JP6588635B2 - ヒト外骨格のための汎用テンセグリティ関節 - Google Patents
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Description
[0001]本出願は、2015年7月17日に出願され「Universal Tensile Joints for Human Exoskeleton」と題された米国特許仮出願第62/193,919号の利益を主張するものである。その出願の全内容は、参照により本明細書に組み込まれる。
国家ライセンシング権
[0002]本発明は、米国特殊作戦軍によって与えられた契約H92222−15−C−0025号の下で政府支援により成された。政府は、本発明において一定の権利を有する。
以上説明したように、本発明は以下の形態を有する。
[形態1]
外骨格であって、
前記外骨格の装着者に結合されるように構成された第1の圧縮部材と、
前記装着者に結合されるように構成された第2の圧縮部材と、
第1の端部および第2の端部を有する引張部材を含む、前記第1の圧縮部材を前記第2の圧縮部材に接続するテンセグリティ関節であって、前記第1の端部が、前記関節の第1の側において前記第1の圧縮部材に結合され、前記第2の端部が、前記第1の側に向かい合った前記関節の第2の側において前記第1の圧縮部材に結合される、テンセグリティ関節とを備える、外骨格。
[形態2]
前記第1および第2の端部のそれぞれが、前記第1の圧縮部材に直接結合されるか、または、
前記第1の端部が、第1の支持体に直接結合され、前記第2の端部が、第2の支持体に直接結合され、前記第1および第2の支持体のそれぞれが、前記第1の圧縮部材に直接結合される、形態1に記載の外骨格。
[形態3]
前記関節が、前記関節の前記第1の側上の第1の滑車、および前記関節の前記第2の側上の第2の滑車をさらに含み、
前記引張部材が、前記第1および第2の滑車のそれぞれの周りに巻回される、形態1に記載の外骨格。
[形態4]
前記第1および第2の滑車のそれぞれが、前記第2の圧縮部材に接続される、形態3に記載の外骨格。
[形態5]
前記第1および第2の滑車のそれぞれが、前記第2の圧縮部材に直接結合されるか、または、
前記第1の滑車が、第1の支持体に直接結合され、前記第2の滑車が、第2の支持体に直接結合され、前記第1および第2の支持体のそれぞれが、前記第2の圧縮部材に直接結合される、形態4に記載の外骨格。
[形態6]
前記関節が、前記引張部材が通り過ぎる引張部材ガイドをさらに含む、形態1に記載の外骨格。
[形態7]
前記関節が、踝部関節であり、
前記第1および第2の圧縮部材のうちの一方が、下脚部支持体であり、
前記第1および第2の圧縮部材のうちのもう一方が、ブーツ支持体である、形態1に記載の外骨格。
[形態8]
前記関節が、腹部関節であり、
前記第1および第2の圧縮部材のうちの一方が、胴部支持体であり、
前記第1および第2の圧縮部材のうちのもう一方が、腰部支持体である、形態1に記載の外骨格。
[形態9]
前記関節が、臀部関節であり、
前記第1および第2の圧縮部材のうちの一方が、腰部支持体であり、
前記第1および第2の圧縮部材のうちのもう一方が、上脚部支持体である、形態1に記載の外骨格。
[形態10]
前記関節が、第1のテンセグリティ関節を構成し、前記外骨格が、
前記装着者に結合されるように構成された第3の圧縮部材と、
第1の端部および第2の端部を有する引張部材を含む、前記第2の圧縮部材を前記第3の圧縮部材に接続する第2のテンセグリティ関節であって、前記第1の端部が、前記第2のテンセグリティ関節の第1の側において前記第2の圧縮部材に結合され、前記第2の端部が、前記第1の側に向かい合った前記第2のテンセグリティ関節の第2の側において前記第2の圧縮部材に結合される、第2のテンセグリティ関節とをさらに備える、形態1に記載の外骨格。
[形態11]
外骨格の装着者に結合されるように構成された第1の圧縮部材と、前記装着者に結合されるように構成された第2の圧縮部材と、前記第1の圧縮部材を前記第2の圧縮部材に接続するテンセグリティ関節とを含む前記外骨格の関節の柔軟性を向上させる方法であって、
引張部材の第1の端部を前記関節の第1の側において前記第1の圧縮部材に結合すること、および前記引張部材の第2の端部を前記第1の側に向かい合った前記関節の第2の側において前記第1の圧縮部材に結合することにより、前記関節をテンセグリティ関節として構成するステップを含む、方法。
[形態12]
前記第1および第2の端部のそれぞれを前記第1の圧縮部材に直接結合するステップ、または、
前記第1の端部を第1の支持体に直接結合し、前記第2の端部を第2の支持体に直接結合するステップであって、前記第1および第2の支持体のそれぞれが、前記第1の圧縮部材に直接結合される、ステップをさらに含む、形態11に記載の方法。
[形態13]
前記関節が、前記関節の前記第1の側上の第1の滑車、および前記関節の前記第2の側上の第2の滑車をさらに含み、前記方法が、
前記引張部材を前記第1および第2の滑車のそれぞれの周りに巻回させるステップをさらに含む、形態11に記載の方法。
[形態14]
前記第1および第2の滑車のそれぞれを前記第2の圧縮部材に接続するステップをさらに含む、形態13に記載の方法。
[形態15]
前記第1および第2の滑車のそれぞれを前記第2の圧縮部材に直接結合するステップ、または、
前記第1の滑車を第1の支持体に直接結合し、前記第2の滑車を第2の支持体に直接結合するステップであって、前記第1および第2の支持体のそれぞれが、前記第2の圧縮部材に直接結合される、ステップをさらに含む、形態14に記載の方法。
[形態16]
前記引張部材を引張部材ガイドに通すステップをさらに含む、形態11に記載の方法。
[形態17]
前記関節が、踝部関節であり、前記第1および第2の圧縮部材のうちの一方が、下脚部支持体であり、前記第1および第2の圧縮部材のうちのもう一方が、ブーツ支持体であり、前記方法が、
前記下脚部支持体を前記装着者の下脚部に結合するステップと、
前記ブーツ支持体を前記装着者によって装着されたブーツに結合するステップとをさらに含む、形態11に記載の方法。
[形態18]
前記関節が、腹部関節であり、前記第1および第2の圧縮部材のうちの一方が、胴部支持体であり、前記第1および第2の圧縮部材のうちのもう一方が、腰部支持体であり、前記方法が、
前記胴部支持体を前記装着者の胴部に結合するステップと、
前記腰部支持体を前記装着者の腰部に結合するステップとをさらに含む、形態11に記載の方法。
[形態19]
前記関節が、臀部関節であり、前記第1および第2の圧縮部材のうちの一方が、腰部支持体であり、前記第1および第2の圧縮部材のうちのもう一方が、上脚部支持体であり、前記方法が、
前記腰部支持体を前記装着者の腰部に結合するステップと、
前記上脚部支持体を前記装着者の上脚部に結合するステップとをさらに含む、形態11に記載の方法。
[形態20]
前記関節が、第1の関節を構成し、前記外骨格が、前記装着者に結合されるように構成された第3の圧縮部材と、前記第2の圧縮部材を前記第3の圧縮部材に接続する第2の関節とをさらに含み、前記方法が、
引張部材の第1の端部を前記第2の関節の第1の側において前記第2の圧縮部材に結合すること、および前記引張部材の第2の端部を前記第1の側に向かい合った前記第2の関節の第2の側において前記第2の圧縮部材に結合することにより、前記第2の関節をテンセグリティ関節として構成するステップをさらに含む、形態11に記載の方法。
Claims (20)
- 外骨格であって、
前記外骨格の装着者に結合されるように構成された第1の圧縮部材と、
前記装着者に結合されるように構成された第2の圧縮部材と、
第1の端部および第2の端部を有する引張部材を含む、前記第1の圧縮部材を前記第2の圧縮部材に接続する関節であって、前記第1の端部が、前記関節の第1の側において前記第1の圧縮部材に結合され、前記第2の端部が、前記第1の側に向かい合った前記関節の第2の側において前記第1の圧縮部材に結合される、関節とを備え、
前記引張部材は、前記第1の圧縮部材を前記第2の圧縮部材に接続する、外骨格。
- 前記第1および第2の端部のそれぞれが、前記第1の圧縮部材に直接結合されるか、または、
前記第1の端部が、第1の支持体に直接結合され、前記第2の端部が、第2の支持体に直接結合され、前記第1および第2の支持体のそれぞれが、前記第1の圧縮部材に直接結合される、
請求項1に記載の外骨格。 - 前記関節が、前記関節の前記第1の側上の第1の滑車、および前記関節の前記第2の側上の第2の滑車をさらに含み、
前記引張部材が、前記第1および第2の滑車のそれぞれの周りに巻回される、
請求項1に記載の外骨格。 - 前記第1および第2の滑車のそれぞれが、前記第2の圧縮部材に接続される、請求項3に記載の外骨格。
- 前記第1および第2の滑車のそれぞれが、前記第2の圧縮部材に直接結合されるか、または、
前記第1の滑車が、第1の支持体に直接結合され、前記第2の滑車が、第2の支持体に直接結合され、前記第1および第2の支持体のそれぞれが、前記第2の圧縮部材に直接結合される、
請求項4に記載の外骨格。 - 前記関節が、前記引張部材が通り過ぎる引張部材ガイドをさらに含む、請求項1に記載の外骨格。
- 前記関節が、踝部関節であり、
前記第1および第2の圧縮部材のうちの一方が、下脚部支持体であり、
前記第1および第2の圧縮部材のうちのもう一方が、ブーツ支持体である、
請求項1に記載の外骨格。 - 前記関節が、腹部関節であり、
前記第1および第2の圧縮部材のうちの一方が、胴部支持体であり、
前記第1および第2の圧縮部材のうちのもう一方が、腰部支持体である、
請求項1に記載の外骨格。 - 前記関節が、臀部関節であり、
前記第1および第2の圧縮部材のうちの一方が、腰部支持体であり、
前記第1および第2の圧縮部材のうちのもう一方が、上脚部支持体である、
請求項1に記載の外骨格。 - 前記関節が、第1の関節を構成し、前記外骨格が、
前記装着者に結合されるように構成された第3の圧縮部材と、
第1の端部および第2の端部を有する引張部材を含む、前記第2の圧縮部材を前記第3の圧縮部材に接続する第2の関節であって、前記第1の端部が、前記第2の関節の第1の側において前記第2の圧縮部材に結合され、前記第2の端部が、前記第1の側に向かい合った前記第2の関節の第2の側において前記第2の圧縮部材に結合される、第2の関節とをさらに備える、請求項1に記載の外骨格。 - 外骨格の装着者に結合されるように構成された第1の圧縮部材と、前記装着者に結合されるように構成された第2の圧縮部材と、前記第1の圧縮部材を前記第2の圧縮部材に接続する関節とを含む前記外骨格の関節の柔軟性を向上させる方法であって、
引張部材の第1の端部を前記関節の第1の側において前記第1の圧縮部材に結合し、および前記引張部材の第2の端部を前記第1の側に向かい合った前記関節の第2の側において前記第1の圧縮部材に結合するステップを含み、
前記引張部材は、前記第1の圧縮部材を前記第2の圧縮部材に接続する、方法。 - 前記第1および第2の端部のそれぞれを前記第1の圧縮部材に直接結合するステップ、または、
前記第1の端部を第1の支持体に直接結合し、前記第2の端部を第2の支持体に直接結合するステップであって、前記第1および第2の支持体のそれぞれが、前記第1の圧縮部材に直接結合される、ステップ
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 前記関節が、前記関節の前記第1の側上の第1の滑車、および前記関節の前記第2の側上の第2の滑車をさらに含み、前記方法が、
前記引張部材を前記第1および第2の滑車のそれぞれの周りに巻回させるステップ
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 前記第1および第2の滑車のそれぞれを前記第2の圧縮部材に接続するステップをさらに含む、請求項13に記載の方法。
- 前記第1および第2の滑車のそれぞれを前記第2の圧縮部材に直接結合するステップ、または、
前記第1の滑車を第1の支持体に直接結合し、前記第2の滑車を第2の支持体に直接結合するステップであって、前記第1および第2の支持体のそれぞれが、前記第2の圧縮部材に直接結合される、ステップ
をさらに含む、請求項14に記載の方法。 - 前記引張部材を引張部材ガイドに通すステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記関節が、踝部関節であり、前記第1および第2の圧縮部材のうちの一方が、下脚部支持体であり、前記第1および第2の圧縮部材のうちのもう一方が、ブーツ支持体であり、前記方法が、
前記下脚部支持体を前記装着者の下脚部に結合するステップと、
前記ブーツ支持体を前記装着者によって装着されたブーツに結合するステップと
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 前記関節が、腹部関節であり、前記第1および第2の圧縮部材のうちの一方が、胴部支持体であり、前記第1および第2の圧縮部材のうちのもう一方が、腰部支持体であり、前記方法が、
前記胴部支持体を前記装着者の胴部に結合するステップと、
前記腰部支持体を前記装着者の腰部に結合するステップと
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 前記関節が、臀部関節であり、前記第1および第2の圧縮部材のうちの一方が、腰部支持体であり、前記第1および第2の圧縮部材のうちのもう一方が、上脚部支持体であり、前記方法が、
前記腰部支持体を前記装着者の腰部に結合するステップと、
前記上脚部支持体を前記装着者の上脚部に結合するステップと
をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 前記関節が、第1の関節を構成し、前記外骨格が、前記装着者に結合されるように構成された第3の圧縮部材と、前記第2の圧縮部材を前記第3の圧縮部材に接続する第2の関節とをさらに含み、前記方法が、
引張部材の第1の端部を前記第2の関節の第1の側において前記第2の圧縮部材に結合し、および前記引張部材の第2の端部を前記第1の側に向かい合った前記第2の関節の第2の側において前記第2の圧縮部材に結合するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
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