に設け
て人工筋肉５４と接続する。コントロール用のコンピュ
ーターは小型が可能なので、人工筋肉５４の内部にある
エネルギー源ユニット６３の中に設ける事も可能である
。しがし、コンピューターの故障時を考慮した場合には
、人工筋肉の外部に設ける事も自由である。The artificial muscle 54, which connects the body and the prosthetic leg in a planar manner with the plate connector 53 and the filler 56 to provide structural complementation, has the negative end connected to the plate connector 5.
3 and the other end is artificial l! Continuing with 55, l
! The end of 55 is connected to the artificial gt bone 2O. The operation of this artificial muscle 54 causes the artificial tibia 20 to move. An energy source unit 67 is provided inside each artificial muscle and connected to an artery 61 and a vein 62 to circulate blood. Regarding the nervous system, the artificial sensor 6o is embedded in the body, and its end is provided on the plate connector 53 side and connected to the artificial muscle 54. Since the control computer can be small, it can also be installed in the energy source unit 63 inside the artificial muscle 54. However, if you take into consideration the possibility of a computer failure, it is also possible to provide it outside the artificial muscle.
以上の様にして実現する義肢は、加工精度の向上に比例
してますます天然の手足に近いものに成っていく。Prosthetic limbs created in the manner described above become more and more similar to natural limbs as processing precision improves.
第１図は、天然の足の骨格の一部を示した側面図、第２
図は１軸回転軸付三次元サスペンションの断面図、第３
図は、回転軸付三次元サスペンションを利用した義足用
の人工受手）の断面図、第４区は、非円筒形ピストンを
もつ三次元サスペンションのＸ−Ｙ方向の断面図、第５
図は天然筋肉の側面図、第６図は筋原繊維の側面図、第
７図は、リニヤモーターによる人工筋肉繊維の断面図、
第８図は、図式化して示した人工筋肉の側面図、第９図
は天然の神経組織の略図、第１０図は、天然の神経組織
と人工センサーとの接続方法を示した断面図、第１１図
は、腕のにおける骨格と筋肉との関係を示した略図、同
図（イ）は天然の腕、同図（ロ）は義手を接続した腕、
第１２図は、義足の上半分を示した断面図。
１・・・・・・大腿骨、２・・・・・・脛１・３・・・
・・・腓骨、４・・・・・・足根骨。５・・・・・・寛
骨、６・・・・・・股関節、７・・・・・・膝関節、８
・・・・・・距腿関￥Ｅａ、９・・・・・・膝関節す、
１０・・・・・・距褪関節す、１１・・・・・・スライ
ド板、１２・・・・・・・・・ジヨイントの球状部分、
１３・・・・・・Ｙ方向の回転軸、１４・・・・・・凹
曲面、１５・・・・・−中間ピストン。
１６・・・・・・ピストン、１７・・・・・・圧縮コイ
ルバネ。
１８・・・・・・フレーム、１９・・・・・・人工大腿
骨、２０・・・・・・人工脛骨、２１・・・・・−人工
、弓１℃骨、２２・・・・・・人工足根骨、２３・・・
・・１軸回転軸付三次元サスペンション、２４，２５．
２６・・・・・・それぞれ、環ジヨイント付三次元サス
ペンション、２７・・・・・・サーボ機構、２８・・・
・・・天然筋肉、２９・・・・・・天然証、３０・・・
・・・・・・天然筋肉の部分、３１・・・・・・筋原繊
維、３２−・・・・・・・・ポール、３３・・・・・・
パイプ、３４・・・・・・ストッパー、３５・・・・・
・人工筋肉、３６・・・・・・人工霧、３７・・・・・
・・・・人工筋肉単位、３８・・・・・・神経細胞、３
９・・・・・・神経繊維、４０・・・・・・人工コネク
ター、４１・・・・・・人工センサー、４２・・・・・
肩甲骨、４３・・・・・・上腕骨。
４４・・・・・・ネ克骨、４５・・・・・・上腕二頭筋
、４６・・・・・・上腕二頭筋、４７・・・・・・大胸
筋、４８・・・・・・人工上腕骨、４９・・・・・・人
工卆剋骨、５０・・・・・・人工上腕二頭筋。
５１・・・・・・人工上腕二頭筋、５２・・・・・・コ
ネクター。
５３・・・・・・プレートコネクター、５４・・・・・
・人工筋肉、５５・・・・・・人工ｎ、５６・・・・・
・充填材、５７・・・・天然皮膚移植部分、５８・・・
・・・人工皮膚、５９・・・・・・天然皮膚、６０・・
・・・・人工皮膚コネクター、６１・・・・・・・・・
動脈、６２・・・・・・静脈、６３・・・・・・人工動
脈、６４・・・・・・人工動脈コネクター、６５・・・
・・・人工静脈。
６６・・・・・・人工静脈コネクター、６７・・・・・
・エネルギー原ユニット、ＬＯ・・・・・・リニヤモー
ターの単位長、Ｌｌ・・・・・・リニヤモーターの長さ
、Ｌ２・・−・・・作動限界長さ、Ｃ・・・・・・人体
側、Ｄ・・・・・・義足側。
第４エ イ
箋５ｍ
第６図
晃８Ｉ￥１
Ｓ
第Ｓ閏
尾１０凹
晃１１凹
（イ） （ロ
）第１ｚ面Figure 1 is a side view showing part of the natural foot skeleton;
The figure is a cross-sectional view of a three-dimensional suspension with a single axis of rotation.
The figure is a cross-sectional view of a prosthetic leg receiver using a three-dimensional suspension with a rotating shaft. Section 4 is a cross-sectional view in the X-Y direction of a three-dimensional suspension with a non-cylindrical piston.
The figure is a side view of natural muscle, Figure 6 is a side view of myofibrils, and Figure 7 is a cross-sectional view of artificial muscle fibers produced by a linear motor.
FIG. 8 is a schematic side view of the artificial muscle, FIG. 9 is a schematic diagram of natural nerve tissue, FIG. 10 is a cross-sectional view showing the method of connecting the natural nerve tissue and the artificial sensor, Figure 11 is a schematic diagram showing the relationship between the skeleton and muscles of the arm. Figure (A) is a natural arm, Figure (B) is an arm with a prosthetic hand connected,
FIG. 12 is a sectional view showing the upper half of the prosthetic leg. 1...femur, 2...shin 1/3...
... fibula, 4... tarsal bone. 5... Hip bone, 6... Hip joint, 7... Knee joint, 8
・・・・・・talocrural joint￥Ea, 9・・・・・・knee joint,
10... Talon joint, 11... Slide plate, 12... Ball shaped part of joint,
13...Rotation axis in the Y direction, 14...Concave curved surface, 15...-Intermediate piston. 16...Piston, 17...Compression coil spring. 18...Frame, 19...Artificial femur, 20...Artificial tibia, 21...-Artificial, arch 1 degree bone, 22...・Artificial tarsal bone, 23...
...Three-dimensional suspension with one axis of rotation, 24, 25.
26... Three-dimensional suspension with ring joint, 27... Servo mechanism, 28...
...Natural muscle, 29...Natural proof, 30...
...Natural muscle part, 31...Myofibril, 32-...Pole, 33...
Pipe, 34... Stopper, 35...
・Artificial muscle, 36...Artificial fog, 37...
...Artificial muscle unit, 38...Nerve cell, 3
9... Nerve fiber, 40... Artificial connector, 41... Artificial sensor, 42...
Shoulder blade, 43...humerus. 44...Nexus, 45...Biceps, 46...Biceps, 47...Pectoralis major, 48... ...Artificial humerus, 49...Artificial arm bone, 50...Artificial biceps. 51...Artificial biceps, 52...Connector. 53...Plate connector, 54...
・Artificial muscle, 55...Artificial n, 56...
・Filling material, 57...Natural skin graft part, 58...
...Artificial skin, 59...Natural skin, 60...
...Artificial skin connector, 61...
Artery, 62...Vein, 63...Artificial artery, 64...Artificial artery connector, 65...
...Artificial vein. 66...Artificial vein connector, 67...
・Energy source unit, LO... Unit length of linear motor, Ll... Length of linear motor, L2... Operation limit length, C... Human body side, D... Prosthetic leg side. 4th A note 5m Figure 6 Akira 8I ¥1 S S No. 10 concave Akira 11 concave (A) (B) 1st Z side
Claims (12)
特徴とする義肢。1. A prosthetic limb characterized by the use of three-dimensional suspension in an artificial joint.
を特徴と特許請求の範囲第１項記載の義肢。2. The prosthetic limb according to claim 1, characterized in that it utilizes a three-dimensional suspension with a rotation support shaft.
許請求の範囲第２項記載の義肢。3. The prosthetic limb according to claim 2, characterized in that it utilizes a ball joint rotation support shaft.
特許請求の範囲第２項記載の義肢。4. The prosthetic limb according to claim 2, characterized in that it utilizes a two-axis joint rotation support shaft.
特許請求の範囲第２項記載の義肢。5. The prosthetic limb according to claim 2, characterized in that it utilizes a single-axis joint rotation support shaft.
て人工大腿骨１９）とをコネクタ−５２で接続すること
を特徴と特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４
項、又は、第５項記載の義肢。6. Claims 1, 2, 3, and 4 are characterized in that a natural bone (femur 1 as an example) and an artificial bone (artificial femur 19 as an example) are connected by a connector 52.
or the prosthesis described in paragraph 5.
て構造的補完とすることを特徴と特許請求の範囲第６項
記載の義肢。7. 7. The prosthetic limb according to claim 6, characterized in that a plate connector 53 is added to the connector 52 for structural complementation.
する義肢。8. A prosthetic limb that uses linear motors for artificial muscles.
徴と特許請求の範囲第２項、第３項、第４項、第５項、
第６項、第７項、又は、第８項記載の義肢。9. Claims 2, 3, 4, and 5 are characterized in that a linear motor is used in the artificial muscle fibers.
The prosthetic limb according to item 6, 7, or 8.
人工筋肉繊維を利用することを特徴と特許請求の範囲第
８項、又は、第９項記載の義肢。10. The prosthetic limb according to claim 8 or 9, characterized in that it utilizes ultrafinely processed artificial muscle fibers produced using a holographic machine tool.
経系（一例として電気信号部分）とを人工コネクター４
０で連結した制御方法を特徴と特許請求の範囲第８項、
第９項、又は、第１０項記載の義肢。11. An artificial sensor 41, which is the end of an artificial nerve, and a natural nervous system (an electric signal part as an example) are connected to an artificial connector 4.
Claim 8, which features a control method connected by 0,
The prosthetic limb according to item 9 or 10.
ルギーを得て発電し、その電力でリニヤモーターを作動
させることを特徴とする請求の範囲第１項、第２項、第
３項、第４項、第５項、第６項、第７項、第８項、第９
項、第１０項、又は、第１１項記載の義肢。12. Claims 1, 2, 3, and 4, characterized in that oxygen and fuel are extracted from blood and burned, thermal energy is obtained and generated, and the linear motor is operated with the electric power. Section 5, Section 6, Section 7, Section 8, Section 9
10. The prosthetic limb according to item 10 or 11.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14475786A JPS633855A (en) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | Artificial leg utilizing three-dimensional suspension technique |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14475786A JPS633855A (en) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | Artificial leg utilizing three-dimensional suspension technique |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS633855A true JPS633855A (en) | 1988-01-08 |
Family
ID=15369684
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14475786A Pending JPS633855A (en) | 1986-06-23 | 1986-06-23 | Artificial leg utilizing three-dimensional suspension technique |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS633855A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1227239A2 (en) | 2001-01-26 | 2002-07-31 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Stirling engine drive unit for prosthetic limb |
| JP2012168007A (en) * | 2011-02-14 | 2012-09-06 | Jasti:Kk | Human body dummy joint part |
-
1986
- 1986-06-23 JP JP14475786A patent/JPS633855A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1227239A2 (en) | 2001-01-26 | 2002-07-31 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Stirling engine drive unit for prosthetic limb |
| JP2012168007A (en) * | 2011-02-14 | 2012-09-06 | Jasti:Kk | Human body dummy joint part |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Crompton et al. | The mechanical effectiveness of erect and “bent-hip, bent-knee” bipedal walking inAustralopithecus afarensis | |
| CN205586208U (en) | Ectoskeleton robot | |
| US3748662A (en) | Replacements for bicondylar joints in human limbs | |
| DE69002159D1 (en) | BENDING PROSTHESIS. | |
| Sherman | A Russian bioelectric-controlled prosthesis: Report of a research team from the Rehabilitation Institute of Montreal | |
| DE69205935D1 (en) | Prosthetic wrist. | |
| CN107283391A (en) | Exoskeleton robot | |
| CN102687183A (en) | System and method for joint motion simulation | |
| CN205521373U (en) | Low limbs structure and low limbs construction package of ectoskeleton robot | |
| CN105120821B (en) | Mechanical connecting structure | |
| CN111419634A (en) | Novel ankle joint rehabilitation parallel mechanism | |
| CN110522538A (en) | A kind of artificial leg based on the hip prosthesis parallel institution containing constrained branched chain | |
| JPS633855A (en) | Artificial leg utilizing three-dimensional suspension technique | |
| CN107972063A (en) | A kind of motor-driven human emulated robot | |
| Popovic et al. | Output space tracking control for above-knee prosthesis | |
| Sun et al. | Amputee subject testing protocol, results, and analysis of a powered transtibial prosthetic device | |
| Muscolo et al. | Towards an improvement of the SABIAN humanoid robot: From design to optimization | |
| Rad et al. | Design of a novel three degrees of freedom ankle prosthesis inspired by human anatomy | |
| CN107283395A (en) | The lower limb structure and lower limb structure component of exoskeleton robot | |
| Babič et al. | Optimization of biarticular gastrocnemius muscle in humanoid jumping robot simulation | |
| Chitore et al. | Digital electronic controller for above knee leg prostheses | |
| Haque et al. | A unified knee and ankle design for robotic lower-limb prostheses | |
| Poddar et al. | A cable-actuated prosthetic emulator for transradial amputees | |
| Mizen | Preliminary design of a full-scale, weareable, exoskeletal structure | |
| Glaister et al. | A mechanical model of the human ankle in the transverse plane during straight walking: implications for prosthetic design |