JP2020508084A - 外骨格装置用の調整可能な体幹およびヒップアセンブリ - Google Patents
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Abstract
Description
[0001] 本出願は、米国特許法第119条(e)の下、2017年5月25日に出願された米国仮特許出願第62/510,753号(表題“ADJUSTABLE TRUNK AND HIP ASSEMBLY FOR EXOSKELETON APPARATUS”)に基づく優先権を主張し、そのそれぞれの内容はここに書くことによって参照により組み込まれる。
[0002] 本開示は概して矯正器システムに関し、より具体的には、運動障害を有する人々によって使用される外骨格に関する。
[0003] 歩行が困難な患者は、移動のために車椅子をよく使用する。車椅子の使用を延期することにより他の種類の二次的障害および疾病の発症が遅れることは、この分野における一般的かつ尊重される意見である。長期的な車椅子使用の影響は、腰、膝および足首の拘縮、下肢関節の異所性骨化、頻繁な***、痙性、ならびに心臓および循環機能の低下を含む身体の二次的な傷害として現れる。これらの傷害は、病院のケア、投薬、およびいくつかの外科手術で治療する必要がある。25〜30年の治療プログラムでは、1人の対麻痺患者に対する平均治療費は約750,000ドルであり、患者および医療財源の両方に重い負担である。医師は、患者が車椅子の使用を控え、可能な限り直立して移動することが不可欠であるという考えを強く主張する。
[0005] 以下は、本開示の特定の実施形態の基本的な理解を提供するために本開示の簡略化された概要を提示する。この概要は本開示の広範な概観ではなく、本開示の重要な/決定的な要素を特定するものでも、本開示の範囲を描写するものでもない。その唯一の目的は、後に提示されるより詳細な記載の前置きとして、本明細書に開示されるいくつかの概念を簡略化した形で提示することである。
[0029] 本開示は、本開示の特定の実施形態を示す添付の図面と併せて読まれる以下の記載を参照することによって最もよく理解され得る。
[0069] ここで、本開示を実施するために本発明者によって考えられた最良の形態を含む本開示のいくつかの具体例を詳細に参照する。これらの特定の実施形態の例は、添付の図面に示されている。本開示はこれらの特定の実施形態と併せて記載されているが、本開示を記載された実施形態に限定することを意図するものではないことを理解されたい。反対に、付随する特許請求の範囲によって定義される本開示の趣旨および範囲内に含まれ得る代替物、改変物、および等価物を包含することが意図される。
[0073] 以下に詳細に記載する本開示の一般的な目的は、外骨格装置のための調整可能なアセンブリフレームワークを提供することである。アセンブリフレームワークは、調整可能なヒップアセンブリ、調整可能な背骨アセンブリ、調整可能な大腿アセンブリ、および調節可能な脛アセンブリを備えることができる。ヒップおよび体幹アセンブリは、調整可能なヒップアセンブリおよび調整可能な背骨アセンブリを備える。ヒップおよび体幹アセンブリに結合された脚アセンブリは、調整可能な大腿アセンブリおよび調整可能な脛アセンブリを備える。
・一体化されたロック機構。そのようなロック機構は解除して、アセンブリの異なる構成要素がスライドして、個々の使用者向けのカスタマイズされたフィット性に調整することができるようにすることができる。
・通知点灯。そのような点灯は、アセンブリおよび/または外骨格装置の動作状態を示すために使用可能であり、個人および/または理学療法専門家による使用の容易性を高める。
[0093] ここで図面を記述的に参照すると、図面中、同様の参照文字がいくつかの図を通して同様の要素を示し、添付の図面は外骨格装置用の調整可能な体幹およびヒップアセンブリを示している。
[0112] 本明細書に記載の特定の実施形態では、アセンブリ100は、各ヒップフレームの端部に配置された1つまたは複数の通知ライトをさらに備えていてもよい。図16は、1つまたは複数の実施形態による、上側、正面側、および左側を示す外骨格装置用の体幹およびヒップアセンブリの斜視図を示す。図17は、図16に示されるものの拡大された断片斜視図を示し、1つまたは複数の実施形態による右ヒップフレーム上に配置されたライト構造162をより詳細に示す。
[0120] 各モータアセンブリは、アタッチメント点を備えることができる。図示のように、右モータアセンブリ250は、右アタッチメント点252を含み、左モータアセンブリ350は、左アタッチメント点352を含む。アタッチメント点は、脚装具、脚支持具、または他の機械的脚アセンブリなどの様々なアタッチメントと結合するように働くことができる。図18、19、および20は、モータアセンブリに結合された機械的脚アセンブリ1800を有するアセンブリ100の様々な斜視図を示す。図18は、図1に示すものの別の正面図であり、1つまたは複数の実施形態による、機械的脚アセンブリの可能な構成を示す。図19は、図2に示すものの別の後面図であり、1つまたは複数の実施形態による、機械的脚アセンブリの可能な構成を示す。図20は、正面側および右側を示す外骨格装置用の体幹およびヒップアセンブリの別の斜視図であり、1つまたは複数の実施形態による、機械的脚アセンブリの可能な構成を示す。
[0126] ヒップフレーム120と130との間の幅は、ヒップフレーム120および130が中心ピース102に対して実質的に横方向に摺動することを可能にする各ヒップフレームのヒップ調整機構を介して調整されてもよい。様々な実施形態において、各ヒップ調整機構は、第1のヒップロック機構と第2のヒップロック機構とを備えることができる。いくつかの実施形態では、第1のヒップロック機構は、各ヒップフレーム上に配置されかつヒップ割り出しピンと噛み合うスライダノッチを有するヒップ割り出し機構を備えていてもよい。いくつかの実施形態では、第2のヒップロック機構は、可動ヒップフレームの位置決めおよび安定性を確保するヒップクランプ機構を備える。
[0139] 調整可能な背骨アセンブリ110の長さは、ベース部分112に対して矢印AおよびBの方向に実質的に垂直に肩装具114を摺動させることによって調整され得る。様々な実施形態において、背骨調整機構400は、第1の背骨ロック機構を備えることができる。第1の背骨ロック機構は、ベース部分112上に配置された背骨ノッチ116と、噛み合う背骨割り出しピン2800とを備えることができる。背骨調整機構400は、ベース部分112に対する肩装具の位置決めおよび安定性を確保するために、背骨クランプ機構などの第2の背骨ロック機構を備えることができる。
[0167] 様々な実施形態において、外骨格アセンブリは、脚アセンブリ1800などの調節可能な脚アセンブリをさらに備えてもよい。図34は、1つまたは複数の実施形態による、外骨格装置の調節可能な脚アセンブリ1800の斜視図を示す。外骨格脚アセンブリ1800は、調節可能な大腿アセンブリ560、膝関節550、および調整可能な脛アセンブリ570を備える。様々な実施形態において、大腿アセンブリ560は使用者の大腿に結合されるように構成され、脛アセンブリ570は使用者の脛に結合されるように構成される。大腿アセンブリは着用者の大腿と一致して動くようにさらに構成され、脛アセンブリは着用者の脛と一致して動くように構成される。
Claims (30)
- 外骨格ヒップおよび体幹アセンブリであって、
ベース部分と、
前記ベース部分に摺動可能に結合された肩装具と、
第1のロック位置と第1のロック解除位置との間を行き来するように構成された第1のロック機構と、
第2のロック位置と第2のロック解除位置との間を行き来するように構成された第2のロック機構と
を備えた調整可能な背骨を備え、
前記第1のロック機構が前記第1のロック解除位置にあり、前記第2のロック機構が前記第2のロック解除位置にあるとき、前記肩装具およびベース部分は互いに自由に摺動し合い、それによって前記調整可能な背骨の長さを調整し、
前記第1のロック機構が前記第1のロック位置にあるとき、または前記第2のロック機構が前記第2のロック位置にあるとき、前記肩装具および前記ベース部分は互いに自由に摺動し合うことができない、外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。 - 前記調整可能な背骨が、実質的に着用者の背後に、および実質的に前記着用者の前記背骨に平行に配置されるように構成される、請求項1に記載の外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。
- 前記第1のロック機構は、
前記ベース部分に結合された少なくとも1つの背骨割り出しピンと、
前記肩装具に結合されたノッチの組と、を備え、
前記第1のロック機構が前記第1のロック位置にあるとき、前記割り出しピンは、噛み合い位置で前記ノッチの組のノッチと噛み合うように構成され、それにより前記肩装具および前記ベース部分が互いに摺動し合うことを防止する、請求項1に記載の外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。 - 前記第1のロック機構は、
前記肩装具に結合された少なくとも1つの背骨割り出しピンと、
前記ベース部分に結合されたノッチの組と、を備え、
前記第1のロック機構が前記第1のロック位置にあるとき、前記背骨割り出しピンは、噛み合い位置で前記ノッチの組のノッチと噛み合うように構成され、それにより前記肩装具および前記ベース部分が互いに摺動し合うことを防止する、請求項1に記載の外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。 - 前記第1のロック機構は、前記第1のロック機構が前記第1のロック位置にあるとき、前記背骨割り出しピンを前記噛み合い位置に付勢するように構成されたばね機構をさらに備える、請求項4に記載の外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。
- 前記第1のロック機構が前記第1のロック解除位置にあるとき、前記背骨割り出しピンは前記噛み合い位置から移動される、請求項4に記載の外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。
- 前記第2のロック機構が、背骨カムレバーに結合された背骨クランプピースを備え、
前記背骨カムレバーおよび前記背骨クランプピースは、前記第2のロック機構が前記第2のロック位置にあるとき、前記ベース部分と前記肩装具との間に摩擦力を生成し、それにより前記肩装具および前記ベース部分が互いに摺動し合うことを防止するように構成される、請求項1に記載の外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。 - 外骨格ヒップおよび体幹アセンブリであって、
中心ピースと、
前記中心ピースの第1の側部から延びる第1のヒップフレームと、
第1のロック位置と第1のロック解除位置との間を行き来するように構成された第1のロック機構と、
第2のロック位置と第2のロック解除位置との間を行き来するように構成された第2のロック機構とを備え、
前記第1のロック機構が前記第1のロック解除位置にあり、前記第2のロック機構が前記第2のロック解除位置にあるとき、前記第1のヒップフレームは前記中心ピース102に対して自由に摺動し、それによって前記ヒップアセンブリの幅を調整し、
前記第1のロック機構が前記第1のロック位置にあるとき、または前記第2のロック機構が前記第2のロック位置にあるとき、前記第1のヒップフレームおよび前記中心ピースは互いに自由に摺動することができない、外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。 - 前記第1のロック機構が、
前記中心ピースに結合されたヒップ割り出しピンと、
前記第1のヒップフレームに結合されたノッチの組と、を備え、
前記第1のロック機構が前記第1のロック位置にあるとき、前記ヒップ割り出しピンは、噛み合い位置にある前記ノッチの組のノッチと噛み合い、それにより前記第1のヒップフレームおよび前記中心ピースが互いに摺動し合うことを防止するように構成される、請求項8に記載の外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。 - 前記第1のロック機構は、前記第1のロック機構が前記ロック位置にあるとき、前記ヒップ割り出しピンを前記噛み合い位置に付勢するように構成されたばね機構をさらに備える、請求項9に記載の外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。
- 前記第1のロック機構が前記第1のロック解除位置に移動されると、前記ヒップ割り出しピンは前記噛み合い位置から移動される、請求項9に記載の外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。
- 前記第2のロック機構が、ヒップカムレバーに結合されたヒップクランプピースを備え、
前記ヒップカムレバーおよび前記ヒップクランプピースは、前記第2のロック機構が前記第2のロック位置にあるとき、前記第1のヒップフレームと前記中心ピースとの間に摩擦力を生成し、それにより前記第1のヒップフレームと前記中心ピースが互いに摺動し合うことを防止するように構成される、請求項8に記載の外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。 - 前記第1のヒップフレームから延びる脚アセンブリをさらに備え、前記脚アセンブリは、
調整可能な大腿アセンブリと、
調整可能な脛アセンブリと
を備える、請求項8に記載の外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。 - 前記調整可能な大腿アセンブリが、装着者の大腿に結合され、前記大腿と一致して動くように構成され、
前記調節可能な脛アセンブリが、装着者の脛に結合され、前記脛と一致して動くように構成される、請求項13に記載の外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。 - 前記調整可能な大腿アセンブリが、
下部大腿部材に摺動可能に結合された上部大腿部材と、
第3のロック位置と第3のロック解除位置との間を行き来するように構成された第3のロック機構と、
第4のロック位置と第4のロック解除位置との間を行き来するように構成された第4のロック機構とを備え、
前記第3のロック機構が前記第3のロック解除位置にあり、前記第4のロック機構が前記第4のロック解除位置にあるとき、前記上部大腿部材および前記下部大腿部材は互いに自由に摺動し合い、それにより前記調節可能な大腿アセンブリの長さを調整し、
前記第3のロック機構が前記第3のロック位置にあるとき、または前記第4のロック機構が前記第4のロック位置にあるとき、前記上部大腿部材および前記下部大腿部材は互いに自由に摺動し合うことができない、請求項13に記載の外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。 - 前記調整可能な脛アセンブリが、
下部脛部材に摺動可能に結合された上部脛部材と、
第5のロック位置と第5のロック解除位置との間を行き来するように構成された第5のロック機構と、
第6のロック位置と第6のロック解除位置との間を行き来するように構成された第6のロック機構とを備え、
前記第5のロック機構が前記第5のロック解除位置にあり、前記第6のロック機構が前記第6のロック解除位置にあるとき、前記上側脛部材および前記下側脛部材は互いに自由に摺動し合い、これにより前記調整可能な脛アセンブリの長さを調整し、
前記第5のロック機構が前記第5のロック位置にあるとき、または前記第6のロック機構が前記第6のロック位置にあるとき、前記上側脛部材および前記下側脛部材は互いに自由に摺動し合うことができない、請求項15に記載の外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。 - 前記中心ピースが実質的に着用者の骨盤の後ろに配置されるように構成される、請求項8に記載の外骨格ヒップおよび体幹アセンブリ。
- 着用者に結合されるように構成された外骨格アセンブリであって、前記外骨格は前記着用者の対応する身体部分と一致して動く複数の部材を有し、
第1の部材は長さが調整可能であり、
身体部分に実質的に平行な第1の構成要素と、
前記身体部分に実質的に平行な第2の構成要素と、
第1のロック位置と第1のロック解除位置との間を行き来するように構成された第1のロック機構と、
第2のロック位置と第2のロック解除位置との間を行き来するように構成された第2のロック機構とを備え、
前記第1のロック機構が前記第1のロック解除位置にあり、前記第2のロック機構が前記第2のロック解除位置にあるとき、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素は互いに自由に摺動し合い、それにより前記第1の部材の長さを調整し、
前記第1のロック機構が前記第1のロック位置にあるとき、または前記第2のロック機構が前記第2のロック位置にあるとき、前記第1の構成要素および前記第2の構成要素は互いに自由に摺動し合うことができない、外骨格アセンブリ。 - 前記第1のロック機構は、
前記第1の構成要素に結合された少なくとも1つの割り出しピンと、
前記第2の構成要素に結合されたノッチの組と、を備え、
前記第1のロック機構が前記第1のロック位置にあるとき、前記割り出しピンは、噛み合い位置で前記ノッチの組のノッチと噛み合うように構成される、
請求項18に記載の外骨格。 - 前記第1のロック機構は、前記第1のロック機構が前記第1のロック位置にあるとき、前記割り出しピンを前記噛み合い位置に付勢するように構成されたばね機構をさらに備える、請求項19に記載の外骨格アセンブリ。
- 前記第1のロック機構が前記第1のロック解除位置にあるとき、前記割り出しピンは前記噛み合い位置から移動される、請求項19に記載の外骨格アセンブリ。
- 前記第2のロック機構が、カムレバーに結合されたクランプピースを備え、
前記カムレバーおよび前記クランプピースは、前記第2のロック機構が前記第2のロック位置にあるとき、前記第1の構成要素と前記第2の構成要素との間に摩擦力を生成し、それにより前記第1の構成要素および前記第2の構成要素が互いに摺動し合うことを防止するように構成される、請求項18に記載の外骨格アセンブリ。 - システムであって、
制御器と、
電源と、
胴体アセンブリと、を備え、
前記胴体アセンブリは、
中心ピースと、
前記中心ピースから垂直方向に延びる調節可能な背骨アセンブリであって、
ノッチの第1の組を含むベース部分と、前記ベース部分に摺動可能に結合された肩装具と、を備える調整可能な背骨アセンブリと、
第1の調整機構であって、
第1のモードにあるとき、前記肩装具が前記ベース部分に沿って摺動することを可能にし、第2のモードにあるとき、前記肩装具を前記ベース部分に固定するために前記ノッチの第1の組のノッチと噛み合うように構成された第1の調整機構と、
第1のヒップフレームであって、前記第1のヒップフレームの第1の端部で前記中心ピースに結合され、前記中心ピースの第1の側部から横方向に延びる第1のヒップフレームと、第2のヒップフレームであって、前記第2のヒップフレームの第1の端部で前記中心ピースに結合され、前記中心ピースの第2の側部から横方向に延びる第2のヒップフレームと、を備えたシステム。 - 前記第1の調整機構は、
前記ノッチの第1の組と噛み合うように構成された割り出しピンと、
カムレバーに結合されたクランプピースと、を備え、
前記カムレバーおよび前記クランプピースが、前記背骨構造の前記ベース部分に対して摩擦を生成するように構成される、請求項23に記載のシステム。 - 第3のモードにあるとき、前記第1のヒップフレームが前記中心ピースに対して横方向に摺動することを可能し、
第4のモードにあるとき、前記第1のヒップフレームを前記中心ピースに固定するために前記第1のヒップフレームに配置されたノッチの第2の組のノッチと噛み合うように構成された第2の調整機構をさらに備える、請求項24に記載のシステム。 - 第5のモードにあるとき、前記第2のヒップフレームが前記中心ピースに対して横方向に摺動することを可能し、
第6のモードにあるとき、前記第2のヒップフレームを前記中心ピースに固定するために前記第2のヒップフレームに配置されたノッチの第3の組のノッチと噛み合うように構成された第3の調整機構をさらに備える、請求項25に記載のシステム。 - 前記第1のヒップフレームの第2の端部に配置された第1のモータマウントと、
前記第1のモータマウントに結合された第1のモータアセンブリと、
前記第2のヒップフレームの第2の端部に配置された第2のモータマウントと、
前記第2のモータマウントに結合された第2のモータアセンブリと、
をさらに備える、請求項23に記載のシステム。 - 1種または複数種の色の光を発することができる1つまたは複数のライトをさらに備える、請求項23に記載のシステム。
- 前記1種または複数種の色の光のそれぞれが、前記外骨格アセンブリの動作状態に対応する、請求項28に記載のシステム。
- 前記動作状態が、立位状態、歩行状態、および着座状態の1つを含む、請求項29に記載のシステム。
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