JP7103703B2 - 動作補助装置 - Google Patents
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Description
(項目1)
利用者の指の屈伸を補助する動作補助装置であって、
少なくとも1つのアームと、
前記少なくとも1つのアームをそれぞれ前記指に接続可能なように構成される少なくとも1つの接続部材と、
前記少なくとも1つのアームを回動可能に支持するアーム支持機構であって、前記利用者の手の甲部に装着可能なように構成されているアーム支持機構と、
前記少なくとも1つのアームを回動させるアーム駆動手段と、
前記アーム支持機構から延在し、前記利用者の指の基節に当接することにより前記基節の動きを規制するように構成されているストッパと
を備え、
前記少なくとも1つのアームが、少なくとも1つの接続部材と前記少なくとも1つのアームの回動中心との間の距離を一定に保持しつつ回動するように構成されている、動作補助装置。
(項目2)
前記少なくとも1つの接続部材は、前記少なくとも1つのアームを前記指のDIP関節または中節上に接続するように構成されている、項目1に記載の動作補助装置。
(項目3)
前記アーム支持機構は、前記利用者の手の甲部上に装着可能なベース部材を備え、前記ベース部材は、前記少なくとも1つのアームが延在する側である前方側と、前記前方側とは反対側の後方側とを有し、前記ベース部材は、前記甲部に略平行な平面を有し、前記ストッパは、前記平面に対して略平行であって前記前方側に延在するように構成されている、項目1または項目2に記載の動作補助装置。
(項目4)
前記アーム支持機構は、前記少なくとも1つのアームの回動中心が、前記指のMP関節上、または前記MP関節よりも手首側に配置されるように構成されている、項目1~3のいずれか一項に記載の動作補助装置。
(項目5)
前記アーム支持機構は、
手の甲部上に装着可能なベース部材と、
前記少なくとも1つのアームを前記ベース部材に前記回動中心周りに回動可能に支持する少なくとも1つの取付部材と
を有し、
前記取付部材は、前記ベース部材上に配置される、項目1~4のいずれか一項に記載の動作補助装置。
(項目6)
前記アーム支持機構は、前記手の甲部に対する前記ベース部材の位置および/または向きを調節可能に構成されている、項目5に記載の動作補助装置。
(項目7)
前記アーム支持機構は、前記ベース部材に対する前記少なくとも1つのアームの取付位置を前記指の長手方向に調整可能に構成されている、項目5または項目6に記載の動作補助装置。
(項目8)
前記少なくとも1つの取付部材は、前記少なくとも1つの取付部材に対する前記少なくとも1つのアームの固定位置を前記指の長手方向に調整可能に構成されている、項目7に記載の動作補助装置。
(項目9)
前記ベース部材は、前記ベース部材に対する前記少なくとも1つの取付部材の固定位置を前記指の長手方向に調整可能に構成されている、項目7または項目8に記載の動作補助装置。
(項目10)
前記アーム支持機構は、
前記少なくとも1つのアームの回動中心の位置および/または向きを調整する調整機構を含む、項目5~9のいずれか一項に記載の動作補助装置。
(項目11)
前記少なくとも1つのアームは、複数のアームを含み、前記複数のアームは、
前記調整機構を介して前記ベース部材に接続された第1のアームと、
前記調整機構を介さずに前記ベース部材に接続された第2のアームとを含む、項目10に記載の動作補助装置。
(項目12)
前記調整機構は、少なくとも1つのボールジョイントを含む、項目10または項目11に記載の動作補助装置。
(項目13)
前記調整機構は、前記ベース部材の第1の側および第2の側の両方に選択的に取付可能に構成されている、項目10~12のいずれか一項に記載の動作補助装置。
(項目14)
前記少なくとも1つの接続部材は、前記指の先端が露出するように前記少なくとも1つのアームを前記指に接続するように構成されている、項目1~13のいずれか一項に記載の動作補助装置。
(項目15)
前記少なくとも1つの接続部材は、第1の剛性を有する第1の材料と、第1の剛性よりも高い第2の剛性を有する第2の材料とから形成されている、項目1~14のいずれか一項に記載の動作補助装置。
(項目16)
前記少なくとも1つのアームは、前記回動中心と前記接続部材の間に関節を有さない構造で構成されている、項目1~15のいずれか一項に記載の動作補助装置。
(項目17)
前記少なくとも1つのアームは、屈曲した形状を有する、項目1~16のいずれか一項に記載の動作補助装置。
(項目18)
前記動作補助装置は、
前記利用者が指を動かそうとするときに生成される筋電信号を検出するセンサと、
前記センサが前記筋電信号を検出したとき振動する振動手段と
をさらに備えた、項目1~17のいずれか一項に記載の動作補助装置。
(項目19)
前記アーム支持機構は、前記少なくとも1つのアームの回転角度を検出する第1のエンコーダを備え、
前記アーム駆動手段は、前記少なくとも1つのアームの各々に接続された少なくとも1つのワイヤと、前記少なくとも1つのワイヤに接続されたモータと、前記モータの回転角度を検出する第2のエンコーダとを備え、
前記動作補助装置は、前記第1のエンコーダによって検出された回転角度と、前記第2のエンコーダによって検出された回転角度とに基づいて、前記少なくとも1つのワイヤの張力を算出する算出手段をさらに備える、項目18に記載の動作補助装置。
(項目20)
前記アーム駆動手段は、前記算出された張力に基づいて、前記利用者の指の動きに干渉しないように前記少なくとも1つのアームを駆動するように構成されている、項目19に記載の動作補助装置。
(項目21)
前記アーム駆動手段は、
前記少なくとも1つのアームの各々に接続された少なくとも1つの第1のワイヤと、
前記少なくとも1つのアームの各々に接続された少なくとも1つの第2のワイヤと
を備え、
前記少なくとも1つの第1のワイヤを引っ張ることによる前記少なくとも1つのアームの一方向の回動により前記指を屈曲させ、前記少なくとも1つの第2のワイヤを引っ張ることによる前記少なくとも1つのアームの前記一方向の回動とは逆方向の回動により前記指を伸長させる、項目1~20のいずれか一項に記載の動作補助装置。
(項目A1)
利用者の指の屈伸を補助する動作補助装置であって、
少なくとも1つのアームと、
前記少なくとも1つのアームをそれぞれ前記指に接続可能なように構成される少なくとも1つの接続部材と、
前記少なくとも1つのアームを回動可能に支持するアーム支持機構であって、前記利用者の手の甲部に装着可能なように構成されているアーム支持機構と、
前記少なくとも1つのアームを回動させるアーム駆動手段と
を備え、
前記少なくとも1つのアームが、少なくとも1つの接続部材と前記少なくとも1つのアームの回動中心との間の距離を一定に保持しつつ回動するように構成されている、動作補助装置。
(項目A2)
前記アーム支持機構は、前記少なくとも1つのアームの回動中心が、前記指のMP関節上、または前記MP関節よりも手首側に配置されるように構成されている、項目A1に記載の動作補助装置。
(項目A3)
前記アーム支持機構は、
手の甲部上に装着可能なベース部材と、
前記少なくとも1つのアームを前記ベース部材に前記回動中心周りに回動可能に支持する少なくとも1つの取付部材と
を有し、
前記取付部材は、前記ベース部材上に配置される、項目A1または項目A2に記載の動作補助装置。
(項目A4)
前記アーム支持機構は、前記ベース部材に対する前記少なくとも1つのアームの取付位置を前記指の長手方向に調整可能に構成されている、項目A3に記載の動作補助装置。
(項目A5)
前記少なくとも1つの取付部材は、前記少なくとも1つの取付部材に対する前記少なくとも1つのアームの固定位置を前記指の長手方向に調整可能に構成されている、項目A4に記載の動作補助装置。
(項目A6)
前記ベース部材は、前記ベース部材に対する前記少なくとも1つの取付部材の固定位置を前記指の長手方向に調整可能に構成されている、項目A4または項目A5に記載の動作補助装置。
(項目A7)
前記アーム支持機構は、
前記少なくとも1つのアームの回動中心の位置および/または向きを調整する調整機構を含む、項目A3~6のいずれか一項に記載の動作補助装置。
(項目A8)
前記少なくとも1つのアームは、複数のアームを含み、前記複数のアームは、
前記調整機構を介して前記ベース部材に接続された第1のアームと、
前記調整機構を介さずに前記ベース部材に接続された第2のアームとを含む、項目A7に記載の動作補助装置。
(項目A9)
前記調整機構は、複数のボールジョイントを含む、項目A7または項目A8に記載の動作補助装置。
(項目A10)
前記少なくとも1つの接続部材は、前記指の先端が露出するように前記少なくとも1つのアームを前記指に接続するように構成されている、項目A1~9のいずれか一項に記載の動作補助装置。
(項目A11)
前記少なくとも1つのアームは、前記回動中心と前記接続部材の間に関節を有さない構造で構成されている、項目A1~10のいずれか一項に記載の動作補助装置。
(項目A12)
前記少なくとも1つのアームは、屈曲した形状を有する、項目A1~11のいずれか一項に記載の動作補助装置。
(項目A13)
前記動作補助装置は、
前記利用者が指を動かそうとするときに生成される筋電信号を検出するセンサと、
前記センサが前記筋電信号を検出したとき振動する振動手段と
をさらに備えた、項目A1~12のいずれか一項に記載の動作補助装置。
(項目A14)
前記アーム駆動手段は、
前記少なくとも1つのアームの各々に接続された少なくとも1つの第1のワイヤと、
前記少なくとも1つのアームの各々に接続された少なくとも1つの第2のワイヤと
を備え、
前記少なくとも1つの第1のワイヤを引っ張ることによる前記少なくとも1つのアームの一方向の回動により前記指を屈曲させ、前記少なくとも1つの第2のワイヤを引っ張ることによる前記少なくとも1つのアームの前記一方向の回動とは逆方向の回動により前記指を伸長させる、項目A1~13のいずれか一項に記載の動作補助装置。
利用者の指の屈伸を補助する動作補助装置1であって、
少なくとも1つのアーム10と、
少なくとも1つのアーム10をそれぞれ指F(例えば、親指F1、人差し指F2)に接続可能なように構成される少なくとも1つの接続部材20と、
少なくとも1つのアーム10を回動可能に支持するアーム支持機構30であって、利用者の手Hの甲部Hbに装着可能なように構成されているアーム支持機構30と、
少なくとも1つのアーム10を回動させるアーム駆動手段40と
を備え、
少なくとも1つのアーム10が、少なくとも1つの接続部材20と少なくとも1つのアーム10の回動中心Cr(Cr1、Cr2)との間の距離Drを一定に保持しつつ回動するように構成されている、動作補助装置1を提供することにより、上記課題を解決したものである。
本発明の動作補助装置1では、少なくとも1つのアーム10は、五指のいずれかの指Fに接続される1つのアーム10でもよいし、図1Aに示されるように、親指F1に接続されるアーム10と人差し指F2に接続されるアーム10との2つのアームでもよいし、あるいはその他の指の少なくとも1つに接続されるアーム10を含んでいてもよい。
接続部材20は、指Fをアーム10に接続可能なものであれば、構成材料や形状は特に限定されるものではない。例えば、接続部材20は、布製、革製、樹脂製、紙製、あるいはゴム製でもよい。また、接続部材20の形状は、平板状であってもよいし、ベルト状であってもよいし、環状であってもよい。
アーム支持機構30は、少なくとも1つのアーム10を回動可能に支持するものであれば、その他の構成は特に限定されるものではなく、任意であり得る。
アーム駆動手段40は、回動可能に支持されたアーム10を回動させるものであれば特に限定されるものではなく、具体的な構造は任意であり得る。
図5は、本発明の実施形態1による動作補助装置100を説明するための斜視図であり、この動作補助装置100を利用者の手Hに装着した状態を模式的に示す。図6および図7はそれぞれこの動作補助装置100の上面図および下面図であり、図6は、図5のA方向から見た動作補助装置100の構造を具体的に示し、図7は、図5のB方向から見た動作補助装置100の構造を具体的に示している。
アーム10は、特に図9(b)に示すように、板状部材で構成されたアーム本体101と、アーム10を取付部材30aに固定する部分であるアーム固定片102とを含む。アーム本体101は、第1のフレーム片101aと第2のフレーム片101bとを含み、第1のフレーム片101aと第2のフレーム片101bとはそれぞれの中心線La、Lbのなす角Kが鈍角をなすように一体に接合されており、全体としてく字状に折れ曲がった形状を有する。このようにアーム10は、その回動中心(ホイル軸部材302aの中心)と接続部材20との間に関節を有さない構造となっている。このようにすることで、アームの回動に複雑な機構が不要であり、簡単な構造で軽量化することが可能となる。
第1のフレーム片101aの先端には、接続部材20としてベルト部材が取り付けられており、このベルト部材20を例えば指(例えば、図5の人差し指F2参照)の第1関節より先の部分に巻き付けて固定することによりアーム10を人差し指F2に接続することができる。また、第2のフレーム片101bにはアーム固定片102が形成されており、アーム固定片102が取付部材30aに固定されるようになっている。
取付部材30aは、取付部材筐体301と、回転ホイル302と、アーム支持片303と、固定具取付部304とを有する。ここで、取付部材筐体301は、アーム支持部301aと部材固定片301bとを含み得る。アーム支持部301aと部材固定片301bとは別体で形成されていてもよいし一体に形成されていてもよい。この取付部材30aの構成材料は特に限定されるものではないが、樹脂、金属、セラミック、硬質ゴムなどを用いることができ、例えば、樹脂成形で形成されたものであり、内部に補強用のカーボンファイバ、金属ファイバ、あるいは樹脂ファイバなどの繊維を含むものでもよい。
アーム支持部301aには、アームを回動させる回転ホイル302がホイル軸部材302aにより回転可能に支持され、回転ホイル302には、アーム10が取り付けられるアーム支持片303が固定されている。ホイル軸部材302aは樹脂製であってもよいし、耐久性などの面から金属製であってもよい。
一方、部材固定片301bは、ベース部材31に対して位置が調整可能であれば任意の形態であり得る。例えば、部材固定片301bは、図9に示すように、部材固定片301bの下面(ベース部材31が接する面)は、アーム支持片303と同様に、線状の凸凹が一定ピッチで繰り返し配列された波板形状((図示せず))となっている。しかしながら本発明はこれに限定されない。例えば、部材固定片301bの下面を線状の凸凹が一定ピッチで繰り返し配列された波板形状としないで、スライド機構を備えることによりベース部材31に対して位置を調整可能としてもよい。
ベース部材31のうちの取付部材30aが配置される部分には、取付部材30aの部材固定片301bを着脱可能に固定する取付部材固定レバー31aが取り付けられている。具体的には、ベース部材31である板状部材には支持支柱31bが固定されており、この取付部材固定レバー31aは、取付部材30aのアーム固定レバー303aと同様、支持支柱31bに固定された支持ピン31cに回動可能に取り付けられており、根本部分がカム形状を有し、取付部材固定レバー31aの回動により根元部分とベース部材31である板状部材との間の隙間の広さが変化することから、根元部分とベース部材31との間で取付部材30aの部材固定片301bを挟持して固定あるいは固定解除可能となっている。
親指F1に対応する取付部材30bには、アーム10が回動可能に支持されている。さらに、取付部材30bは、回動軸調整機構30cを介してベース部材31に固定されている。この回動軸調整機構30cは、アーム10の回動軸の位置および/または向きを調整するものであり、ベース部材31に対して手Hの幅方向に調整可能に取り付けられている。
図16は、本発明の実施形態2による動作補助装置200を説明するための斜視図である。動作補助装置200は、ストッパ50を備える点を除いて、動作補助装置100の構成と同一であることができる。従って、上述した動作補助装置100に係る説明は、動作補助装置200にも適用される。従って、動作補助装置100について上述した構成要素と同様の構成要素には、同様の参照数字を付しており、その詳細な説明は省略され得る。
20 接続部材
30 アーム支持機構
30a、30b 取付部材
30c 回動軸調整機構
31 ベース部材
40 アーム駆動手段
50 ストッパ
100、200 動作補助装置
F 指
H 手
Claims (22)
- 利用者の指の屈伸を補助する動作補助装置であって、
掌側を包み込む方向に屈曲した形状を有する複数のアームと、
前記複数のアームをそれぞれの指に接続可能なように構成される複数の接続部材であって、前記複数の接続部材の各接続部材が対応する1本の指に取り付けられたときの取付位置は、前記指のDIP関節とPIP関節との間に、DIP関節上に、またはDIP関節よりも先の部分にあり、各接続部材は、対応するアームに回転可能に取り付けられている、複数の接続部材と、
前記複数のアームを回動可能に支持するアーム支持機構であって、前記利用者の手の甲部に装着可能なように構成されているアーム支持機構と、
前記複数のアームの各アームを対応する1つの回動中心周りに回動させるアーム駆動手段と
を備え、
前記複数のアームのそれぞれの回動中心は、指のMP関節上またはMP関節よりも手首側に配置され、
前記複数のアームのそれぞれの回動中心周りの回動によって、前記複数の接続部材の各接続部材が、前記取付位置と前記回動中心との間の距離を一定に保持しつつ回動し、それによって対応する指の屈伸を補助するように構成されている、動作補助装置。 - 前記複数のアームは、その長さを調節可能なように構成されている、請求項1に記載の動作補助装置。
- 前記アーム支持機構は、前記複数のアームの回動中心の位置を手の幅方向に調節可能なように構成されている、請求項1または請求項2に記載の動作補助装置。
- 前記アーム支持機構から延在し、前記利用者の指の基節に当接することにより前記基節の動きを規制するように構成されているストッパをさらに備える、請求項1~3のいずれか一項に記載の動作補助装置。
- 前記アーム支持機構は、前記利用者の手の甲部上に装着可能なベース部材を備え、前記ベース部材は、前記複数のアームが延在する側である前方側と、前記前方側とは反対側の後方側とを有し、前記ベース部材は、前記甲部に略平行な平面を有し、前記ストッパは、前記平面に対して略平行であって前記前方側に延在するように構成されている、請求項4に記載の動作補助装置。
- 前記アーム支持機構は、
手の甲部上に装着可能なベース部材と、
前記複数のアームを前記ベース部材に前記回動中心周りに回動可能に支持する複数の取付部材と
を有し、
前記複数の取付部材は、前記ベース部材上に配置される、請求項1~5のいずれか一項に記載の動作補助装置。 - 前記アーム支持機構は、前記手の甲部に対する前記ベース部材の位置および/または向きを調節可能に構成されている、請求項6に記載の動作補助装置。
- 前記アーム支持機構は、前記ベース部材に対する前記複数のアームの取付位置を前記指の長手方向に調整可能に構成されている、請求項6または請求項7に記載の動作補助装置。
- 前記複数の取付部材は、前記複数の取付部材に対するそれぞれのアームの固定位置を前記指の長手方向に調整可能に構成されている、請求項8に記載の動作補助装置。
- 前記ベース部材は、前記ベース部材に対する前記複数の取付部材の固定位置を前記指の長手方向に調整可能に構成されている、請求項8または請求項9に記載の動作補助装置。
- 前記アーム支持機構は、
前記複数のアームの回動中心の位置および/または向きを調整する調整機構を含む、請求項6~10のいずれか一項に記載の動作補助装置。 - 前記複数のアームは、
前記調整機構を介して前記ベース部材に接続された第1のアームと、
前記調整機構を介さずに前記ベース部材に接続された第2のアームとを含む、請求項11に記載の動作補助装置。 - 前記調整機構は、少なくとも1つのボールジョイントを含む、請求項11または請求項12に記載の動作補助装置。
- 前記調整機構は、前記ベース部材の第1の側および第2の側の両方に選択的に取付可能に構成されている、請求項11~13のいずれか一項に記載の動作補助装置。
- 前記複数の接続部材は、それぞれの指の先端が露出するようにそれぞれのアームをそれぞれの指に接続するように構成されている、請求項1~14のいずれか一項に記載の動作補助装置。
- 前記複数の接続部材は、第1の剛性を有する第1の材料と、第1の剛性よりも高い第2の剛性を有する第2の材料とから形成されている、請求項1~15のいずれか一項に記載の動作補助装置。
- 前記利用者の筋電信号を検出するセンサをさらに備え、
前記アーム駆動手段は、前記センサによって検出された筋電信号に基づいて駆動される、請求項1~16のいずれか一項に記載の動作補助装置。 - 前記センサは、前記利用者が指を動かそうとするときに生成される筋電信号を検出し、
前記動作補助装置は、前記利用者が指を動かそうとするときに生成される筋電信号を前記センサが検出したとき振動する振動手段をさらに備える、請求項17に記載の動作補助装置。 - 前記アーム支持機構は、前記複数のアーム各アームの回転角度を検出する第1のエンコーダを備え、
前記アーム駆動手段は、前記アームに接続された少なくとも1つのワイヤと、前記少なくとも1つのワイヤに接続されたモータと、前記モータの回転角度を検出する第2のエンコーダとを備え、
前記動作補助装置は、前記第1のエンコーダによって検出された回転角度と、前記第2のエンコーダによって検出された回転角度とに基づいて、前記少なくとも1つのワイヤの張力を算出する算出手段をさらに備える、請求項1~18のいずれか一項に記載の動作補助装置。 - 前記アーム駆動手段は、前記算出された張力に基づいて、前記利用者の指の動きに干渉しないように前記複数のアームを駆動するように構成されている、請求項19に記載の動作補助装置。
- 前記アーム駆動手段は、
前記複数のアームの各アームに接続された少なくとも1つの第1のワイヤと、
前記複数のアームの各アームに接続された少なくとも1つの第2のワイヤと
を備え、
前記少なくとも1つの第1のワイヤを引っ張ることによる前記アームの一方向の回動により前記指を屈曲させ、前記少なくとも1つの第2のワイヤを引っ張ることによる前記アームの前記一方向の回動とは逆方向の回動により前記指を伸長させる、請求項1~20のいずれか一項に記載の動作補助装置。 - 利用者の指の屈伸を補助する動作補助装置であって、
少なくとも1つのアームと、
前記少なくとも1つのアームをそれぞれ前記指に接続可能なように構成される少なくとも1つの接続部材であって、前記少なくとも1つの接続部材は、前記少なくとも1つのアームに回転可能に取り付けられている、少なくとも1つの接続部材と、
前記少なくとも1つのアームを回動可能に支持するアーム支持機構であって、前記利用者の手の甲部に装着可能なように構成されているアーム支持機構と、
前記少なくとも1つのアームを回動させるアーム駆動手段と
を備え、
前記少なくとも1つのアームが、少なくとも1つの接続部材と前記少なくとも1つのアームの回動中心との間の距離を一定に保持しつつ回動するように構成され、前記アーム支持機構は、前記少なくとも1つのアームの回動中心の位置を手の幅方向に調節可能なように構成されている、動作補助装置。
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WO2023234197A1 (ja) * | 2022-06-02 | 2023-12-07 | ソニーグループ株式会社 | 情報処理装置、情報処理方法及び情報処理プログラム |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002345861A (ja) | 2001-05-29 | 2002-12-03 | Harada Denshi Kogyo Kk | 指動作補助装置 |
JP2007275486A (ja) | 2006-04-12 | 2007-10-25 | Actment Co Ltd | 関節駆動装置 |
JP2011115248A (ja) | 2009-12-01 | 2011-06-16 | Oki Electric Industry Co Ltd | 装着型動作支援装置 |
JP2013017718A (ja) | 2011-07-13 | 2013-01-31 | R-Techs:Kk | 手指リハビリ装置 |
JP2014519945A (ja) | 2011-06-23 | 2014-08-21 | リハビット−テック・リミテッド | 外傷肢を回復させるための装置および方法 |
JP2016055079A (ja) | 2014-09-12 | 2016-04-21 | セイコーエプソン株式会社 | 駆動装置およびその駆動方法 |
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Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6565563B1 (en) * | 1996-09-23 | 2003-05-20 | John M. Agee | Method and apparatus for increasing the range of motion of one or more contracted joints through external forces independently transmitted to the skeleton |
US6110130A (en) * | 1997-04-21 | 2000-08-29 | Virtual Technologies, Inc. | Exoskeleton device for directly measuring fingertip position and inferring finger joint angle |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002345861A (ja) | 2001-05-29 | 2002-12-03 | Harada Denshi Kogyo Kk | 指動作補助装置 |
JP2007275486A (ja) | 2006-04-12 | 2007-10-25 | Actment Co Ltd | 関節駆動装置 |
JP2011115248A (ja) | 2009-12-01 | 2011-06-16 | Oki Electric Industry Co Ltd | 装着型動作支援装置 |
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