WO2004103247A1 - 歩行補助装置 - Google Patents

歩行補助装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2004103247A1
WO2004103247A1 PCT/JP2004/003404 JP2004003404W WO2004103247A1 WO 2004103247 A1 WO2004103247 A1 WO 2004103247A1 JP 2004003404 W JP2004003404 W JP 2004003404W WO 2004103247 A1 WO2004103247 A1 WO 2004103247A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
hip joint
force
auxiliary power
lower leg
orthosis
Prior art date
Application number
PCT/JP2004/003404
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hisashi Kato
Takashi Hirata
Original Assignee
Honda Motor Co., Ltd.
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co., Ltd. filed Critical Honda Motor Co., Ltd.
Priority to EP04720719A priority Critical patent/EP1637112B1/en
Priority to US10/557,732 priority patent/US7481742B2/en
Publication of WO2004103247A1 publication Critical patent/WO2004103247A1/ja

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL 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
    • A61H3/00Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/008Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about using suspension devices for supporting the body in an upright walking or standing position, e.g. harnesses
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61FFILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F5/00Orthopaedic methods or devices for non-surgical treatment of bones or joints; Nursing devices; Anti-rape devices
    • A61F5/01Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces
    • A61F5/0102Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL 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
    • A61H1/00Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0237Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the lower limbs
    • A61H1/0255Both knee and hip of a patient, e.g. in supine or sitting position, the feet being moved together in a plane substantially parallel to the body-symmetrical plane
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL 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
    • A61H3/00Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL 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
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/01Constructive details
    • A61H2201/0192Specific means for adjusting dimensions
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL 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
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12Driving means
    • A61H2201/1207Driving means with electric or magnetic drive
    • A61H2201/1215Rotary drive
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL 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
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/1628Pelvis
    • A61H2201/163Pelvis holding means therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL 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
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/164Feet or leg, e.g. pedal
    • A61H2201/1642Holding means therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL 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
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/165Wearable interfaces

Definitions

  • the present invention relates to a walking assist device for mainly providing an assisting force to the motion of a hip joint.
  • a main object of the present invention is to increase the efficiency of transmitting the force generated by the auxiliary power generation device provided at a position corresponding to the hip joint to the legs, and reduce the burden on the body It is an object of the present invention to provide a walking assist device that can perform the walking.
  • an auxiliary power generating device (hip joint actuating device 10) at least on the side of the hip joint so as to provide an assisting force to the movement of the lower limb.
  • a waist orthosis (1) for fixing the auxiliary power generation device to the side of the hip joint, a lower leg orthosis (2) attached to the lower leg, and an auxiliary power generation device This is achieved by providing a walking assist device characterized by having a force transmitting member (connecting bar 25) for connecting to a thigh orthosis.
  • the torque around the hip joint generated by the auxiliary power generating device is transmitted below the knee, so that it is applied to the point of action of the body as compared with the case where force is directly applied to the thigh. Power can be reduced.
  • the lumbar brace is worn from the lower abdomen centered on the lower part of the abdominal muscles to the right and left iliac ridges and the posterior back passing through the sacroiliac joint.
  • the reaction force of the auxiliary power generation device applied to the body is dispersed, and the burden on the user can be reduced.
  • the brace is less likely to slip.
  • the lower leg brace (band-like portion 24) be attached between the lower part of the hyphic muscle and the upper part of the Achilles tendon.
  • the weights of the respective parts are distributed in the order of the lower back orthosis, the force transmitting member, and the lower leg orthosis in the same manner as the configuration of the human body.
  • the inertial mass can be minimized, so that the power generation device itself can be downsized.
  • no excessive force is applied to the orthosis, not only can the burden on the user be reduced, but also the durability of the walking assist device can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the lower body in a state where the device of the present invention is mounted.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the waist orthosis of the device of the present invention.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between a backrest and a human body.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing a state in which the lower leg orthosis is mounted on the lower leg.
  • FIG. 5 is a perspective view of a main part of the device of the present invention.
  • FIG. 6 is a side view of the lower body schematically showing a state where the device of the present invention is mounted.
  • FIG. 1 shows a state in which a walking assist device configured according to the present invention is mounted on a human body.
  • This walking assist device includes a waist orthosis 1, a lower leg orthosis 2, and a drive unit 3.
  • the waist orthosis 1 and the lower leg orthosis 2 are fixed to the lower limbs, and driven through these. It has the function of transmitting the rotational torque generated by the unit 3 to the lower limbs to give the human body a force to compensate for the reduced muscular strength.
  • the waist orthosis 1 includes a backrest portion 4, a belt portion 5, and a lining portion 6.
  • the backrest 4 is positioned so that it abuts on the back of the iliac crest (end point of the pelvis front) 7 through the sacroiliac joint (junction of the spine and pelvis) 8 It has a U-shape in plan view, and receives the driving force of the hip joint actuator 10 consisting of an electric motor with a reduction gear connected to the crotch drive source connecting parts 9 provided on the left and right ends. It is made of a substantially rigid body so that The back portion of the backrest 4 is formed in a hollow shape, and a control circuit, a battery for supplying electric power to the electric motor and the control circuit, which is not shown in the drawing, is provided inside the backrest. And built-in. A cushion pad 11 is provided on a portion of the backrest 4 that directly contacts the human body.
  • the belt portion 5 is formed of a relatively hard material, and a pair of left and right base portions 14 which are ported to the inner surface of a belt connecting portion 13 integrally provided on the left and right sides of the backrest portion 4; It comprises a pair of left and right web portions 15 fixed to the front end of each base portion 14, and a pair of left and right buckles 16 attached to the free ends of the respective rib portions 15.
  • a crimp fastener is provided on the inner surface of the belt part 5, that is, the surface facing the waist of the human body.
  • the protective lining part 6 can be stuck using such a method.
  • the cushion pads 11 provided in the backrest 4 are the central pad 18 corresponding to the depression along the lumbar spine 17 and the left and right outer sides of the erector spine muscle that slightly bulges rearward on the right and left sides of the lumbar spine 17 It consists of a side pad 19 that hits. Further, the lining portion 6 is provided with an iliac pad 20 corresponding to the iliac ridge portion 7. As a result, a total of five pads hit key points around the waist, and the backrest 4 is held in place. If the crotch drive source connecting part 9 made of a rigid body is in direct contact with the body, it may cause pain, and if it falls down, a large impact may be applied to the body. For this purpose, the lining portion 6 is provided with a hip joint pad 21 which is sandwiched between the hip drive source connecting portion 9 and the side surface of the hip joint.
  • Each web part 15 has a V-shape in which two plain woven belts fixed above and below the base part 14 are joined at their free ends to each buckle 16 and the front side is narrowed.
  • the upper part 15 U of the web part 15 is connected to the base part 14 located at the site corresponding to the iliac ridge 7, and the buckle 1 located at the middle part (Tanda) between the navel and the pubis.
  • the muscle fibers of the external oblique muscle extend along the running direction.
  • the lower part 15 L of the ridge part 15 extends from the point of connection with the base part 14 located on the side of the hip joint toward the buckle 16 along the direction in which the fibers of the internal oblique muscle run. Are there.
  • a buckle 16 is provided at the center of the lower abdomen called Tanda where the rectus abdominis muscle, the external oblique muscle, the internal oblique muscle, the transverse abdominal muscle, etc., which are particularly important for maintaining the upright posture, overlap.
  • the backrest portion 4 attached to the right and left iliac ridges 7 and the back of the iliac joint through the sacroiliac joint 8 corrects the curvature of the spine, and corrects the pelvis. Stability To correct the posture while increasing the abdominal pressure and lifting the internal organs to the correct position. Further, since the web portion 15 abuts on the lower abdomen with a relatively large area, the pressure applied to the abdominal cavity is evenly distributed throughout the lower abdomen, and the feeling of pressure is reduced. On the other hand, as shown in Fig.
  • the lower leg brace 2 is used to move the lower limb joint between the lower part of the hyphic muscle 22 and the upper part of the Achilles tendon 23 from both sides of the upper tibialis anterior muscle. It has a band-shaped portion 24 that wraps around a portion where movement is relatively small. According to this, the calf and the ankle movement, which change in circumference due to the knee flexion and extension movements, avoid the Achilles tendon 23, where the skin moves.
  • the brace can be fixed.
  • the drive unit 3 includes an electric motor with a reduction gear at each end of a connecting bar 25 as a telescopically extendable force transmitting member.
  • the hip joints 26 are connected to each other, and the hip drive source connecting portion 9 provided at a position corresponding to the side of the hip joint of the backrest portion 4 and the knee joint of the lower leg orthosis 2 It is configured to be detachable from a knee drive source connecting portion 27 provided at a position corresponding to the side of the knee drive source.
  • the motion of swinging the legs forward from the upright posture is performed by rotating the hip joint actuator 10 whose shaft is fixed to the hip drive source connecting portion 9 clockwise in FIG. A) is performed by rotating the connecting bar 25 integrally connected thereto.
  • the connecting bar 25 performs a swiveling motion
  • the knee joint unit 26 connected to its free end and the lower leg brace 2 connected thereto via the knee drive source connecting unit 27 are moved forward. It is drawn out to.
  • the lower limb is provided with assistive power for the swinging motion. According to this, the distance (L dimension) from the torque center of the hip joint actuary Yue 10 to the force application point can be maximized, so that it acts between the lower part of the hifuku muscle 22 and the upper part of the Achilles tendon 23 Strip 2
  • the surface pressure of 4 becomes lower, and the burden on the user can be reduced.
  • weight distribution is performed so that the lower back orthosis 1 including the hip joint activator 10, the connecting bar 25 including the knee joint actuator 26, and the lower leg orthosis 2 become smaller in this order. .
  • the inertia mass becomes smaller as the radius of gyration increases, so that the energy consumption is minimized and the required driving force of the hip joint 10 can be minimized, so that the auxiliary power generating unit 3 is reduced in size. be able to.
  • by improving the power transmission efficiency it is possible to prevent excessive force from being applied to each part, so that it is possible to improve the durability of the walking assist device.
  • the hip joint actuary 10 and the knee joint actuary 26 are appropriately linked to further increase Smooth and natural leg movements can be achieved.
  • the squatting movement is to rotate both actors 10 and 26 while applying a braking force to support the weight of the upper body.
  • both actuaries 10 and 26 are driven to rotate in a direction to extend the joints, and the body is lifted.
  • the device of the present invention is an exercise spats S manufactured so that the same tightening force as when taping is applied to a specific muscle (refer to Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-214143). It is more effective to enhance the motor function, when combined with the muscle supporting action by the tightening force of the fibers forming the spats S.
  • the device of the present invention can apply a load torque to a joint by applying a reverse drive torque, so that it can be used not only as a motor function assisting device but also for medical use, rehabilitation, and muscle strengthening. It can also be used as a load generator for training. Industrial applicability
  • connection between the hip joints fixed to the sides of the hip joints and the lower thigh joints attached to the lower leg is connected by a connecting bar. Is transmitted below the knee, and the force applied to the point of application of the body can be reduced as compared with the case where torque is directly applied to the thigh.
  • the lumbar brace is to be worn from the lower abdomen centered on the lower abdominal muscles to the back through the iliac ridge and the sacroiliac joints. Is distributed, so that the burden on the user can be reduced. Also, since nothing is fixed to the thighs where the movement of the muscles is large, the equipment is less likely to slip.
  • the band of the lower leg brace is attached to the part where the muscle movement between the lower part of the hiphku muscle and the upper part of the Achilles tendon is small, the brace is less likely to slip and the efficiency of force transmission to the lower leg is improved. it can.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Nursing (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

股関節に対応する位置に設けた補助動力発生装置が発生する力の脚部への伝達効率を高め、且つ身体の負担を軽減し得る歩行補助装置を提供するために、下肢の運動に補助力を与えるべく少なくとも股関節の側方に補助動力発生装置(股関節アクチュエータ10)を備えた歩行補助装置を、補助動力発生装置を股関節の側方に固定するための腰部装具(1)と、下腿部に装着される下腿部装具(2)と、補助動力発生装置と下腿部装具とを連結する力伝達部材(連結バー25)とを有するものとする。これにより、補助動力発生装置が発生する股関節回りのトルクが、膝よりも下方に伝達されるので、大腿部に力を直接付与する場合に比して、身体の作用点に加わる力を軽減することができる。

Description

明 細 書
歩行補助装置
技術分野
本発明は、 主に股関節の運動に補助力を与えるための歩行補助装置に関する ものである。
背景技術
外傷や疾病、 あるいは加齢による筋力低下で自力歩行が困難となった人のた めに、 股関節や膝関節にァクチユエ一夕を装着し、 ァクチユエ一夕が発生する 動力で下肢の運動を補助するようにした歩行補助装置が種々提案されている。 従来、 これらの歩行補助装置においては、 腰部に装着した装具に固定された ァクチユエ一夕が発生する回転力を大腿部に装着した補助具に伝達し、 '股関節 を支点にして大腿部を前後に旋回動させることにより、 脚を前後に振り出す運 動が下肢に与えられていた。
しかるに、 特開昭 5 8— 1 6 3 3 6 4号公報 (第 1図〜第 4図) 或いは特開 平 7— 1 6 3 6 0 7号公報(第 1図)に開示されたような従来の装具によると、 ァクチユエ一夕の駆動トルクを大腿部に加えようとした場合、 トルク中心から 力の作用点までの距離をさほど大きくすることができないため、 大腿部に加わ る作用力が大きくなり、 身体の負担が大きくなりがちであった。 また大腿部に は太い筋肉があり、 かなり強く締め付けても装具がずれ易いため、 ァクチユエ 一夕が発生する力の伝達効率が低くなりがちであった。
発明の開示
このような従来技術の課題に鑑み、 本発明の主な目的は、 股関節に対応する 位置に設けた補助動力発生装置が発生する力の脚部への伝達効率を高め、 且つ 身体の負担を軽減することのできる歩行補助装置を提供することにある。
このような目的は、 本発明によれば、 下肢の運動に補助力を与えるべく少な くとも股関節の側方に補助動力発生装置 (股関節ァクチユエ一夕 1 0 ) を備え た歩行補助装置において、 補助動力発生装置を股関節の側方に固定するための 腰部装具 (1 ) と、 下腿部に装着される下腿部装具 (2 ) と、 補助動力発生装 置と下腿部装具とを連結する力伝達部材 (連結バー 2 5 ) とを有することを特 徴とする歩行補助装置を提供することにより達成される。
このようにすれば、 補助動力発生装置が発生する股関節回りのトルクが、 膝 よりも下方に伝達されるので、 大腿部に力を直接付与する場合に比して、 身体 の作用点に加わる力を軽減することができる。
好ましくは、 腰部装具を、 腹筋下部を中心とする下腹部から左右の腸骨陵部 および仙腸関節を通る後背部にかけて装着されるものとすると良い。 これによ り、 股関節回りのトルクを腰部全体で受け止めるように構成し得るので、 身体 に加わる補助動力発生装置の反力が分散され、 使用者の負担を軽減することが できる。 また筋肉の動きが大きい大腿部には何も固定しないので、 装具がずれ 難くなる。
特に、 下腿部装具を、 ヒフク筋下部とアキレス腱上部との間に少なくともそ の一部 (帯状部 2 4 ) が装着されるものとすると良い。 これにより、 筋肉の動 きが少ない部位に装着するので、 装具がずれ難くなり、 下腿部への力の伝達効 率を高めることができる。
また、 人体の動力学を考慮し、 人体の構成と同様に、 腰部装具、 力伝達部材、 そして下腿部装具の順に小さくなるように各部の重量が配分されるものとする と良い。 これにより、 慣性質量を最小化し得るので、 動力発生装置自体を小型 化することができる。 また装具に無理な力が加わらないので、 使用者の負担を 軽減し得ることはもとより、 歩行補助装置の耐久性の向上をも企図することが できる。
図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明装置を装着した状態の下半身を示す斜視図である。
第 2図は、 本発明装置の腰部装具の構成を示す分解斜視図である。 第 3図は、 背当て部と人体との関係を示す説明図である。
第 4図は、 下腿部装具を下腿部に装着した状態を示す説明図である。
第 5図は、 本発明装置の要部斜視図である。
第 6図は、 本発明装置を装着した状態を図式的に示す下半身の側面図である。 発明を実施するための最良の形態
図 1は、 本発明に基づき構成された歩行補助装置の人体への装着状態を示し ている。 この歩行補助装置は、 腰部装具 1と、 下腿部装具 2と、 駆動ユニット 3とから構成されており、 腰部装具 1と下腿部装具 2とを下肢に固定し、 これ らを介して駆動ュニット 3が発生する回転トルクを下肢に伝えることにより、 低下した筋力を補う力を人体に与える機能を備えている。
腰部装具 1は、 図 2に示すように、 背当て部 4と、 ベルト部 5と、 ライニン グ部 6とからなっている。
背当て部 4は、 図 3に併せて示すように、 左右の腸骨陵部 (骨盤前面端点) 7から仙腸関節 (脊柱と骨盤の接合点) 8を通る後背部に当接するように、 平 面視が概ね U字形をなしており、 その左右両端に設けられた股部駆動源連結部 9に連結される減速機付き電動モー夕からなる股関節ァクチユエ一夕 1 0の駆 動力を受け止めることができるように、 実質的な剛体で構成されている。 そし て背当て部 4の後背部は中空に形成されており、 その内部には、 図には明示さ れていないが、 制御回路と、 電動モー夕及び制御回路に電力を供給するバッテ リ一とが内蔵されている。 また背当て部 4の直接人体に当接する部分には、 ク ッションパッド 1 1が設けられている。
ベルト部 5は、 比較的硬質な材料で形成され、 且つ背当て部 4の左右両側部 に一体的に設けられたベルト結合部 1 3の内面にポルト止めされる左右一対の 基部 1 4と、 各基部 1 4の前端に固着された左右一対のウェブ部 1 5と、 各ゥ エブ部 1 5の遊端に取り付けられた左右一対のバックル 1 6とからなっている。 そしてベルト部 5の内面、 つまり人体の腰回りとの対向面には、 圧着ファスナ などを利用して保護用のライニング部 6が貼り付けられるようになつている。 背当て部 4に設けられたクッションパッド 1 1は、 腰椎 1 7に沿う窪みに当 たる中央パッド 1 8と、 腰椎 1 7の左右にて後方へ僅かに膨出する脊柱起立筋 の左右両外側に当たる側部パッド 1 9とからなっている。 またライニング部 6 には、 腸骨陵部 7に当たる腸骨パッド 2 0が設けられている。 これらにより、 総計 5箇所のパッドが腰回りの要所に当たり、 背当て部 4がずれないように保 持されるようになっている。 なお、 剛体からなる股部駆動源連結部 9が身体に 直接当接すると、 痛みを与えるおそれがあり、 また万一転倒した際に身体に大 きな衝撃が加わるおそれがあるので、 これらを緩和するために、 股部駆動源連 結部 9との間に挟まれて股関節側面に当たる股関節パッド 2 1がライニング部 6に設けられている。
各ウェブ部 1 5は、 基部 1 4の上下に固着された 2本の平織りベルトをその 遊端で統合して各バックル 1 6に結合し、 前側が狭くなる V字形をなしている。 これらウェブ部 1 5の上側部分 1 5 Uは、 腸骨陵部 7に対応する部位に位置す る基部 1 4との結合点から、 臍と恥骨との中間部 (丹田) に位置するバックル 1 6へ向けて、 外腹斜筋の筋繊維が走る方向に沿って延在している。 そしてゥ エブ部 1 5の下側部分 1 5 Lは、 股関節の側方に位置する基部 1 4との結合点 からバックル 1 6へ向けて、 内腹斜筋の繊維の走る方向に沿って延在している。 脊柱の直立姿勢は、 背筋、 胸筋、 および腹筋のパランスで維持されるが、 歩 行機能に障害を来たした人の筋力低下は、 下肢に限らずこれらの筋肉群にも当 然表れ、 特に腹筋の筋力低下は、 腹腔を下垂させると共に脊柱を側面視 S字形 に湾曲させ、 歩行の際の直立姿勢の維持を困難にする。 それが本発明装置によ れば、 直立姿勢の維持に特に大切な腹直筋、 外腹斜筋、 内腹斜筋、 腹横筋など が重なっている丹田と呼ばれる下腹部中央にバックル 1 6を位置させてウェブ 部 1 5に緊締カを加えることにより、 左右の腸骨陵部 7および仙腸関節 8を通 る後背部にかけて装着された背当て部 4が脊柱の湾曲を矯正し、 骨盤を安定さ せて姿勢を正しくすると同時に、 腹腔圧を高め、 内臓を正しい位置に持ち上げ る作用を発揮する。 またウェブ部 1 5は比較的広い面積で下腹部に当接するの で、腹腔に加わる圧力が下腹部の全体に均一に分散され、圧迫感が軽減される。 他方、 下腿部装具 2は、 図 4に併せて示すように、 前脛骨筋上部の両側から ヒフク筋 2 2の下部とアキレス腱 2 3の上部との間の下肢関節を動かした時の 皮膚の動きが比較的少ない部位に巻き付く帯状部 2 4を備えている。 これによ れば、 膝の屈伸運動により周囲長が変化するふくらはぎ及び足首の運動に伴つ て皮膚が動くアキレス腱 2 3を避けているので、 適度な緊締カをもってしつか りと下腿部に装具を固定することができる。
駆動ユニット 3は、 図 5に併せて示すように、 テレスコピック式に伸縮可能 な力伝達部材としての連結バー 2 5の各端に減速機付き電動モータからなる股: 関節ァクチユエ一夕 1 0並びに膝関節ァクチユエ一夕 2 6をそれぞれ結合して なるものであり、 背当て部 4の股関節の側方に対応する位置に設けられた股部 駆動源連結部 9、 並びに下腿部装具 2の膝関節の側方に対応する位置に設けら れた膝部駆動源連結部 2 7に対し、 着脱自在なように構成されている。
さて、 上記の本発明装置においては、 直立姿勢から脚を前方へ振り出す運動 は、 股部駆動源連結部 9に軸が固定された股関節ァクチユエ一夕 1 0を図 6に おける時計回り (矢印 A) に回転駆動し、 これに一体結合された連結バー 2 5 を旋回させることによって行われる。 連結バー 2 5が旋回運動を行うと、 その 遊端に結合された膝関節ァクチユエ一夕 2 6及びこれに膝部駆動源連結部 2 7 • を介して結合された下腿部装具 2が前方へ振り出される。 そしてヒフク筋 2 2 の下部とアキレス腱 2 3の上部との間の皮膚の動きが比較的少ない部位に当接 した帯状部 2 4がこの部分を前方へ (矢印 B ) 押すことにより、 脚を前方へ振 り出す運動に対する補助力が下肢に与えられる。 これによれば、 股関節ァクチ ユエ一夕 1 0のトルク中心から力作用点までの距離 (L寸法) を最大化できる ので、 ヒフク筋 2 2の下部とアキレス腱 2 3の上部との間に作用する帯状部 2 4の面圧が低くなり、 使用者の負担を軽減し得る。
本発明装置は、 股関節ァクチユエ一夕 1 0を含む腰部装具 1、 膝関節ァクチ ユエ一夕 2 6を含む連結バー 2 5、 そして下腿部装具 2の順に小さくなるよう に重量配分がなされている。 これにより、 回転半径が大きくなる部分ほど慣性 質量が小さくなるので、 消費エネルギが最小化され、 股関節ァクチユエ一夕 1 0の所要駆動力を最小化し得るので、 補助動力発生ュニッ卜 3を小型化するこ とができる。 これと同時に、 動力伝達効率の向上により、 各部に無理な力が加 わらないようにすることができるので、 歩行補助装置の耐久性の向上をも企図 することができる。
人が歩行する場合、 一方の脚を前方へ振り出しつつ重心を前方へ移動させる が、 この際、 股関節ァクチユエ一夕 1 0と膝関節ァクチユエ一夕 2 6とを適宜 に連携させることにより、 より一層滑らかで自然な脚部の運動を実現し得る。 膝関節の屈伸運動については、 しゃがむ運動は、 上体の重量を支えるように 制動力をかけつつ両ァクチユエ一夕 1 0 · 2 6を回転させる。 そして立ち上が る運動は、 関節を伸ばす向きに両ァクチユエ一夕 1 0 · 2 6を回転駆動して上 体を持ち上げる。 このようにして両ァクチユエ一夕 1 0 · 2 6の駆動力、 制動 力を適宜に制御することにより、 筋肉の伸縮運動の補助作用を好適に実現する ことができる。
本発明装置は、 テーピングを施したのと同様な緊締力が特定の筋肉に作用す るように製造された運動用スパッツ S (特開 2 0 0 1— 2 1 4 3 0 3号公報を 参照されたい) の上に装着すると、 スパッツ Sを形成する繊維の緊締力による 筋肉支持作用と相俟って、 運動機能を高める上により一層効果的である。 また 本発明装置は、 駆動トルクを逆に作用させれば負荷トルクを関節に作用させる ことができるので、 運動機能補助装置としての用途のみならず、 医療用、 リハ ビリテ一シヨン用、 並びに筋力増強トレーニング用の負荷発生装置としても利 用することができる。 産業上の利用可能性
以上詳述した通り本発明によれば、 以下の如き格別な効果を奏することがで きる。
1 . 股関節の側方に固定された股関節ァクチユエ一夕と、 下腿部に装着された 下腿結合部との間を、 連結バーで連結するものとしたので、 股関節ァクチユエ 一夕が発生する股関節回りのトルクが、 膝よりも下方に伝達されることとなり、 大腿部に直接トルクを付与する場合に比して、 身体の作用点に加わる力を軽減 することができる。
2 . 腹筋下部を中心とする下腹部から左右の腸骨陵部および仙腸関節を通る後 背部にかけて腰部装具を装着するものとしたので、 股関節回りのトルクが腰部 全体で受け止められてその反力が分散されることから、 使用者の負担を軽減す ることができる。 また筋肉の動きが大きい大腿部には何も固定しないので、 装 具がずれ難くなる。
3 . ヒフク筋下部とアキレス腱上部との間の筋肉の動きが少ない部位に下腿部 装具の帯状部を装着するので、 装具がずれ難くなり、 下腿部への力の伝達効率 を高めることができる。
4 . 腰部装具、 力伝達部材、 そして下腿部装具の順に小さくなるように各部の 重量を配分するものとしたので、 慣性質量を最小化でき、 動力発生装置自体を 小型化することができる。 また装具に無理な力が加わらないので、 使用者の負 担を軽減し得ることはもとより、 歩行補助装置の耐久性の向上をも企図するこ とができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 下肢の運動に補助力を与えるべく少なくとも股関節の側方に補助動力発生 装置を備えた歩行補助装置であって、
前記補助動力発生装置を股関節の側方に固定するための腰部装具と、 下腿部 に装着される下腿部装具と、 前記補助動力発生装置と前記下腿部装具とを連結 する力伝達部材とを有することを特徴とする歩行補助装置。
2 . 前記腰部装具は、 腹筋下部を中心とする下腹部から左右の腸骨陵部および 仙腸関節を通る後背部にかけて装着されるものであることを特徴とする請求項 1に記載の歩行補助装置。
3 . 前記下腿部装具は、 ヒフク筋下部とアキレス腱上部との間に少なくともそ の一部が装着されるものであることを特徴とする請求項 1に記載の歩行補助装 置。
4. 各部の重量が、 前記腰部装具、 前記力伝達部材、 そして前記下腿部装具の 順に小さくなるように配分されることを特徴とする請求項 1に記載の歩行補助 装置。
PCT/JP2004/003404 2003-05-21 2004-03-15 歩行補助装置 WO2004103247A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04720719A EP1637112B1 (en) 2003-05-21 2004-03-15 Walking aid device
US10/557,732 US7481742B2 (en) 2003-05-21 2004-03-15 Walking assistance device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003-143500 2003-05-21
JP2003143500A JP4072094B2 (ja) 2003-05-21 2003-05-21 歩行補助装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004103247A1 true WO2004103247A1 (ja) 2004-12-02

Family

ID=33475126

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2004/003404 WO2004103247A1 (ja) 2003-05-21 2004-03-15 歩行補助装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US7481742B2 (ja)
EP (1) EP1637112B1 (ja)
JP (1) JP4072094B2 (ja)
WO (1) WO2004103247A1 (ja)

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4093912B2 (ja) * 2003-05-21 2008-06-04 本田技研工業株式会社 歩行補助装置
JP4008465B2 (ja) * 2005-09-02 2007-11-14 本田技研工業株式会社 運動誘導装置
US8657772B2 (en) * 2007-07-20 2014-02-25 össur hf. Wearable device having feedback characteristics
JP4541426B2 (ja) * 2008-02-04 2010-09-08 英二 鈴木 歩行訓練装具
ES2549004T3 (es) * 2008-05-20 2015-10-22 The Regents Of The University Of California Dispositivo y método para disminuir el consumo de oxígeno de una persona durante una marcha regular mediante el uso de un exoesqueleto de soporte de carga
EP2687339B1 (en) 2008-05-20 2015-10-21 Ekso Bionics, Inc. Device and method for decreasing energy consumption of a person by use of a lower extremity exoskeleton
WO2010036791A1 (en) * 2008-09-24 2010-04-01 Berkeley Bionics Hip and knee actuation systems for lower limb orthotic devices
JP5161199B2 (ja) * 2009-12-25 2013-03-13 本田技研工業株式会社 歩行補助装置の腰部装具および歩行補助装置
WO2013049658A1 (en) * 2011-09-28 2013-04-04 Northeastern University Lower extremity exoskeleton for gait retraining
KR101425124B1 (ko) 2013-02-04 2014-08-05 (주)트리플씨메디칼 래칫방식의 에너지저장유닛을 구비하는 보행보조장치
CA2902175A1 (en) 2013-03-13 2014-10-09 Ekso Bionics, Inc. Gait orthotic device and method for protecting gait orthotic device and user from damage
US9943459B2 (en) 2013-11-20 2018-04-17 University Of Maryland, Baltimore Method and apparatus for providing deficit-adjusted adaptive assistance during movement phases of an impaired joint
CN105899178A (zh) 2014-01-15 2016-08-24 松下电器产业株式会社 下肢支援工具
KR102339918B1 (ko) * 2014-07-17 2021-12-16 삼성전자주식회사 고정 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치
KR102250235B1 (ko) * 2014-07-17 2021-05-10 삼성전자주식회사 고정 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치
KR102250238B1 (ko) * 2014-08-18 2021-05-10 삼성전자주식회사 고정 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치
DE102015122702A1 (de) 2014-12-24 2016-06-30 Jtekt Corporation Schwinggelenkvorrichtung, Gehfähigkeitsunterstützungsvorrichtung und Verfahren zur Steuerung der Steifheit eines Schwinggelenks
US10610440B2 (en) 2015-03-10 2020-04-07 Jtekt Corporation Swinging joint device, walking assisting device, conveying device, manipulator, and walking-ability assisting device
DE102016104200A1 (de) 2015-03-10 2016-12-29 Jtekt Corporation Schwenkgelenkvorrichtung, gehunterstützungsvorrichtung, fördervorrichtung, manipulator und gehfähigkeitsunterstützungsvorrichtung
KR102541908B1 (ko) * 2015-07-21 2023-06-09 삼성전자주식회사 프레임 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치
CN105287169A (zh) * 2015-09-22 2016-02-03 谷林电器(深圳)有限公司 歩行辅助装置
KR102439276B1 (ko) * 2015-09-25 2022-09-01 삼성전자주식회사 슬라이딩 어셈블리 및 이를 포함하는 운동 보조 장치
EP3158893B1 (en) * 2015-10-21 2021-04-28 noonee AG Seat unit for wearable sitting posture assisting device
CN105266939A (zh) * 2015-11-30 2016-01-27 南京工程学院 柔性外骨骼机器人
DE102016125317A1 (de) 2015-12-24 2017-06-29 Jtekt Corporation Unterstützungsvorrichtung, schwenkgelenkvorrichtung, linear-bewegungseinheit mit variabler steifigkeit und werkzeugmaschine
JP6624941B2 (ja) * 2016-01-15 2019-12-25 株式会社クボタ アシスト器具
DE102017112911A1 (de) * 2017-06-12 2018-12-13 Otto Bock Healthcare Products Gmbh Gelenkeinrichtung
KR102505214B1 (ko) 2017-11-15 2023-03-02 삼성전자주식회사 운동 보조 장치
CN108326826A (zh) * 2017-12-17 2018-07-27 青岛万祥如光机械技术研究有限公司 一种作用于腰臀的支撑机构
CN108261316A (zh) * 2017-12-17 2018-07-10 青岛万祥如光机械技术研究有限公司 一种作用于腰腹部的支撑机构
US20220339778A1 (en) * 2019-05-02 2022-10-27 Mawashi Science & Technology Inc. Body weight support system for exoskeletons and method of using the same
DK3808415T3 (da) * 2019-10-17 2021-10-11 Thomas Chrobok Bærbart træningsapparat
USD992741S1 (en) * 2020-10-22 2023-07-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Wearable assistance robot
USD992122S1 (en) * 2020-10-22 2023-07-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Wearable assistance robot
US11918475B2 (en) 2021-03-31 2024-03-05 DePuy Synthes Products, Inc. Modular acetabular surgical implant assembly
USD1010140S1 (en) * 2021-11-19 2024-01-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Wearable robot for fitness and walking assistance

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5841556A (ja) * 1981-06-01 1983-03-10 ギ−・サロ−ル 直立及び歩行用外部装置
JPS61228854A (ja) * 1985-04-02 1986-10-13 工業技術院長 義足等の動力装具
JPH09103443A (ja) * 1995-10-12 1997-04-22 Sumiko Yamamoto 短下肢装具
JPH11290360A (ja) * 1998-04-08 1999-10-26 Yoshihiro Morinaka 人体補装具

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3449769A (en) * 1966-06-27 1969-06-17 Cornell Aeronautical Labor Inc Powered exoskeletal apparatus for amplifying human strength in response to normal body movements
JPS58163364A (ja) 1982-03-23 1983-09-28 工業技術院長 下肢障害者用動力装具
US4964628A (en) * 1989-06-30 1990-10-23 Center For Orthotics Design, Inc. Hip-reciprocating apparatus
US5020837A (en) * 1990-07-23 1991-06-04 Taiwan Fu Hsing Industry Co., Ltd. Tubular door lock with plate shaped bolt actuator
US5020790A (en) * 1990-10-23 1991-06-04 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Powered gait orthosis
US5476441A (en) * 1993-09-30 1995-12-19 Massachusetts Institute Of Technology Controlled-brake orthosis
JP3530959B2 (ja) 1993-12-13 2004-05-24 株式会社東京アールアンドデー 平地歩行、階段歩行の電動補助装置
CA2134852A1 (en) * 1994-11-01 1996-05-02 Tory Allman Body mounted muscle exercise device
EP1137378B1 (de) * 1998-11-13 2003-08-27 Hocoma AG Vorrichtung und verfahren zur automatisierung der laufbandtherapie
JP3740344B2 (ja) 2000-02-03 2006-02-01 株式会社ワコール 運動用スパッツ
US6589195B1 (en) * 2000-05-26 2003-07-08 Orthomerica Products, Inc. Modular adjustable prophylactic hip orthosis and adduction/abduction joint
US7153242B2 (en) * 2001-05-24 2006-12-26 Amit Goffer Gait-locomotor apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5841556A (ja) * 1981-06-01 1983-03-10 ギ−・サロ−ル 直立及び歩行用外部装置
JPS61228854A (ja) * 1985-04-02 1986-10-13 工業技術院長 義足等の動力装具
JPH09103443A (ja) * 1995-10-12 1997-04-22 Sumiko Yamamoto 短下肢装具
JPH11290360A (ja) * 1998-04-08 1999-10-26 Yoshihiro Morinaka 人体補装具

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004344304A (ja) 2004-12-09
EP1637112A1 (en) 2006-03-22
EP1637112A4 (en) 2010-02-03
JP4072094B2 (ja) 2008-04-02
EP1637112B1 (en) 2012-05-09
US7481742B2 (en) 2009-01-27
US20070010378A1 (en) 2007-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4072094B2 (ja) 歩行補助装置
JP4112430B2 (ja) 歩行補助装置
JP4093912B2 (ja) 歩行補助装置
JP4315766B2 (ja) 歩行補助装置
JP5075759B2 (ja) 歩行補助装置
JP4326259B2 (ja) 歩行補助装置
KR102541908B1 (ko) 프레임 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치
KR102360981B1 (ko) 하지 보조기 및 보조기
JP2002301124A (ja) 歩行補助装置
KR101797967B1 (ko) 하지 보조 보행기
JP4072095B2 (ja) 歩行補助装置
JP2011019737A (ja) 引上げ式自力歩行用装具
KR20100134943A (ko) 무릎근력 강화용 보조기구
KR102646609B1 (ko) 착용 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치
JP2024505613A (ja) 複雑な動作中のユーザの質量中心の可動性を向上させるための荷重分散装置

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004720719

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2004720719

Country of ref document: EP

DPEN Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007010378

Country of ref document: US

Ref document number: 10557732

Country of ref document: US

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10557732

Country of ref document: US