WO2023017174A1

WO2023017174A1 - Exoskelett-vorrichtung und verfahren

Info

Publication number: WO2023017174A1
Application number: PCT/EP2022/072717
Authority: WO
Inventors: Victor PETERS; Björn HIPP; Robert Weidner; Dominic Richard Ender
Original assignee: Festool Gmbh
Priority date: 2021-08-13
Filing date: 2022-08-12
Publication date: 2023-02-16
Also published as: DE102021208899A1; CA3229236A1; AU2022327769A1; DE102021208899B4; CN117794700A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Exoskelett-Vorrichtung, umfassend ein Exoskelett (20) mit: einem Basisabschnitt (1) zur Anbringung an einen Körperabschnitt, insbesondere den Torso (2), des menschlichen Körpers, einem beweglich mit dem Basisabschnitt (1) gekoppelten Unterstützungsabschnitt (3) zur Unterstützung eines Körperteils, vorzugsweise einer Gliedmaße, insbesondere eines Arms (4), des menschlichen Körpers und einer auf den Unterstützungsabschnitt (3) wirkenden, insbesondere pneumatischen, Aktoreinrichtung (5) zur Bereitstellung einer Unterstützungskraft für den Körperteil. Die Exoskelett-Vorrichtung (10) umfasst ferner eine Steuereinrichtung (7), die über wenigstens zwei manuell und/oder automatisch auswählbare Presets verfügt, die jeweils über wenigstens eine Preset-Charakteristik verfügen, die eine Unterstützungskraft-Vorgabe in Abhängigkeit von wenigstens einer Eingangsgröße, insbesondere einer Stellung des Unterstützungsabschnitts (3), festlegt, wobei sich die wenigstens zwei Presets in ihrer Preset-Charakteristik unterscheiden, und wobei die Steuereinrichtung (7) ausgebildet ist, unter Verwendung eines aus den wenigstens zwei Presets ausgewählten Presets die Unterstützungskraft- Vorgabe in Abhängigkeit von der Eingangsgröße zu ermitteln und die Unterstützungskraft auf Basis der Unterstützungskraft-Vorgabe einzustellen.

Description

Exoskelett -Vorrichtung und Verfahren

Die Erf indung betrif f t eine Exoskelett -Vorrichtung, umfassend : ein Exoskelett mit : einem Basisabschnitt zur Anbringung an einen Körperabschnitt , insbesondere den Torso , des menschlichen Körpers , einem beweglich mit dem Basisabschnitt gekoppelten Unterstützungsabschnitt zur Unterstützung eines Körperteils , vorzugsweise einer Gliedmaße , insbesondere eines Arms , des menschlichen Körpers und einer auf den Unterstützungsabschnitt wirkenden, insbesondere pneumatischen, Aktoreinrichtung zur Bereitstellung einer Unterstützungskraf t für den Körperteil , insbesondere die Gliedmaße .

Ein Exoskelett ist eine am Körper getragene Vorrichtung, welche das muskuloskelettale System in bestimmten Körperhaltungen und Bewegungen unterstützt .

Exoskelette sind aus der W02019072444A2 , der WO2014195373A1 und der EP2754538A1 bekannt .

Eine Aufgabe der Erf indung besteht darin, eine Exoskelett - Vorrichtung bereitzustellen, mit der eine bessere Unterstützung erzielt werden kann

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Exoskelett -Vorrichtung gemäß Anspruch 1 . Die Exoskelett -Vorrichtung umfasst eine Steuereinrichtung, die über wenigstens zwei manuell und/oder automatisch auswählbare Presets verfügt , die j eweils über wenigstens eine Preset -Charakteristik verfügen, die eine Unterstützungskraf t - Vorgabe in Abhängigkeit von wenigstens einer Eingangsgröße , insbesondere einer Stellung des Unterstützungsabschnitts , insbesondere relativ zum Basisabschnitt , festlegt . Die wenigstens zwei Presets unterscheiden sich in ihrer Preset - Charakteristik . Die Steuereinrichtung ist ausgebildet , unter Verwendung eines aus den wenigstens zwei Presets ausgewählten Presets die Unterstützungskraf t -Vorgabe in Abhängigkeit von der Eingangsgröße zu ermitteln und die Unterstützungskraf t auf Basis der Unterstützungskraf t -Vorgabe einzustellen .

Mittels der Preset kann also die Abhängigkeit der Unterstützungskraf t -Vorgabe (und damit der Unterstützungskraf t ) von der Eingangsgröße festgelegt werden . Somit wird es möglich, für verschiedene Arbeitsszenarien j eweils ein an das j eweilige Arbeitsszenario angepasstes Preset bereitzustellen . Bei einem Wechsel des Arbeitsszenarios kann das Preset entsprechend gewechselt werden, insbesondere manuell und/oder automatisch . Durch die Bereitstellung der sich in ihrer Preset -Charakteristik unterscheidenden Presets kann folglich eine bessere - nämlich insbesondere besser an das j eweilige Arbeitsszenario angepasste - Unterstützung erzielt werden .

Vorteilhaf te Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche .

Die Erf indung betrif f t ferner ein Verfahren gemäß Anspruch Weitere exemplarische Details sowie beispielhaf te

Ausführungs formen werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert . Dabei zeigt

Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Exoskelett - Vorrichtung,

Figur 2 eine schematische Seitenansicht eines von einem Anwender getragenen Exoskeletts ,

Figur 3 eine schematische Detailansicht eines Unterstützungsabschnitts des Exoskeletts ,

Figur 4 eine schematische Rückansicht des Exoskeletts ,

Figur 5 eine Kennlinien-Darstellung einer Zunahmeintervall -

Charakteristik ,

Figur 6 eine Kennlinien-Darstellung einer Ruhestellung- Charakteristik und

Figur 7 eine Kennlinien-Darstellung einer Dynamik-

Charakteristik .

Bei den nachfolgenden Erläuterungen wird Bezug genommen auf die in den Figuren eingezeichneten, orthogonal zueinander ausgerichteten Raumrichtungen x-Richtung, y-Richtung und z - Richtung . Die z -Richtung kann auch als Vertikalrichtung, die x-Richtung als Tiefenrichtung und die y-Richtung als Breitenrichtung bezeichnet werden .

Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Exoskelett -Vorrichtung 10 , die ein Exoskelett 20 sowie optional ein Werkzeug 30 und/oder ein Mobilgerät 40 umfasst . Das Exoskelett 20 kann auch für sich genommen bereitgestellt sein . Das Werkzeug 30 und/oder das Mobilgerät 40 sind exemplarisch separat von dem Exoskelett 20 vorhanden, also insbesondere nicht mechanisch mit dem Exoskelett 20 verbunden . Bei dem Werkzeug 30 handelt es sich beispielsweise um ein Elektrowerkzeug, insbesondere um einen Akkuschrauber und/oder eine Bohrmaschine und/oder eine Schleifmaschine . Das Mobilgerät 40 ist vorzugsweise ein Smartphone oder ein Tablet . Optional ist das Exoskelett 20 ausgebildet , mit dem Werkzeug 30 und/oder dem Mobilgerät 40 zu kommunizieren, insbesondere drahtlos .

Exemplarisch ist das Exoskelett 20 in einer auf rechten Ausrichtung mit seiner Vertikalachse (die insbesondere parallel zu einer Basisabschnitt -Achse 62 verläuf t ) parallel zur z -Richtung ausgerichtet . Insbesondere ist das Exoskelett 20 in der auf rechten Ausrichtung mit seiner Sagitalachse parallel zur x-Richtung ausgerichtet . Die Sagitalachse des Exoskeletts 20 verläuf t in einem Zustand, in dem der Anwender das Exoskelett 20 angelegt hat , parallel zur Sagitalachse des Anwenders , also insbesondere parallel zu einer Richtung von hinten - also insbesondere dem Rücken des Anwenders - nach vorne - also insbesondere der Brust des Anwenders . Die Horizontalachse des Exoskeletts 20 verläuf t insbesondere in Breitenrichtung des Exoskeletts 20 und/oder parallel zur y- Richtung . Die Horizontalachse des Exoskeletts 20 verläuf t in einem Zustand, in dem der Anwender das Exoskelett 20 angelegt hat , parallel zur Horizontalachse des Anwenders , also insbesondere parallel zu einer Richtung von einer ersten Schulter des Anwenders zu einer zweiten Schulter des Anwenders . Die Vertikalachse des Exoskeletts 20 , Sagitalachse des Exoskeletts 20 und die Horizontalachse des Exoskeletts 20 sind orthogonal zueinander ausgerichtet . Die Exoskelett -Vorrichtung 10 ist insbesondere für den handwerklichen und/oder den industriellen Einsatz ausgebildet . Vorzugsweise ist die Exoskelett -Vorrichtung 10 nicht für einen medizinischen und/oder nicht für einen therapeutischen Einsatz ausgebildet .

Das Exoskelett 20 ist ein aktives Exoskelett und verfügt insbesondere über eine interne Energiequelle , aus der die Energie für die Unterstützungskraf t bereitgestellt wird . Insbesondere ist das Exoskelett 20 ein aktives Exoskelett zur aktiven Unterstützung des Schultergelenks des Anwenders .

Das Exoskelett 20 umfasst einen Basisabschnitt 1 , der zur Anbringung an einen Körperabschnitt eines menschlichen Körpers eines Anwenders dient . Exemplarisch dient der Basisabschnitt 1 dazu , an den Torso 2 des menschlichen Körpers angebracht zu werden .

Der Basisabschnitt 1 umfasst einen Hauptabschnitt und ein textiles Tragesystem, das insbesondere lösbar an dem Hauptabschnitt angebracht ist . Der Hauptabschnitt dient exemplarisch dazu , mittels des textilen Tragesystems an dem Rücken des menschlichen Körpers getragen zu werden, insbesondere rucksackartig . Der Hauptabschnitt umfasst ein Rückenteil 8 , das insbesondere länglich ausgeführt ist und das zweckmäßigerweise mit seiner Längsachse vertikal und/oder in Längsrichtung des Rückens des Anwenders ausgerichtet ist . Beispielsweise erstreckt sich die Längsrichtung des Rückenteils 8 entlang der Längsrichtung des Rückens . Der Hauptabschnitt umfasst ferner ein insbesondere leistenförmiges und/oder steifes Kraf tübertragungselement 18 , das sich von dem Rückenteil 8 nach unten hin zu einem Beckengurt 16 erstreckt , um das Rückenteil 8 mechanisch mit dem Beckengurt 16 zu koppeln . Das Kraf tübertragungselement 18 dient zweckmäßigerweise dazu , um eine von einem Unterstützungsabschnitt 3 auf das Rückenteil 8 übertragene Reaktionskraf t weiter zum Beckengurt 16 zu übertragen . Exemplarisch ist das Rückenteil 8 schlauchförmig und/oder rucksackförmig ausgeführt . Das Rückenteil 8 ist insbesondere steif ausgeführt . Insbesondere umfasst das Rückenteil 8 ein zweckmäßigerweise steifes Rückenteil -Gehäuse , das beispielsweise aus einem insbesondere steifen Kunststof f und/oder als Hartschale gefertigt ist . Das Rückenteil 8 dient zweckmäßigerweise dazu , eine Kraf t von dem Unterstützungsabschnitt 3 an das Kraf tübertragungselement 18 zu übertragen und/oder Komponenten für die Steuerung der Unterstützungskraf t auf zunehmen .

Der Unterstützungsabschnitt 3 kann zweckmäßigerweise als Armaktor bezeichnet werden .

Das Kraf tübertragungselement 18 ist exemplarisch schwertförmig ausgeführt und kann auch als Schwert bezeichnet werden . Zweckmäßigerweise ist das Kraf tübertragungselement 18 relativ zum Rückenteil 8 verstellbar ausgeführt , um insbesondere die vertikale Erstreckung des Hauptabschnitts und/oder einen dem Rücken des Anwenders zugewandten Kraf tübertragungselement -Winkel 46 zwischen dem Kraf tübertragungselement 18 und dem Rückenteil 8 zu verändern . Zweckmäßigerweise ist das Kraf tübertragungselement 18 translatorisch und/oder rotatorisch beweglich relativ zum Rückenteil 8 gelagert und insbesondere in verschiedene translatorische und/oder rotatorische Stellungen relativ zum Rückenteil 8 versetzbar und insbesondere verriegelbar . Die translatorische Bewegung erfolgt insbesondere vertikal . Die rotatorische Bewegung erfolgt zweckmäßigerweise um eine parallel zur y-Richtung ausgerichtete Verstellachse . Das textile Tragesystem umfasst exemplarisch den Beckengurt 16 und/oder wenigstens einen, vorzugsweise zwei , Schultergurte 19 . Der Beckengurt 16 bildet zweckmäßigerweise eine Schlaufe , so dass er im getragenen Zustand den Torso 2 , insbesondere die Hüf te , des Anwenders umschließt . Jeder Schultergurt 19 verläuf t exemplarisch vom Hauptabschnitt , insbesondere vom Rückenteil 8 , hin zum Beckengurt 16 , und zwar zweckmäßigerweise im getragenen Zustand des Exoskeletts 20 über eine j eweilige Schulter des Anwenders .

Das Exoskelett 20 umfasst ferner exemplarisch ein Kraf tübertragungselement -Gelenk 17 , über das das Kraf tübertragungselement 18 an dem Beckengurt 16 angebracht ist . Das Kraf tübertragungselement -Gelenk 17 ist beispielsweise als Kugelgelenk ausgeführt und kann als Sakrumgelenk bezeichnet werden . Im getragenen Zustand des Exoskeletts 20 ist das Kraf tübertragungselement -Gelenk 17 im unteren Rückenbereich des Anwenders angeordnet , insbesondere in Breitenrichtung zentriert .

Das textile Tragesystem umfasst exemplarisch ferner ein Rückennetz 21 , das an der dem Rücken des Anwenders zugewandten Seite des Rückenteils 8 angeordnet ist . Im getragenen Zustand des Exoskeletts 20 liegt das Rückennetz 21 an dem Rücken des Anwenders an, insbesondere zumindest teilweise und/oder im oberen Rückenbereich .

Das Exoskelett 20 umfasst ferner den beweglich mit dem Basisabschnitt 1 gekoppelten Unterstützungsabschnitt 3 zur Unterstützung eines Körperteils , vorzugsweise einer Gliedmaße , insbesondere eines Arms 4 , des menschlichen Körpers des Anwenders . Der Unterstützungsabschnitt 3 ist insbesondere ausgebildet , an dem Körperteil , vorzugsweise der Gliedmaße , insbesondere dem Arm 4 , des Anwenders befestigt zu werden . Der Unterstützungsabschnitt 3 umfasst exemplarisch ein insbesondere steifes Armteil 11 und eine am Armteil 11 angeordnete Armbefestigung 12 , die exemplarisch als Armschale ausgeführt ist . Das Armteil 11 ist exemplarisch länglich ausgeführt und ist im getragenen Zustand mit seiner Längsachse in Richtung der Längsachse des Arms des Anwenders ausgerichtet . Exemplarisch erstreckt sich das Armteil 11 von der Schulter des Anwenders bis zum Ellbogenbereich des Anwenders . Das Exoskelett 20 , insbesondere das Armteil 11 , endet exemplarisch am Ellbogenbereich des Anwenders . Die Armbefestigung 12 dient insbesondere zur Befestigung des Unterstützungsabschnitts 3 an dem Arm 4 , insbesondere dem Oberarm, des Anwenders . Insbesondere umgreif t die Armschale den Oberarm des Anwenders , insbesondere zumindest teilweise , so dass der Oberarm mit einem Band in der Armschale gehalten werden kann . Der Unterarm des Anwenders wird zweckmäßigerweise nicht am Exoskelett 20 befestigt .

Der Körperteil ist vorzugsweise eine Gliedmaße des menschlichen Körpers . Beispielsweise ist der Körperteil ein Arm des menschlichen Körpers . Ferner kann es sich bei dem Körperteil um den Rücken des menschlichen Körpers handeln . In diesem Fall dient der Basisabschnitt zweckmäßigerweise zur Anbringung an ein Bein des menschlichen Körpers ; d . h . der Körperabschnitt (an den der Basisabschnitt anzubringen ist ) kann in dem Fall , in dem der Körperteil der Rücken ist , beispielsweise ein Bein sein .

Der Unterstützungsabschnitt 3 ist exemplarisch um eine horizontale Schwenkachse relativ zum Basisabschnitt 1 , insbesondere relativ zum Rückenteil 8 , verschwenkbar gelagert . Exemplarisch ist der Unterstützungsabschnitt 3 direkt an einem Schulterteil 29 gelagert . Die horizontale Schwenkachse kann auch als Hebeachse 36 bezeichnet werden . Im getragenen Zustand des Exoskeletts 20 ist die Hebeachse 36 im Bereich der Schulter des Anwenders angeordnet . Das Exoskelett 20 ist insbesondere ausgebildet , mit dem Unterstützungsabschnitt 3 das Schultergelenk des Anwenders zu unterstützen . Im getragenen Zustand des Exoskeletts 20 kann der Anwender durch ein Verschwenken des Unterstützungsabschnitts 3 um die Hebeachse 36 mit seinem von dem Unterstützungsabschnitt 3 unterstützten Arm 4 eine Hebebewegung ausführen . Die Hebeachse 36 kann insbesondere in y-Richtung ausgerichtet sein . Zweckmäßigerweise liegt die Hebeachse 36 stets in einer horizontalen Ebene , beispielsweise einer x-y-Ebene . Unter einer horizontalen Ebene ist insbesondere eine exakt horizontale Ebene und/oder eine Ebene zu verstehen, die maximal um 10 Grad, 7 Grad oder 5 Grad gegenüber einer Horizontalen gekippt ist .

Der Schwenkwinkel 47 des Unterstützungsabschnitts 3 um die Hebeachse 36 relativ zum Basisabschnitt 1 soll auch als Hebewinkel bezeichnet werden . Der Schwenkwinkel 47 hat bei einem nach unten ausgerichteten Unterstützungsabschnitt 3 (bei einem vertikal ausgerichteten Exoskelett 20 ) einen Referenzwert , insbesondere einen Minimalwert , und steigt bei einem nach oben gerichteten Verschwenken des Unterstützungsabschnitts 3 kontinuierlich bis zu einem Maximalwert an . Der Minimalwert ist insbesondere ein betragsmäßiger Minimalwert , beispielsweise Null .

Exemplarisch ist der Schwenkwinkel 47 als Winkel zwischen einer Unterstützungsabschnitt -Achse 61 und einer Basisabschnitt -Achse 62 def iniert . Die Unterstützungsabschnitt -Achse 61 verläuf t in Längsrichtung des Unterstützungsabschnitts 3 . Exemplarisch verläuf t die Unterstützungsabschnitt -Achse 61 von der Hebeachse 36 in Richtung zu der Armbefestigung 12 . In einem Zustand, in dem der Anwender das Exoskelett 20 angelegt hat , verläuf t die Unterstützungsabschnitt -Achse 61 zweckmäßigerweise parallel zu einer Oberarm-Achse des von dem Unterstützungsabschnitt 3 unterstützten Arms 4 . Die Basisabschnitt -Achse 62 stellt zweckmäßigerweise eine vertikale Achse des Basisabschnitts 1 dar und verläuf t vertikal nach unten, insbesondere bei einer vertikalen Ausrichtung des Basisabschnitts 1 , beispielsweise in einem Zustand, in dem der Anwender das Exoskelett 20 angelegt hat und auf recht steht . Der Schwenkwinkel 47 liegt exemplarisch in einer z -x-Ebene , beispielsweise dann, wenn der Anwender auf recht steht und die Arme nach vorne gehoben werden .

Das Exoskelett 20 umfasst exemplarisch eine Schultergelenkanordnung 9 , über die der Unterstützungsabschnitt 3 an dem Basisabschnitt 1 , insbesondere dem Rückenteil 8 , angebracht ist . Die Schultergelenkanordnung 9 umfasst zweckmäßigerweise eine Gelenkkette mit einem oder mehrerer Drehlager zur Def inition einer oder mehrerer vertikaler Drehachsen . Mittels der Gelenkkette ist zweckmäßigerweise ein Verschwenken des Unterstützungsabschnitts 3 relativ zum Basisabschnitt 1 , insbesondere relativ zum Rückenteil 8 , in einer vorzugsweise horizontalen Schwenkebene möglich, beispielsweise um eine insbesondere virtuelle vertikale Drehachse . Insbesondere ermöglicht es die Gelenkkette dem Anwender , seinen von dem Unterstützungsabschnitt 3 unterstützten Arm 4 um eine durch die Schulter des Anwenders verlaufende vertikale Drehachse zu schwenken, wobei der Unterstützungsabschnitt 3 mit dem Arm 4 mitbewegt wird . Exemplarisch ist die Gelenkkette passiv ausgeführt , so dass das Exoskelett 20 bei dem Verschwenken des Arms in der vorzugsweise horizontalen Schwenkebene keine aktive Unterstützungskraf t in Richtung der horizontalen Schwenkbewegung bereitstellt . Die Schultergelenkanordnung 9 ist zweckmäßigerweise derart angeordnet und/oder ausgebildet , dass sie einen f reien Raum def iniert , der sich im getragenen Zustand des Exoskeletts 20 oberhalb der Schulter des das Exoskelett 20 tragenden Anwenders bef indet , so dass der Anwender durch den f reien Raum an der Schultergelenkanordnung 9 vorbei seinen von dem Unterstützungsabschnitt 3 unterstützen Arm senkrecht nach oben ausrichten kann .

Die Schultergelenkanordnung 9 umfasst exemplarisch einen inneren Schultergelenkabschnitt 27 , der mittels eines ersten Drehlagers der Schultergelenkanordnung 9 um eine erste vertikale Drehachse verschwenkbar relativ zum Basisabschnitt 1 , insbesondere zum Rückenteil 8 , gelagert ist . Die Schultergelenkanordnung 9 umfasst exemplarisch ferner einen äußeren Schultergelenkabschnitt 28 , der mittels eines zweiten Drehlagers der Schultergelenkanordnung 9 um eine zweite vertikale Drehachse verschwenkbar relativ zum inneren Schultergelenkabschnitt 27 gelagert ist . Die Schultergelenkanordnung 9 umfasst exemplarisch ferner ein Schulterteil 29 , dass mittels eines dritten Drehlagers der Schultergelenkanordnung 9 um eine dritte vertikale Drehachse verschwenkbar relativ zum äußeren Schultergelenkabschnitt 28 gelagert ist . Vorzugsweise sind der innere Schultergelenkabschnitt 27 , der äußere Schultergelenkabschnitt 28 und das Schulterteil 29 in der Schultergelenkanordnung 9 derart als die Gelenkkette miteinander kinematisch gekoppelt , dass durch den Schwenkwinkel des inneren Schultergelenkabschnitts 27 relativ zum Basisabschnitt 1 der Schwenkwinkel des äußeren Schultergelenkabschnitt 28 relativ zum inneren Schultergelenkabschnitt 27 und/oder der Schwenkwinkel des Schulterteils 29 relativ zum äußeren Schultergelenkabschnitt 28 festgelegt wird . Die Figur 3 zeigt eine schematische Detailansicht des Unterstützungsabschnitts 3 , wobei innerhalb des Armteils angeordnete Komponenten sichtbar eingezeichnet sind . Das Armteil 11 umfasst zweckmäßigerweise ein Armteil -Gehäuse , das insbesondere steif ausgeführt und beispielsweise aus Kunststof f gefertigt ist .

Das Exoskelett 20 umfasst eine auf den Unterstützungsabschnitt 3 wirkende Aktoreinrichtung 5 zur Bereitstellung einer Unterstützungskraf t für den Körperteil , vorzugsweise die Gliedmaße , exemplarisch für den Arm des Anwenders . Exemplarisch ist die Aktoreinrichtung 5 zumindest teilweise in dem Armteil 11 angeordnet .

Die Aktoreinrichtung 5 ist eine aktive Aktoreinrichtung . Zweckmäßigerweise stellt das Exoskelett 20 mittels der Aktoreinrichtung 5 die Unterstützungskraf t mit einer in Richtung der Schwenkbewegung um die Hebeachse 36 nach oben wirkenden Kraf tkomponente bereit , die den Arm 4 des Anwenders in Richtung der Schwenkbewegung nach oben drückt .

Vorzugsweise umfasst die Aktoreinrichtung 5 eine Aktoreinheit mit einem Aktorglied 32 . Die Aktoreinheit kann das Aktorglied 32 mit einer Aktorkraf t beauf schlagen, um die Unterstützungskraf t bereitzustellen . Das Aktorglied 32 ist mit einem exzentrisch zur Hebeachse 36 angeordneten Exzenterabschnitt 35 gekoppelt . Der Exzenterabschnitt 35 ist beispielsweise Teil des Schulterteils 29 . Über die Kopplung des Aktorglieds 32 mit dem Exzenterabschnitt 35 wird durch die Aktorkraf t ein Drehmoment des Unterstützungsabschnitts 3 um die Hebeachse 36 relativ zum Basisabschnitt 1 und/oder dem Schulterteil 29 bereitgestellt . Durch dieses Drehmoment drückt der Unterstützungsabschnitt 3 gegen den Körperteil , vorzugsweise die Gliedmaße , insbesondere den Arm 4 , des Anwenders , insbesondere nach oben, und stellt so die auf den Körperteil , vorzugsweise die Gliedmaße , insbesondere den Arm 4 , des Anwenders wirkende Unterstützungskraf t bereit .

Exemplarisch verfügt die Aktoreinrichtung 5 über ein insbesondere als Schubstange ausgeführtes Koppelelement 33 , über das das Aktorglied 32 mit dem Exzenterabschnitt 35 gekoppelt ist .

Bevorzugt ist die Aktoreinrichtung 5 eine pneumatische Aktoreinrichtung und die Aktoreinheit ist zweckmäßigerweise als pneumatischer Antriebszylinder 31 ausgeführt . Das Aktorglied 32 ist die Kolbenstange des Antriebszylinders 31 .

Alternativ kann die Aktoreinrichtung auch nicht als pneumatische Aktoreinrichtung ausgeführt sein . Beispielsweise kann die Aktoreinrichtung als hydraulische und/oder elektrische Aktoreinrichtung ausgeführt sein und zweckmäßigerweise als die Aktoreinheit eine hydraulische Antriebseinheit und/oder eine elektrische Antriebseinheit umfassen .

Der Antriebszylinder 31 , das Aktorglied 32 und/oder das Koppelelement 33 sind bevorzugt in dem Armteil -Gehäuse angeordnet .

Das Exoskelett 20 umfasst zweckmäßigerweise ein Hebe- Drehlager 34 , das die Hebeachse 36 bereitstellt . Exemplarisch ist der Unterstützungsabschnitt 3 über das Hebe-Drehlager 34 an der Schultergelenkanordnung 9 angebracht .

Die Figur 4 zeigt eine Rückansicht des Exoskeletts 20 , wobei das textile Tragesystem und das Kraf tübertragungselement 18 nicht gezeigt sind . Das Exoskelett 20 umfasst exemplarisch einen oder mehrere Akkus 22 , einen Kompressor 23 , eine Ventileinheit 24 und/oder einen Druckluf ttank 25 , die zweckmäßigerweise Teil des Basisabschnitts 1 sind und insbesondere im Rückenteil -Gehäuse angeordnet sind .

Exemplarisch ist der Akku 22 unten am Rückenteil 8 angeordnet und insbesondere in eine Akku-Aufnahme des Rückenteils 8 von unten eingeschoben . Zweckmäßigerweise ist der Druckluf ttank 25 in einem oberen Bereich im Rückenteil 8 angeordnet , exemplarisch ( insbesondere in Längsrichtung des Rückenteils 8 und/oder Vertikalrichtung) über der Ventileinheit 24 , der Steuereinrichtung 7 , dem Kompressor 23 und/oder dem Akku 22 . Die Ventileinheit 24 und/oder die Steuereinrichtung 7 ist ( insbesondere in Längsrichtung des Rückenteils 8 und/oder Vertikalrichtung) zweckmäßigerweise über dem Kompressor und/oder über dem Akku 22 angeordnet . Der Kompressor 23 ist ( insbesondere in Längsrichtung des Rückenteils 8 und/oder Vertikalrichtung) über dem Akku 22 angeordnet .

Der Akku 22 dient als elektrische Energieversorgung für das Exoskelett 20 , insbesondere für den Kompressor 23 , die Ventileinheit 24 , eine Sensoreinrichtung 6 und/oder eine Steuereinrichtung 7 .

Der Kompressor 23 ist ausgebildet , Luf t zu komprimieren, um Druckluf t zu erzeugen . Der Druckluf ttank 25 ist ausgebildet , Druckluf t - insbesondere die von dem Kompressor 23 erzeugte Druckluf t - zu speichern .

Die Ventileinheit 24 umfasst zweckmäßigerweise ein oder mehrere elektrisch betätigbare Ventile und ist insbesondere ausgebildet , eine pneumatische Verbindung von dem Druckluf ttank 25 zu einer Druckkammer des pneumatischen Antriebzylinders 31 zu beeinf lussen, insbesondere wahlweise herzustellen und/oder zu sperren . Zweckmäßigerweise ist die Ventileinheit 24 ferner ausgebildet , eine pneumatische Verbindung von dem Druckluf ttank 25 zur Umgebung des Exoskelett 20 und/oder eine pneumatische Verbindung von der Druckkammer des Antriebszylinders 31 zur Umgebung des Exoskelett 20 zu beeinf lussen, insbesondere wahlweise herzustellen und/oder zu sperren . Die Ventileinheit 24 ist zweckmäßigerweise Teil der Aktoreinrichtung 5 .

Das Exoskelett 20 umfasst ferner eine Sensoreinrichtung 6 . Exemplarisch umfasst die Sensoreinrichtung 6 einen Winkelsensor 37 zur Erfassung des Winkels des Unterstützungsabschnitts 3 relativ zum Basisabschnitt 1 , insbesondere des Armteils 11 relativ zum Schulterteil 29 . Dieser Winkel soll auch als Schwenkwinkel 47 oder als Hebewinkel bezeichnet werden . Der Winkelsensor 37 dient insbesondere zur Erfassung des Winkels des Unterstützungsabschnitts 3 um die Hebeachse 36 . Der Winkelsensor 37 ist beispielsweise als Inkrementalgeber ausgeführt und insbesondere am Hebe-Drehlager 34 , insbesondere im Armteil 11 und/oder im Schulterteil 29 angeordnet .

Bevorzugt umfasst die Sensoreinrichtung 6 ferner wenigstens einen Drucksensor zur Erfassung des in der Druckkammer des Antriebszylinders 31 und/oder des in dem Druckluf ttank 25 herrschenden Drucks . Der wenigstens eine Drucksensor ist zweckmäßigerweise im Rückenteil 8 und/oder im Armteil 11 angeordnet .

Die Exoskelett -Vorrichtung 10 , insbesondere das Exoskelett

20 , umfasst zweckmäßigerweise eine Steuereinrichtung 7 , die beispielsweise einen Microcontroller umfasst oder als Microcontroller ausgeführt ist . Die Steuereinrichtung 7 dient insbesondere dazu , die Aktoreinrichtung 5 , insbesondere die Ventileinheit 24 , anzusteuern, um die Bereitstellung der Unterstützungskraf t zu steuern . Ferner dient die Steuereinrichtung 7 zum Auslesen der Sensoreinrichtung 6 , insbesondere zum Auslesen von von der Sensoreinrichtung 6 erfassten Daten und/oder zur Kommunikation mit dem Werkzeug

30 und/oder dem Mobilgerät 40 . Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung 7 ausgebildet , durch Ansteuerung der Ventileinheit 24 den in der Druckkammer des Antriebszylinders

31 herrschenden Druck einzustellen, insbesondere zu regeln, beispielsweise unter Berücksichtigung eines mittels des Drucksensors erfassten Druckwerts . Insbesondere ist die Steuereinrichtung 7 ausgebildet , zur Erhöhung der Unterstützungskraf t den in der Druckkammer herrschenden Druck durch Ansteuerung der Ventileinheit 24 zu erhöhen und/oder zur Reduzierung der Unterstützungskraf t den in der Druckkammer herrschenden Druck durch Ansteuerung der Ventileinheit 24 zu reduzieren .

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Steuereinrichtung 7 ausgebildet , die Unterstützungskraf t auf Basis des insbesondere mittels des Winkelsensors 37 erfassten Schwenkwinkels 47 des Unterstützungsabschnitts 3 einzustellen . Zweckmäßigerweise kann der Anwender durch seine Muskelkraf t den Schwenkwinkel 47 des Unterstützungsabschnitts 3 durch ein Verschwenken seines Arms 4 verändern, und dadurch insbesondere die Bereitstellung der Unterstützungskraf t beeinf lussen . Insbesondere ist die Unterstützungskraf t niedrig genug, sodass der Anwender durch seine Muskelkraf t den Schwenkwinkel 47 des Unterstützungsabschnitts 3 durch ein Verschwenken seines Arms 4 verändern kann . Die Unterstützungskraf t wird beispielsweise durch die Auslegung des pneumatischen Systems , insbesondere des Kompressors , und/oder durch die Steuereinrichtung 7 begrenzt .

Die Steuereinrichtung 7 ist vorzugsweise Teil des Exoskeletts 20 und exemplarisch in dem Basisabschnitt 1 , insbesondere in dem Rückenteil 8 angeordnet . Optional kann die Steuereinrichtung 7 zumindest teilweise in dem Mobilgerät 40 implementiert sein .

Das Exoskelett 20 umfasst exemplarisch ein Bedienelement 14 , das zweckmäßigerweise über ein Bedienelement -Kabel 15 am Basisabschnitt 1 befestigt ist . Über das Bedienelement 14 kann der Anwender das Exoskelett 20 steuern und insbesondere die Unterstützungskraf t aktivieren, deaktivieren und/oder auf einen aus mehreren möglichen Kraf twerten größer null einstellen .

Das Exoskelett 20 verfügt exemplarisch ferner über ein Verbindungselement 26 , über das die Schultergelenkanordnung 9 an dem Basisabschnitt 1 , insbesondere dem Rückenteil 8 , befestigt ist . Das Verbindungselement 26 ist exemplarisch als Auszugelement ausgeführt . Das Verbindungselement 26 ist zweckmäßigerweise relativ zum Basisabschnitt 1 , insbesondere relativ zum Rückenteil 8 , in seiner Position verstellbar , um die Position der Schultergelenkanordnung 9 und des Unterstützungsabschnitts 3 an die Schulterbreite des Anwenders anpassen zu können . Insbesondere ist die Position des Verbindungselements 26 durch Einschieben oder Ausziehen des Verbindungselements 26 in oder aus dem Rückenteil 8 verstellbar .

Exemplarisch verfügt das Exoskelett 20 über einen ersten Unterstützungsabschnitt 3A, eine erste Schultergelenkanordnung 9A und ein erstes Verbindungselement 26A, sowie über einen zweiten Unterstützungsabschnitt 3B , eine zweite Schultergelenkanordnung 9B und über ein zweites Verbindungselement 26B . Die Komponenten, deren Bezugszeichen mit dem Zusatz „A" oder „B" versehen sind, sind zweckmäßigerweise j eweils in Entsprechung zu den mit der gleichen Bezugszeichen- Zahl aber ohne den Zusatz „A" oder „B" versehenen Komponenten ausgeführt , beispielsweise gleich oder spiegelsymmetrisch, so dass die diesbezüglichen Erläuterungen in Entsprechung gelten .

Der erste Unterstützungsabschnitt 3A, die erste Schultergelenkanordnung 9A und das erste Verbindungselement 26A sind auf einer ersten, exemplarisch der rechten, Seite ( in Breitenrichtung) des Basisabschnitts 1 angeordnet , und dienen zur Unterstützung eines ersten, insbesondere des rechten, Arms des Anwenders .

Der zweite Unterstützungsabschnitt 3B , die zweite Schultergelenkanordnung 9B und das zweite Verbindungselement 26B sind auf einer zweiten, exemplarisch der linken, Seite ( in Breitenrichtung) des Basisabschnitts 1 angeordnet , und dienen zur Unterstützung eines zweiten, insbesondere des linken, Arms des Anwenders .

Der erste Unterstützungsabschnitt 3A umfasst ein erstes Armteil 11A, eine erste Armbefestigung 12A und/oder eine erste Aktoreinheit , insbesondere einen ersten Antriebszylinder .

Der zweite Unterstützungsabschnitt 3A umfasst ein zweites Armteil 11B , eine zweite Armbefestigung 12B und/oder eine zweite Aktoreinheit , insbesondere einen zweiten Antriebszylinder . Bevorzugt ist die Steuereinrichtung 7 ausgebildet , für den ersten Unterstützungsabschnitt 3A eine mittels der ersten Aktoreinheit bewirkte erste Unterstützungskraf t einzustellen und für den zweiten Unterstützungsabschnitt 3B eine mittels der zweiten Aktoreinheit bewirkte zweite Unterstützungskraf t einzustellen, die sich zweckmäßigerweise von der ersten Unterstützungskraf t unterscheidet .

Die erste Schultergelenkanordnung 9A umfasst einen ersten inneren Schultergelenkabschnitt 27A, einen ersten äußeren Schultergelenkabschnitt 28A und ein erstes Schulterteil 29A . Die zweite Schultergelenkanordnung 9B umfasst einen zweiten inneren Schultergelenkabschnitt 27B , einen zweiten äußeren Schultergelenkabschnitt 28B und ein zweites Schulterteil 29B .

Der erste Unterstützungsabschnitt 3A ist um eine erste horizontale Hebeachse 36A relativ zum Basisabschnitt 1 verschwenkbar und der zweite Unterstützungsabschnitt 3B ist um eine zweite horizontale Hebeachse 36B relativ zum Basisabschnitt 1 verschwenkbar .

In der Figur 2 ist das Exoskelett 20 in einem Zustand gezeigt , in dem es von einem Anwender getragen, insbesondere bestimmungsgemäß getragen, wird . Mit der Formulierung, dass der Anwender das Exoskelett 20 trägt , insbesondere bestimmungsgemäß trägt , ist gemeint , dass der Anwender das Exoskelett angezogen - also angelegt - hat , und zwar exemplarisch dadurch, dass der Anwender das Rückenteil 8 rucksackartig auf seinem Rücken trägt , den Beckengurt 16 um seine Hüf te angelegt hat , der oder die die Schultergurte 19 über die Schulter oder die Schultern des Anwenders verlaufen und/oder ein oder beide Arme des Anwenders mit einer j eweiligen Armbefestigung 12 am j eweiligen Unterstützungsabschnitt 3 befestigt sind . Exemplarisch ist das Exoskelett 20 ausgebildet , den Anwender bei einer Hebebewegung eines j eweiligen Arms , also bei einem nach oben gerichteten Verschwenken des j eweiligen Unterstützungsabschnitts 3 um eine j eweilige Hebeachse 36 mit einer j eweiligen, insbesondere nach oben wirkenden, Unterstützungskraf t zu unterstützen . Ferner ist das Exoskelett 20 zweckmäßigerweise ausgebildet , den Anwender bei einer Senkbewegung, also bei einem nach unten gerichteten Verschwenken des j eweiligen Unterstützungsabschnitts 3 um eine j eweilige Hebeachse 36 mit einer j eweiligen insbesondere nach oben wirkenden Unterstützungskraf t zu unterstützen oder entgegenzuwirken oder die j eweilige Unterstützungskraf t bei der Senkbewegung zu deaktivieren oder zu reduzieren .

Die Steuereinrichtung 7 , verfügt über wenigstens zwei manuell und/oder automatisch auswählbare Presets , die j eweils über wenigstens eine Preset -Charakteristik verfügen, die eine Unterstützungskraf t -Vorgabe in Abhängigkeit von wenigstens einer Eingangsgröße , insbesondere einer Stellung des Unterstützungsabschnitts 3 , festlegt . Die wenigstens zwei Presets unterscheiden sich in ihrer Preset -Charakteristik .

Die Presets können auch als Anwendungsprof ile bezeichnet werden und die Preset -Charakteristiken können auch als Anwendungsprof il -Charakteristiken bezeichnet werden . Die Presets sind vorzugsweise in der Steuereinrichtung 7 gespeichert .

Insbesondere verfügt die Steuereinrichtung 7 wenigstens über ein erstes Preset mit einer ersten Preset -Charakteristik und ein zweites Preset mit einer zweiten Preset -Charakteristik . Die erste Preset -Charakteristik und die zweite Preset - Charakteristik legen j eweils die Unterstützungskraf t -Vorgabe in Abhängigkeit von der wenigstens einen Eingangsgröße fest . Die erste Preset-Charakteristik unterscheidet sich von der zweiten Preset-Charakteristik.

Jede Preset-Charakteristik stellt eine Abbildung der wenigstens einen Eingangsgröße auf die Unterstützungskraft - Vorgabe dar. Beispielsweise umfasst jede Preset- Charakteristik eine Kennlinie, die die Unterstützungskraft- Vorgabe in Abhängigkeit von der wenigstens einen Eingangsgröße setzt. Beispielsweise definiert jede Preset- Charakteristik für jeden Wert des Wertebereichs der Eingangsgröße wenigstens einen jeweiligen Wert der Unterstützungskraft -Vorgabe . Insbesondere variiert die Kennlinie über den Wertebereich der Eingangsgröße. Die Kennlinie kann auch als Unterstützungskraft -Kennlinie bezeichnet werden. Beispielsweise ist jede Unterstützungskraft -Kennlinie eine über dem Wertebereich der Eingangsgröße variierende Unterstützungskraft -Kurve . Die Unterstützungskraft -Kennlinie kann beispielsweise Teil eines Unterstützungskraft -Kennfelds der jeweiligen Preset- Charakteristik sein.

Bevorzugt ist bei der ersten Preset-Charakteristik und/oder der zweiten Preset-Charakteristik eine Veränderung der Unterstützungskraft -Vorgabe in Abhängigkeit der Eingangsgröße definiert, sodass zweckmäßigerweise die Unterstützungskraft- Vorgabe nicht über den gesamten Wertebereich der Eingangsgröße konstant ist.

Die wenigstens eine Eingangsgröße umfasst vorzugsweise die Stellung des Unterstützungsabschnitts 3, die Stellung des Basisabschnitts 1 und/oder ein von dem Werkzeug 30 empfangenes Werkzeugsignal. Ferner kann die wenigstens eine Eingangsgröße eine Bewegungsrichtung des Unterstützungsabschnitts 3 und/oder eine frühere Stellung, beispielsweise ein f rüherer Schwenkwinkel 47 , des Unterstützungsabschnitts 3 umfassen . Optional kann die Eingangsgröße ferner eine Geschwindigkeit , insbesondere eine Drehgeschwindigkeit , des Unterstützungsabschnitts 3 umfassen .

Die Stellung des Unterstützungsabschnitt 3 ist insbesondere die Orientierung des Unterstützungsabschnitts 3 relativ zum Basisabschnitt 1 oder relativ zur Schwerkraf t . Beispielsweise ist die Stellung des Unterstützungsabschnitts 3 der Schwenkwinkel 47 , insbesondere der aktuelle Schwenkwinkel 47 . Vorzugsweise bildet j ede Preset -Charakteristik den Schwenkwinkel 47 auf die Unterstützungskraf t -Vorgabe ab . Die Stellung des Basisabschnitts 1 ist insbesondere die Orientierung des Basisabschnitts 1 relativ zur Schwerkraf t und wird beispielsweise von der Exoskelett -Vorrichtung 10 mit einem Lagesensor 38 , insbesondere einem Beschleunigungssensor erfasst . Beispielsweise ist am Basisabschnitt 1 und/oder am Unterstützungsabschnitt 3 ein j eweiliger Lagesensor 38 , insbesondere ein Beschleunigungssensor , vorhanden . Bei dem Beschleunigungssensor handelt es sich zweckmäßigerweise j eweils um einen mehrachsigen Beschleunigungssensor .

Gemäß einer möglichen Ausgestaltung def inieren eine oder mehrere Preset -Charakteristiken j eweils eine Abbildung von mehreren Eingangsgrößen auf die Unterstützungskraf t -Vorgabe . Beispielsweise def inieren eine oder mehrere Preset - Charakteristiken j eweils eine Abbildung des Schwenkwinkels 47 , der Stellung des Basisabschnitts 1 und/oder des Werkzeugsignals auf die Unterstützungskraf t -Vorgabe . Zweckmäßigerweise umfassen diese eine oder mehrere Preset - Charakteristiken ein j eweiliges Unterstützungskraf t -Kennfeld, das die mehreren Eingangsgrößen auf die Unterstützungskraf tvorgabe abbildet . Die wenigstens zwei Presets unterscheiden sich in ihrer Preset -Charakteristik . Beispielsweise ist die erste Preset - Charakteristik eine andere Art von Preset -Charakteristik als die zweite Preset -Charakteristik . Ferner kann die erste Preset -Charakteristik die gleiche Art Preset -Charakteristik sein wie die zweite Preset -Charakteristik und kann sich in einem oder mehreren Konf igurationsparametern, die die Abhängigkeit zwischen der wenigstens einen Eingangsgröße und der Unterstützungskraf t -Vorgabe beeinf lussen, von der zweiten Preset -Charakteristik unterscheiden . Aufgrund des Unterschieds zwischen der ersten Preset -Charakteristik und der zweiten Preset -Charakteristik bildet das erste Preset wenigstens einen Wert , vorzugsweise mehrere Werte , der wenigstens einen Eingangsgröße auf einen anderen Wert , vorzugsweise mehrere andere Werte , der Unterstützungskraf t - Vorgabe ab als das zweite Preset . Bei gleicher Eingangsgröße ergibt sich bei Verwendung des ersten Presets also zweckmäßigerweise eine andere Unterstützungskraf t -Vorgabe als bei Verwendung des zweiten Presets .

Die Steuereinrichtung 7 ist ausgebildet , unter Verwendung eines aus den wenigstens zwei Presets ausgewählten Presets die Unterstützungskraf t -Vorgabe in Abhängigkeit von der Eingangsgröße zu ermitteln und die Unterstützungskraf t auf Basis der Unterstützungskraf t -Vorgabe einzustellen . Zweckmäßigerweise erfolgt also eine Auswahl aus dem ersten Preset und dem zweiten Preset - insbesondere automatisch oder manuell - und die Steuereinrichtung 7 verwendet das ausgewählte Preset , um die Unterstützungskraf t -Vorgabe auf Basis der wenigstens einen Eingangsgröße zu ermitteln, insbesondere zu berechnen . Ein oder mehrere nicht ausgewählte Presets werden nicht für die Berechnung der Unterstützungskraf t -Vorgabe verwendet . Auf Basis der ermittelten Unterstützungskraf t -Vorgabe stellt die Steuereinrichtung 7 die Unterstützungskraf t ein, zweckmäßigerweise durch Ansteuerung der Aktoreinrichtung 5 , insbesondere der Ventileinheit 24 .

Die Unterstützungskraf t -Vorgabe entspricht zweckmäßigerweise

5 der bereitzustellenden Aktorkraf t und/oder der bereitzustellenden Unterstützungskraf t und ist vorzugsweise identisch oder proportional zu der bereitzustellenden Aktorkraf t und/oder der bereitzustellenden Unterstützungskraf t . Beispielsweise entspricht die 0 Unterstützungskraf t -Vorgabe einem bereitzustellenden Druck in der Druckkammer des pneumatischen Antriebszylinders 31 . Insbesondere ist die Unterstützungskraf t -Vorgabe identisch oder proportional zu dem bereitzustellenden Druck in der Druckkammer .

Unter Bezugnahme auf die Figuren 5 bis 7 soll nachstehend auf verschiedene exemplarische Arten von Preset -Charakteristiken eingegangen werden, und zwar auf eine Zunahmeintervall - Charakteristik 63 ( Figur 5 ) , eine Ruhestellung-Charakteristik 64 ( Figur 6 ) und eine Dynamik-Charakteristik 65 ( Figur 7 ) .0 Bei den Schaubildern der Figuren 5 , 6 und 7 ist auf der horizontalen Achse j eweils die Eingangsgröße , insbesondere die Stellung, vorzugweise der Schwenkwinkel 47 , des Unterstützungsabschnitts 3 aufgetragen und auf der vertikalen Achse j eweils die Unterstützungskraf t -Vorgabe . 5 Bevorzugt umfassen die Presets der Steuereinrichtung 7 verschiedene Preset -Charakteristiken, insbesondere verschiedene Arten von Preset -Charakteristiken . Beispielsweise umfasst das erste Preset und/oder das zweite Preset wenigstens eine Zunahmeintervall -Charakteristik 63 ,0 eine Ruhestellung-Charakteristik 64 und/oder eine Dynamik- Charakteristik 65 . Bevorzugt umfasst die wenigstens eine Preset -Charakteristik eine Zunahmeintervall -Charakteristik 63 . Die Figur 5 zeigt eine Kennlinien-Darstellung einer exemplarischen Zunahmeintervall -Charakteristik 63 (als durchgezogene Linie) . Die Zunahmeintervall -Charakteristik 63 def iniert in Bezug auf die Eingangsgröße , insbesondere den Schwenkwinkel 47 , ein Zunahmeintervall 66 , in dem die Unterstützungskraf t -Vorgabe mit zunehmender Eingangsgröße kontinuierlich zunimmt . Das Zunahmeintervall 66 ist ein Intervall der Eingangsgröße . Exemplarisch ist das Zunahmeintervall 66 ein Winkelbereich des Schwenkwinkels 47 . Das Zunahmeintervall 66 erstreckt sich von einer unteren Zunahmeintervall -Grenze 69 zu einer oberen Zunahmeintervall -Grenze 71 . Die untere Zunahmeintervall - Grenze 69 liegt beispielsweise bei einem Schwenkwinkel 47 von kleiner als 90 Grad . Die obere Zunahmeintervall -Grenze 69 liegt beispielsweise bei einem Schwenkwinkel von größer als 90 Grad .

Bevorzugt def iniert die Zunahmeintervall -Charakteristik 63 eine vorbestimmte Kurvenform für die Zunahme der Unterstützungskraf t -Vorgabe im Zunahmeintervall 66 . Exemplarisch ist die vorbestimmte Kurvenform eine lineare Kurvenform . Alternativ kann die vorbestimmte Kurvenform gekrümmt sein, beispielsweise parabelförmig oder exponentiell steigend .

Exemplarisch def iniert die Zunahmeintervall -Charakteristik 63 oberhalb und/oder unterhalb des Zunahmeintervalls 66 j eweils eine im Wesentlichen konstante Unterstützungskraf t -Vorgabe , vorzugsweise eine konstante Unterstützungskraf t -Vorgabe . Beispielsweise def iniert die Zunahmeintervall -Charakteristik 63 unterhalb des Zunahmeintervalls 66 eine erste , exemplarisch konstante , Unterstützungskraf t -Vorgabe 67 und oberhalb des Zunahmeintervalls 66 eine zweite , exemplarisch konstante , Unterstützungskraf t -Vorgabe 68 , die beispielsweise größer als die erste Unterstützungskraf t -Vorgabe 67 ist . Die erste Unterstützungskraf t -Vorgabe 67 ist beispielsweise gleich null . Die zweite Unterstützungskraf t -Vorgabe 68 ist beispielsweise größer als null .

Exemplarisch ist die erste Unterstützungskraf t -Vorgabe 67 ein erster Unterstützungskraf t -Vorgabewert und die zweite Unterstützungskraf t -Vorgabe 68 ein zweiter Unterstützungskraf t -Vorgabewert .

Die Zunahmeintervall -Charakteristik 63 stellt eine Zunahmeintervall -Kennlinie dar . Insbesondere kann es sich bei der Zunahmeintervall -Kennlinie um eine bi - lineare Kennlinie handeln . Die Zunahmeintervall -Kennlinie umfasst einen ersten Kennlinien-Abschnitt 74 , der sich bis zu der unteren Zunahmeintervall -Grenze 69 erstreckt , insbesondere ausgehend von einer Eingangsgröße gleich null . Der erste Kennlinien- Abschnitt 74 ist zweckmäßigerweise konstant , insbesondere gleich null . Der erste Kennlinien-Abschnitt 74 def iniert die erste Unterstützungskraf t -Vorgabe 67 . Die Zunahmeintervall - Kennlinie umfasst ferner einen zweiten Kennlinien-Abschnitt 75 , der sich zweckmäßigerweise in Richtung der steigenden Eingangsgröße an den ersten Kennlinien-Abschnitt 74 anschließt . Der zweite Kennlinien-Abschnitt 75 stellt zweckmäßigerweise das Zunahmeintervall 66 bereit und erstreckt sich von der untere Zunahmeintervall -Grenze 69 zu der oberen Zunahmeintervall -Grenze 71 . Der zweite Kennlinien- Abschnitt 75 ist zweckmäßigerweise monoton steigend, insbesondere streng monoton steigend, exemplarisch linear steigend . Die Zunahmeintervall -Kennlinie umfasst ferner einen dritten Kennlinien-Abschnitt 76 , der sich zweckmäßigerweise in Richtung der steigenden Eingangsgröße an den zweiten Kennlinien-Abschnitt 76 anschließt . Der dritte Kennlinien- Abschnitt 76 erstreckt sich exemplarisch von der oberen Zunahmeintervall -Grenze 71 bis zu einem Maximalwert der Eingangsgröße . Der dritte Kennlinien-Abschnitt 76 ist exemplarisch konstant , insbesondere größer null . Der dritte Kennlinien-Abschnitt 76 def iniert die zweite Unterstützungskraf t -Vorgabe . Die Kennlinien-Abschnitte 74 , 75 , 76 können auch als Zunahmeintervall -Kennlinien-Abschnitte bezeichnet werden .

Die Länge des Zunahmeintervalls 66 , die untere Zunahmeintervall -Grenze 69 , die obere Zunahmeintervall -Grenze 71 , die erste Unterstützungskraf t -Vorgabe 67 und/oder die zweite Unterstützungskraf t -Vorgabe 68 stellen zweckmäßigerweise Konf igurationsparameter der Zunahmeintervall -Charakteristik dar .

Beispielsweise kann der Anwender die Länge des Zunahmeintervalls 66 einstellen, insbesondere über das Bedienelement 14 und/oder das Mobilgerät 40 . Die erste Unterstützungskraf t -Vorgabe 67 und die zweite Unterstützungskraf t -Vorgabe 68 können bei der Einstellung der Länge des Zunahmeintervalls 66 unverändert bleiben, so dass durch die Einstellung der Länge des Zunahmeintervalls 66 die Steigung des zweiten Kennlinien-Abschnitts 75 einstellbar ist .

Optional kann in der Zunahmeintervall -Charakteristik eine Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit des Unterstützungsabschnitts 3 def iniert sein . Beispielsweise kann ein Verlauf des Zunahmeintervalls 66 geschwindigkeitsabhängig gestaltet sein .

Optional können ferner Übergangsbereiche unterschiedlich gestaltet sein . Beispielsweise können Übergangsbereiche zwischen dem ersten Kennlinien-Abschnitt 74 und dem zweiten Kennlinien-Abschnitt 75 und/oder zwischen dem zweiten Kennlinien-Abschnitt 75 und dem dritten Kennlinien-Abschnitt 78 interpoliert sein, beispielsweise mittels einer linearen oder Spline- Interpolation . Optional ist ferner ein binärer Übergang von dem ersten Kennlinien-Abschnitt 74 direkt zu dem dritten Kennlinien-Abschnitt 76 möglich, insbesondere dann, wenn die Länge des Zunahmeintervalls 66 auf null eingestellt ist .

Bevorzugt umfasst die wenigstens eine Preset -Charakteristik eine Ruhestellung-Charakteristik 64 . Die Figur 6 zeigt eine Kennlinien-Darstellung einer exemplarischen Ruhestellung- Charakteristik 64 . Die Ruhestellung-Charakteristik 64 kann beispielsweise zwischen einer oberen Zunahmeintervall -Grenze 71 und einem Umschaltwert 77 def iniert sein . Die Ruhestellung-Charakteristik 64 def iniert eine vorgegebene Stellung 78 , insbesondere einen vorgegebenen Schwenkwinkel 47 , des Unterstützungsabschnitts 3 als Ruhestellung, in der die Unterstützungskraf t -Vorgabe (optional sprungartig) auf einen Ruhestellungs -Vorgabewert 79 ansteigt , um den Körperteil , vorzugsweise die Gliedmaße , insbesondere den Arm 4 , in der Ruhestellung zu halten . Bei der Ruhestellung- Charakteristik umfasst die Eingangsgröße die Stellung, insbesondere den Schwenkwinkel 47 , des Unterstützungsabschnitts 3 . Bevorzugt steigt die Unterstützungskraf t -Vorgabe schnell , stark scharf und/oder überproportional auf den Ruhestellungs -Vorgabewert 79 an, insbesondere mit einer größeren Steigung als das Zunahmeintervall 66 .

Optional kann das Exoskelett 20 ausgeführt sein, den Unterstützungsabschnitt 3 in der vorgegebenen Stellung 78 ( insbesondere mechanisch) zu blockieren . Bevorzugt gibt der Ruhestellungs -Vorgabewert 79 eine Unterstützungskraf t vor , die wenigstens groß genug für eine Gravitationskompensation ist , so dass der Anwender der Exoskelett -Vorrichtung 10 in der Ruhestellung keine Kraf t auf seinen von dem Unterstützungsabschnitt 3 unterstützten Körperteil , vorzugsweise die Gliedmaße , insbesondere seinen Arm 4 , auf bringen muss , um den Körperteil , vorzugsweise die Gliedmaße , insbesondere den Arm 4 , in der Ruhestellung zu halten . Insbesondere ist der Ruhestellungs -Vorgabewert 79 derart , dass der Anwender auf seinen Arm 4 keine nach oben wirkende Kraf t auf bringen muss , um den Arm 4 in der Ruhestellung zu halten . Insbesondere ist der Ruhestellungs - Vorgabewert 79 derart , dass die dadurch bewirkte , auf den Arm 4 nach oben wirkende Unterstützungskraf t gleich groß oder größer ist als die durch den Arm 4 und/oder ein mit dem Arm 4 getragenes Obj ekt , beispielsweise das Werkzeug 30 , bewirkte nach unten auf den Unterstützungsabschnitt 3 wirkende Gewichtskraf t ist .

Exemplarisch ist der Ruhestellungs -Vorgabewert 79 ein lokales Maximum der Unterstützungskraf t -Vorgabe , so dass die Unterstützungskraf t -Vorgabe unmittelbar über und unter der Ruhestellung kleiner als der Ruhestellungs -Vorgabewert ist . Exemplarisch ist der Ruhestellungs -Vorgabewert 79 ein globales Maximum der Unterstützungskraf t -Vorgabe .

Zweckmäßigerweise hängt bei der Ruhestellung-Charakteristik 64 die Unterstützungskraf t -Vorgabe ferner davon ab , ob der Unterstützungsabschnitt 3 in eine Heberichtung oder in eine Absenkrichtung bewegt wird, insbesondere derart , dass die Ruhestellung bereitgestellt wird, wenn der Unterstützungsabschnitt 3 in die Absenkrichtung bewegt wird und die vorgegebene Stellung 78 erreicht und nicht bereitgestellt wird, wenn der Unterstützungsabschnitt 3 in die Heberichtung bewegt wird und die vorgegebene Stellung 78 erreicht . Mit dem Bereitstellen der Ruhestellung ist der insbesondere sprungartige Anstieg der Unterstützungskraf t - Vorgabe bei der vorgegebenen Stellung 78 gemeint . Die Heberichtung ist eine Richtung, in der die Eingangsgröße , insbesondere der Schwenkwinke 47 , größer wird . Die Absenkrichtung ist eine Richtung, in der die Eingangsgröße , insbesondere der Schwenkwinkel 47 , kleiner wird .

Optional kann die Bereitstellung der Ruhestellung ferner davon abhängen, ob die Eingangsgröße , insbesondere der Schwenkwinkel 47 , zuvor einen Umschaltwert 77 erreicht hat , insbesondere nach einer Bewegung des Unterstützungsabschnitts 3 in Heberichtung und/oder vor einer Bewegung des Unterstützungsabschnitts 3 in Absenkrichtung . Beispielsweise wird die Ruhestellung bereitgestellt , wenn der Unterstützungsabschnitt 3 zuvor den Umschaltwert 77 erreicht hat , und wird nicht bereitgestellt , wenn der Unterstützungsabschnitt 3 zuvor den Umschaltwert 77 nicht erreicht hat oder wenn der Unterstützungsabschnitt 3 das Erhöhungsabschnitt -Ende 91 während einer Abwärtsbewegung unterschritten hat . Der Umschaltwert 77 liegt exemplarisch oberhalb von der vorgegebenen Stellung 78 .

Die Ruhestellung-Charakteristik stellt eine Ruhestellung- Kennlinie dar . Die Ruhestellung-Kennlinie umfasst exemplarisch einen ersten Kennlinien-Abschnitt 81 , der exemplarisch über die vorgegebene Stellung 78 hinweg verläuf t , insbesondere bis zu einem Maximalwert der Eingangsgröße und/oder bis zu dem Umschaltwert 77 . Exemplarisch beginnt der erste Kennlinien-Abschnitt 81 bei einer oberen Zunahmeintervall -Grenze 71 . Der erste Kennlinien-Abschnitt 81 umfasst zweckmäßigerweise keinen sprunghaf ten Anstieg der Unterstützungskraf t -Vorgabe . Exemplarisch ist der erste Kennlinien-Abschnitt 81 konstant , insbesondere größer null . Insbesondere def iniert der erste Kennlinien-Abschnitt 81 eine zweite Unterstützungskraf t - Vorgabe 68 . Der erste Kennlinien-Abschnitts 81 ist vorzugsweise dann aktiv, wenn der Unterstützungsabschnitt 3 in Heberichtung bewegt wird und/oder wenn der Umschaltwert 77 noch nicht erreicht wurde .

Die Ruhestellung-Kennlinie umfasst exemplarisch einen zweiten Kennlinien-Abschnitt 82 , der sich zweckmäßigerweise von dem Maximalwert der Eingangsgröße und/oder dem Umschaltwert 77 zu einem Erhöhungsabschnitt -Beginn 89 erstreckt . Der zweite Kennlinien-Abschnitt 82 ist exemplarisch konstant , insbesondere größer null , beispielsweise gleich dem ersten Kennlinien-Abschnitt . Insbesondere def iniert der zweite Kennlinien-Abschnitt 82 eine dritte Unterstützungskraf t - Vorgabe 88 , die rein exemplarisch gleich der zweiten Unterstützungskraf t -Vorgabe 68 ist . Der zweite Kennlinien- Abschnitt 82 ist vorzugsweise dann aktiv, wenn der Unterstützungsabschnitt 3 in Absenkrichtung bewegt wird und/oder wenn der Umschaltwert 77 zuvor erreicht wurde .

Die Ruhestellung-Kennlinie umfasst einen dritten Kennlinien- Abschnitt 83 und einen vierten Kennlinien-Abschnitt 84 , die zusammen einen Erhöhungsabschnitt bilden . Der Erhöhungsabschnitt liegt bei der vorgegebenen Stellung 78 und hat exemplarisch die Form eines Dreiecksignals oder eines Dreieckverlauf s . Der Erhöhungsabschnitt kann insbesondere pulsförmig oder impulsförmig ausgeführt sein . Der Erhöhungsabschnitt erstreckt sich von dem Erhöhungsabschnitt - Beginn 89 zu einem Erhöhungsabschnitt -Ende 91 . Der Erhöhungsabschnitt -Beginn 89 liegt exemplarisch oberhalb der vorgegebenen Stellung 78 und das Erhöhungsabschnitt -Ende 91 liegt exemplarisch unterhalb der vorgegebenen Stellung 78 . Der Erhöhungsabschnitt -Beginn 89 und das Erhöhungsabschnitt - Ende 91 liegen nahe an der vorgegebenen Stellung 78 .

Der dritte Kennlinien-Abschnitt 83 erstreckt sich von dem Erhöhungsabschnitt -Beginn 89 bis zu der vorgegebenen Stellung 78 und erreicht bei der vorgegebenen Stellung 78 den Ruhestellungs -Vorgabewert 79 . Der dritte Kennlinien-Abschnitt

83 steigt insbesondere linear an, vorzuweise ausgehend von einer von dem zweiten Kennlinien-Abschnitt 82 def inierten Unterstützungskraf t -Vorgabe zu dem Ruhestellungs -Vorgabewert 79 . Der dritte Kennlinien-Abschnitt 83 ist vorzugsweise dann aktiv, wenn der Unterstützungsabschnitt 3 in Absenkrichtung bewegt wird und/oder wenn der Umschaltwert 77 zuvor erreicht wurde . Beispielsweise ist der dritte Kennlinien-Abschnitt 83 eine steigende Flanke .

Der vierte Kennlinien-Abschnitt 84 erstreckt sich von der vorgegebenen Stellung 78 bis zu dem Erhöhungsabschnitt -Ende 91 . Der vierte Kennlinien-Abschnitt sinkt insbesondere linear ab , vorzuweise ausgehend von dem Ruhestellungs -Vorgabewert 79 auf eine von dem ersten Kennlinien-Abschnitt 81 oder eine von einem siebten Kennlinien-Abschnitt 87 def inierte Unterstützungskraf t -Vorgabe . Der vierte Kennlinien-Abschnitt

84 ist vorzugsweise dann aktiv, wenn der Unterstützungsabschnitt 3 in Absenkrichtung bewegt wird und/oder wenn der Umschaltwert 77 zuvor erreicht wurde . Beispielsweise ist der dritte Kennlinien-Abschnitt 83 eine sinkende Flanke .

In der Figur 6 sind ferner ein fünf ter Kennlinien-Abschnitt 85 , ein sechster Kennlinien-Abschnitt 86 und der siebte Kennlinien-Abschnitt 87 gezeigt . Die Kennlinien-Abschnitte 85 , 86 , 87 können Teil der Ruhestellung-Charakteristik sein oder können eine Zunahmeintervall -Charakteristik 63 bilden . Insbesondere entspricht der fünf te Kennlinien-Abschnitt 85 dem ersten Zunahmeintervall -Kennlinienabschnitt 74 , der sechste Kennlinien-Abschnitt 86 dem zweiten Zunahmeintervall - Kennlinienabschnitt 75 und/oder der siebte Kennlinien- Abschnitt 87 dem dritten Zunahmeintervall -Kennlinienabschnitt 76 .

Der fünf te Kennlinien-Abschnitt 85 erstreckt sich exemplarisch bis zum unteren Zunahmeintervall -Grenzwert 69 und ist vorzugsweise konstant , insbesondere gleich null , und def iniert zweckmäßigerweise eine erste Unterstützungskraf t - Vorgabe 67 . Der sechste Kennlinien-Abschnitt 86 erstreckt sich exemplarisch von dem unteren Zunahmeintervall -Grenzwert 69 zu dem oberen Zunahmeintervall -Grenzwert 71 und ist monoton steigend, insbesondere linear steigend . Der siebte Kennlinien-Abschnitt 87 erstreckt sich exemplarisch von dem oberen Zunahmeintervall -Grenzwert 71 bis zu dem Erhöhungsabschnitt -Ende 91 und ist vorzugsweise konstant , insbesondere größer als null , und def iniert zweckmäßigerweise eine zweite Unterstützungskraf t -Vorgabe 68 . Der fünf te Kennlinien-Abschnitt 85 , sechste Kennlinien-Abschnitt 86 und/oder siebte Kennlinien-Abschnitt 87 sind insbesondere dann aktiv, wenn der Unterstützungsabschnitt 3 in Absenkrichtung bewegt wird und/oder wenn der Unterstützungsabschnitt 3 in Heberichtung bewegt wird .

Die Kennlinien-Abschnitte 81 , 82 , 83 , 84 , 85 , 86 , 87 der Ruhestellung-Charakteristik können auch als Ruhestellung- Kennlinie-Abschnitte bezeichnet werden .

Zweckmäßigerweise stellen die vorgegebene Stellung 78 , insbesondere der Schwenkwinkel 47 der vorgegebenen Stellung 78 und/oder der Ruhestellungs -Vorgabewert 79 Konf igurationsparameter der Ruhestellung-Charakteristik dar . Ferner können die Länge des Zunahmeintervalls 66 , die untere Zunahmeintervall -Grenze 69 , die obere Zunahmeintervall -Grenze 71 , die erste Unterstützungskraf t -Vorgabe 67 und/oder die zweite Unterstützungskraf t -Vorgabe 68 Konf igurationsparameter sein .

Die in der Figur 6 gezeigt Kennlinie kann insbesondere einem Preset zugehörig sein, das die Zunahmeintervall - Charakteristik 63 und die Ruhestellung-Charakteristik 64 in Kombination umfasst .

Mithilfe der Ruhestellung-Charakteristik ist es möglich, innerhalb eines def inierten Unterstützungsintervalls einen Ruhepunkt - die Ruhestellung - für die Unterstützung des Armgewichts festzulegen, beispielsweise bei Arbeiten mit größtenteils statischer Armhaltung . In dieser Ruhestellung ist durch die gezielte Steuerung der Unterstützungskraf t für den Anwender möglich, einen oder beide Arme „ abzulegen" , um Arbeiten mit statischer Armhaltung auszuführen . Die Ruhestellung ist durch einen starken Anstieg der Unterstützungskraf t gekennzeichnet . Möchte der Anwender die Arme nach unten bewegen, so kann er durch einmaligen stärkeren Druck nach unten die Ruhestellung unterschreiten und so den Winkelbereich der Ruhestellung verlassen, insbesondere den dritten Kennlinien-Abschnitt 83 in Richtung des siebten Kennlinien-Abschnitts 87 verlassen . Anstatt eines Dreieckverlauf s kann der Erhöhungsabschnitt auch ein Plateau oder einen anderen Verlauf aufweisen, beispielsweise um andere Eigenschaf ten, z . B . einen Ruhelauf oder eine Nachgiebigkeit , zu beeinf lussen .

Bevorzugt umfasst die wenigstens eine Preset -Charakteristik eine Dynamik-Charakteristik 65 . Die Figur 7 zeigt eine Kennlinien-Darstellung einer exemplarischen Dynamik- Charakteristik 65 .

Bei der Dynamik-Charakteristik 65 hängt der Zusammenhang zwischen der Unterstützungskraf t -Vorgabe und der Eingangsgröße , insbesondere dem Schwenkwinkel 47 , von der Änderungsrichtung der Eingangsgröße und/oder von dem Erreichen zumindest eines vorbestimmten Umschaltwerts 77 der Eingangsgröße ab . Beispielsweise def iniert die Dynamik- Charakteristik 65 für eine Bewegung des Unterstützungsabschnitts 3 in Heberichtung und/oder vor einem Erreichen des Umschaltwerts 77 einen anderen Zusammenhang zwischen der Unterstützungskraf t -Vorgabe und der Eingangsgröße als für eine Bewegung des Unterstützungsabschnitts 3 in Absenkrichtung und/oder nach dem Erreichen des Umschaltwerts 77 .

Exemplarisch def iniert die Dynamik-Charakteristik zumindest ein erstes Änderungsintervall 93 und ein zweites Änderungsintervall 94 , in dem sich j eweils die Unterstützungskraf t -Vorgabe über der Eingangsgröße ändert . Vorzugsweise ist in der Dynamik-Charakteristik 65 eine Abhängigkeit def iniert , derart , dass in Abhängigkeit von der Änderungsrichtung der Eingangsgröße und/oder dem Erreichen des Umschaltwerts 77 wahlweise das erste Änderungsintervall 93 oder das zweite Änderungsintervall 94 den Zusammenhang zwischen der Unterstützungskraf t -Vorgabe und der Eingangsgröße def iniert . Exemplarisch ist das erste Änderungsintervall 93 bei steigender Eingangsgröße und/oder vor Erreichen des Umschaltwerts 77 aktiv und ist bei sinkender Eingangsgröße und/oder nach Erreichen des Umschaltwerts 77 inaktiv . Ferner ist exemplarisch das zweite Änderungsintervall 94 bei steigender Eingangsgröße und/oder vor Erreichen des Umschaltwerts 77 inaktiv und ist bei sinkender Eingangsgröße und/oder nach Erreichen des Umschaltwerts 77 aktiv .

Der Umschaltwert 77 liegt exemplarisch oberhalb - also bei einem größeren Wert der Eingangsgröße , insbesondere des

5 Schwenkwinkels 47 , als das erste Änderungsintervall 93 und/oder das zweite Änderungsintervall 94 .

Exemplarisch ist die Eingangsgröße ein Winkel des Unterstützungsabschnitts . Der Winkel ist insbesondere der Schwenkwinkel 47 . Das erste Änderungsintervall 93 ist ein0 Zunahmeintervall , in dem die Unterstützungskraf t -Vorgabe mit zunehmendem Winkel kontinuierlich zunimmt . Das zweite Änderungsintervall 94 ist ein Abnahmeintervall , in dem die Unterstützungskraf t -Vorgabe mit abnehmendem Winkel kontinuierlich abnimmt . Exemplarisch endet das Zunahmeintervall bei einem kleineren Winkel als das Abnahmeintervall beginnt . Alternativ endet das Zunahmeintervall bei einem größeren Winkel als das Abnahmeintervall beginnt . Exemplarisch def iniert die Dynamik- Charakteristik 65 außerhalb der Änderungsintervalle 0 wenigstens eine im Wesentlichen konstante , insbesondere eine konstante , Unterstützungskraf t -Vorgabe . Exemplarisch def iniert die Dynamik-Charakteristik j eweils unterhalb des ersten Änderungsintervalls 93 und/oder des zweiten Änderungsintervalls 94 eine erste Unterstützungskraf t -Vorgabe5 67 , die insbesondere konstant , exemplarisch gleich null ist . Exemplarisch def iniert die Dynamik-Charakteristik j eweils oberhalb des ersten Änderungsintervalls 93 und/oder des zweiten Änderungsintervalls 94 eine zweite Unterstützungskraf t -Vorgabe 68 , die insbesondere konstant ,0 exemplarisch größer als die erste Unterstützungskraf t - Vorgabe , insbesondere größer als null , ist . Die Dynamik-Charakteristik 65 stellt eine Dynamik -Kennlinie dar . Die Dynamik -Kennlinie umfasst vorzugsweise einen ersten Kennlinien-Bereich, der bei einer Hebebewegung des Unterstützungsabschnitts 3 von einem Anfangswert der Eingangsgröße bis zum Erreichen des Umschaltwerts 77 aktiv ist und bei einer Absenkbewegung des Unterstützungsabschnitts 3 von dem Umschaltwert 77 bis zum Erreichen des Anfangswerts inaktiv ist . Die Dynamik -Kennlinie umfasst vorzugsweise einen zweiten Kennlinien-Bereich, der bei der Hebebewegung des Unterstützungsabschnitts 3 von dem Anfangswert der Eingangsgröße bis zum Erreichen des Umschaltwerts 77 inaktiv ist und bei der Absenkbewegung des Unterstützungsabschnitts 3 von dem Umschaltwert 77 bis zum Erreichen des Anfangswerts aktiv ist . Der Anfangswert ist beispielsweise eine Eingangsgröße gleich null .

Die Dynamik -Kennlinie umfasst einen ersten Kennlinien- Abschnitt 95 , der sich bis zu einer unteren Zunahmeintervall - Grenze 96 erstreckt , insbesondere ausgehend von einer Eingangsgröße gleich null . Der erste Kennlinien-Abschnitt 95 ist zweckmäßigerweise konstant , beispielsweise gleich der ersten Unterstützungskraf t -Vorgabe 67 , insbesondere gleich null . Die Dynamik -Kennlinie umfasst ferner einen zweiten Kennlinien-Abschnitt 97 , der sich zweckmäßigerweise in Richtung der steigenden Eingangsgröße an den ersten Kennlinien-Abschnitt 95 anschließt . Der zweite Kennlinien- Abschnitt 97 stellt zweckmäßigerweise das Zunahmeintervall 93 bereit und erstreckt sich von der unteren Zunahmeintervall - Grenze 96 zu einer oberen Zunahmeintervall -Grenze 98 . Der zweite Kennlinien-Abschnitt 97 ist zweckmäßigerweise monoton steigend, insbesondere streng monoton steigend, exemplarisch linear steigend . Die Dynamik -Kennlinie umfasst ferner einen dritten Kennlinien-Abschnitt 99 , der sich zweckmäßigerweise in Richtung der steigenden Eingangsgröße an den zweiten Kennlinien-Abschnitt 97 anschließt . Der dritte Kennlinien- Abschnitt 99 erstreckt sich exemplarisch von der oberen Zunahmeintervall -Grenze 98 bis zu dem Umschaltwert 77 . Der dritte Kennlinien-Abschnitt 99 ist exemplarisch konstant , beispielsweise gleich der zweiten Unterstützungskraf t -Vorgabe 68 , insbesondere größer null . Der erste Kennlinien-Abschnitt 95 , zweite Kennlinien-Abschnitt 97 und der dritte Kennlinienabschnitt 99 bilden zusammen den ersten Kennlinien- Bereich .

Die Dynamik -Kennlinie umfasst einen vierten Kennlinien- Abschnitt 101 , der sich ausgehend von dem Umschaltwert 77 bis zu einer oberen Abnahmeintervall -Grenze 102 erstreckt . Der vierte Kennlinien-Abschnitt 101 ist zweckmäßigerweise konstant , beispielsweise gleich der zweiten Unterstützungskraf t -Vorgabe 68 , insbesondere größer null . Die Dynamik -Kennlinie umfasst ferner einen fünf ten Kennlinien- Abschnitt 103 , der sich zweckmäßigerweise in Richtung der sinkenden Eingangsgröße an den vierten Kennlinien-Abschnitt 101 anschließt . Der fünf te Kennlinien-Abschnitt 103 stellt zweckmäßigerweise das Abnahmeintervall 94 bereit und erstreckt sich von der oberen Abnahmeintervall -Grenze 102 zu einer unteren Abnahmeintervall -Grenze 104 . Der fünf te Kennlinien-Abschnitt 103 ist zweckmäßigerweise monoton sinkend, insbesondere streng monoton sinkend, exemplarisch linear sinkend . Die Dynamik -Kennlinie umfasst ferner einen sechsten Kennlinien-Abschnitt 105 , der sich zweckmäßigerweise in Richtung der sinkenden Eingangsgröße an den fünf ten Kennlinien-Abschnitt 103 anschließt . Der sechste Kennlinien- Abschnitt 105 erstreckt sich exemplarisch von der unteren Abnahmeintervall -Grenze 104 bis zu einer Eingangsgröße gleich null . Der sechste Kennlinien-Abschnitt 105 ist exemplarisch konstant , beispielsweise gleich der ersten Unterstützungskraf t -Vorgabe 67 , insbesondere gleich null . Der vierte Kennlinien-Abschnitt 101 , fünf te Kennlinien-Abschnitt 103 und der sechste Kennlinienabschnitt 105 bilden zusammen den zweiten Kennlinien-Bereich .

Die Kennlinien-Abschnitte 95 , 97 , 99 , 101 , 103 , 105 können auch als Dynamik-Kennlinien-Abschnitte bezeichnet werden .

Die Länge des Zunahmeintervalls 93 , die untere Zunahmeintervall -Grenze 96 , die obere Zunahmeintervall -Grenze 98 , die erste Unterstützungskraf t -Vorgabe 67 , die zweite Unterstützungskraf t -Vorgabe 68 , die Länge des Abnahmeintervalls 94 , die untere Abnahmeintervall -Grenze 104 und/oder die obere Abnahmeintervall -Grenze 102 zweckmäßigerweise Konf igurationsparameter der Dynamik- Charakteristik dar .

Die Dynamik-Charakteristik umfasst also richtungsabhängige Kennlinien-Bereiche . Bevorzugt können unterschiedliche Dynamik-Charakteristiken für unterschiedliche Arbeitsvorgänge def iniert sein, z . B . für das Anheben von Lasten, das Herunterheben von Lasten oder für alternierende Bewegungen mit nahezu konstanter Last ( z . B . Schleifen von hohen Wänden) . Die Richtungsabhängigkeit kann zweckmäßigerweise auf Basis von Zustandsänderungen des Unterstützungsabschnitts 3 oder des Werkzeugs 30 , z . B . durch am/ im Werkzeug 30 angeordnete Sensoren implementiert sein .

Beispielsweise umfasst die Steuereinrichtung 7 ein Preset mit einer Dynamik-Charakteristik für eine Unterstützung bei wiederkehrendem An- und Herunterheben von Lasten . Bei Verwendung dieses Presets ermittelt das Exoskelett 20 durch Betrachtung von Winkeländerung des Unterstützungsabschnitts 3 eine Richtung einer Armbewegung des Anwenders und unterstützt richtungsabhängig die Armbewegung und/oder gibt die Armbewegung richtungsabhängig f rei . Beispielsweise unterstützt dadurch das Exoskelett 20 ein Anheben einer Last , welche anschließend an einem Ort über Kopfhöhe abgesetzt wird . Wird der Arm nach dem Absetzen der Last wieder gesenkt , detektiert das Exoskelett 20 eine negative Winkeländerung . In der Folge senkt das Exoskelett bei Unterschreiten eines gewissen Winkels - exemplarisch der unteren Abnahmeintervall - Grenze 104 - die Unterstützungskraf t entsprechend des Verlauf s des Abnahmeintervalls auf null , sodass der leere Arm herabgesenkt werden kann, ohne die Unterstützungskraf t überwinden zu müssen .

Bevorzugt umfasst die Exoskelett -Vorrichtung eine Eingabeeinrichtung, beispielsweise das Bedienelement 14 und/oder das Mobilgerät 40 , über die die ermittelte Unterstützungskraf t -Vorgabe durch den Anwender skalierbar ist , um eine skalierte Unterstützungskraf t -Vorgabe 106 bereitzustellen . Die Steuereinrichtung 7 ist ausgebildet , die Unterstützungskraf t gemäß der skalierten Unterstützungskraf t - Vorgabe 106 einzustellen .

In der Figur 5 ist eine exemplarische skalierte Unterstützungskraf t -Vorgabe 106 der Zunahmeintervall - Charakteristik 63 als gestrichelte Linie gezeigt . Zweckmäßigerweise können eine oder mehrere andere Preset - Charakteristiken in Entsprechung dazu skaliert werden .

Die skalierte Unterstützungskraf t -Vorgabe 106 ist insbesondere proportional zu der (nicht - skalierten) Unterstützungskraf t -Vorgabe . Die skalierte Unterstützungskraf t -Vorgabe 106 weist insbesondere die gleiche Kurvenform auf wie die (nicht - skalierte) Unterstützungskraf t -Vorgabe . Beispielsweise berechnet die Steuereinrichtung 7 die skalierte Unterstützungskraf t -Vorgabe 106 durch eine Multiplikation der (nicht - skalierten) Unterstützungskraf t -Vorgabe mit einem Skalierungsfaktor .

Bevorzugt kann der Anwender die Skalierung durch Eingabe des Skalierungsfaktors mit dem Bedienelement 14 und/oder dem Mobilgerät 40 festlegen .

Optional kann das Kraf tniveau der Unterstützungskraf t ausschließlich über das Bedienelement 14 eingestellt werden . Insbesondere kann die Skalierung der Unterstützungskraf t - Vorgabe ausschließlich über das Bedienelement 14 eingestellt werden .

Im Folgenden soll näher darauf eingegangen werden, wie das für die Ermittlung der Unterstützungskraf t -Vorgabe zu verwendende Preset ausgewählt werden kann .

Exemplarisch umfasst die Exoskelett -Vorrichtung 10 eine Eingabevorrichtung, insbesondere das Bedienelement 14 und/oder das Mobilgerät 40 , über die ein Anwender eines der Presets auswählen kann, insbesondere aus mehreren verfügbaren Presets . Beispielsweise kann der Anwender durch Betätigung einer Taste und/oder eines Touchscreens eines der Presets auswählen . Auf diese Weise kann eine manuelle Auswahl des zu verwendenden Presets erfolgen . Vorzugsweise umfasst das Bedienelement 14 ein Preset -Eingabeelement , beispielsweise eine Preset -Taste , mit der ein Preset ausgewählt , aktiviert , deaktiviert und/oder zwischen Presets gewechselt werden kann .

Optional ist die Steuereinrichtung 7 ausgebildet , aus den vorhandenen Presets das zu verwendende Preset auf Basis einer Ortsinformation, einer Werkzeuginformation, einer Personeninformation und/oder einer Bewegungs information auszuwählen, insbesondere automatisch auszuwählen und/oder automatisch zu aktivieren .

Die Ortsinformation zeigt insbesondere einen geographischen Ort an . Beispielsweise empfängt die Steuereinrichtung 7 ein GPS - Signal und berechnet auf Basis des GPS - Signals die Ortsinformation . Ferner kann die Steuereinrichtung 7 von einem Arbeitsplatz , beispielsweise einer Station an einer Fertigungsstrecke , die Ortsinformation mittels eines an dem Arbeitsplatz , insbesondere von der Station, ausgesendeten Ortssignals empfangen . Die Steuereinrichtung 7 wählt auf Basis der Ortsinformation ein zu dem von der Ortsinformation angezeigten Ort passendes Preset aus .

Die Werkzeuginformation zeigt ein Werkzeug, beispielsweise das Werkzeug 30 , an . Beispielsweise empfängt die Steuereinrichtung 7 von dem Werkzeug 30 die Werkzeuginformation mittels eines Werkzeugsignals , beispielsweise bei einer Bluetooth-Kopplung zwischen dem Exoskelett 20 und dem Werkzeug 30 . Die Steuereinrichtung 7 wählt auf Basis der Werkzeuginformation ein zu dem von der Werkzeuginformation angezeigten Werkzeug passendes Preset aus .

Die Personeninformation zeigt eine Person an . Beispielsweise empfängt die Steuereinrichtung 7 die Personeninformation mittels eines insbesondere von dem Mobilgerät 40 , beispielsweise einem Smartphone , gesendeten Personensignals . Ferner kann das Exoskelett 20 eine Identif ikationseinrichtung, beispielsweise einen Fingerabdrucksensor und/oder einen Bildsensor umfassen, um damit die Personeninformation zu ermitteln . Die Steuereinrichtung 7 wählt auf Basis der Personeninformation ein zu der von der Personeninformation angezeigten Person passendes Preset aus .

Die Bewegungs information zeigt eine Bewegung, insbesondere ein Bewegungsmuster , des Exoskeletts 20 , insbesondere des Unterstützungsabschnitts 3 , und/oder des Werkzeugs 30 an . Optional zeigt die Bewegungs information an, dass eine Bewegung des Exoskeletts 20 , insbesondere des Unterstützungsabschnitts 3 , mit einer Bewegung des Werkzeugs 30 korreliert , insbesondere übereinstimmt . Beispielsweise empfängt die Steuereinrichtung 7 von dem Werkzeug 30 ein Werkzeug-Bewegungssignal und ermittelt auf Basis einer insbesondere mit der Sensoreinrichtung 6 erfassten Bewegung des Exoskeletts 20 und dem Werkzeug-Bewegungssignal die Bewegungs inf ormation . Die Steuereinrichtung 7 wählt auf Basis der Bewegungs inf ormation ein zu der von der Bewegungs inf ormation angezeigten Bewegung passendes Preset aus .

Optional kann der Anwender die Ortsinformation, Werkzeuginformation, Personeninformation und/oder Bewegungs inf ormation manuell eingeben, beispielsweise über das Mobilgerät 40 und/oder das Bedienelement 14 .

Die Steuereinrichtung 7 ist insbesondere ausgebildet , das zu verwendende Preset in Ansprechen auf ein Trigger-Ereignis auszuwählen . Bei dem Trigger-Ereignis handelt es sich beispielsweise um den Empfang oder das Auf treten der Ortsinformation, Werkzeuginformation, Personeninformation und/oder Bewegungs inf ormation . Optional kann das zu verwendende Preset in Ansprechen auf eine Kombination von Trigger-Ereignissen ausgewählt werden . Die Erkennung der Trigger-Ereignisse erfolgt zweckmäßigerweise mit geeigneten kabellosen Kommunikationsver fahren, beispielsweise basierend auf Bluetooth, RFID-Chips oder QR-Codes .

Bevorzugt ist die Steuereinrichtung 7 derart ausgebildet , das stets nur ein Preset - das ausgewählte Preset - aktiv ist und die anderen - die nicht ausgewählten Presets - nicht aktiv sind . Die Steuereinrichtung 7 ermittelt die Unterstützungskraf t -Vorgabe auf Basis des aktiven Presets .

Optional ist die Steuereinrichtung 7 derart ausgebildet , dass für j eden Unterstützungsabschnitt 3A, 3B ein j eweiliges Preset ausgewählt werden kann . Insbesondere kann für den ersten Unterstützungsabschnitt 3A ein anderes Preset als für den zweiten Unterstützungsabschnitt 3B ausgewählt werden, insbesondere manuell und/oder automatisch . Beispielsweise berechnet die Steuereinrichtung 7 auf Basis eines für den ersten ( rechten) Unterstützungsabschnitt 3A ausgewählten Presets eine rechte Unterstützungskraf t -Vorgabe für den ersten ( rechten) Unterstützungsabschnitt 3A und auf Basis eines für den zweiten ( linken) Unterstützungsabschnitt 3B ausgewählten Presets eine linke Unterstützungskraf t -Vorgabe für den linken Unterstützungsabschnitt 3B .

Nachstehend soll näher darauf eingegangen werden, wie ein oder mehrere Presets konf iguriert werden können .

Bevorzugt umfasst die Exoskelett -Vorrichtung 10 eine Konf igurationseinrichtung, über die ein Anwender ein Preset konf igurieren kann . Zweckmäßigerweise können mit der Konf igurationseinrichtung ein oder mehrere Preset - Charakteristiken für ein Preset ausgewählt und/oder angepasst werden . Bevorzugt ist die Konfigurationseinrichtung als das Mobilgerät 40, insbesondere als Smartphone, ausgeführt. Exemplarisch ist die Konfigurationseinrichtung von dem Exoskelett 20 separat ausgeführt. Beispielsweise können ein oder mehrere mit der Konfigurationseinrichtung konfigurierte Presets zu dem Exoskelett 20, insbesondere die Steuereinrichtung 7, übertragen werden, insbesondere drahtlos, beispielsweise mittels Bluetooth und/oder WLAN und/oder Mobilfunk.

Ferner kann die Konfigurationseinrichtung im Exoskelett 20 implementiert sein, beispielsweise auf der Steuereinrichtung 7, und kann zweckmäßigerweise über das Bedienelement 14 bedient werden.

Bevorzugt umfasst die Konfigurationseinrichtung eine Preset- Bibliothek, in der mehrere vordefinierte Presets gespeichert sind. Der Anwender kann aus der Preset -Bibliothek ein oder mehrere Presets auswählen, insbesondere zur weiteren Konfiguration der Presets und/oder zur Übertragung an das Exoskelett 20, insbesondere die Steuereinrichtung 7. Insbesondere können ein oder mehrere Presets aus der Preset - Bibliothek in einen Preset-Speicher der Steuereinrichtung 7 geladen werden. Zweckmäßigerweise sind im Preset-Speicher diejenigen Presets gespeichert, die im Betrieb als das für die Ermittlung der Unterstützungskraft -Vorgabe zu verwendende Preset ausgewählt werden können.

Bevorzugt ermöglicht die Konfigurationseinrichtung eine manuelle Anpassung von einem oder mehreren Konfigurationsparametern eines Presets, insbesondere einem oder mehreren der vorstehend erwähnten Konfigurationsparametern . Bevorzugt umfasst die Konf igurationseinrichtung eine Preset - Charakteristik-Bibliothek , in der mehrere Preset - Charakteristiken gespeichert sind, insbesondere eine oder mehrere der vorstehend erläuterten Preset -Charakteristiken . Zweckmäßigerweise ermöglicht die Konf igurationseinrichtung eine Auswahl einer oder mehrerer Preset -Charakteristiken zur Erstellung eines Presets , das die eine oder mehreren Preset - Charakteristiken umfasst . Zweckmäßigerweise ermöglicht die Konf igurationseinrichtung ferner eine manuelle Anpassung von Konf igurationsparametern einer oder mehrerer Preset - Charakteristiken, insbesondere einem oder mehreren der vorstehend erwähnten Konf igurationsparameter .

Ein Konf igurationsparameter ist beispielsweise eine Stellung, insbesondere der Schwenkwinkel 47 , des Unterstützungsabschnitts 3 und kann bevorzugt durch den Anwender in die Konf igurationseinrichtung eingegeben werden, indem der Anwender mit dem Unterstützungsabschnitt 3 die als den Konf igurationsparameter einzugebende Stellung einnimmt , insbesondere in einem zuvor aktivierten Eingabemodus , der auch als Live -Eingabemodus bezeichnet werden kann . Beispielsweise kann der Anwender auf diese Weise die vorgegebene Stellung 78 für die Ruhestellung und/oder die untere Zunahmeintervall -Grenze 69 und/oder die obere Zunahmeintervall -Grenze 71 einstellen .

Bevorzugt ist die Konf igurationseinrichtung, insbesondere das Mobilgerät 40 , ausgebildet , eine graphische Darstellung des Exoskeletts 20 und/oder einem Anwender , der das Exoskelett 20 angelegt hat , anzuzeigen . Zweckmäßigerweise ist durch Anwendereingabe der Unterstützungsabschnitt der graphischen Darstellung in seiner Stellung, insbesondere seinem Schwenkwinkel , veränderbar , um dadurch einen Konf igurationsparameter einzugeben . Bevorzugt kann ferner über Spracherkennung, Gestenerkennung und/oder durch eine integrierte Situationserkennung eine Auswahl eines Presets und/oder eine Konfiguration eines Presets erfolgen.

Optional kann ein zu verwendendes Preset von dem Werkzeug 30 auf das Exoskelett 20, insbesondere die Steuereinrichtung 7 übertragen werden, vorzugsweise drahtlos.

Optional können Presets mit anderen Nutzern geteilt und/oder herstellerseitig bezogen werden, beispielsweise von einem Cloud-Server . Beispielsweise können Presets in einer auf dem Mobilgerät 40, z.B. einem Mobiltelefon oder Laptop, installierten App nach einer Konfiguration durch den Anwender gespeichert und über eine Kommunikationsschnittstelle, z.B. Bluetooth, WIFI, LAN oder E-Mail, gesendet werden, z.B. an andere Anwender .

Optional verfügt die Exoskelett -Vorrichtung 10 über einen Arbeitsmodus, in dem die Unterstützungskraft gemäß einem ausgewählten Preset bereitgestellt wird, und über einen Einstellungsmodus, in dem das Preset, insbesondere eine Kennlinie des Presets, verstellt werden kann. Zweckmäßigerweise kann das Preset, insbesondere die Kennlinie des Presets, nur im Einstellungsmodus verstellt werden. Der Einstellungsmodus kann beispielsweise am Exoskelett 20 vom Anwender aktiviert werden.

Optional verfügt die Exoskelett -Vorrichtung 10 über einen Lagesensor 38, insbesondere einen Beschleunigungssensor, zur Erfassung einer Lage des Exoskeletts 20, insbesondere des Basisabschnitts 1, relativ zur Schwerkraft. Die Steuereinrichtung 7 ist ausgebildet, auf Basis der erfassten Lage eine Kennlinie einer Kennlinien-Charakteristik zu verschieben, insbesondere in Bezug auf die Achse des Schwenkwinkels 47 . Beispielsweise kann die Kennlinie einer Preset -Charakteristik abhängig von der Lage des Oberkörpers (nach vorne oder hinten gebeugt ) um den Winkel der Lage verschoben werden .

Optional kann eine Preset -Charakteristik ferner wenigstens einen Betriebsparameter , z . B . Motorleistung und/oder Drehzahl , des vom Anwender verwendeten Werkzeugs 30 und/oder wenigstens einen Nutzungsparameter , z . B . eine Bewegung und/oder Beschleunigung des Werkzeugs 30 relativ zur Schwerkraf t oder einer Unterstützungsrichtung des Exoskeletts , als Eingangsgröße bei der Ermittlung der Unterstützungskraf t -Vorgabe berücksichtigen . Insbesondere kann der Zusammenhang zwischen einer solchen Eingangsgröße und der Unterstützungskraf t -Vorgabe durch den Anwender eingestellt werden, beispielsweise durch eine Anpassung einer Kennlinie der Preset -Charakteristik .

Optional können ein oder mehrere Presets über einen j eweiligen Sicherheits - Schwellenwert für eine Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung des Unterstützungsabschnitts 3 verfügen . Das Exoskelett 20 ist zweckmäßigerweise ausgebildet , bei Überschreiten des Sicherheits - Schwellenwerts die Unterstützungskraf t zu reduzieren und/oder zu deaktivieren .

Optional verfügt die Exoskelett -Vorrichtung 10 über einen situationsabhängigen Modus , bei dem eine automatisierte Anpassung einer Unterstützungskraf t -Kennlinie erfolgt . Die Exoskelett -Vorrichtung 10 ist insbesondere ausgebildet , eine Mustererkennung durchzuführen, die eine Arbeits - und/oder Aufgabesituation erkennt und der erkannten Situation ein vordef iniertes oder angelerntes Preset insbesondere komplett oder segmentweise zuordnet und vorzugsweise die Unterstützungskraf t -Kennlinie innerhalb von Bewegungen oder einer Arbeitssituation automatisiert anpasst .

Die Exoskelett -Vorrichtung 10 kann insbesondere mit dem folgenden Verfahren betrieben werden :

Es wird eines der wenigstens zwei Presets ausgewählt , insbesondere manuell oder automatisch . Exemplarisch wird ein erstes Preset ausgewählt . Unter Verwendung des ausgewählten ersten Presets ermittelt die Steuereinrichtung 7 die Unterstützungskraf t -Vorgabe in Abhängigkeit von der Eingangsgröße . Auf Basis der ermittelten Unterstützungskraf t - Vorgabe stellt die Steuereinrichtung 7 die Unterstützungskraf t ein . Das Exoskelett 20 unterstützt über den Unterstützungsabschnitt 3 den Körperteil , insbesondere die Gliedmaße , des Anwenders mit der eingestellten Unterstützungskraf t .

Optional kann bei dem Verfahren ferner ein anderes Preset , beispielsweise ein zweites Preset , der wenigstens zwei Presets ausgewählt werden, insbesondere manuell oder automatisch . Unter Verwendung des ausgewählten zweiten Presets ermittelt die Steuereinrichtung 7 die Unterstützungskraf t -Vorgabe in Abhängigkeit von der Eingangsgröße . Auf Basis der ermittelten Unterstützungskraf t - Vorgabe stellt die Steuereinrichtung 7 die Unterstützungskraf t ein . Das Exoskelett 20 unterstützt über den Unterstützungsabschnitt 3 den Körperteil , insbesondere die Gliedmaße , des Anwenders mit der eingestellten Unterstützungskraf t .

Claims

Ansprüche

1. Exoskelett -Vorrichtung (10) , umfassend: ein Exoskelett (20) mit:

- einem Basisabschnitt (1) zur Anbringung an einen Körperabschnitt, insbesondere den Torso (2) , des menschlichen Körpers,

- einem beweglich mit dem Basisabschnitt (1) gekoppelten Unterstützungsabschnitt (3) zur Unterstützung eines Körperteils, vorzugsweise einer Gliedmaße, insbesondere eines Arms (4) , des menschlichen Körpers, - einer auf den Unterstützungsabschnitt (3) wirkenden, insbesondere pneumatischen, Aktoreinrichtung (5) zur Bereitstellung einer Unterstützungskraft für den Körperteil, wobei die Exoskelett -Vorrichtung (10) ferner umfasst:

- eine Steuereinrichtung (7) , die über wenigstens zwei manuell und/oder automatisch auswählbare Presets verfügt, die jeweils über wenigstens eine Preset-Charakteristik verfügen, die eine Unterstützungskraft -Vorgabe in Abhängigkeit von wenigstens einer Eingangsgröße, insbesondere einer Stellung des Unterstützungsabschnitts (3) , festlegt, - wobei sich die wenigstens zwei Presets in ihrer Preset- Charakteristik unterscheiden, und

- wobei die Steuereinrichtung (7) ausgebildet ist, unter Verwendung eines aus den wenigstens zwei Presets ausgewählten Presets die Unterstützungskraft -Vorgabe in Abhängigkeit von der Eingangsgröße zu ermitteln und die Unterstützungskraft auf Basis der Unterstützungskraft -Vorgabe einzustellen.

2. Exoskelett -Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, wobei die wenigstens eine Preset-Charakteristik eine Zunahmeintervall-Charakteristik (63) umfasst, die in Bezug auf die Eingangsgröße ein Zunahmeintervall (66) definiert, in dem die Unterstützungskraft -Vorgabe mit zunehmender Eingangsgröße kontinuierlich zunimmt.

3. Exoskelett -Vorrichtung (10) nach Anspruch 2, wobei die Zunahmeintervall-Charakteristik (63) eine vorbestimmte Kurvenform für die Zunahme der Unterstützungskraft -Vorgabe im Zunahmeintervall (66) definiert.

4. Exoskelett -Vorrichtung (10) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Zunahmeintervall-Charakteristik (63) oberhalb und/oder unterhalb des Zunahmeintervalls (66) eine im Wesentlichen konstante Unterstützungskraft -Vorgabe definiert.

5. Exoskelett -Vorrichtung (10) nach einem voranstehenden Anspruch, wobei die Eingangsgröße die Stellung des Unterstützungsabschnitts (3) umfasst, und die wenigstens eine Preset-Charakteristik eine Ruhestellung-Charakteristik (64) umfasst, die eine vorgegebene Stellung (78) des Unterstützungsabschnitts (3) als Ruhestellung definiert, in der die Unterstützungskraft -Vorgabe insbesondere sprungartig auf einen Ruhestellungs -Vorgabewert (79) ansteigt, um den Körperteil, insbesondere die Gliedmaße, in der Ruhestellung zu halten.

6. Exoskelett -Vorrichtung (10) nach Anspruch 5, wobei der Ruhestellungs -Vorgabewert (79) eine Unterstützungskraft vorgibt, die wenigstens groß genug für eine Gravitationskompensation ist, so dass ein Anwender der Exoskelett -Vorrichtung (10) in der Ruhestellung keine Kraft auf seinen von dem Unterstützungsabschnitt (3) unterstützten Körperteil auf bringen muss, um den Körperteil in der Ruhestellung zu halten.

7. Exoskelett -Vorrichtung (10) nach Anspruch 5 oder Anspruch

6, wobei der Ruhestellungs -Vorgabewert (79) ein lokales Maximum der Unterstützungskraft -Vorgabe ist, so dass die Unterstützungskraft -Vorgabe unmittelbar über und unter der Ruhestellung kleiner als der Ruhestellungs -Vorgabewert (79) ist .

8. Exoskelett -Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 5 bis

7, wobei bei der Ruhestellung-Charakteristik (64) die Unterstützungskraft -Vorgabe ferner davon abhängt, ob der Unterstützungsabschnitt in eine Heberichtung oder in eine Absenkrichtung bewegt wird, insbesondere derart, dass die Ruhestellung bereitgestellt wird, wenn der Unterstützungsabschnitt (3) in die Absenkrichtung bewegt wird und die vorgegebene Stellung (78) erreicht und nicht bereitgestellt wird, wenn der Unterstützungsabschnitt (3) in die Heberichtung bewegt wird und die vorgegebene Stellung (78) erreicht.

9. Exoskelett -Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Preset -Charakteristik ferner eine Dynamik-Charakteristik (65) umfasst, bei der der Zusammenhang zwischen der Unterstützungskraft -Vorgabe und der Eingangsgröße von der Änderungsrichtung der Eingangsgröße und/oder von dem Erreichen zumindest eines vorbestimmten Umschaltwerts (77) der Eingangsgröße abhängt.

10. Exoskelett -Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, wobei die Dynamik-Charakteristik (65) zumindest ein erstes Änderungsintervall (93) und ein zweites Änderungsintervall (94) definiert, in dem sich jeweils die Unterstützungskraft- Vorgabe über der Eingangsgröße ändert, und in der Dynamik- Charakteristik (65) eine Abhängigkeit definiert ist, derart, dass in Abhängigkeit von der Änderungsrichtung der Eingangsgröße und/oder dem Erreichen des Umschaltwerts (77) wahlweise das erste Änderungsintervall (93) oder das zweite Änderungsintervall (94) den Zusammenhang zwischen der Unterstützungskraft -Vorgabe und der Eingangsgröße definiert.

11. Exoskelett -Vorrichtung (10) nach Anspruch 10, wobei die Eingangsgröße ein Winkel des Unterstützungsabschnitts (3) ist, das erste Änderungsintervall (93) ein Zunahmeintervall ist, in dem die Unterstützungskraft -Vorgabe mit zunehmendem Winkel kontinuierlich zunimmt, und das zweite Änderungsintervall (94) ein Abnahmeintervall ist, in dem die Unterstützungskraft -Vorgabe mit abnehmendem Winkel kontinuierlich abnimmt, und wobei

- das Zunahmeintervall bei einem kleineren Winkel endet als das Abnahmeintervall beginnt oder

- das Zunahmeintervall bei einem größeren Winkel endet als das Abnahmeintervall beginnt .

12. Exoskelett -Vorrichtung (10) nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Dynamik-Charakteristik (65) außerhalb der Änderungsintervalle wenigstens eine im Wesentlichen konstante Unterstützungskraft -Vorgabe definiert .

13. Exoskelett -Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Eingabeeinrichtung, über die die ermittelte Unterstützungskraft -Vorgabe durch einen Anwender skalierbar ist, um eine skalierte Unterstützungskraft -Vorgabe (106) bereitzustellen, wobei die Steuereinrichtung (7) ausgebildet ist, die Unterstützungskraft gemäß der skalierten Unterstützungskraft- Vorgabe einzustellen.

14. Exoskelett -Vorrichtung nach einem voranstehenden Anspruch, ferner umfassend eine/die Eingabevorrichtung, über die ein Anwender eines der Presets auswählen kann.

15. Exoskelett -Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung (7) ausgebildet ist, aus den vorhandenen Presets das zu verwendende Presets auf Basis einer Ortsinformation, einer Werkzeuginformation, einer Personeninformation und/oder einer Bewegungs information zu wählen .

16. Exoskelett -Vorrichtung (10) nach einem voranstehenden Anspruch, ferner umfassend eine Konfigurationseinrichtung, die insbesondere von dem Exoskelett separat, vorzugsweise als Mobilgerät (40) , ausgeführt ist, über die ein Anwender ein Preset konfigurieren kann, wobei mit der Konfigurationseinrichtung ein oder mehrere Preset- Charakteristiken für ein Preset ausgewählt und/oder angepasst werden können.

17. Exoskelett -Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Eingangsgröße die Stellung des Unterstützungsabschnitts (3) , die Stellung des Basisabschnitts (1) und/oder ein von einem Werkzeug (30) empfangenes Werkzeugsignal umfasst .

18. Verfahren zum Betreiben einer Exoskelett -Vorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, umfassend die Schritte :

- Auswahlen eines der wenigstens zwei Presets,

- unter Verwendung des ausgewählten Presets, Ermitteln der Unterstützungskraft -Vorgabe in Abhängigkeit von der Eingangsgröße, und

- Einstellen der Unterstützungskraft auf Basis der ermittelten Unterstützungskraft -Vorgabe .

19. Verfahren nach Anspruch 18, ferner umfassend die Schritte :

- Auswählen eines anderen Presets der wenigstens zwei Presets ,