JP2019506302A - ユーザに力支援を提供するモジュール式外骨格構造 - Google Patents
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Abstract
Description
ユーザの腰部を取り囲むことができる腰部ベルトと、腰部ベルトに取り付けられた第1のバッテリおよび制御ユニットとを備えるベースモジュールと、
ユーザの背部に取り付けられることができるバックモジュールであって、第2のバッテリを備えるバックモジュールと、
ベルトに取り付けられ且つ第1の取り付け部に第2の取り付け部をスナップ留めすることによってヒップモジュールをベースモジュールに取り付けるためにヒップモジュールの第2の相補的な取り付け部と協働することができる第1の取り付け部と、
ベルトに取り付けられる第3の取り付け部と、
バックモジュールに取り付けられる第4の相補的な取り付け部と、を備え、
第3の取り付け部が、ベースモジュールにバックモジュールを取り付けるために相補的な第4の取り付け部と協働することができ、第3の取り付け部および第4の取り付け部が、第4の取り付け部が第3の取り付け部と協働するときに第2のバッテリを制御ユニットに電気的に接続するために、ソケットおよびソケットに差し込まれることができるプラグを備える、
ユーザに力支援を提供するモジュール式外骨格構造のおかげで、本発明の範囲内で達成される。
構造はまた、ユーザの大腿部に取り付け可能な少なくとも1つのヒップモジュールを備え、各ヒップモジュールが、ヒップアクチュエータを備え、ヒップアクチュエータが、ステータと、ヒップの屈曲または伸展運動中にベースモジュールに対してヒップモジュールを回転駆動させるようにステータに対して回転駆動可能なロータと、を備え、第2の取り付け部がアクチュエータのステータに取り付けられ、
第1の取り付け部および第2の取り付け部が、第1の部分または第2の部分の一方がラジアルピンを備え且つ第1の部分および第2の部分の他方がラジアルピンが摺動する湾曲スロットを備える差し込み型取り付け装置を形成し、スロットの入口からスロットの端部までのスロット内のピンの摺動が第1の部分に対する第2の部分の並進および回転運動の組み合わせを必要とするようにスロットが湾曲され、並進が第1の方向に連続的に行われた後に第1の方向とは反対の第2の方向に行われ、
取り付け装置がまた、第2の部分を第1の部分にスナップ留めした状態に保持するように第2の部分を第2の方向に付勢可能な弾性戻り要素を備え、
弾性戻り要素が第2の部分を第2の方向に付勢するとき、弾性戻り要素が第2の部分を第1の部分から分離する傾向があり、
ヒップモジュールが、ユーザの大腿部に取り付け可能な大腿部を備え、構造がまた、ユーザの脹脛に取り付け可能な脛骨部を備える少なくとも1つのニーモジュールと、膝の屈曲および伸展運動中に大腿部に対する脛骨部の回転を可能にすることによって大腿部を脛骨部に接続可能なニージョイントと、を備え、
ニーモジュールが、ニーモジュールをヒップモジュールに取り付けるために大腿部の大腿セグメントに挿入可能な接続バーを備え、
接続バーが、ニージョイントとヒップジョイントとの間の距離の調整を可能にするためにヒップモジュールの大腿セグメント内を摺動することができ、
構造がまた、ユーザの足に取り付けられることができ、ニーモジュールにフットモジュールを取り付けるために脛骨部の脛骨セグメントに挿入可能な接続バーを備える少なくとも1つのフットモジュールを備え、
第1の部分および第2の部分が、それぞれ、第2の部分が第1の部分にスナップ留めされたときに、第1のバッテリおよび制御ユニットをアクチュエータに電気的に接続可能な電気接点を備え、
構造がユーザの腕に取り付け可能な少なくとも1つのエルボーモジュールを備え、
構造がまた、エルボーモジュールをバックモジュールに接続可能なショルダーモジュールを備える。
可撓性接続要素が、安定平衡位置において互いに対して椎骨要素の要素を支持して維持するように椎骨要素に圧縮力を及ぼし、
可撓性接続要素が椎骨要素のそれぞれを通って脊柱セグメントの内側に延び、可撓性接続要素が椎骨要素に圧縮力を及ぼすように張力をかけて保持され、
各椎骨要素が、凹部および突起を有し、各突起が、スタックの真上または真下に位置する別の椎骨要素の凹部に受けられ、
各椎骨要素が、ユーザの背中の屈曲および/または半径方向回転および/または横方向傾斜運動を可能にする接続部によって後続の椎骨要素に接続され、
各椎骨要素が、脊柱セグメントがユーザの脊柱に沿って延びるときに脊柱の下部に向けられた凹面を有する弧状を有し、
モジュールがまた、バッテリおよび/またはアクチュエータおよび/またはセンサを外骨格構造の制御モジュールに接続するために、または外骨格構造の2つの制御モジュールを接続するために、椎骨要素のそれぞれを通って脊柱セグメントの内側に延びる1つ以上の電気伝送またはデータ伝送ケーブルを備え、
電気伝送またはデータケーブルが、伸張を受けることなく脊柱セグメントの変形を可能にするように脊柱セグメントの長さよりも長い長さを有し、
モジュールが、脊柱セグメントの下端に取り付けられ、バックモジュールをベースモジュールに取り付けるために外骨格構造のベースモジュールの腰部ベルトに取り付けられる相補的な取り付け部に取り付け可能な取り付け部を備える接続装置を備える。
ユーザの腰部を取り囲むことができる腰部ベルトと、ベルトに取り付けられた取り付け部と、を備えるベースモジュールと、
脊柱セグメントの下端に取り付けられた取り付け部を備える、前に定義されたバックモジュールであって、バックモジュールの取り付け部が、脊柱要素に加えられた重量がベースモジュールに伝達されるようにバックモジュールをベースモジュールに取り付けるために、ベルトの取り付け部に取り付け可能である、前に定義されたバックモジュールと、を備える、ユーザに力支援を提供する外骨格構造に関する。
図1から図7において、示される外骨格構造は、ベースモジュール1と、バックモジュール2と、2つのショルダーモジュール3と、2つのエルボーモジュール4と、2つのヒップモジュール5と、2つのニーモジュール6と、2つのフットモジュール7と、バックパック支持モジュール14とを備える。
図1から図3に示すように、各ヒップモジュール5は、ユーザの大腿部に取り付け可能な大腿部51と、ヒップジョイント52とを備える。
図8Aおよび図8Bに示すように、ヒップジョイント52は、ユーザのヒップの屈曲または伸展運動中にユーザを支援することを可能にするヒップアクチュエータ521を備える。アクチュエータ521は、ステータ522と、ヒップの屈曲または伸展運動中にベースモジュール1に対してヒップモジュール5を回転駆動するようにステータ522に電気エネルギが供給されたときにステータ522に対して回転駆動可能なロータ523と、を備える。
ユーザが歩行または走行するときに(図8A)ロータ523が位置する角度範囲に対応する、ステータ522に対するロータ523の運動の第1の角度範囲α1において、弾性戻り要素524がロータ523にいかなる戻り力も及ぼさない、および
ユーザが着座しているときまたは蹲踞しているときに(図8B)ロータ523が位置する角度範囲に対応する、ステータ522に対するロータ523の運動の第2の角度範囲α2において、弾性戻り要素524は、ロータ523に戻り力を及ぼす。
外骨格構造はまた、ヒップモジュール5がベースモジュール1に取り付けられることを可能にする取り付け装置8を備える。
図3に示すように、各ニーモジュール6は、接続バー61と、ニージョイント62と、ユーザの脹脛に取り付け可能な脛骨部63とを備える。
図3に示すように、フットモジュール7は、ニーモジュール6に取り付けられている。
図13は、バックモジュール2を拡大図で概略的に示している。
図14は、より正確に脊柱セグメント21を示している。脊柱セグメント21は、互いの上に積み重ねられた複数の椎骨要素211を備える。
図1から図5および図13に示すように、各エルボーモジュール4は、ユーザの腕に取り付け可能な上腕骨部41と、エルボージョイント42と、ユーザの前腕に取り付け可能なラジアル部43とを備える。
図16から図18は、ショルダーモジュール3を概略的に示している。
肩の外転または内転軸に平行な第1の軸の周りのエルボーモジュール4の回転、
肩の外側または内側回転軸に平行な第2の軸の周りのエルボーモジュールの回転、
肩の屈曲または伸展軸に平行な第3の軸の周りのエルボーモジュールの回転。
外骨格構造は、各取り付け装置10がエルボーモジュール4に対するショルダーモジュール3の取り付けを可能にする2つの取り付け装置10を備える。
図20および図21に示すように、バックパック支持モジュール14は、フープ141および支持ロッド142を備える。
図22は、フープ141の一端部143がヒップモジュール5に接続されることを可能にする取り付け装置16を概略的に示している。
Claims (12)
- ユーザに力支援を提供するモジュール式外骨格構造であって、
ユーザの腰部を取り囲むことができる腰部ベルト(11)と、腰部ベルト(11)に取り付けられた第1のバッテリ(12)および制御ユニット(13)とを備えるベースモジュール(1)と、
ユーザの背部に取り付けられることができるバックモジュール(2)であって、第2のバッテリ(222)を備えるバックモジュール(2)と、
ベルト(11)に取り付けられ且つ第1の取り付け部(81)に第2の取り付け部(82)をスナップ留めすることによってヒップモジュール(5)をベースモジュール(1)に取り付けるためにヒップモジュール(5)の第2の相補的な取り付け部(82)と協働することができる第1の取り付け部(81)と、
ベルト(11)に取り付けられる第3の取り付け部(241)と、
バックモジュール(2)に取り付けられる第4の相補的な取り付け部(242)と、を備え、
第3の取り付け部(241)が、ベースモジュール(1)にバックモジュール(2)を取り付けるために相補的な第4の取り付け部(242)と協働することができ、第3の取り付け部(241)および第4の取り付け部(242)が、第4の取り付け部(242)が第3の取り付け部(241)と協働するときに第2のバッテリ(222)を制御ユニット(13)に電気的に接続するために、ソケットおよびソケットに差し込まれることができるプラグを備える、モジュール式外骨格構造。 - ユーザの大腿部に取り付け可能な少なくとも1つのヒップモジュール(5)も備え、各ヒップモジュール(5)がヒップアクチュエータ(521)を備え、ヒップアクチュエータ(521)が、ステータ(522)と、臀部の屈曲または伸展運動中にベースモジュール(1)に対してヒップモジュール(5)を回転駆動するようにステータ(522)に対して回転駆動可能なロータ(523)と、を備え、第2の取り付け部(82)が、アクチュエータのステータ(522)に取り付けられている、請求項1に記載の構造。
- 第1の取り付け部(81)および第2の取り付け部(82)が、第1の部分(81)または第2の部分(82)の一方がラジアルピン(825)を備え、且つ第1の部分(81)および第2の部分(82)の他方が、ラジアルピン(825)が摺動可能な湾曲スロット(815)を備える差し込み型の取り付け装置(8)を形成し、スロット(815)の入口からスロット(815)の端部(816)までのスロット(815)内のピン(825)の摺動が第1の部分(81)に対する第2の部分(82)の並進および回転運動の組み合わせを必要とするようにスロット(815)が湾曲され、並進が第1の方向(C)、次いで第1の方向とは反対の第2の方向(D)において連続的に行われる、請求項2に記載の構造。
- 取り付け装置(8)がまた、第2の部分(82)を第1の部分(81)内にスナップ留めして保持するように第2の方向(D)に第2の部分(82)を付勢可能な弾性戻り要素(83)を備える、請求項3に記載の構造。
- 弾性戻り要素(83)が第2の部分(82)を第2の方向(D)に付勢するとき、弾性戻り要素(83)が第2の部分(82)を第1の部分(81)から分離する傾向がある、請求項4に記載の構造。
- ヒップモジュール(5)がユーザの大腿部に取り付け可能な大腿部(51)を備え、構造がまた、ユーザの脹脛に取り付け可能な脛骨部(63)と、膝の屈曲および伸展運動中に大腿部(63)に対する脛骨部(51)の回転を可能にすることによって大腿部(51)を脛骨部(63)に接続可能なニージョイント(62)と、を備える少なくとも1つのニーモジュール(6)を備える、請求項2から4のいずれか一項に記載の構造。
- ニーモジュール(6)が、ニーモジュール(6)をヒップモジュール(5)に取り付けるために大腿部(51)の大腿セグメント(511)に挿入可能な接続バー(61)を備える、請求項6に記載の構造。
- 接続バー(61)が、ニージョイント(62)とヒップジョイント(52)との間の距離の調整を可能にするようにヒップモジュール(5)の大腿セグメント(51)内を摺動可能である、請求項7に記載の構造。
- ユーザの足に取り付け可能な少なくとも1つのフットモジュール(7)も備え、フットモジュール(7)が、フットモジュール(7)をニーモジュール(6)に取り付けるために脛骨部(63)の脛骨セグメント(631)に挿入可能な接続バー(71)を備える、請求項6から8のいずれか一項に記載の構造。
- 第1の部分(81)および第2の部分(82)が、それぞれ、第2の部分(82)が第1の部分(81)にスナップ留めされるときに第1のバッテリ(12)および制御ユニット(13)をアクチュエータ(521)に電気的に接続可能な電気接点を備える、請求項2から9のいずれか一項に記載の構造。
- ユーザの腕に取り付け可能な少なくとも1つのエルボーモジュール(4)を備える、請求項9および10のいずれか一項に記載の構造。
- エルボーモジュール(4)をバックモジュール(2)に接続可能なショルダーモジュール(3)も備える、請求項11に記載の構造。
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