JP2019513085A - 使用者の把持力を向上する装置 - Google Patents
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Abstract
Description
上記使用者の体の一部の周囲に密接に取り付けられるように構成される、長手方向軸をもつベルト状支持部と、
互いに平行であるそれぞれの関節軸の周囲に、互いに直列に連結される複数の指節骨であって、支持部に連結する近位指節骨と、遠位指節骨とを備え、関節によって互いに関節接合される上記複数の指節骨を有する少なくとも1つの多関節把持要素と、
上記支持部に固定されるモータ部と、
作動状態及び解放状態との間において、上記モータ部に接続する巻取ドラムと、
該巻取ドラムに一部巻回し、上記指節骨及び関節を通って一部延びる、少なくとも1つの腱であって、前記作動状態に該腱が上記巻取ドラムに牽引されると、指節骨がそれぞれの関節を中心に回転し、かつ、上記多関節把持要素が拡張体勢から湾曲把持体勢に移動し、上記多関節把持要素の屈曲/拡張の動作を引き起こすように配置される、少なくとも1つの腱とを備えるものであって、
前記関節は、前記解放状態に該腱が上記巻取ドラムによって解放されると、上記指節骨がそれぞれの関節を中心に回転し、かつ、上記多関節把持要素が現状の上記湾曲把持体勢から上記拡張体勢に移動するように構成される。
所定の回転方向にクランクを回転させることにより、多関節把持要素を拡張体勢から湾曲把持体勢にさせるように構成される、駆動の作動シャフトに連結されるクランクデバイスと、
上記多関節把持要素を上記湾曲把持体勢で維持するように構成される、解除可能な内部ブレーキ部と、
トランスミッションの該内部ブレーキ部を解除するブレーキ解除手段とを備えるものであって、
前記ブレーキ解除手段を操作することによって、上記多関節把持要素が、特に前記関節の前記関節の弾性による復帰に起因して、現状の湾曲把持体勢から拡張体勢に戻るようにする。
手の指と、
ベルト状支持部が取り付けられる体の部分とからなる群から選択される使用者の部分に装着されるように構成されるリングを備えるものであって、
上記触覚インタフェースは、
上記モータ部に作動信号を与えるように構成されるスイッチと、
上記リングが接触している使用者の部分に対して、圧縮刺激、剪断刺激(shear stimulation)及び振動刺激からなる群又はそれらの組み合わせから選択される刺激を与えるように構成されるモータ駆動部とからなる群から選択されるデバイスを備える。
上記使用者からの生体信号、特に、上記使用者の筋肉収縮によって生成される生体信号を受信するように構成される生体信号センサと、
上記使用者の頭の動き及び/又は向きを検出するように構成されるセンサと、
それらの組み合せとからなる群から選択されるセンサを備え、
該センサはまた、上記モータ部に作動信号を与えるように配置される。かかる生体信号センサは、有利に、例えば帽子で、使用者の頭に装着されるように配置される装置の要素に組み込むことが可能である。
湾曲把持体勢で多関節把持要素が把持する物体の荷重の測定値を受信する部材と、
該値に応じて、該荷重の少なくとも一部を支持するように、上記装置が次にとる少なくとも1つの体勢又は上記装置が与えるトルクを決定するように構成される、計算手段と、
次にとる該体勢又は該トルクに応答して作動信号を生成する手段とを備える。
上記装置の少なくとも1つの関節の角度と、
把持体勢において、少なくとも1つのモジュールに把持される前記物体により加わる重量及び/又は圧力及び/又は力及び/又は速度及び/又は加速度とを測定するように構成されるセンサを備える。
把持体勢において多関節把持要素の少なくとも1つのモジュールによって把持される物体の荷重の測定値を受信するステップと、
該値に応じて、該荷重の少なくとも一部を支持するように、上記装置が次にとる少なくとも1つの体勢又は上記装置が与えるトルクを決定するステップと、
次にとる該体勢又は該トルクに応答して作動信号を生成するステップとを含む。
上記多関節把持要素の少なくとも1つの関節の角度に付随する測定値をセンサから受信するステップと、
前記把持体勢において、複数のモジュールに把持される物体の重量及び/もしくは圧力及び/もしくは力及び/もしくは速度及び/もしくは加速度、又は、これらの値の組み合わせを受信するステップとを含む。
Claims (19)
- 使用者(1)の把持力を向上する装置(100)であって、該装置は、
前記使用者(1)の体(3)の一部の周囲に密接に取り付けられるように構成される、長手方向軸(129)をもつベルト状支持部(102)と、
互いに平行であるそれぞれの関節軸(134)の周囲に、互いに直列に連結される複数の指節骨(131、132、133)であって、支持部(102)に連結する近位指節骨(131)と、遠位指節骨(133)とを備え、関節(135)によって互いに関節接合される前記複数の指節骨(131、132、133)を有する、多関節把持要素(130)と、
前記支持部(102)に固定されるモータ部(120)と、
作動状態と解放状態との間において、前記モータ部(120)に接続する巻取ドラム(125)と、
前記巻取ドラム(125)に一部巻回し、指節骨(131、132、133)及び関節(135)を通って一部延びる、少なくとも1つの腱(140)であって、前記作動状態に該腱(140)が前記巻取ドラム(125)に牽引されると、前記指節骨(131、132、133)がそれぞれの関節(135)を中心に回転し、かつ、前記多関節把持要素(130)が拡張体勢(A)から湾曲把持体勢(B)に移動し、前記多関節把持要素(130)の屈曲/拡張の動作を引き起こすように配置される、少なくとも1つの腱(140)とを備えるものであって、
前記関節(135)は、前記解放状態に該腱(140)が前記巻取ドラム(125)によって解放されると、前記指節骨(131、132、133)がそれぞれの関節(135)を中心に回転し、かつ、前記多関節把持要素(130)が前記湾曲把持体勢(B)から前記拡張体勢(A)に移動するように構成されて、
前記近位指節骨(131)は、前記巻取ドラム(125)が前記解放状態にあるときに、ブレスレット又はベルトのように湾曲静止体勢(C)で前記使用者(1)の体(3)の前記一部の周囲に前記多関節把持要素(130)を巻回可能にするために、前記ベルト状支持部(102)の前記長手方向軸(129)に対して垂直である回転軸(128)を中心に前記多関節把持要素(130)が回転可能であるように構成されて、
前記多関節把持要素(130)を前記湾曲静止体勢(C)に止めるように構成される受動ロック機構もまた設けられている、装置(100)。 - フレキシブルな前記関節(135)は、屈曲動作によって弾性的に負荷が与えられ、それによって前記屈曲動作とは反対である拡張動作を引き起こすように放出されることとなる弾性エネルギーを蓄積するように構成される、請求項1記載の装置(100)。
- 前記関節(135)は、2つの角柱状端部を有するフレキシブルな薄膜よりなる弾性体より製造され、多関節把持要素(130)を形成する運動連鎖(kinematic chain)をもたらすように、関節(135)の角柱状部分が2つの隣接し合う指節骨(131、132、133)のそれぞれの角柱状溝に受け入れ可能であるように、前記指節骨(131、132、133)には角柱状溝の形状を有する協動する部分が設けられている、請求項1記載の装置(100)。
- 前記モータ部(120)は、機械的に負荷が与えられるモータ部材を備える、請求項1記載の装置(100)。
- 前記機械的に負荷が与えられるモータ部材は、バネにより機械的に負荷が与えられるモータ部材であって、該モータ部材は、
負荷可能であるバネと、
該バネに負荷を与えるように配置される負荷部材と、
前記バネを解放するように配置されるバネ解放部材と、
それぞれ前記作動状態及び前記解放状態を得るために、前記機械的に負荷が与えられるモータ部材を、前記巻取ドラム(125)に機械的に接続する/前記巻取ドラム(125)から機械的に接続を断つ部材とを備えるものであって、
前記多関節把持要素(130)は、
前記バネに負荷が与えられているときに前記拡張体勢(A)をとるように配置され、
前記バネが実質的に解放されているときに湾曲把持体勢(B)をとるように配置されており、
前記多関節把持要素(130)で前記物体(9)を把持するために、前記使用者(1)は、前記巻取ドラム(125)に機械駆動(mechanical drive)を接続して、前記バネ解放部材を操作することで、前記多関節把持要素(130)を前記拡張体勢(A)から前記物体(9)周囲で前記湾曲把持体勢(B)にさせることが可能であるようにする、請求項4記載の装置(100)。 - 前記機械的に負荷が与えられるモータ部材(120)は、摩擦により機械的に負荷が与えられるモータ部材であって、該モータ部材は、
所定の回転方向にクランク(126)を回転させることにより、前記多関節把持要素(130)を前記拡張体勢(A)から前記湾曲把持体勢(B)にさせるように構成される、駆動の作動シャフト(124)に連結されるクランクデバイス(126)と、
前記多関節把持要素(130)を前記湾曲把持体勢(B)で維持するように構成される、解除可能な内部ブレーキ部と、
トランスミッションの該内部ブレーキ部を解除するブレーキ解除手段とを備えるものであって、
前記ブレーキ解除手段を操作することによって、前記関節(135)の前記関節(135)の弾性による復帰に起因して、前記多関節把持要素(130)が前記湾曲把持体勢(B)から前記拡張体勢(A)に戻るようにする、請求項4記載の装置(100)。 - 前記近位指節骨(131)と前記支持部基部(110)との間に位置する近位関節(122)が、前記支持部基部に垂直である方向に対して後方傾斜(128’)と前方傾斜(128’’)との間に前記多関節把持要素(130)の前記回転軸(128)を配向するように構成される、請求項1記載の装置(100)。
- 前記近位関節(122)は、前記支持部基部(110)と一体である固定部(111)と、前記固定部(111)に回転可能に連結される可動部(131)とを備える、請求項7記載の装置(100)。
- 前記遠位指節骨(133)は、使用者(1)の指6及び手5と接触させるように構成される端部物体(139)を備える又は該端部物体(139)に付随し、また前記モータ部(120)は、前記端部物体(139)の把持を試みる前記使用者1の訓練を行うように、拡張体勢(A)と湾曲把持体勢(B)との間で前記多関節把持要素(130)を往復運動させるように構成されるプログラム手段を備える、請求項1記載の装置(100)。
- 特に無線で前記モータ部(120)に機能的に接続される、ウェアラブル触覚インタフェース(170)を備えるものであって、該触覚インタフェース(170)は、
前記使用者(1)の指(6)と、
前記ベルト状支持部(102)が取り付けられる、前記使用者(1)の体(3)の一部とからなる群より選択される前記使用者(1)の部分(3、6)に装着されるように構成されるリング(171)を備えるものであって、
前記触覚インタフェースは、前記リング(171)上に配置されて、かつ、
前記モータ部(120)に作動信号を与えるように構成されるスイッチ(172、173)と、
前記リング(171)が接触している前記使用者(1)の部分(3、6)に対して、
圧縮刺激、
剪断刺激(shear stimulation)、
振動刺激、
それらの組み合せ
からなる群から選択される刺激を与えるように構成されるモータ駆動部(176、177、178)とからなる群から選択されるデバイスを備える、請求項1記載の装置(100)。 - 前記使用者(1)によって装着されるように配置されて、特に無線で前記モータ部(120)に機能的に接続されるウェアラブル触覚インタフェース(160)を備えるものであって、該触覚インタフェース(160)は、
前記使用者(162)からの生体信号、特に前記使用者の筋肉収縮によって生成される生体信号を受信するように構成される生体信号センサ(162)と、
前記使用者(1)の頭の動き及び/又は向きを検出するように構成されるセンサ(163)と、
それらの組み合せとからなる群から選択されるセンサを備え、
前記センサ(162、163)はまた、前記モータ部(120)に作動信号を与えるように配置されるものである、請求項1記載の装置(100)。 - 前記ウェアラブル触覚インタフェース(160)は、前記使用者(1)の頭に、特に帽子(8)で装着されるように配置される要素(8)に組み込まれる、請求項11記載の装置(100)。
- 前記物体と交換される力の強度を前記使用者に通知するように配置される、力表示装置を備える、請求項9記載の装置(100)。
- 前記装置(100)は、前記使用者の体(1)の右の肢又は左の肢に区別なく装着されるように構成される、対称的な構造を有する、請求項1記載の装置(100)。
- 前記湾曲把持体勢(B)で前記多関節把持要素(130)が把持する物体(9)の荷重の測定値を受信する部材と、
該値に応じて、前記荷重の少なくとも一部を支持するように、前記装置(100)が次にとる少なくとも1つの体勢又は前記装置(100)が与えるトルクを決定するように構成される、計算手段と、
次にとる該体勢又は該トルクに応答して前記作動信号を生成する手段とを備える、請求項1記載の装置(100)。 - 前記測定値を受信する部材は、
前記装置(100)の少なくとも1つの関節(135)の角度と、
把持体勢において、少なくとも1つのモジュール(130’)に把持される前記物体により加わる重量及び/又は圧力及び/又は力及び/又は速度及び/又は加速度とを測定するように構成されるセンサを備える、請求項15記載の装置(100)。 - 使用者(1)の把持力を向上する装置(100)であって、該装置は、
前記使用者(1)の体(3)の一部の周囲に密接に取り付けられるように構成される、長手方向軸(129)をもつベルト状支持部(102)と、
互いに平行であるそれぞれの関節軸(134)の周囲に、互いに直列に連結される複数の指節骨(131、132、133)であって、支持部(102)に連結する近位指節骨(131)と、遠位指節骨(133)とを備え、関節(135)によって互いに関節接合される前記複数の指節骨(131、132、133)を有する、多関節把持要素(130)と、
前記支持部(102)に固定されるモータ部(120)と、
作動状態と解放状態との間において、前記モータ部(120)に接続する巻取ドラム(125)と、
前記巻取ドラム(125)に一部巻回し、指節骨(131、132、133)及び関節(135)を通って一部延びる、少なくとも1つの腱(140)であって、前記作動状態に該腱(140)が前記巻取ドラム(125)に牽引されると、前記指節骨(131、132、133)がそれぞれの関節(135)を中心に回転し、かつ、前記多関節把持要素(130)が拡張体勢(A)から湾曲把持体勢(B)に移動し、前記多関節把持要素(130)の屈曲/拡張の動作を引き起こすように配置される、少なくとも1つの腱(140)とを備えるものであって、
前記関節(135)は、前記解放状態に該腱(140)が前記巻取ドラム(125)によって解放されると、前記指節骨(131、132、133)がそれぞれの関節(135)を中心に回転し、かつ、前記多関節把持要素(130)が前記湾曲把持体勢(B)から前記拡張体勢(A)に移動するように構成されて、
前記モータ部(120)は、機械的に負荷が与えられるモータ部材を備える、装置(100)。 - 前記機械的に負荷が与えられるモータ部材は、バネにより機械的に負荷が与えられるモータ部材であって、該モータ部材は、
負荷可能であるバネと、
該バネに負荷を与えるように配置される負荷部材と、
前記バネを解放するように配置されるバネ解放部材と、
それぞれ前記作動状態及び前記解放状態を得るために、機械駆動を前記巻取ドラム(125)に機械的に接続する/機械駆動を前記巻取ドラム(125)から機械的に接続を断つ部材とを備えるものであって、
前記多関節把持要素(130)は、
前記バネに負荷が与えられているときに前記拡張体勢(A)をとるように配置され、
前記バネが実質的に解放されているときに湾曲把持体勢(B)をとるように配置されており、
前記多関節把持要素(130)で前記物体(9)を把持するために、前記使用者(1)は、前記巻取ドラム(125)に前記機械駆動を接続して、前記バネ解放部材を操作することで、前記多関節把持要素(130)を前記拡張体勢(A)から前記物体(9)周囲で前記湾曲把持体勢(B)にさせることが可能であるようにする、請求項17記載の装置(100)。 - 前記機械的に負荷が与えられるモータ部材は、摩擦により機械的に負荷が与えられるモータ部材であって、該モータ部120は、
所定の回転方向にクランク(126)を回転させることにより、前記多関節把持要素(130)を前記拡張体勢(A)から前記湾曲把持体勢(B)にさせるように構成される、駆動の作動シャフト(124)に連結されるクランクデバイス(126)と、
前記多関節把持要素(130)を湾曲把持体勢(B)で維持するように構成される、解除可能な内部ブレーキユニットと、
トランスミッションの該内部ブレーキ部を解除するブレーキ解除手段とを備えるものであって、
前記ブレーキ解除手段を操作することによって、前記関節(135)の前記関節(135)の弾性による復帰に起因して、多関節把持要素130が現状の前記湾曲把持体勢(B)から前記拡張体勢(A)に戻るようにする、請求項17記載の装置(100)。
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