JPWO2015029257A1 - 関節運動アシスト装置の足部装着構造 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本発明の第1実施形態を、図2〜図6を参照して説明する。ここで、第1実施形態においては、人体の左足部に装着される関節運動アシスト装置の足部装着構造を例示して説明する。
図2〜図4には、第1実施形態に係る関節運動アシスト装置の足部装着構造100A(以下、単に「足部装着構造100A」とも記す)の外観図が示されている。図2〜図4における座標系(X,Y,Z)は、足部装着構造100Aが人体の左の足部に装着された場合に、直立姿勢時において、人体の正面方向を+X方向、人体の右側から左側へと向かう方向を+Y方向、鉛直上方方向を+Z方向とする座標系である(後述する図5〜図15についても同様)。
次に、上記の足部装着部120Aの構成について説明する。足部装着部120Aは、図2〜図4、及び図5(A),(B)により総合的に示されるように、足底部材の一部としての平板部材121と、足底部材の一部としての内側軸支部材122と、受容部材としての外側受容部材125と、踵止め部材129とを備えている。ここで、図5(A)は、足部装着部120Aを+Y方向側から視た図であり、図5(B)は、足部装着部120Aを+Z方向側から視た図である。
以上のようにして構成された関節運動アシスト装置の足部装着構造100Aの動作について、説明する。
次に、本発明の第2実施形態を、図7〜図9を主に参照して説明する。ここで、第2実施形態においても、人体の左足部に装着される関節運動アシスト装置の足部装着構造を例示して説明する。
図7,8には、第2実施形態に係る関節運動アシスト装置の足部装着構造100B(以下、単に「足部装着構造100B」とも記す)の外観図が示されている。ここで、図7は、閉脚姿勢時において、人体の左足部に装着された足部装着構造100Bを、−X方向側(踵側)から眺めた外観図(YZ平面視図)である。また、図8は、人体の左足部に装着された足部装着構造100Bを、閉脚姿勢時において、+Y方向側(外甲側)から眺めた外観図(XZ平面視図)である。
以上のようにして構成された関節運動アシスト装置の足部装着構造100Bの動作について、説明する。
次に、本発明の第3実施形態を、図10〜図12を主に参照して説明する。ここで、第3実施形態においても、人体の左足部に装着される関節運動アシスト装置の足部装着構造を例示して説明する。
図10,11には、第3実施形態に係る関節運動アシスト装置の足部装着構造100C(以下、単に「足部装着構造100C」とも記す)の外観図が示されている。ここで、図10は、閉脚姿勢時において、左足部に装着された足部装着構造100Cを、−X方向側(踵側)から眺めた外観図(YZ平面視図)である。また、図11は、左足部に装着された足部装着構造100Cを、閉脚姿勢時において、+Y方向側(外甲側)から眺めた外観図(XZ平面視図)である。
以上のようにして構成された関節運動アシスト装置の足部装着構造100Cの動作について、説明する。
次いで、本発明の第4実施形態を、図13〜図15を主に参照して説明する。ここで、第4実施形態においても、人体の左足部に装着される関節運動アシスト装置の足部装着構造を例示して説明する。
図13,14には、第4実施形態に係る関節運動アシスト装置の足部装着構造100D(以下、単に「足部装着構造100D」とも記す)の外観図が示されている。ここで、図13は、閉脚姿勢時において、足部装着構造100Dを、−X方向側(踵側)から眺めた外観図(YZ平面視図)である。また、図14は、足部装着構造100Dを、閉脚姿勢時において、+Y方向側(外甲側)から眺めた外観図(XZ平面視図)である。
以上のようにして構成された関節運動アシスト装置の足部装着構造100Dの動作について、説明する。
本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。
Claims (15)
- 人体の足部に装着し、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の足部装着構造であって、
前記人体の膝関節から足関節へ延びる方向に沿って、下腿の外側に装着される外側外骨格部材と;
前記膝関節から前記足関節へ延びる方向に沿って、前記下腿の内側に装着される内側外骨格部材と;
前記内側外骨格部材における足底側の端部が接続され、前記足部の足裏が装着される平板を含む足底部材と;
前記足底部材の外甲側に設けられ、前記外側外骨格部材における足底側の端部を受容可能な受容部材と;を備え、
前記内側外骨格部材における足底側の端部は、前記足底部材に対して前記足関節の運動自由度を有するように接続され、
前記足部の踵部からつま先部へ向かう方向が垂直線となる面において、前記内側外骨格部材の長さ方向と前記足底部材における平板の法線方向とのなす角の変化に応じて、前記外側外骨格部材における足底側の端部と、前記受容部材との間の距離が変化する、
ことを特徴とする関節運動アシスト装置の足部装着構造。 - 前記足部の踵部からつま先部へ向かう方向が垂直線となる面において、
前記内側外骨格部材の長さ方向と前記足底部材における平板の法線方向とのなす角が、所定の角度以上となるまでは、前記受容部材は、前記足底部材の外甲側に対する前記外側外骨格部材における足底側の端部の受容を許容する、
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の足部装着構造。 - 前記外側外骨格部材における足底側の端部は、前記受容部材に嵌合可能であり、
前記足部の踵部からつま先部へ向かう方向が垂直線となる面において、
前記内側外骨格部材の長さ方向と前記足底部材における平板の法線方向とのなす角が、所定の角度以上となったときに、前記外側外骨格部材における足底側の端部は、前記受容部材から外れる、
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の足部装着構造。 - 前記外側外骨格部材における足底側の端部は、凸形状に形成されており、
前記受容部材は、前記足底部材の外甲側に固定される凹形状の部材であり、前記外側外骨格部材における前記凸形状の足底側の端部を受容する、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の関節運動アシスト装置の足部装着構造。 - 前記外側外骨格部材における足底側の端部を前記足底部材の外甲側に固定された前記受容部材へ導く誘導部材を更に備える、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の足部装着構造。
- 前記誘導部材は、前記受容部材に近接して設置され、足甲側へ沿った方向に延びる長方形状の少なくとも1つの板バネであり、
前記少なくとも1つの板バネの内の1つである特定板バネは、前記受容部材の内甲側に設置され、
前記外側外骨格部材における足底側の端部は、前記特定板バネにより、前記受容部材に誘導される、
ことを特徴とする請求項5に記載の関節運動アシスト装置の足部装着構造。 - 前記板バネの数は2つであり、
前記特定板バネ以外の板バネは、前記受容部材の外甲側に設置される、
ことを特徴とする請求項6に記載の関節運動アシスト装置の足部装着構造。 - 前記誘導部材は、前記受容部材に近接して配置され、足甲側へ沿った方向に延びる長方形状の少なくとも1つの板状部材であり、
前記少なくとも1つの板状部材の内の1つである特定板状部材は、前記受容部材の外甲側に設置され、
前記外側外骨格部材における足底側の端部は、前記特定板状部材により、前記受容部材に誘導される、
ことを特徴とする請求項5に記載の関節運動アシスト装置の足部装着構造。 - 前記誘導部材は、一方の端部が前記受容部材を囲むようにして設置され、足甲側へ沿った方向に延びる中空状の中空弾性部材であり、
前記外側外骨格部材における足底側の端部は、他方の端部から前記中空弾性部材の中空内部に挿入され、前記中空弾性部材により、前記受容部材に誘導される、
ことを特徴とする請求項5に記載の関節運動アシスト装置の足部装着構造。 - 前記外側外骨格部材は、
前記人体の下腿に対応する第1外側外骨格部材と;
一方の端部が前記人体の足関節に対応する位置で、前記第1外側外骨格部材に前記足関節の回動方向に回動可能に接続されるとともに、他方の端部が前記受容部材に受容可能に接続される第2外側外骨格部材と;を備え、
前記内側外骨格部材は、
前記人体の下腿に対応する第1内側外骨格部材と;
一方の端部が前記足関節に対応する位置で、前記第1内側外骨格部材に前記足関節の回動方向に回動可能に接続されるとともに、他方の端部が前記足底部材に接続される第2内側外骨格部材と;を備える、
ことを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の関節運動アシスト装置の足部装着構造。 - 人体の足部に装着し、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の足部装着構造であって、
前記人体の膝関節から足関節へ延びる方向に沿って、下腿の外側に装着される外側外骨格部材と;
前記膝関節から前記足関節へ延びる方向に沿って、前記下腿の内側に装着される内側外骨格部材と;
前記内側外骨格部材における足底側の端部が接続され、前記足部の足裏が装着される平板を含む足底部材と;
前記外側外骨格部材における足底側の端部に一方の端部が接続される少なくとも弾性部材を含む接続用部材と;
前記足底部材の外甲側に設けられ、前記接続用部材の他方の端部を固定する固定用部材と;を備え、
前記内側外骨格部材における足底側の端部は、前記足底部材に対して前記足関節の運動自由度を有するように接続され、
前記足部の踵部からつま先部へ向かう方向が垂直線となる面において、前記内側外骨格部材の長さ方向と前記足底部材における平板の法線方向とのなす角の変化に応じて、前記弾性部材が伸縮し、前記外側外骨格部材における足底側の端部と、前記固定用部材との間の距離が変化する、
ことを特徴とする関節運動アシスト装置の足部装着構造。 - 前記接続用部材は、弾性部材であり、
前記弾性部材の他方の端部は、前記固定用部材の足甲側に固定される、
ことを特徴とする請求項11に記載の関節運動アシスト装置の足部装着構造。 - 前記接続用部材は、紐部材の他方の端部と弾性部材の一方の端部とを接続した部材であり、
前記紐部材の一方の端部は、前記外側外骨格部材における足底側の端部に接続され、前記弾性部材の他方の端部は、前記固定用部材に固定される、
ことを特徴とする請求項11に記載の関節運動アシスト装置の足部装着構造。 - 前記固定用部材は、前記紐部材を通す穴が成形された中空状の部材であり、
前記紐部材の他方の端部は、前記固定用部材の中空内部で前記弾性部材の一方の端部に接続され、
前記弾性部材の他方の端部は、前記固定用部材の中空内部に固定される、
ことを特徴とする請求項13に記載の関節運動アシスト装置の足部装着構造。 - 前記外側外骨格部材は、
前記人体の下腿に対応する第1外側外骨格部材と;
一方の端部が前記人体の足関節に対応する位置で、前記第1外側外骨格部材に前記足関節の回動方向に回動可能に接続されるとともに、他方の端部が前記接続用部材に接続される第2外側外骨格部材と;を備え、
前記内側外骨格部材は、
前記人体の下腿に対応する第1内側外骨格部材と;
一方の端部が前記足関節に対応する位置で、前記第1内側外骨格部材に前記足関節の回動方向に回動可能に接続されるとともに、他方の端部が前記足底部材に接続される第2内側外骨格部材と;を備える、
ことを特徴とする請求項11〜14のいずれか一項に記載の関節運動アシスト装置の足部装着構造。
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