JP2005034508A - Adjusting system for prosthesis leg using radio transmission - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an adjusting system effective for downsizing and cost reduction of a prosthesis leg. <P>SOLUTION: This adjusting system using radio transmission comprises an electronic control circuit 100 that outputs a control command to a drive mechanism 90 in order to control the degree of opening of an adjustable control valve 80. In such a system, data setup of the electronic control circuit 100 is performed by transmitting data between an external adjuster 200 and the electronic control circuit 100 on the prosthesis leg 10 using radio transmission, so that a communication apparatus 300 having a communication function is necessary on the prosthesis leg 10 side to communicate with a transmitting/receiving section 230 of the external adjuster 200. The adjusting system is characterized in that the communication apparatus 300 is arranged temporarily on the outside of the prosthesis leg 10 only when adjustment is necessary for a user who wears the prosthesis leg 10. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、ひざの部分で屈曲および／または伸展可能な義足に対し、義足装着者の歩行に適合するデータを無線通信によって与える、無線利用の義足調整システムに関する。   The present invention relates to a wireless prosthetic leg adjusting system that provides wireless communication with data suitable for walking of a prosthetic leg wearer for a prosthetic leg that can be bent and / or extended at a knee portion.

この種の義足の代表例は大腿義足である。大腿義足は、大腿側の第１の構成部材と下腿側の第２の構成部材とがひざの部分で屈曲および／または伸展可能であり、通常、その屈曲および／または伸展を補助するため、空圧あるいは油圧の流体圧制御装置を備えている。流体圧制御装置としては、往復動ピストンを含むピストンタイプや揺動ベーンを含むロータリタイプ等が利用されている。そのような流体圧制御装置は、第１および第２の両構成部材の間に支持され、たとえば、ひざの屈曲に対して抵抗力を与える機能を果たす。適正な抵抗力は、歩行の形態に応じて変化する。そこで、流体圧制御装置は、屈曲に伴う流体の流れを絞る可変制御弁を含み、その可変制御弁の弁開度（つまり、絞りの程度）を歩行形態に応じて制御することが知られている。弁開度自体を制御すること自体は、電子制御回路あるいはマイクロプロセッサを用いた技術によって、容易に実行することができる。   A typical example of this type of prosthesis is a thigh prosthesis. In the thigh prosthesis, the first component on the thigh side and the second component on the thigh side can be bent and / or extended at the knee portion, and normally, in order to assist the bending and / or extension, It has a pressure or hydraulic fluid pressure control device. As the fluid pressure control device, a piston type including a reciprocating piston, a rotary type including a swing vane, or the like is used. Such a fluid pressure control device is supported between both the first and second constituent members, and functions to provide resistance to, for example, knee bending. The appropriate resistance varies depending on the form of walking. Therefore, it is known that the fluid pressure control device includes a variable control valve that throttles the flow of fluid accompanying bending, and controls the valve opening (that is, the degree of throttling) of the variable control valve according to the walking mode. Yes. Control of the valve opening itself can be easily performed by a technique using an electronic control circuit or a microprocessor.

しかし、歩行に応じた弁開度の制御特性は、義足装着者ごとに異なる。したがって、義足を装着するに先立ち、義足側の電子制御回路に対し、各装着者の歩行に適した弁開度の制御データを設定し与えることが必要である。   However, the control characteristic of the valve opening according to walking differs for each prosthetic leg wearer. Therefore, prior to mounting the prosthetic leg, it is necessary to set and give control data of the valve opening suitable for each wearer's walk to the electronic control circuit on the prosthetic leg side.

義足の電子制御回路に対し義足装着者の歩行に適した制御データを設定する場合、一般には、義足の歩行訓練の段階で、義肢装具士等の専門家が中心となり、制御データの設定を行う。その場合、装着者が装着する義足側と、義足とは離れたところに位置する専門家（つまり、外部設定器をもつ専門家）との間で、各種のデータのやり取り（伝送あるいは送受信）を伴う。このデータのやり取りは、義足側と外部設定器とをケーブルで接続した有線形態で行うこともできるが、そのようなケーブルを用いることなく義足側と外部設定器との間を無線で通信することができる。後者の無線による方法によれば、データ設定のための歩行時にケーブルが邪魔になることなく、スムーズに作業を進めることができる。次のような特許文献が無線による技術を示している。
特開平５−３３７１４６号公報（イギリス特許公開ＧＢ ２２６８０７０ Ａに対応） イギリス特許公開ＧＢ ２２８０６０９ Ａ When setting control data suitable for the prosthetic leg wearer's walking to the electronic control circuit of the prosthetic leg, the control data is generally set mainly by a prosthetic orthotic specialist at the stage of the prosthetic leg training. . In that case, various data exchange (transmission or transmission / reception) is performed between the prosthetic leg worn by the wearer and a specialist located away from the prosthetic leg (that is, an expert having an external setting device). Accompany. This exchange of data can be performed in a wired form in which the prosthetic leg side and the external setting device are connected by a cable, but the prosthetic leg side and the external setting device can be communicated wirelessly without using such a cable. Can do. According to the latter wireless method, the cable can be smoothly operated without interfering with the cable when walking for data setting. The following patent documents show wireless technology.
JP-A-5-337146 (corresponding to British Patent Publication GB 2268070 A) British Patent Publication GB 2280609 A

無線による今までの技術においては、義足側の通信器が専ら義足の内部に位置する。すなわち、その通信器は、データを設定する調整のときだけでなく、調整を終えた後の段階（義足を実際に使用する段階）にも、義足の内部に残ったままである。いわば義足の一部となる通信器は、義足を重くし大型にもするし、義足のコストを高めることにもなる。また、特許文献１のように、赤外線での送受信機能をもたせるような場合には、わずかな電力とはいえ、赤外線の通信回路を動作させるための待機電力が必要であり、その分だけ余分な電池容量が必要になる。
この発明は、以上のような点を考慮してなされたものであり、無線通信のための通信器に関係する問題を解決することを課題とする。
発明の着眼点 In the wireless technology so far, the communicator on the prosthetic leg side is exclusively located inside the prosthetic leg. That is, the communicator remains in the prosthetic leg not only at the time of adjustment for setting data but also at the stage after the adjustment is finished (the stage where the artificial leg is actually used). In other words, a communicator that is a part of a prosthetic leg makes the prosthetic leg heavier and larger, and increases the cost of the prosthetic leg. In addition, in the case of providing an infrared transmission / reception function as in Patent Document 1, standby power is required to operate the infrared communication circuit, although it is a small amount of power. Battery capacity is required.
The present invention has been made in consideration of the above points, and an object thereof is to solve problems related to a communication device for wireless communication.
The focus of the invention

義足内部の電子制御回路と義足外部の外部設定器との間の送受信は、電子制御回路に対し義足装着者に適合するデータを設定する調整のときだけ必要な事項である。調整後における普段の義足使用時には、不要な事項である。とすれば、調整の前後にわたって義足の内部に配置していた義足側の通信器は、義足の調整のときだけ一時的に義足側に付随していれば良い。調整が終われば、義足側の通信器は不要であるため、義足から取り外してしまうことができる。   Transmission / reception between the electronic control circuit inside the prosthetic leg and the external setting device outside the prosthetic leg is a necessary item only when adjusting the electronic control circuit to set data suitable for the prosthetic leg wearer. This is an unnecessary item when using a regular prosthetic leg after adjustment. If this is the case, the prosthetic leg communicator placed inside the prosthetic leg before and after adjustment only needs to be temporarily attached to the prosthetic leg only when the prosthetic leg is adjusted. When the adjustment is completed, the communicator on the prosthetic leg side is unnecessary and can be removed from the prosthetic leg.

そのような着眼に基づき、この発明では、義足側の通信器を義足側に一時的に配置し、調整を終えた後でその通信器を義足から取り外すようにする。もう少し詳しくいうと、この発明の無線利用の義足調整システムにおいては、義足装着者の歩行に応じた弁の開度のデータを入力する入力部、およびその入力部を通して入力されたデータを通信する機能をもつ通信部を含む設定器であり、義足の外部から遠隔操作が可能な外部設定器と、その外部設定器からの送信データを受信し、ケーブルを通して義足内部の電子制御回路に伝送するための通信器とがあり、その通信器を、義足を装着すべき装着者の側で、義足の外部に一時的に配置することに特徴がある。   Based on such attention, in the present invention, the communicator on the prosthetic leg side is temporarily arranged on the prosthetic leg side, and after the adjustment is completed, the communicator is removed from the prosthetic leg. More specifically, in the wireless prosthetic leg adjusting system of the present invention, an input unit for inputting valve opening data corresponding to walking of the prosthetic leg wearer, and a function for communicating data input through the input unit This is a setting device that includes a communication unit with an external setting device that can be remotely operated from the outside of the prosthetic leg, and for transmitting transmission data from the external setting device and transmitting it to the electronic control circuit inside the prosthetic leg through the cable. There is a communication device, and the communication device is characterized in that it is temporarily placed outside the artificial leg on the side of the wearer who should wear the artificial leg.

この発明で対象とする義足は、大腿側の第１の構成部材と下腿側の第２の構成部材とがひざの部分で屈曲および／または伸展可能であり、その屈曲および／または伸展を補助するため、それら第１および第２の両構成部材の間に支持された流体圧制御装置を備える義足である。この発明を実施するとき、義足は、通常、第１および第２の両構成部材の外側を被うカバーを備え、そのカバーには、一端を電子制御回路に接続したケーブルの他端側をカバーの外側に引き出す部分がある。その引き出す部分としては、カバーに設けたスリットや切欠き孔、あるいはカバーが弾性変形することに伴って生じる隙間を適用することができる。   In the prosthetic limb targeted by the present invention, the first constituent member on the thigh side and the second constituent member on the crus side can be bent and / or extended at the knee portion, and the bending and / or extension is assisted. Therefore, it is a prosthetic leg including a fluid pressure control device supported between the first and second constituent members. When practicing the present invention, a prosthetic leg usually includes a cover that covers the outside of both the first and second components, and the cover covers the other end of the cable having one end connected to the electronic control circuit. There is a part to pull out outside. As the part to be pulled out, a slit or a notch hole provided in the cover, or a gap generated when the cover is elastically deformed can be applied.

また、義足の外部に一時的に配置する通信器は、カバーの外側であって、ひざの部分よりも上方に位置させるようにすると良い。たとえば、その通信器を専用のベルト等で大腿部や腰の部分に取り付けおよび取り外し可能に装着する。そうすれば、義足の調整時と調整を終えた後とにおいて、つまり、通信器を取り付けた状態と通信器を取り外した状態とにおいて、義足のひざ下の重量がほとんど変わらない。したがって、普段の義足使用状態に近い形態で、義足の調整を行うことができる。   In addition, the communication device that is temporarily disposed outside the artificial leg is preferably positioned outside the cover and above the knee portion. For example, the communicator is attached to the thigh or waist with a dedicated belt or the like so as to be attached and detached. Then, the weight under the knee of the prosthesis is almost the same between when the prosthetic leg is adjusted and after the adjustment is completed, that is, when the communicator is attached and when the communicator is removed. Therefore, the prosthetic leg can be adjusted in a form close to the normal prosthetic leg use state.

図１は、この発明を適用する大腿義足１０の全体像を示している。大腿義足１０は、切断した断端を入れるための樹脂ソケット２０、ひざの屈曲−伸展の機能を得るためのひざ継手３０および接地部分となる足部４０を備える。また、大腿義足１０は、義足の軸線方向の長さを装着者に適合させるため、長さ調節可能なアダプタ５０や軸線周りの回転を可能にする回転継手５２をそれぞれ備える。そして、それらの構成部材の外側を脚形態のカバー６０が被う。   FIG. 1 shows an overall image of a femoral prosthesis 10 to which the present invention is applied. The thigh prosthesis 10 includes a resin socket 20 for inserting a cut stump, a knee joint 30 for obtaining a knee bending-extension function, and a foot 40 serving as a grounding portion. Further, the thigh prosthesis 10 includes an adapter 50 that can be adjusted in length and a rotary joint 52 that can rotate around the axis in order to adapt the length of the prosthesis in the axial direction to the wearer. And the cover 60 of a leg form covers the outer side of those structural members.

ひざ継手３０の部分を見ると、大腿義足１０は、大腿側の第１の構成部材（ニー部材）３１０と下腿側の第２の構成部材（フレーム部材）３２０とを回転可能に連結するひざ軸３３０を備える。さらに、大腿義足１０は、屈曲−伸展の機能を補助するための流体圧制御装置としてシリンダ装置７０を備える。この実施例の場合、流体圧制御装置７０は、空圧を利用したエアシリンダ装置である。エアシリンダ装置としては、たとえばＵＳＰ５，８９９，９４３号の明細書などが示す公知のものを適用することができる。   Looking at the knee joint 30, the thigh prosthesis 10 has a knee axis that rotatably connects the first component member (knee member) 310 on the thigh side and the second component member (frame member) 320 on the crus side. 330 is provided. Further, the thigh prosthesis 10 includes a cylinder device 70 as a fluid pressure control device for assisting the bending-extension function. In the case of this embodiment, the fluid pressure control device 70 is an air cylinder device using pneumatic pressure. As the air cylinder device, for example, a known device shown in the specification of USP 5,899,943 can be applied.

図２は、ひざ継手３０の部分の断面構造を明らかしている。ひざ継手３０のフレーム部材３２０の内部上方には、ひざ軸３３０の周りに位置するブレーキ機構１２、ニー部材３１０側のマグネット１４ｍとフレーム部材３２０側の近接スイッチ１４ｓとを含むセンサ１４０がある。また、エアシリンダ装置７０は、ピストンロッド７２の一端に第１の支持点６０１、ハウジング部材である筒型のシリンダ本体７４の下部に第２の支持点７０２をそれぞれもつ。ピストンロッド７２は、シリンダ本体７４の内部に、仕切り部材としてのピストン７６を保持する。ピストン７６は、シリンダ本体７４の内部を第１室７０１と第２室７０２とに区画する。ひざが屈曲および伸展するとき、第１室７０１と第２室７０２との間にエアが流れる。第１室７０１と第２室７０２とを連絡する連絡通路が、ピストン７６の内部およびシリンダ本体７４の内部にある。それらの連絡通路は互いに並列である。シリンダ本体７４の中の連絡通路の途中に、弁の開度あるいは絞り具合を可変にした可変制御弁８０がある。可変制御弁８０は、ひざの屈曲に対して抵抗力を与えるための弁である。その弁の開度を大きくすればするほど屈曲に対する抵抗力を小さくし、また逆に、開度を小さくすればするほど屈曲に対する抵抗力を大きくする。   FIG. 2 clarifies the cross-sectional structure of the knee joint 30. Above the inside of the frame member 320 of the knee joint 30 is a sensor 140 including the brake mechanism 12 positioned around the knee shaft 330, the magnet 14m on the knee member 310 side, and the proximity switch 14s on the frame member 320 side. Further, the air cylinder device 70 has a first support point 601 at one end of the piston rod 72 and a second support point 702 at the lower part of a cylindrical cylinder body 74 which is a housing member. The piston rod 72 holds a piston 76 as a partition member inside the cylinder body 74. The piston 76 partitions the inside of the cylinder body 74 into a first chamber 701 and a second chamber 702. When the knee bends and extends, air flows between the first chamber 701 and the second chamber 702. A communication passage that connects the first chamber 701 and the second chamber 702 is provided inside the piston 76 and the cylinder body 74. These connecting passages are parallel to each other. In the middle of the communication passage in the cylinder body 74, there is a variable control valve 80 in which the valve opening degree or the degree of throttle is variable. The variable control valve 80 is a valve for imparting resistance to knee flexion. The greater the opening of the valve, the smaller the resistance to bending, and conversely, the smaller the opening, the greater the resistance to bending.

可変制御弁８０はニードル弁であり、ニードルを軸線方向に移動させることによって、弁の開度を変えることができる。駆動機構９０が、可変制御弁８０のニードルの移動を行う。駆動機構９０は、電子制御可能なステッピングモータ９２と、そのステッピングモータ９２の回転を直線運動に変換するねじ部９４とを備える。ねじ部９４が生じる直線的な動きによって、可変制御弁８０のニードルを軸線方向に移動させることができる。   The variable control valve 80 is a needle valve, and the opening degree of the valve can be changed by moving the needle in the axial direction. The drive mechanism 90 moves the needle of the variable control valve 80. The drive mechanism 90 includes an electronically controllable stepping motor 92 and a screw portion 94 that converts the rotation of the stepping motor 92 into a linear motion. The needle of the variable control valve 80 can be moved in the axial direction by the linear movement generated by the screw portion 94.

駆動機構９０は、エアシリンダ装置７０のシリンダボトム側に位置する。そのシリンダボトム側には、また、駆動機構９０に制御指令を与える電子制御回路１００がある。電子制御回路１００は、後でさらに詳しく説明するようにマイクロコンピュータ機能をもつ。その回路１００には、バッテリ１５０に接続するための電源端子１５１、および義足装着者の各人に適合した制御データを設定するためのコネクタ５１０、さらには、マグネット１４ｍと近接スイッチ１４ｓとからなるセンサ（つまり、歩行速度検出のためのセンサ）１４０からの信号を受けるセンサ端子１４１がある。ここで、電源端子１５１およびセンサ端子１４１は、それぞれリード線を通してバッテリ１５０あるいはセンサ１４０に接続されている。それに対し、コネクタ５１０は、その差込み口をフレーム部材３２０に設けた開口窓３２０ｗに臨ませている。   The drive mechanism 90 is located on the cylinder bottom side of the air cylinder device 70. On the cylinder bottom side, there is also an electronic control circuit 100 that gives a control command to the drive mechanism 90. The electronic control circuit 100 has a microcomputer function as will be described in more detail later. The circuit 100 includes a power supply terminal 151 for connection to the battery 150, a connector 510 for setting control data suitable for each person of the prosthetic leg wearer, and a sensor comprising a magnet 14m and a proximity switch 14s. There is a sensor terminal 141 that receives a signal from 140 (that is, a sensor for detecting walking speed). Here, the power supply terminal 151 and the sensor terminal 141 are connected to the battery 150 or the sensor 140 through lead wires, respectively. On the other hand, the connector 510 has its insertion port facing an opening window 320w provided in the frame member 320.

図３は、この発明による義足調整システムのブロック図を示している。調整の対象は、すでに述べた大腿義足１０である。そして、調整の内容は、大腿義足１０を装着者の歩行に適合させるため、義足１０の内部の電子制御回路１００に対し制御データを設定することである。義足の調整自体は、義肢装具士などの専門家が行う作業である。専門家は、データ設定機能をもつ設定器をもち、義足１０を装着した装着者から離れたところから、その設定器２００を通して制御データの設定を行う。したがって、外部設定器２００と義足１０の電子制御回路１００との間でデータの伝送を行うことが必要である。その伝送方法として、一つには、義足１側のコネクタ５１０と外部設定器２００との間をケーブルによって電気的な接続をとる有線形態があり、もう一つの形態として、無線による方法がある。無線による方法によれば、義足１０を装着した装着者の歩行を妨げることなく、自然の歩行に近い状態で調整を行うことができる。なお、設定すべき制御データとしては、一般的には、歩行速度−弁開度の特性であるが（たとえば、特開平６−１８９９９３号公報参照）、下腿の振り角度やシリンダ内圧と弁開度との関係に基づく特性を用いることもできる。   FIG. 3 shows a block diagram of a prosthetic leg adjusting system according to the present invention. The target of adjustment is the above-described femoral prosthesis 10. The content of the adjustment is to set control data for the electronic control circuit 100 inside the prosthesis 10 in order to adapt the thigh prosthesis 10 to the wearer's walking. The adjustment of the prosthetic leg itself is a work performed by an expert such as a prosthetic orthosis. The expert has a setting device having a data setting function, and sets control data through the setting device 200 from a place away from the wearer wearing the artificial leg 10. Therefore, it is necessary to transmit data between the external setting device 200 and the electronic control circuit 100 of the artificial leg 10. One transmission method is a wired form in which the connector 510 on the prosthetic leg 1 side and the external setting device 200 are electrically connected by a cable, and another form is a wireless method. According to the wireless method, the adjustment can be performed in a state close to natural walking without preventing the wearer wearing the artificial leg 10 from walking. The control data to be set is generally a characteristic of walking speed-valve opening (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-189993). It is also possible to use characteristics based on the relationship between

外部設定器２００は、たとえば複数のキーを含みデータの入力をするための入力部２１０と、その入力部２１０に入力されたデータを演算、処理するＣＰＵ２２０と、ＣＰＵ２２０からのデータを外部に通信する機能をもつ送受信部（通信部）２３０と、ＣＰＵ２２０のデータを表示する表示部２４０とを備える。外部設定器２００の送受信部２３０からの送信データは、通信器３００を通して義足１０内部の電子制御回路１００に伝送される。電子制御回路１００に対し制御データを設定することからすれば、通信器３００は少なくとも受信機能をもつことが必要である。しかし、好ましくは、通信器３００が受信と送信との両機能をもつようにすると良い。そうすれば、外部設定器２００と通信器３００とが送受信可能であり、外部設定器２００側で各種の事項を確認することができる。たとえば、通信器３００側からデータ受信確認信号を外部設定器２００側に送ることにより、外部設定器２００からのデータ送信が正常に行われたか否かを外部設定器２００側で把握することができる。また、現時点における義足１０側の設定データ、あるいは、義足１０の歩行データ（その瞬間の歩行速度や弁開度データ）を確認することもできる。なお、電子制御回路１００はマイクロコンピュータ機能をもち、データを演算、処理するＣＰＵ１２０と、ＣＰＵ１２０とデータのやり取りをしつつデータを記憶するメモリ１３０とを備える。この電子制御回路１００は、すでに述べたように、メモリ１３０内の制御データに基づいて、駆動機構９０を通して可変絞り弁８０の弁開度を制御するものである。   The external setting device 200 includes, for example, an input unit 210 that includes a plurality of keys for inputting data, a CPU 220 that calculates and processes data input to the input unit 210, and communicates data from the CPU 220 to the outside. A transmission / reception unit (communication unit) 230 having a function and a display unit 240 for displaying data of the CPU 220 are provided. Transmission data from the transmission / reception unit 230 of the external setting device 200 is transmitted to the electronic control circuit 100 inside the artificial leg 10 through the communication device 300. If the control data is set for the electronic control circuit 100, the communication device 300 needs to have at least a reception function. However, it is preferable that the communication device 300 has both functions of reception and transmission. Then, the external setting device 200 and the communication device 300 can transmit and receive, and various items can be confirmed on the external setting device 200 side. For example, by transmitting a data reception confirmation signal from the communication device 300 side to the external setting device 200 side, the external setting device 200 side can grasp whether or not data transmission from the external setting device 200 has been normally performed. . Moreover, the setting data on the side of the prosthetic leg 10 at the present time or the walking data of the prosthetic leg 10 (the walking speed and valve opening degree data at that moment) can be confirmed. The electronic control circuit 100 has a microcomputer function, and includes a CPU 120 that calculates and processes data, and a memory 130 that stores data while exchanging data with the CPU 120. As described above, the electronic control circuit 100 controls the valve opening degree of the variable throttle valve 80 through the drive mechanism 90 based on the control data in the memory 130.

通信器３００は、通信機能をもつ点から、外部設定器２００側の送受信部２３０と同様な構成である。通信器３００は、電波を送受信するアンテナ３４０と、アンテナ３４０からの信号を無線周波数に変換するＲＦ回路部３５０と、ＲＦ回路部３５０の信号を変調／復調するベースバンド部３６０とを備える。また、通信器３００は、それ自体にＣＰＵ３３０および自らの電源としてのバッテリ３７０を内蔵している。通信器３００は、自らのバッテリ３７０によって、データの送受信を行うことができ、義足１０側のバッテリ１５０を消耗させることがない。そして、通信器３００内のＣＰＵ３３０は、有線形態で調整を行っていた義足を無線通信によって調整可能にする。というのは、ＣＰＵ３３０は、信号の無線化処理、および無線信号を従来の有線式義足で処理することができる信号に変換するからである。このような通信器３００は、一端にコネクタ３１０をもつ短い接続ケーブル３２０を付属している。この発明では、通信器３００を義足１０の装着者側で、義足１０の外部に一時的に配置する。   The communication device 300 has the same configuration as the transmission / reception unit 230 on the external setting device 200 side in that it has a communication function. The communication device 300 includes an antenna 340 that transmits and receives radio waves, an RF circuit unit 350 that converts a signal from the antenna 340 into a radio frequency, and a baseband unit 360 that modulates / demodulates the signal of the RF circuit unit 350. Further, the communication device 300 incorporates a CPU 330 and a battery 370 as its own power source. The communication device 300 can transmit and receive data using its own battery 370 and does not exhaust the battery 150 on the side of the artificial leg 10. Then, the CPU 330 in the communication device 300 makes it possible to adjust the artificial leg that has been adjusted in a wired form by wireless communication. This is because the CPU 330 converts the signal into a signal that can be processed by a conventional wired leg prosthesis and the wireless signal processing. Such a communication device 300 is provided with a short connection cable 320 having a connector 310 at one end. In the present invention, the communication device 300 is temporarily disposed outside the artificial leg 10 on the wearer side of the artificial leg 10.

図４は、義足１０を調整するために、通信器３００を義足１０に取り付けた状態を示している。ケースに入った通信器３００については、ベルトなどの専用取付け具１３００を義足１０のカバー６０上、大腿部に巻き付けるように取り付ける。そして、付属する接続ケーブル３２０の端のコネクタ３１０を義足１０側のコネクタ５１０に接続する。このコネクタの接続を行うため、義足１０のフレーム部材３２０の開口窓３２０ｗに臨むカバー６０の部分に、予めスリット（切欠き）を設けておく。そのスリットを通して接続ケーブル３２０側のコネクタ３１０をカバー６０の外部から内部へと通し、コネクタ３１０とコネクタ５１０とを接続する。図５は、通信器３００の別の取付け例を示している。図４の例では、通信器３００の下方から接続ケーブル３２０を延ばし、その接続ケーブル３２０をカバー６０の外側に配置していた。それに対し、図５の例では、接続ケーブル３２０を通信器３００の上方に延ばし、樹脂ソケット２０とカバー６０との間を利用して接続ケーブル３２０の大部分をカバー６０の内側に配置するようにしている。   FIG. 4 shows a state in which the communication device 300 is attached to the artificial leg 10 in order to adjust the artificial leg 10. The communication device 300 in the case is attached so that a dedicated attachment 1300 such as a belt is wrapped around the thigh on the cover 60 of the artificial leg 10. Then, the connector 310 at the end of the attached connection cable 320 is connected to the connector 510 on the artificial leg 10 side. In order to connect this connector, a slit (notch) is provided in advance in a portion of the cover 60 that faces the opening window 320w of the frame member 320 of the artificial leg 10. The connector 310 on the side of the connection cable 320 is passed from the outside to the inside of the cover 60 through the slit, and the connector 310 and the connector 510 are connected. FIG. 5 shows another example of attachment of the communication device 300. In the example of FIG. 4, the connection cable 320 is extended from below the communication device 300, and the connection cable 320 is disposed outside the cover 60. On the other hand, in the example of FIG. 5, the connection cable 320 is extended above the communication device 300, and most of the connection cable 320 is arranged inside the cover 60 using the space between the resin socket 20 and the cover 60. ing.

通信器３００は、電子制御回路１００に対し、外部設定器２００を遠隔操作することにより義足装着者の歩行に適合するデータを設定するときだけ、義足１０に取り付けておく。制御データの設定を終えれば、その通信器３００は不要であり、義足１０から取り外すことになる。したがって、義足装着者は、通信器３００をもたない義足１０によって、普段の歩行を行うことができる。通信器３００については、複数の義足に対応できるように構成する。それによって、義肢装具士などの専門家は、外部設定器２００と通信器３００とを複数の義足に対して共通に用いることができる。   The communication device 300 is attached to the prosthetic leg 10 only when data suitable for walking of the prosthetic leg wearer is set by remotely operating the external setting device 200 with respect to the electronic control circuit 100. When the setting of the control data is completed, the communication device 300 is unnecessary and is removed from the artificial leg 10. Therefore, the prosthetic leg wearer can perform normal walking with the prosthetic leg 10 that does not have the communication device 300. The communication device 300 is configured so as to be compatible with a plurality of artificial legs. Accordingly, an expert such as a prosthetic orthosis can use the external setting device 200 and the communication device 300 in common for a plurality of artificial legs.

前記実施例では、義足の遊脚相の制御について、また、流体圧制御装置７０としてエアシリンダ装置の例について説明した。しかし、この発明は、義足の立脚相の制御にも適用することができるし、同じ義足における遊脚相と立脚相の両方に対して適用することができる。勿論、流体圧制御装置としては、ピストンタイプであるエアシリンダ装置のほか、揺動ベーンを含むロータリタイプのものをも適用することができる。ピストンタイプの装置を立脚相制御に用いた例としては、たとえば、ＵＳＰ２,５３０,２８６号、あるいはＵＳＰ２,５６８,０５３号などが明らかにしている。また、ロータリタイプの装置を用いたものについては、たとえば、ＵＳＰ５,７０４,９４５号（特開平８−３１７９４４号に対応）、ＵＳＰ５,３８３,９３９号（特開平５−２１２０７０号に対応）、あるいはＵＳＰ２,６６７,６４４号などが明らかにしている。なお、たとえば義足の立脚相制御としてイールディング制御にこの発明を適用するとき、設定すべき制御データとしては、義足への荷重の有無を検出（判別）する荷重センサに関係するしきい値や、歩行速度と弁開度との特性などがある。   In the above embodiment, the control of the free leg phase of the artificial leg and the example of the air cylinder device as the fluid pressure control device 70 have been described. However, the present invention can be applied to the control of the stance phase of the prosthetic leg, and can be applied to both the free leg phase and the stance phase of the same prosthetic leg. Of course, as the fluid pressure control device, in addition to the piston type air cylinder device, a rotary type including a swing vane can be applied. For example, USP 2,530,286 or USP 2,568,053 is clarified as an example of using a piston type device for the stance phase control. As for devices using a rotary type device, for example, USP 5,704,945 (corresponding to JP-A-8-317944), USP 5,383,939 (corresponding to JP-A-5-212070), or USP 2,667,644 etc. make clear. For example, when the present invention is applied to yielding control as stance phase control of a prosthetic leg, control data to be set includes threshold values related to a load sensor for detecting (determining) the presence or absence of a load on the prosthetic leg, There are characteristics such as walking speed and valve opening.

この発明を適用する義足の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the artificial leg to which this invention is applied. 図１の義足のひざ継手の部分を示す断面構造図である。FIG. 2 is a cross-sectional structure diagram showing a knee joint portion of the artificial leg in FIG. 1. この発明による義足調整システムの一実施例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one Example of the artificial leg adjustment system by this invention. 義足に通信器を取り付けた状態の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the state which attached the communication apparatus to the artificial leg. 義足に通信器を取り付けた状態の別の例を示す図である。It is a figure which shows another example of the state which attached the communication device to the artificial leg.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 義足（大腿義足）
３１０ 第１の構成部材（ニー部材）
３２０ 第２の構成部材（フレーム部材）
６０ カバー
７０ 流体圧制御装置（エアシリンダ装置）
７４ ハウジング本体（シリンダ本体）
７６ 仕切り部材（ピストン）
７７１ 第１室
７７２ 第２室
８０ 可変制御弁
９０ 駆動機構
１００ 電子制御回路
１４０ センサ
１５０ バッテリ
２００ 外部設定器
３００ 通信器
３１０，５１０ コネクタ
１３００ ベルト（専用取付け具） 10 Prosthetic leg (femoral prosthesis)
310 First component member (knee member)
320 Second component (frame member)
60 Cover 70 Fluid pressure control device (air cylinder device)
74 Housing body (cylinder body)
76 Partition member (piston)
771 1st chamber 772 2nd chamber 80 Variable control valve 90 Drive mechanism 100 Electronic control circuit 140 Sensor 150 Battery 200 External setting device 300 Communication device 310,510 Connector 1300 Belt (dedicated attachment)

Claims (5)

大腿側の第１の構成部材と下腿側の第２の構成部材とがひざの部分で伸展および／または屈曲可能であり、しかも、そのひざの伸展および／または屈曲を補助するため、前記第１および第２の両構成部材の間に流体圧制御装置を備え、その流体圧制御装置は、前記ひざの伸展および／または屈曲に伴う流体の流れを絞る可変制御弁を含み、さらに、その可変制御弁の開度を制御するため、義足装着者の歩行に適合する弁開度の設定データを記憶し、そのデータに基づいて歩行に応じた弁開度の制御信号を出力する電子制御回路、およびその電子制御回路からの制御信号に応じて前記可変制御弁の開度を制御する駆動機構を備える義足に適用するためのシステムであり、前記電子制御回路に対し、義足装着者に適合するデータを無線通信によって与える義足調整システムにおいて、
義足装着者の歩行に応じた弁の開度のデータを入力する入力部、およびその入力部を通して入力されたデータを通信する機能をもつ通信部を含む設定器であり、義足の外部から遠隔操作が可能な外部設定器と、
その外部設定器からの通信データを受信し、ケーブルを通して前記電子制御回路に伝送するための通信器とがあり、
前記通信器を、義足を装着すべき装着者の側で、義足の外部に一時的に配置することを特徴とする、無線利用の義足調整システム。 The first component member on the thigh side and the second component member on the crus side can be extended and / or bent at the knee portion, and the first component member is used to assist extension and / or bending of the knee. A fluid pressure control device is provided between the second component and the second component member, and the fluid pressure control device includes a variable control valve for restricting a fluid flow accompanying the extension and / or bending of the knee, and further includes the variable control valve. An electronic control circuit for storing valve opening setting data suitable for walking of a prosthetic leg wearer for controlling the valve opening, and outputting a valve opening control signal corresponding to the walking based on the data, and A system for applying to a prosthetic leg having a drive mechanism that controls the opening degree of the variable control valve according to a control signal from the electronic control circuit. Wireless communication In the prosthesis adjustment system that provides,
This is a setting device that includes an input unit that inputs the valve opening data according to the walking of the prosthetic leg wearer and a communication unit that has a function of communicating data input through the input unit. An external setting device capable of
There is a communication device for receiving communication data from the external setting device and transmitting it to the electronic control circuit through a cable,
A wireless-use prosthetic leg adjusting system, wherein the communication device is temporarily arranged outside a prosthetic leg on the side of a wearer who is to wear the prosthetic leg. 前記義足は前記第１および第２の構成部材の外側を被うカバーをさらに備え、そのカバーには、一端を前記電子制御回路に接続した前記ケーブルの他端側をカバーの外側に引き出す部分がある、請求項１の義足調整システム。   The prosthetic leg further includes a cover that covers the outside of the first and second constituent members, and the cover has a portion that draws the other end of the cable having one end connected to the electronic control circuit to the outside of the cover. The prosthetic leg adjusting system according to claim 1. 前記通信器は、前記カバーの外側であって、前記ひざの部分よりも上方に位置する、請求項２の義足調整システム。   The artificial leg adjustment system according to claim 2, wherein the communication device is located outside the cover and above the knee portion. 前記流体圧制御装置は、内部に流体圧を得るための空間をもつハウジング本体と、そのハウジング本体の内部を第１室と第２室とに区画する仕切り部材と、前記第１室と第２室とを連絡する連絡通路とを備え、そして、その連絡通路の途中に前記可変制御弁が位置する、請求項１の義足調整システム。   The fluid pressure control device includes a housing body having a space for obtaining fluid pressure therein, a partition member that divides the interior of the housing body into a first chamber and a second chamber, the first chamber, and the second chamber. The prosthetic leg adjusting system according to claim 1, further comprising a communication passage communicating with the chamber, wherein the variable control valve is located in the middle of the communication passage. 前記一時的とは、前記電子制御回路に対し、前記外部設定器を遠隔操作することにより義足装着者の歩行に適合するデータを設定するときだけである、請求項１の義足調整システム。   The prosthetic leg adjusting system according to claim 1, wherein the term “temporary” is used only when data suitable for walking of a prosthetic leg wearer is set by remotely operating the external setting device with respect to the electronic control circuit.
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