JP7300168B2 - knee joint assist device - Google Patents

knee joint assist device Download PDF

Info

Publication number
JP7300168B2
JP7300168B2 JP2019152891A JP2019152891A JP7300168B2 JP 7300168 B2 JP7300168 B2 JP 7300168B2 JP 2019152891 A JP2019152891 A JP 2019152891A JP 2019152891 A JP2019152891 A JP 2019152891A JP 7300168 B2 JP7300168 B2 JP 7300168B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gear
knee joint
fixed
arm member
wearer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019152891A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021029596A (en
Inventor
武士 菊池
智晶 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION OITA UNIVERSITY
Original Assignee
NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION OITA UNIVERSITY
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION OITA UNIVERSITY filed Critical NATIONAL UNIVERSITY CORPORATION OITA UNIVERSITY
Priority to JP2019152891A priority Critical patent/JP7300168B2/en
Publication of JP2021029596A publication Critical patent/JP2021029596A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7300168B2 publication Critical patent/JP7300168B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)

Description

特許法第３０条第２項適用 ロボティクス・メカトロニクス講演会２０１９ 講演概要集，第１２１頁 発行所：一般社団法人 日本機械学会 発行日：令和１年６月５日 ［刊行物等］ ロボティクス・メカトロニクス講演会２０１９ 講演論文集（ＤＶＤ），２Ａ１－Ａ０９（１）～２Ａ１－Ａ０９（４） 発行所：一般社団法人 日本機械学会 発行日：令和１年６月５日 ［刊行物等］ ロボティクス・メカトロニクス講演会２０１９ 開催日：令和１年６月７日Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Law Robotics and Mechatronics Lecture Meeting 2019 Lecture Abstracts, page 121 Publisher: The Japan Society of Mechanical Engineers Publication date: June 5, 2019 [Publications] Robotics and Mechatronics Lecture 2019 Lecture Proceedings (DVD), 2A1-A09(1) to 2A1-A09(4) Publisher: The Japan Society of Mechanical Engineers Date of publication: June 5, 2019 [Publications] Robotics/ Mechatronics Lecture 2019 Date: June 7, 2019

本発明は、ヒトの歩行や膝屈伸運動を補助する膝関節補助装置に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a knee joint assisting device that assists human walking and knee bending and stretching exercises.

膝関節補助装置は、装着者の日常の或いはリハビリ時の歩行や屈伸運動を補助するために、様々なものが開発されている。例えば、特許文献１には、支持軸を中心として相対的に回転自在に支持された上部アームと下部アームを装着者の大腿部と下腿部に取り付け、上部アームの所定角度位置を超える旋回動を阻止するためのストッパーを下部アームに設けた膝装着具が記載されている。特許文献１の膝装着具は、膝関節のすべり転がり運動またはロールバック運動（例えば、非特許文献２参照）に追従することができず、歩行運動または屈伸運動を妨げてしまう。 Various types of knee joint assist devices have been developed to assist the wearer's walking and bending and stretching exercises in daily life or during rehabilitation. For example, in Patent Document 1, an upper arm and a lower arm that are relatively rotatably supported around a support shaft are attached to the wearer's thigh and lower leg, and the upper arm is rotated beyond a predetermined angular position. A knee brace is described in which the lower arm is provided with a stopper to prevent movement. The knee brace of Patent Literature 1 cannot follow the sliding and rolling motion or the rollback motion of the knee joint (see, for example, Non-Patent Literature 2), and hinders walking motion or bending and stretching motion.

この点、特許文献２には、下腿装着部の膝関節側端部が前後方向にスライド可能として、膝関節のすべり転がり運動に適合した膝関節運動補助装置が記載されている。然しながら、特許文献２の膝関節運動補助装置では、動力源としてのモーター、平歯車およびすぐばかさ歯車を含む動力伝達装置およびバッテリを備えており、装置が重量とならざるを得ず、リハビリテーション支援、介助作業支援、看護作業支援、農作業支援等の様々な用途に応用すること、特に重度の障害者へ適用することが困難である問題がある。 In this regard, Patent Literature 2 describes a knee joint exercise assisting device adapted to the sliding and rolling motion of the knee joint, in which the knee joint side end portion of the lower leg mounting portion is slidable in the front-rear direction. However, the knee joint motion assisting device of Patent Document 2 is equipped with a motor as a power source, a power transmission device including a spur gear and a straight bevel gear, and a battery. , assistance work support, nursing work support, agricultural work support, etc., and especially difficult to apply to severely disabled persons.

非特許文献１には、電磁モータ、非円形歯車および溝カムを用いた歩行リハビリ用の膝関節アシスト装具が開示されている。非特許文献１の膝関節アシスト装具も膝関節のすべり転がり運動またはロールバック運動に適合しているが、電磁モータやバッテリ等の重量物を搭載しており、装具自体が重く、特許文献２の場合と同様に、様々な用途に応用すること、特に重度の障害者へ適用することが困難である問題がある。 Non-Patent Document 1 discloses a knee joint assist device for walking rehabilitation using an electromagnetic motor, a non-circular gear and a grooved cam. The knee joint assist orthosis of Non-Patent Document 1 is also suitable for sliding and rolling motion or rollback motion of the knee joint, but it is equipped with heavy objects such as an electromagnetic motor and a battery, and the orthosis itself is heavy. As in the case, there is a problem that it is difficult to apply to various uses, especially to severely disabled persons.

特開２００８－２７２３１２号公報JP 2008-272312 A 特開２０１０－０６３５８１号公報JP 2010-063581 A

Terada H. et al.: Development of a knee motion assist mechanism for wearable robot with a non-circular gear and grooved cams, Mechanisms, Transmissions and Applications: Mechanism and Machine Science, 3, Springer, pp. 68, 2012.Terada H. et al.: Development of a knee motion assist mechanism for wearable robot with a non-circular gear and grooved cams, Mechanisms, Transmissions and Applications: Mechanism and Machine Science, 3, Springer, pp. 68, 2012. ＣＴ画像に基づくＸ線動画像シミュレーションを用いたスクワット動作における生体膝関節の機能評価、日本機械学会論文集（Ｃ編）77巻782号、pp.219-227、2011Functional evaluation of biological knee joints in squat motion using X-ray dynamic image simulation based on CT images, Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers (C) Vol.77, No.782, pp.219-227, 2011

本発明は、こうした従来技術の問題を解決することを技術課題としており、膝関節のロールバック運動により良く適合しながら、軽量で種々の用途に適用可能な膝関節補助装置を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the problems of the prior art, and to provide a knee joint assisting device that is more suitable for rolling back motion of the knee joint, is lightweight and can be applied to various uses. and

本発明によれば、本体と、直線に沿って延びる直線歯車部分および前記直線に接する円弧に沿って延びるセクタ歯車部分とを有し、前記本体内に配設された固定歯車と、前記本体内に配設され、前記固定歯車に係合する移動歯車と、記移動歯車に取り付けられ、前記固定歯車に沿って前記移動歯車と共に移動する第１の腕部材と、前記本体に固定された第２の腕部材とを具備し、前記第１の腕部材を装着者の大腿部に固定し、前記第２の腕部材を前記装着者の下腿部に固定するようにした膝関節補助装置が提供される。 According to the present invention, a fixed gear disposed within said body, having a body, a straight gear portion extending along a straight line and a sector gear portion extending along an arc tangent to said straight line; a moving gear disposed in and engaged with the fixed gear; a first arm member attached to the moving gear and moving together with the moving gear along the fixed gear; and a second arm member fixed to the body. arm members, wherein the first arm member is fixed to the wearer's thigh and the second arm member is fixed to the wearer's lower leg provided.

本発明は、ヒトの膝関節のロールバック動作に非常に近い運動を再現することが可能でありながら、構造が簡単で軽量であるために、非常に多種多様な用途に適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can reproduce a motion that is very close to the rollback motion of a human knee joint, yet has a simple structure and light weight, so it can be applied to a wide variety of uses.

本発明の好ましい実施形態による膝関節補助装置の概略略図である。1 is a schematic diagram of a knee joint assist device according to a preferred embodiment of the present invention; 使用者の膝関節に取り付けた図１の膝関節補助装置を使用者と共に示す略図である。Fig. 2 is a schematic diagram showing the knee joint assist device of Fig. 1 with a user attached to the user's knee joint; 図１の膝関節補助装置の案内溝を示す略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a guide groove of the knee joint assisting device of FIG. 1; FIG. 図１の膝関節補助装置の本体に対する第１の腕部材の動作位置を説明するための側面図である。FIG. 4 is a side view for explaining the operating position of the first arm member with respect to the main body of the knee joint assisting device of FIG. 1; 図１の膝関節補助装置の本体に対する第１の腕部材の動作位置を説明するための側面図である。FIG. 4 is a side view for explaining the operating position of the first arm member with respect to the main body of the knee joint assisting device of FIG. 1; 図１の膝関節補助装置の本体に対する第１の腕部材の動作位置を説明するための側面図である。FIG. 4 is a side view for explaining the operating position of the first arm member with respect to the main body of the knee joint assisting device of FIG. 1; 本発明により作製した関節補助装置の回転軸の変位の測定結果を、Ｘ線動画像により装着者（被験者）がスクワットを行ったときの膝関節の動作の分析結果に基づき、膝中心の移動を直線近似して作成した膝関節運動モデルと共に示すグラフである。Based on the results of measuring the displacement of the rotation axis of the joint assist device manufactured according to the present invention, and analyzing the motion of the knee joint when the wearer (subject) squats using X-ray moving images, the movement of the center of the knee can be estimated. It is a graph shown together with a knee joint motion model created by linear approximation. 図１の膝関節補助装置の運動モデルを示す略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a motion model of the knee joint assisting device of FIG. 1; FIG.

以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１において、本実施形態による膝関節補助装置１０は、平行に配置された２枚の板状部材より成る本体部１２、１４と、該本体部１２、１４の間に固定された固定歯車２４と、該固定歯車２４に係合する移動歯車２０と、本体部１２、１４の間に配置された付勢手段としてのねじりコイルばねまたはトーションばね３２と、移動歯車２０の回転軸２２に取り付けられた第１の腕部材１６と、本体部１２、１４に固定された第２の腕部材１８を主要な構成要素として備えている。本体部１２、１４には案内溝１２ａ、１４ａが形成されている。 Preferred embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings.
In FIG. 1, a knee joint assisting device 10 according to this embodiment includes body portions 12 and 14 made up of two plate-like members arranged in parallel, and a fixed gear 24 fixed between the body portions 12 and 14. , a moving gear 20 engaged with the fixed gear 24, a torsion coil spring or torsion spring 32 as an urging means disposed between the body portions 12, 14, and a rotating shaft 22 of the moving gear 20. A first arm member 16 and a second arm member 18 fixed to the body portions 12 and 14 are provided as main components. Guide grooves 12a and 14a are formed in the body portions 12 and 14, respectively.

膝関節補助装置１０は、図２に示すように、第１の腕部材１６に取り付けられた上腿部装着具４０と、第２の腕部材１８に取り付けられた下腿部装着具４２とを有している。上腿部装着具４０は、ヒトの大腿部の表面に馴染むエラストマー、プラスチック、革、布帛等により形成することができ、該上腿部装着具４０をヒトの大腿部の外側の側面に固定するバンド４０ａを有している。下腿部装着具４２は、ヒトの下腿部の表面に馴染むエラストマー、プラスチック、革、布帛等により形成することができ、該下腿部装着具４２をヒトの下腿部の外側の側面に固定するバンド４２ａを有している。 The knee joint assist device 10, as shown in FIG. have. The upper thigh fitting 40 can be made of elastomer, plastic, leather, fabric, or the like that conforms to the surface of the human thigh, and the upper thigh fitting 40 is attached to the outer side of the human thigh. It has a band 40a for fixing. The crus brace 42 can be made of elastomer, plastic, leather, fabric, etc. that conforms to the surface of the human crus, and the crus brace 42 is attached to the outer side of the human crus. It has a band 42a for fixing.

膝関節補助装置１０は、移動歯車２０の回転軸２２が、起立姿勢の装着者の膝関節の回転軸線に概ね一致するように、装着者の膝関節の外側の側面に装着される。このとき、第１の腕部材１６が上方に突出し、第２の腕部材１８が下方に突出し、好ましくは、第１と第２の腕部材１６、１８は一直線上に配置される。膝関節補助装置１０の本体部１２、１４それ自体は、装着者の膝関節に固定されることはない。 The knee joint assisting device 10 is mounted on the lateral side of the wearer's knee joint so that the rotation shaft 22 of the moving gear 20 approximately coincides with the rotation axis of the knee joint of the wearer in a standing posture. At this time, the first arm member 16 projects upward and the second arm member 18 projects downward, and preferably the first and second arm members 16, 18 are aligned. The body parts 12 and 14 of the knee joint assist device 10 themselves are not fixed to the wearer's knee joint.

固定歯車２４は矩形の板状の部材より成る本体部分２４ａを有している。本体部分２４ａは、該本体部分２４ａの一方の測縁部から膨出した扇状部分２４ｂを有している。固定歯車２４は、本体部分２４ａの上縁部に沿って歯切りされた直線歯車部分２６と、直線歯車部分２６の一端から接線方向に接続するように、扇状部分２４ｂの外周面に沿って歯切りされたセクタ歯車部分２８とを有している。より詳細には、直線歯車部分２６とセクタ歯車部分２８は、直線歯車部分２６のピッチ線がセクタ歯車部分２８のピッチ円に接するように配置されている。なお、膝関節補助装置１０を起立姿勢の使用者の膝関節の外側側面に装着したとき、直線歯車部分２６のピッチ線は概ね水平方向に延びる。また、セクタ歯車部分２８は、膝関節補助装置１０を使用者の膝関節に取り付けたときに、使用者の後方を向くように配置されている。 The fixed gear 24 has a body portion 24a made of a rectangular plate-like member. The main body portion 24a has a fan-shaped portion 24b that protrudes from one side edge of the main body portion 24a. The fixed gear 24 has a linear gear portion 26 toothed along the upper edge of the body portion 24a and teeth along the outer peripheral surface of the sector portion 24b so as to connect tangentially from one end of the linear gear portion 26. and a truncated sector gear portion 28 . More specifically, the straight gear portion 26 and the sector gear portion 28 are arranged such that the pitch line of the straight gear portion 26 is tangent to the pitch circle of the sector gear portion 28 . When the knee joint assisting device 10 is attached to the lateral side of the knee joint of the user in a standing posture, the pitch line of the linear gear portion 26 extends substantially horizontally. Further, the sector gear portion 28 is arranged so as to face the rear of the user when the knee joint assist device 10 is attached to the user's knee joint.

本体部１２、１４を形成する板部材の各々に形成された案内溝１２ａ、１４ａは、少なくとも固定歯車２４のセクタ歯車部分２８のピッチ円の中心Ｏsに関する円周に沿って形成された円弧部分１２ｂ、１４ｂと、円弧部分１２ｂ、１４ｂの上側の端部から固定歯車２４の直線歯車部分２６のピッチ線に平行に伸びる直線部分１２ｃ、１４ｃとを有している。 The guide grooves 12a, 14a formed in each of the plate members forming the body portions 12, 14 are formed along at least a circular arc portion 12b formed along the circumference about the center Os of the pitch circle of the sector gear portion 28 of the fixed gear 24. , 14b and straight portions 12c, 14c extending parallel to the pitch line of the straight gear portion 26 of the fixed gear 24 from the upper ends of the arc portions 12b, 14b.

移動歯車２０は、固定歯車２４の直線歯車部分２６およびセクタ歯車部分２８の歯に係合する歯を有している。移動歯車２０は通常の平歯車のような円形の歯車とすることができるが、固定歯車２４の直線歯車部分２６に係合する部分と、セクタ歯車部分２８に係合する部分とで異なる半径としてもよい。移動歯車２０は、本体部１２、１４を形成する板部材に対して垂直に延びる回転軸２２を中心として回転する。移動歯車２０は、回転軸２２と共に、或いは、回転軸２２に対して相対的に回転可能となっている。回転軸２２の両端には、案内溝１２ａ、１４ａに係合するローラまたはフォロア２２ａを取り付けることができる。こうして、移動歯車２０は、回転軸２２を中心として回転しつつ、案内溝１２ａ、１４ａに沿って移動可能となる。 Transfer gear 20 has teeth that engage the teeth of linear gear portion 26 and sector gear portion 28 of fixed gear 24 . The transfer gear 20 can be a circular gear such as a conventional spur gear, but with different radii for the portion that engages the straight gear portion 26 of the fixed gear 24 and the portion that engages the sector gear portion 28. good too. The transfer gear 20 rotates about an axis of rotation 22 extending perpendicularly to the plate members forming the body portions 12 , 14 . The moving gear 20 is rotatable together with the rotating shaft 22 or relatively to the rotating shaft 22 . Both ends of the rotating shaft 22 can be fitted with rollers or followers 22a that engage with the guide grooves 12a, 14a. Thus, the moving gear 20 can move along the guide grooves 12a and 14a while rotating about the rotating shaft 22. As shown in FIG.

トーションばね３２は、本体部１２、１４の内面に固定されたトーションばね取付部としてのボス部３０に取り付けられる。トーションばね３２は、第１と第２の脚部３２ａ、３２ｂを有している。トーションばね３２をボス部３０に取り付けたとき、第１の脚部３２ａは、移動歯車２０の回転軸２２または回転軸２２に取り付けられているローラまたはフォロア２２ａに係合する。第２の脚部３２ｂは、第２の腕部材１８の近傍に配置されたトーションばね係留部３４に固定される。 The torsion spring 32 is attached to a boss portion 30 as a torsion spring attachment portion fixed to the inner surfaces of the body portions 12 and 14 . The torsion spring 32 has first and second legs 32a, 32b. When the torsion spring 32 is attached to the boss 30, the first leg 32a engages the axle 22 of the transfer gear 20 or a roller or follower 22a attached to the axle. The second leg 32 b is secured to a torsion spring anchor 34 located near the second arm member 18 .

第１の腕部材１６は、図３に示すように、第１の腕部材１６の中心軸線Ｏｍが第２の腕部材１８の中心軸線Ｏに概ね一直線上に配置される位置（０°の位置）から、中心軸線Ｏｍが中心軸線Ｏに対して９０°の角度をなす位置（図４）を経て、中心軸線Ｏｍが中心軸線Ｏに対して１５０°の角度をなす位置（図５）まで、本体部１２、１４に対して移動することができる。 As shown in FIG. 3, the first arm member 16 is placed at a position where the central axis Om of the first arm member 16 is arranged substantially on a straight line with the central axis O of the second arm member 18 (0° position). ), through the position where the central axis Om forms an angle of 90° with respect to the central axis O (Fig. 4), to the position where the central axis Om forms an angle of 150° with respect to the central axis O (Fig. 5), It is movable with respect to the body portions 12 , 14 .

この間、トーションばね３２は、０°の位置へ復帰する方向に移動歯車２０の回転軸２２を付勢する。トーションばね３２から回転軸２２への付勢力は、角度が大きくなにつれ次第に大きくなる。つまり、トーションばね３２から回転軸２２への付勢力は、膝関節補助装置１０を装着した装着者が最も深く屈曲させたときに最も大きくなり、そうした姿勢から膝を伸ばす際に、装着者の膝伸展動作を良好に補助することが可能となる。 During this time, the torsion spring 32 urges the rotating shaft 22 of the moving gear 20 in the direction of returning to the 0° position. The biasing force from the torsion spring 32 to the rotating shaft 22 gradually increases as the angle increases. In other words, the biasing force from the torsion spring 32 to the rotating shaft 22 is maximized when the wearer wearing the knee joint assist device 10 bends the knee most deeply, and when the knee is extended from such a posture, the wearer's knee It is possible to favorably assist the stretching action.

図６は、白石善孝等が行った、膝関節のＸ線動画像により装着者（被験者）がスクワットを行ったときの膝関節の動作の分析結果に基づき、膝中心の移動を直線近似して作成した膝関節運動モデルを示している。膝の屈伸運動は、ロールバック運動(Rollback Motion)とも称される、脛骨上の大腿骨の転がり運動と滑り運動による複合運動であり、完全伸展位から屈曲初期には、大腿骨が脛骨に対して回転する転がり運動のみであるが、徐々に滑り運動が加わり、最終的には滑り運動のみとなる。 Fig. 6 shows a linear approximation of the movement of the knee center based on the analysis results of the movement of the knee joint when the wearer (subject) squats using X-ray moving images of the knee joint performed by Yoshitaka Shiraishi et al. The created knee joint motion model is shown. Knee flexion and extension motion, also called rollback motion, is a compound motion of rolling motion and sliding motion of the femur on the tibia. It is only rolling motion that rotates at the same time, but sliding motion is gradually added, and finally only sliding motion is achieved.

本実施形態では、移動歯車２０の回転軸２２が、なるべく図６のモデルに沿って移動できるように膝関節補助装置１０の寸法を決定した。図７を参照すると、膝関節補助装置１０の運動モデルが示されている。図７において、回転軸２２の移動は一点鎖線で示されている。また、図７では、Ｘ軸は前後方向（左方が装着者の前方）であり、Ｚ軸は上下方向である。 In this embodiment, the dimensions of the knee joint assisting device 10 are determined so that the rotating shaft 22 of the moving gear 20 can move along the model of FIG. 6 as much as possible. Referring to FIG. 7, a motion model of the knee joint assist device 10 is shown. In FIG. 7, the movement of the rotating shaft 22 is indicated by a dashed line. In FIG. 7, the X-axis is the front-rear direction (the left side is the front of the wearer), and the Z-axis is the vertical direction.

ｒ１は移動歯車２０において固定歯車２４の直線歯車部分２６（図７では２）に係合する部分１の半径であり、ｒ２はセクタ歯車部分２８（図７では４）に係合する部分３の半径であり、ｒ３はセクタ歯車部分４の半径である。θ１は、移動歯車２０の回転軸２２の中心Ｏmgに関する部分１の中心角度であり、θ２は、移動歯車２０の回転軸２２の中心Ｏmgに関する部分２の中心角度である。 r1 is the radius of portion 1 of transfer gear 20 that engages linear gear portion 26 (2 in FIG. 7) of stationary gear 24 and r2 is the radius of portion 3 that engages sector gear portion 28 (4 in FIG. 7). and r3 is the radius of the sector gear portion 4. θ1 is the center angle of the portion 1 with respect to the center Omg of the rotation shaft 22 of the transfer gear 20, and θ2 is the center angle of the portion 2 with respect to the center Omg of the rotation shaft 22 of the transfer gear 20.

ｒ１＝ｒ２＝１２ｍｍ、ｒ３＝８ｍｍ、θ１＝３０°、θ２＝１２０として、実際に膝関節補助装置１０を作製し、回転軸２２の動作を測定した。測定結果を図６において一点鎖線で示す。図６から理解されるように、本実施形態による膝関節補助装置１０は、実線で示すヒトの膝関節のロールバック動作に非常に近い運動を再現することが可能である。 With r1=r2=12 mm, r3=8 mm, .theta.1=30.degree. The measurement results are indicated by a dashed line in FIG. As can be understood from FIG. 6, the knee joint assisting device 10 according to this embodiment can reproduce a motion very close to the rollback motion of the human knee joint indicated by the solid line.

１０ 膝関節補助装置
１２ 本体部
１２ａ 案内溝
１２ｂ 円弧部分
１２ｃ 直線部分
１４ 本体部
１４ａ 案内溝
１４ｂ 円弧部分
１４ｃ 直線部分
１６ 第１の腕部材
１８ 第２の腕部材
２０ 移動歯車
２２ 回転軸
２２ａ フォロア
２４ 固定歯車
２４ａ 本体部分
２４ｂ 扇状部分
２６ 直線歯車部分
２８ セクタ歯車部分
３０ ボス部
３２ａ 第１の脚部
３２ｂ 第２の脚部
３４ 係留部
４０ 上腿部装着具
４０ａ バンド
４２ 下腿部装着具
４２ａ バンド REFERENCE SIGNS LIST 10 knee joint assisting device 12 body portion 12a guide groove 12b arc portion 12c straight portion 14 body portion 14a guide groove 14b arc portion 14c straight portion 16 first arm member 18 second arm member 20 moving gear 22 rotating shaft 22a follower 24 Fixed gear 24a Body portion 24b Fan-shaped portion 26 Linear gear portion 28 Sector gear portion 30 Boss portion 32a First leg portion 32b Second leg portion 34 Mooring portion 40 Upper leg attachment 40a Band 42 Lower leg attachment 42a Band

Claims (3)

本体と、
水平な直線に沿って延びる直線歯車部分および前記直線に接する円弧に沿って延び、かつ前記直線歯車部分から下方に配置されるセクタ歯車部分とを有し、前記本体内に配設された固定歯車と、
前記本体内に配設され、前記固定歯車に係合する移動歯車と、
前記移動歯車の回転軸を、前記固定歯車の直線歯車部分に平行な水平方向に案内する直線部分、および、前記セクタ歯車部分の中心を中心とした円弧に沿って案内する円弧部分を有し、前記本体に形成された案内溝と、
前記移動歯車の回転軸を前記案内溝の直線部分へ向けて付勢する付勢手段と、
前記移動歯車に取り付けられ、前記固定歯車に沿って前記移動歯車と共に移動する第１の腕部材と、
前記本体に固定された第２の腕部材とを具備し、
前記第１の腕部材を装着者の大腿部に固定し、前記第２の腕部材を前記装着者の下腿部に固定するようにした膝関節補助装置。 the main body;
A fixed gear disposed within said body having a straight gear portion extending along a horizontal straight line and a sector gear portion extending along an arc tangent to said straight line and disposed downwardly from said straight gear portion. and,
a moving gear disposed within the body and engaged with the fixed gear;
a linear portion that guides the rotational axis of the movable gear in a horizontal direction parallel to the linear gear portion of the fixed gear; a guide groove formed in the main body;
biasing means for biasing the rotating shaft of the moving gear toward the straight portion of the guide groove;
a first arm member attached to the moving gear and moving with the moving gear along the fixed gear;
a second arm member fixed to the body;
A knee joint assisting device in which the first arm member is fixed to the wearer's thigh and the second arm member is fixed to the wearer's lower leg. 前記付勢手段は、前記移動歯車の回転軸に係合する脚部を有したトーションばねである請求項１に記載の膝関節補助装置。 2. A knee joint assisting device according to claim 1 , wherein said urging means is a torsion spring having legs that engage with the rotating shaft of said moving gear. 前記第１の腕部材に取り付けられた上腿部装着具と、前記第２の腕部材に取り付けられた下腿部装着具とを更に具備し、前記上腿部装着具は、装着者の大腿部の外側の側面に固定され、前記下腿部装着具は、装着者の下腿部の外側の側面に固定される請求項２に記載の膝関節補助装置。 It further comprises an upper leg attachment attached to the first arm member and a lower leg attachment attached to the second arm member, wherein the upper leg attachment is attached to the wearer's body. 3. The knee joint assisting device according to claim 2 , wherein the knee joint assisting device is fixed to the outer side surface of the thigh, and the lower leg attachment is fixed to the outer side surface of the wearer's lower leg.
JP2019152891A 2019-08-23 2019-08-23 knee joint assist device Active JP7300168B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019152891A JP7300168B2 (en) 2019-08-23 2019-08-23 knee joint assist device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019152891A JP7300168B2 (en) 2019-08-23 2019-08-23 knee joint assist device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021029596A JP2021029596A (en) 2021-03-01
JP7300168B2 true JP7300168B2 (en) 2023-06-29

Family

ID=74677946

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019152891A Active JP7300168B2 (en) 2019-08-23 2019-08-23 knee joint assist device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7300168B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114845680A (en) * 2021-10-28 2022-08-02 中国科学院深圳先进技术研究院 Walking assisting exoskeleton device
CN116492204B (en) * 2023-03-13 2023-08-29 深圳睿瀚医疗科技有限公司 Portable bionic knee joint exoskeleton and gait recognition system for cerebral palsy children

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016059763A (en) 2014-09-22 2016-04-25 国立大学法人山梨大学 Lower limb motion support apparatus
US20170119569A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 Ossur Iceland Ehf Hinge assembly for an orthopedic device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016059763A (en) 2014-09-22 2016-04-25 国立大学法人山梨大学 Lower limb motion support apparatus
US20170119569A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 Ossur Iceland Ehf Hinge assembly for an orthopedic device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021029596A (en) 2021-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhou et al. Design of a passive lower limb exoskeleton for walking assistance with gravity compensation
CN107648013B (en) 4-degree-of-freedom forearm of upper limb exoskeleton robot
d’Elia et al. Physical human-robot interaction of an active pelvis orthosis: toward ergonomic assessment of wearable robots
Erdogan et al. Assist On-Ankle: a reconfigurable ankle exoskeleton with series-elastic actuation
JP7300168B2 (en) knee joint assist device
KR101219795B1 (en) Wearable robot to assist muscular strength
KR101290174B1 (en) Wearable robot to assist muscular strength
US10799381B2 (en) Tendon device for suit type robot for assisting human with physical strength
EP2762749A1 (en) Link actuating device
US10967215B2 (en) Resistive device employing eddy current braking
KR20130045776A (en) Wearable robot to assist muscular strength
US10549138B2 (en) Methods and systems for an exoskeleton to reduce a runners metabolic rate
US20180161229A1 (en) Joint assembly and motion assistance apparatus including the same
KR101983377B1 (en) Motion assist apparatus
KR101965070B1 (en) Elastic Structure Body, Elastic Actuator And Wearable Robot Having The Same
JP2014124297A (en) Walking state measuring apparatus and walking assist device
Jiang et al. A novel pantographic exoskeleton based collocated joint design with application for early stroke rehabilitation
KR101287346B1 (en) Wearable robot to assist muscular strength
KR101716761B1 (en) Wearable MDOF joint for assisting muscular strength that coincides with the center of rotation
Hong et al. Novel three-DOF ankle mechanism for lower-limb exoskeleton: kinematic analysis and design of passive-type ankle module
KR101904990B1 (en) Knob for Rehabilitation Robot and Robot having the same
JP2006340768A (en) Wearable robot hand
KR102460869B1 (en) Power Assistive Robot for Human Upper Limb
Shin et al. Optimal design of multi-linked knee joint for lower limb wearable robot
Mobedi et al. A soft assistive device for elbow effort-compensation

Legal Events

Date Code Title Description
A80 Written request to apply exceptions to lack of novelty of invention

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A80

Effective date: 20190913

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220706

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230314

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230322

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230508

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230530

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230612

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7300168

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150