JP6709214B2 - 腕支持システム - Google Patents
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Description
a)システムに作用する張力要素の角度を変更すること、
b)その周りに張力要素が巻き付けられるプーリの半径を変更すること、
c)2つの上記機構を組み合わせること、
d)作用点を移動させて、システムに作用する張力要素の角度を変更すること、
e)作用点を移動させて、トーションばね機構へのてこの力を変更すること、及び/又は、
f)システムの張力要素の作用点を移動させること、を含んでもよい。
Claims (25)
- ユーザの腕を支持するシステムであって、
ユーザの身体に着用されるように構成されたハーネスと、
第1腕支持セグメントであって、前記第1腕支持セグメントが前記ハーネスに対して第1垂直軸回りで実質的に水平に回転可能であるように前記第1垂直軸回りで前記ハーネスに旋回可能に結合された第1腕支持セグメントと、第2腕支持セグメントであって、前記第2腕支持セグメントが、前記第1垂直軸にほぼ直交する第2軸回りで回転可能であるようにハブで前記第1腕支持セグメントに旋回可能に結合された第2腕支持セグメント、を備える腕支持部と、
前記ユーザが動いて前記腕支持部が前記ユーザの腕の動きに追従する際に前記腕に作用する重力を少なくとも部分的に相殺するための相殺力を付加するための1以上の補償要素であって、前記1以上の補償要素は、
前記ハブに固定的に結合されて、曲線の軌道を含むカムプレートと、
シャーシのシャーシスロット内にスライド可能に装着された移動軸であって、前記第2腕支持セグメントが上げられる及び下ろされる際に前記移動軸が前記軌道に沿って前記シャーシスロット内で移動するように、前記カムプレートの前記軌道内にスライド可能に配置される移動軸と、
第1固定端と、前記相殺力が、前記移動軸が前記軌道に沿って前記第2軸から離れるように移動する際に増加し、前記移動軸が前記軌道に沿って前記第2軸に向かって移動する際に減少するように、前記移動軸に結合された第2端と、を含むばねと、を備える1以上の補償要素と、を備え、
前記ばねは、前記シャーシに装着された前記第1固定端を有する引っ張りコイルばねであり、前記システムは、
前記移動軸に回転可能に装着されたプーリと、
前記プーリの周りに少なくとも部分的に巻き付けられたトーション要素であって、前記ばねの前記第2端に結合された第1端と、前記ハブに結合された第2端と、を含み、前記第2腕支持セグメントが下ろされる際、前記プーリは、前記移動軸が前記軌道に沿って前記第2軸に向かって移動して、前記トーション要素によって付加された前記相殺力を低減し、かつ、前記第2腕支持セグメントが上げられる際、前記プーリは、前記移動軸が前記軌道に沿って前記第2軸から離れるように移動して、前記トーション要素によって付加された前記相殺力を増加させる、トーション要素と、をさらに備えるシステム。 - 前記ばねは、前記ハブに装着された前記第1固定端を有するトーションばねであり、前記ばねの前記第2端は、前記移動軸が前記軌道に沿って前記第2軸に向かって移動する際に前記相殺力が低減され、前記移動軸が前記第2軸から離れるように移動する際に前記相殺力が増加させられるように、前記移動軸に結合される、請求項1に記載のシステム。
- ユーザの腕を支持するシステムであって、
ユーザの身体に着用されるように構成されたハーネスと、
前記ハーネスに結合されて、前記ユーザの腕を支持するように構成され、かつ前記腕の動きに適合する一方で、前記動きに追従するように構成された腕支持部であって、前記ユーザの上腕を支持するように構成され、前記ユーザの腕が上げられる及び下げられる際に動きに追従するよう旋回軸回りで旋回可能な腕支持セグメント、を備える腕支持部と、
前記ユーザが動いて前記腕支持部が前記ユーザの腕の動きに追従する際に、前記腕に作用する重力を少なくとも部分的に相殺するための相殺力を付加する1以上の補償要素であって、
前記腕支持セグメントに固定的に結合されて、カムスロットを含むカムプレートと、
移動軸であって、前記腕支持セグメントが上げられる及び下げられる際に前記移動軸が前記カムスロットに沿って移動するように前記カムスロット内にスライド可能に装着された移動軸と、
前記腕支持セグメントに固定された第1端と、前記相殺力が、前記移動軸が前記カムスロットに沿って前記旋回軸から離れるように移動する際に増加し、前記移動軸が前記カムスロットに沿って前記旋回軸に向かって移動する際に減少するように、前記移動軸に結合された第2端と、を含むばねと、を備える1以上の補償要素と、を備え、
前記カムスロットは、前記腕支持セグメントが下げられる際に前記移動軸を前記旋回軸に近づけ、前記腕支持セグメントが上げられる際に前記移動軸を前記旋回軸から遠ざけるように構成された、所定の形状を有する曲線の軌道を規定するシステム。 - ユーザの腕を支持するシステムであって、
ユーザの身体に着用されるように構成されたハーネスと、
前記ハーネスに結合されて、前記ユーザの腕を支持するように構成され、かつ前記腕の動きに適合する一方で、前記動きに追従するように構成された腕支持部であって、前記ユーザの上腕を支持するように構成され、前記ユーザの腕が上げられる及び下げられる際に動きに追従するよう旋回軸回りで旋回可能な腕支持セグメント、を備える腕支持部と、
前記ユーザが動いて前記腕支持部が前記ユーザの腕の動きに追従する際に、前記腕に作用する重力を少なくとも部分的に相殺するための相殺力を付加する1以上の補償要素であって、
前記腕支持セグメントに固定的に結合されて、カムスロットを含むカムプレートと、
移動軸であって、前記腕支持セグメントが上げられる及び下げられる際に前記移動軸が前記カムスロットに沿って移動するように前記カムスロット内にスライド可能に装着された移動軸と、
前記腕支持セグメントに固定された第1端と、前記相殺力が、前記移動軸が前記カムスロットに沿って前記旋回軸から離れるように移動する際に増加し、前記移動軸が前記カムスロットに沿って前記旋回軸に向かって移動する際に減少するように、前記移動軸に結合された第2端と、を含むばねと、を備える1以上の補償要素と、を備え、
前記ばねは、前記腕支持セグメントに装着された前記第1端を有するトーションばねを備え、前記第2端は、前記移動軸が前記カムスロットに沿って前記旋回軸に向かって移動する際に前記相殺力が低減され、前記移動軸が前記旋回軸から離れるように移動する際に前記相殺力が増大されるように、前記移動軸に結合されるシステム。 - 前記移動軸は、前記移動軸の前記カムスロット内の動きに追従するローラを運び、前記ばねの前記第2端は前記ローラに結合されて、前記ばねの前記第2端を撓ませ、前記腕支持セグメントに加えられる前記ばねの捻れ力を変更する、請求項4に記載のシステム。
- ユーザの腕を支持するシステムであって、
ユーザの身体に着用されるように構成されたハーネスと、
前記ハーネスに結合されて、前記ユーザの腕を支持するように構成され、かつ前記腕の動きに適合する一方で、前記動きに追従するように構成された腕支持部であって、前記ユーザの上腕を支持するように構成され、前記ユーザの腕が上げられる及び下げられる際に動きに追従するよう旋回軸回りで旋回可能な腕支持セグメント、を備える腕支持部と、
前記ユーザが動いて前記腕支持部が前記ユーザの腕の動きに追従する際に、前記腕に作用する重力を少なくとも部分的に相殺するための相殺力を付加する1以上の補償要素であって、
前記腕支持セグメントに固定的に結合されて、カムスロットを含むカムプレートと、
移動軸であって、前記腕支持セグメントが上げられる及び下げられる際に前記移動軸が前記カムスロットに沿って移動するように前記カムスロット内にスライド可能に装着された移動軸と、
前記腕支持セグメントに固定された第1端と、前記相殺力が、前記移動軸が前記カムスロットに沿って前記旋回軸から離れるように移動する際に増加し、前記移動軸が前記カムスロットに沿って前記旋回軸に向かって移動する際に減少するように、前記移動軸に結合された第2端と、を含むばねと、を備える1以上の補償要素と、を備え、
前記カムスロットは、前記腕支持セグメントが上げられる際に前記移動軸を前記旋回軸から遠ざけて、前記ばねにより前記腕支持セグメントに加えらえるばね力のモーメントアームを増加させて、前記相殺力を増加させ、前記腕支持セグメントが下ろされる際に前記移動軸を前記旋回軸から近づけて、前記ばね力のモーメントアームを減少させて、前記相殺力を低減させるように構成された、所定の形状を有する曲線の軌道を規定するシステム。 - ユーザの腕を支持するシステムであって、
ユーザの身体に着用されるように構成されたハーネスと、
前記ハーネスに結合されて、前記ユーザの腕を支持するように構成され、かつ前記腕の動きに適合する一方で、前記動きに追従するように構成された腕支持部であって、前記ユーザの上腕を支持するように構成され、前記ユーザの腕が上げられる及び下げられる際に動きに追従するよう旋回軸回りで旋回可能な腕支持セグメント、を備える腕支持部と、
前記ユーザが動いて前記腕支持部が前記ユーザの腕の動きに追従する際に、前記腕に作用する重力を少なくとも部分的に相殺するための相殺力を付加する1以上の補償要素であって、
前記腕支持セグメントに固定的に結合されて、カムスロットを含むカムプレートと、
移動軸であって、前記腕支持セグメントが上げられる及び下げられる際に前記移動軸が前記カムスロットに沿って移動するように前記カムスロット内にスライド可能に装着された移動軸と、
前記腕支持セグメントに固定された第1端と、前記相殺力が、前記移動軸が前記カムスロットに沿って前記旋回軸から離れるように移動する際に増加し、前記移動軸が前記カムスロットに沿って前記旋回軸に向かって移動する際に減少するように、前記移動軸に結合された第2端と、を含むばねと、を備える1以上の補償要素と、を備え、
前記カムスロットは、前記腕支持セグメントが所定の腕位置より上方に上げられるときに前記ばねに一定の相殺力を付加させ、前記腕支持セグメントが前記所定の腕位置より下に下ろされるときに前記相殺力を低減させるように構成された、所定の形状を有する曲線の軌道を規定するシステム。 - 前記腕支持セグメントに装着されたシャーシをさらに備え、前記シャーシは、前記移動軸をスライド可能に受け入れるシャーシスロットを備え、前記カムスロット及び前記シャーシスロットは、前記腕支持セグメントが上げられる及び下げられる際に前記カムスロット内の前記移動軸の位置を変更するよう協働する、請求項3に記載のシステム。
- 前記1以上の補償要素を少なくとも部分的に覆うカバーをさらに備える、請求項1又は3に記載のシステム。
- ユーザの腕を支持するシステムであって、
ユーザの身体に着用されるように構成されたハーネスと、
前記ハーネスに結合されて、前記ユーザの腕を支持するように構成され、かつ前記腕の動きに適合する一方で、前記動きに追従するように構成された腕支持部であって、前記ユーザの上腕を支持するように構成され、前記ユーザの腕が上げられる及び下げられる際に動きに追従するよう旋回軸回りで旋回可能な腕支持セグメント、を備える腕支持部と、
前記ユーザが動いて前記腕支持部が前記ユーザの腕の動きに追従する際に、前記腕に作用する重力を少なくとも部分的に相殺するための相殺力を付加する1以上の補償要素であって、
前記腕支持セグメントに固定的に結合されて、カムスロットを含むカムプレートと、
移動軸であって、前記腕支持セグメントが上げられる及び下げられる際に前記移動軸が前記カムスロットに沿って移動するように前記カムスロット内にスライド可能に装着された移動軸と、
前記腕支持セグメントに固定された第1端と、前記相殺力が、前記移動軸が前記カムスロットに沿って前記旋回軸から離れるように移動する際に増加し、前記移動軸が前記カムスロットに沿って前記旋回軸に向かって移動する際に減少するように、前記移動軸に結合された第2端と、を含むばねと、を備える1以上の補償要素と、を備え、
前記ばねは、前記腕支持セグメントに装着された第1端を有する引っ張りコイルばねを備え、前記システムは、
前記移動軸に回転可能に装着されたプーリと、
前記プーリの周りに少なくとも部分的に巻き付けられた張力要素であって、前記ばねの前記第2端に結合された第1端と、前記腕支持セグメントに結合された第2端と、を含み、前記腕支持セグメントが下ろされるとき、前記移動軸が前記カムスロットに沿って前記旋回軸に向かって移動する際に前記プーリが前記旋回軸に向かって移動して、前記腕支持セグメントに付加される前記相殺力を低減させ、前記腕支持セグメントが上げられるとき、前記移動軸が前記カムスロットに沿って前記旋回軸から離れるように移動する際に前記プーリが前記旋回軸から離れるように移動して、前記腕支持セグメントに付加される前記相殺力を増加させる、張力要素と、をさらに備えるシステム。 - ユーザの腕を支持するシステムであって、
ユーザの身体に着用されるように構成されたハーネスと、
第1腕支持セグメントであって、前記第1腕支持セグメントが前記ハーネスに対して第1垂直軸回りで実質的に水平に回転可能であるように前記第1垂直軸回りで前記ハーネスに旋回可能に結合された第1腕支持セグメントと、第2腕支持セグメントであって、前記第2腕支持セグメントが、前記第1垂直軸にほぼ直交する第2軸回りで回転可能であるようにハブで前記第1腕支持セグメントに旋回可能に結合された第2腕支持セグメント、を備える腕支持部と、
前記ユーザが動いて前記腕支持部が前記ユーザの腕の動きに追従する際に前記腕に作用する重力を少なくとも部分的に相殺するための相殺力を付加するための1以上の補償要素であって、
前記第2腕支持セグメントに装着された曲線の軌道と、
前記第2腕支持セグメントが上げられる及び下ろされる際に前記移動軸が前記軌道に沿ってシャーシスロット内で移動するように前記軌道上で運ばれるキャリッジと、
前記ハブに結合された第1端と、前記キャリッジが前記軌道に沿って移動する際に前記相殺力が変化するように前記キャリッジに結合された第2端と、を含むばねと、を備える1以上の補償要素と、を備えるシステム。 - 前記相殺力は、前記キャリッジが前記軌道に沿って前記第2軸から離れるように移動する際に増加し、前記キャリッジが前記軌道に沿って前記第2軸に向かって移動する際に減少する、請求項11に記載のシステム。
- ユーザの腕を支持するシステムであって、
ユーザの身体に装着されるように構成されたハーネスと、
第1腕支持セグメントであって、前記第1腕支持セグメントが前記ハーネスに対して第1垂直軸回りで実質的に水平に回転可能であるように前記第1垂直軸回りで前記ハーネスに旋回可能に結合された第1腕支持セグメントと、第2腕支持セグメントであって、前記第2腕支持セグメントが、前記第1垂直軸にほぼ直交する第2軸回りで回転可能であるようにハブで前記第1腕支持セグメントに旋回可能に結合された第2腕支持セグメント、を備える腕支持部と、
前記ユーザが動いて前記腕支持部が前記ユーザの腕の動きに追従する際に前記腕に作用する重力を少なくとも部分的に相殺するための相殺力を付加する1以上の補償要素であって、
前記第2軸で前記ハブに回転可能に装着された第1プーリと、
前記第2軸からずれて前記ハブに回転可能に装着された第2プーリと、
前記第2腕支持セグメントに装着された曲線の軌道と、
前記第2腕支持セグメントが上げられる及び下げられる際に前記軌道に沿ってシャーシスロット内で前記移動軸が移動するように前記軌道上で運ばれるキャリッジと、
前記第2腕支持セグメントに結合された第1固定端と、第2移動可能端と、を含むばねと、
前記ばねの前記第2移動可能端と前記キャリッジとの間で結合された張力要素であって、前記キャリッジが前記軌道に沿って移動する際に前記相殺力が変化するように前記第1及び第2プーリの周りに少なくとも部分的に巻き付けられた張力要素と、を備える1以上の補償要素と、を備えるシステム。 - 前記相殺力は、前記キャリッジが前記軌道に沿って前記第2軸から離れるように移動する際に増加し、前記キャリッジが前記軌道に沿って前記第2軸に向かって移動する際に減少する、請求項13に記載のシステム。
- 前記曲線の軌道は、前記軌道の第2端よりも前記第2軸から遠くに配置された第1端を含み、前記キャリッジは、前記第2腕支持セグメントが上げられる際に前記第1端に向かって移動し、前記第2腕支持セグメントが下ろされる際に前記第2端に向かって移動する、請求項11又は13に記載のシステム。
- 前記1以上の補償要素は、前記第2腕支持セグメントが前記第2軸回りの水平位置より上方に上げられたときに相対的に高い相殺力を付加し、前記第2腕支持セグメントが前記水平位置より下方に下ろされたときに相対的に低い相殺力を付加するように構成される、請求項1、2及び11〜15のいずれか1項に記載のシステム。
- 前記第1及び第2結合プーリは、前記第2腕支持セグメントが上げられる際に、前記ハブに付加される前記相殺力を減少させ、前記第2腕支持セグメントが既定の動作範囲内に下ろされる際に前記相殺力を増加させるように構成される、請求項15又は16に記載のシステム。
- ユーザの腕を支持するシステムであって、
ユーザの身体に着用されるように構成されたハーネスと、
第1腕支持セグメントであって、前記第1腕支持セグメントが前記ハーネスに対して第1垂直軸回りで実質的に水平に回転可能であるように前記第1垂直軸回りで前記ハーネスに旋回可能に結合された第1腕支持セグメントと、第2腕支持セグメントであって、前記第2腕支持セグメントが、前記第1垂直軸にほぼ直交する第2軸回りで回転可能であるようにハブで前記第1腕支持セグメントに旋回可能に結合された第2腕支持セグメント、を備える腕支持部と、
前記ユーザが動いて前記腕支持部が前記ユーザの腕の動きに追従する際に前記腕に作用する重力を少なくとも部分的に相殺するための相殺力を付加するために前記第2腕支持セグメントのシャーシによって支えられた1以上の補償要素であって、
前記シャーシに装着された第1固定端と、第2自由端と、を含む板ばねと、
前記板ばねの前記第2自由端に隣接して前記シャーシに回転可能に装着された1以上のシャーシプーリと、
第1及び第2結合プーリがともに回転するように前記シャーシに回転可能に装着された第1及び第2結合プーリと、
前記1以上のシャーシプーリの周りに少なくとも部分的に巻き付けられた第1張力要素であって、前記板ばねの前記第2自由端に結合された第1端と、前記第1結合プーリに結合された第2端と、を含む第1張力要素と、
前記第2結合プーリに結合された第1端と、前記ハブに結合された第2端と、を含む第2張力要素であって、前記1以上の補償要素は、前記ユーザが動いて前記腕支持部が前記ユーザの腕の動きに追従する際に前記腕に作用する重力を少なくとも部分的に相殺する相殺力を前記ハブに提供するように構成される、第2張力要素と、を備える1以上の補償要素と、を備えるシステム。 - 前記1以上のシャーシプーリは複数のシャーシプーリを備え、前記第1張力要素は、前記複数のシャーシプーリの各々の周りに少なくとも部分的に巻き付けられて、前記第2自由端が前記第1張力要素に対して撓ませられるときに前記板ばねによって付加された張力を増幅させる、請求項18に記載のシステム。
- 前記第1及び第2結合プーリの少なくとも1つは、前記第1張力要素からの増幅された前記張力が、前記第2軸回りの前記第2腕支持セグメントの角度位置に基づいて修正されて、前記ハブに可変の相殺力を付加するような非円形輪郭を有している、請求項19に記載のシステム。
- 前記第1結合プーリは非円形輪郭を有しており、前記第1張力要素は前記非円形輪郭の周りに少なくとも部分的に巻き付けられている、請求項20に記載のシステム。
- 前記第2結合プーリは非円形輪郭を有しており、前記第2張力要素は前記非円形輪郭の周りに少なくとも部分的に巻き付けられている、請求項20又は21に記載のシステム。
- 前記板ばねの第2自由端に回転可能に装着された複数のばねプーリをさらに備え、前記第1張力要素は、前記ばねプーリ及び前記シャーシプーリの周りで前記ばねプーリと前記シャーシプーリとの間に少なくとも部分的に巻き付けられて滑車装置を提供する、請求項19に記載のシステム。
- 前記シャーシは前記第2腕支持セグメントの腕ブラケットに沿って装着され、前記板ばねは、前記板ばねが低ポテンシャルエネルギー状態で前記腕ブラケットに実質的に平行に延在するように前記シャーシに装着される、請求項18に記載のシステム。
- 前記シャーシは前記第2腕支持セグメントの腕ブラケットに沿って装着され、前記板ばねは、前記板ばねが低ポテンシャルエネルギー状態の湾曲形状を有するように前記シャーシに装着される、請求項18に記載のシステム。
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