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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-03-19
(54)【発明の名称】人間の胴部を支援するためのデバイス
(51)【国際特許分類】
B25J 11/00 20060101AFI20240312BHJP
【ＦＩ】
B25J11/00 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023561206
(86)(22)【出願日】2022-04-05
(85)【翻訳文提出日】2023-11-30
(86)【国際出願番号】 SG2022050192
(87)【国際公開番号】W WO2022216229
(87)【国際公開日】2022-10-13
(31)【優先権主張番号】10202103448P
(32)【優先日】2021-04-05
(33)【優先権主張国・地域又は機関】SG
(31)【優先権主張番号】202111368770.8
(32)【優先日】2021-11-18
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】507335687
【氏名又は名称】ナショナル ユニヴァーシティー オブ シンガポール
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】シュオ・ディン
(72)【発明者】
【氏名】ハオヨン・ユ
【テーマコード（参考）】
3C707
【Ｆターム（参考）】
3C707AS38
3C707CX05
3C707HS27
3C707HT04
3C707HT36
3C707XK06
3C707XK12
3C707XK16
3C707XK24
3C707XK42
(57)【要約】
本願は、人間の胴部を支援するデバイスに関し、人間の胴部を支援するためのデバイスを提供する。このデバイスは、背部ストラップ（２）を介してユーザの上方背部に結合された胴部リンク（１）と、脚部ストラップ（４）を介してユーザの左右の大腿部にそれぞれ結合された２つの大腿部リンク（３）と、ユーザの左右の股関節にそれぞれ位置合わせして配置され、胴部リンク（１）及び２つの大腿部リンク（３）を回転可能に結合するように構成された、２つの股関節ヒンジ（５）と、ボーデンケーブル（７）を介して２つの股関節ヒンジ（５）に結合され、ユーザに対するモーメント負荷を軽減するために支援トルクを発生させるように構成された、トルク発生器（６）と備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
人間の胴部を支援するためのデバイスであって、背部ストラップ（２）を介してユーザの上方背部に結合された胴部リンク（１）と、
脚部ストラップ（４）を介して前記ユーザの左右の大腿部にそれぞれ結合された２つの大腿部リンク（３）と、
前記ユーザの左右の股関節にそれぞれ位置合わせして配置され、前記胴部リンク（１）及び２つの前記大腿部リンク（３）を回転可能に結合するように構成された、２つの股関節ヒンジ（５）と、
ボーデンケーブル（７）を介して２つの前記股関節ヒンジ（５）に結合され、前記ユーザに対するモーメント負荷を軽減するために支援トルクを発生させるように構成された、トルク発生器（６）と
を備える、デバイス。
【請求項2】
前記胴部リンク（１）は、２つの前記股関節ヒンジ（５）にそれぞれ回転可能に結合された２つの臀部リンク（１０１）と、
２つの前記臀部リンク（１０１）にそれぞれ固定され、前記ボーデンケーブル（７）に連結するように構成された、２つのケーブルコネクタ（１０２）と、
上方臀部ヒンジ（１０３）により２つの前記臀部リンク（１０１）にそれぞれ回転可能に結合された２つの上方臀部リンク（１０４）と、
２つの前記上方臀部リンク（１０４）にそれぞれ連結され、腰部コネクタ（１０６）に固定された、２つの腰部リンク（１０５）と、
背部リンクであって、前記背部リンクの一端部が、前記腰部コネクタ（１０６）に固定され、前記背部リンクの他端部が、上方背部プレートに回転可能に結合され、前記上方背部プレートは、前記ユーザの上方背部の姿勢の変化に倣うように構成される、背部リンクと
を備える、請求項１に記載のデバイス。
【請求項3】
前記股関節ヒンジ（５）がそれぞれ、前記大腿部リンク（３）に固定され、前記臀部リンク（１０１）に回転可能に結合された、プーリー（５０１）と、
前記プーリー（５０１）に回転可能に結合され、前記背部ストラップ（２）に連結されたヒンジ支持部（５０２）と、
前記プーリー（５０１）の軸方向位置をロックするように構成された２つの端部キャップ（５０３）と
を備える、請求項２に記載のデバイス。
【請求項4】
前記ボーデンケーブル（７）の一端部が、前記プーリー（５０１）中に差し込まれ、他端部が、前記トルク発生器（６）に連結される、請求項３に記載のデバイス。
【請求項5】
前記トルク発生器（６）は、腰部位置に装着され、前記ボーデンケーブル（７）により２つの前記股関節ヒンジ（５）を駆動する、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項6】
前記トルク発生器（６）は、支持プレート（６０１）と、
前記支持プレート（６０１）の２つの端部にそれぞれ固定された２つのシャフトベース（６０２Ａ）及び（６０２Ｂ）と、
２つの前記シャフトベース（６０２Ａ）及び（６０２Ｂ）の間で可動である２つの外方摺動プレート（６０４Ａ）及び（６０４Ｂ）と、
２つの前記外方摺動プレート（６０４Ａ）及び（６０４Ｂ）の間で可動である２つの内方摺動プレート（６０５Ａ）及び（６０５Ｂ）と、
前記内方摺動プレート（６０５Ａ）及び（６０５Ｂ）の間に装着された圧縮バネ（６０６）と
を備え、
前記ボーデンケーブル（６０８Ａ）の一端部が、前記外方摺動プレート（６０４Ｂ）に固定され、他端部が、一方の前記股関節ヒンジ（５）に連結され、前記ボーデンケーブル（６０８Ｂ）の一端部が、前記外方摺動プレート（６０４Ａ）に固定され、他端部が、他方の前記股関節ヒンジ（５）に連結される、請求項５に記載のデバイス。
【請求項7】
前記トルク発生器（６）は、相互に平行に配置され、前記シャフトベース（６０２Ａ）及び（６０２Ｂ）により支持された、２つのシャフト（６０３Ａ）及び（６０３Ｂ）をさらに備え、
２つの前記外方摺動プレート（６０４Ａ）及び（６０４Ｂ）ならびに２つの前記内方摺動プレート（６０５Ａ）及び（６０５Ｂ）は、前記シャフト（６０３Ａ）及び（６０３Ｂ）に連結され、前記シャフト（６０３Ａ）及び（６０３Ｂ）に沿って平滑に移動することが可能である、請求項６に記載のデバイス。
【請求項8】
前記トルク発生器（６）は、前記支持プレート（６０１）の中間部に固定され、前記圧縮バネ（６０６）を案内するようにさらに構成された、バネスリーブ（６０７）
をさらに備える、請求項６に記載のデバイス。
【請求項9】
前記トルク発生器（６）は、前記外方摺動プレート（６０４Ａ）及び（６０４Ｂ）と前記デバイスの固定箇所との間で連結され、前記ボーデンケーブル（６０８Ａ）及び（６０８Ｂ）に張力をかけるように構成された、弾性ロープ（６１０）
をさらに備える、請求項６に記載のデバイス。
【請求項10】
前記外方摺動プレート（６０４Ａ）及び（６０４Ｂ）は、前記ユーザが直立する場合に事前設定初期位置に位置し、前記外方摺動プレート（６０４Ａ）及び（６０４Ｂ）の間の距離が、前記圧縮バネ（６０６）の初期長さよりも大きい、請求項６に記載のデバイス。
【請求項11】
前記ユーザが、所定の角度Ａまで片脚を上げたときに、前記圧縮バネ（６０６）は、圧縮されず、前記所定の角度Ａにおいて、一方の前記外方摺動プレートが、対応する前記内方摺動プレートと接触するように前記ボーデンケーブルによって引かれる、請求項６に記載のデバイス。
【請求項12】
前記ユーザが腰を曲げてまたはスクワット状態になって前記胴部と前記大腿部との間の角度が、Ａ／２以下だけ縮小された場合に、前記圧縮バネ（６０６）は、圧縮せず、前記ユーザが腰を曲げてまたはスクワット状態になって前記胴部と前記大腿部との間の角度がＡ／２超だけ縮小された場合に、前記圧縮バネ（６０６）は、圧縮され、前記ユーザの腰部関節のモーメント負荷を軽減するように前記股関節ヒンジ（５）に支援トルクを発生させる、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項13】
前記トルク発生器（６）は、前記胴部リンク（１）に設置され、前記ボーデンケーブル（７）を介して両方の前記股関節ヒンジ（５）を駆動し、前記デバイスは、感知制御ボックス（８）をさらに備え、
前記感知制御ボックス（８）は、前記胴部リンク（１）にさらに設置され、前記トルク発生器（６）に制御信号及びエネルギーを供給する、請求項１から４のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項14】
前記トルク発生器（６）は、ベースプレート（６０３）に固定されたモータ（６０１）及びボールネジ（６０２）を備える原動機であって、前記ベースプレート（６０３）は、スライドレール（６０５）を備える、原動機と、
前記ボールネジ（６０２）に連結され、前記原動機により前記スライドレール（６０５）に沿って可動である、スライダ（６０４）と
を備え、
前記ボーデンケーブル（７）は、前記スライダ（６０４）と前記股関節ヒンジ（５）との間に連結されて、前記胴部リンク（１）と前記大腿部リンク（３）との間に抵抗モーメントを与える、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項15】
前記ボーデンケーブル（７）は、送出ボーデンケーブル（７０１）及び帰還ボーデンケーブル（７０２）からなり、前記トルク発生器（６）は、２つのローラ（６０６Ａ）及び（６０６Ｂ）をさらに備え、２つの前記ローラ（６０６Ａ）及び（６０６Ｂ）のうちの一方が、前記送出ボーデンケーブル（７０１）のためのものであり、２つの前記ローラ（６０６Ａ）及び（６０６Ｂ）のうちの他方が、前記帰還ボーデンケーブル（７０２）のためのものであり、２つの前記ローラ（６０６Ａ）及び（６０６Ｂ）は、前記スライダ（６０４）に設置され、
前記送出ボーデンケーブル（７０１）は、前記ローラ（６０６Ａ）に巻き付けられ、前記送出ボーデンケーブル（７０１）の２つの端部が、２つの前記股関節ヒンジ（５）に連結され、前記帰還ボーデンケーブル（７０２）は、他方の前記ローラ（６０６Ｂ）に巻き付けられ、前記帰還ボーデンケーブル（７０２）の２つの端部が、それぞれ２つの前記股関節ヒンジ（５）にやはり連結される、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項16】
前記ボーデンケーブル（７）は、送出ボーデンケーブル（７０１）を備え、前記トルク発生器（６）は、前記送出ボーデンケーブル（７０１）のためのローラ（６０６Ａ）をさらに備え、
前記ローラ（６０６Ａ）は、前記スライダ（６０４）に設置され、
前記送出ボーデンケーブル（７０１）は、前記ローラ（６０６Ａ）に巻き付けられ、前記送出ボーデンケーブル（７０１）の両端部が、２つの前記股関節ヒンジ（５）にそれぞれ連結され、
前記モータ（６０１）は、前記スライダ（６０４）を後方に移動し、前記送出ボーデンケーブル（７０１）を引く、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項17】
前記トルク発生器（６）は、ベースプレート（６０３）と、
前記ベースプレート（６０３）に固定されたモータ（６０１）を備える原動機と、
前記ベースプレート（６０３）に固定されたスライドレール（６０５）と、
前記モータ（６０１）により前記スライドレール（６０５）に沿って可動であるスライダ（６０４）と、
前記モータ（６０１）に結合されたプライムプーリー（６１４）と
を備え、
前記モータ（６０１）は、前記プライムプーリー（６１４）を駆動して前記ボーデンケーブル（７）を引くことにより前記スライダ（６０４）を駆動して後方に移動させる、請求項１３に記載のデバイス。
【請求項18】
前記プライムプーリー（６１４）は、内方リング（６１４－１）及び外方リング（６１４－２）を備え、複数の弾性要素は、前記内方リング（６１４－１）と前記外方リング（６１４－２）との間に配置され、前記内方リング（６１４－１）と前記外方リング（６１４－２）との間の角度シフトを測定するように構成される、請求項１７に記載のデバイス。
【請求項19】
前記原動機は、油圧シリンダまたは空気圧シリンダを備える、請求項１４または１７に記載のデバイス。
【請求項20】
前記感知制御ボックス（８）は、前記ユーザの運動状況と前記ボーデンケーブル（７）に対する力とをモニタリングして前記トルク発生器（６）に制御信号を送信することにより、作業状況において前記ボーデンケーブル（７）に張力をかけ、前記ボーデンケーブル（７）に対する前記力が非作業状況においてゼロになるように確保するように構成される、請求項１３に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本願は、人間の胴部を支援するデバイスに関し、より詳細には、ユーザにより着用され、腰部関節に対するモーメント負荷を軽減し、持上作業の最中における背部に対する圧縮負荷を軽減する可搬式デバイスに関する。このデバイスは、例えば工場、倉庫、病院、空港、建設、配達、及び日常生活支援等の多数の状況において適用することができる。
【背景技術】
【0002】
米国では、作業関連筋骨格系障害（ＷＭＳＤ）により毎年２５００億ドルのコストがかかると推定されている。背部損傷がＷＭＳＤの中でも最も主要なものであり、背部損傷からの回復には長い時間がかかる。例えば手荷物の取扱い、患者の看護、住宅建設、及び自動車の組立て等の非常に多くの作業により、背部損傷は引き起こされ得る。これらの作業において、作業員は、胴部の曲げ、荷上げまたは荷物の保持、及び荷下ろしを頻繁に行う必要があり、これにより脊椎のＬ５／Ｓ１エリアに大きなモーメント負荷が発生し、背部の筋疲労及び筋損傷が生じる。したがって、腰部関節に対する支援を提供し筋疲労を緩和することが可能な胴部支援デバイスに対する必要性は非常に高い。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0003】
本願は、胴部と大腿部との間に回復トルクを印加し、曲げ作業及び持上作業における背部の筋疲労を軽減する、人間の胴部を支援するためのデバイスに関する。
【0004】
一般的に、本願は、人間の胴部を支援するためのデバイスを提供する。このデバイスは、
背部ストラップを介してユーザの上方背部に結合された胴部リンクと、
脚部ストラップを介してユーザの左右の大腿部にそれぞれ結合された２つの大腿部リンクと、
ユーザの左右の股関節に位置合わせして配置され、胴部リンク及び２つの大腿部リンクを回転可能に結合するように構成された、２つの股関節ヒンジと、
ボーデンケーブル(Bowden cable)を介して２つの股関節ヒンジに結合され、ユーザに対するモーメント負荷を軽減するために支援トルクを発生させるように構成された、トルク発生器と
を備える。
背部ストラップを介してユーザの上方背部に結合された胴部リンクと、
脚部ストラップを介してユーザの左右の大腿部にそれぞれ結合された２つの大腿部リンクと、
ユーザの左右の股関節に位置合わせして配置され、胴部リンク及び２つの大腿部リンクを回転可能に結合するように構成された、２つの股関節ヒンジと、
ボーデンケーブル(Bowden cable)を介して２つの股関節ヒンジに結合され、ユーザに対するモーメント負荷を軽減するために支援トルクを発生させるように構成された、トルク発生器と
を備える。
【0005】
本願の一実施形態によれば、胴部リンクは、
２つの股関節ヒンジにそれぞれ回転可能に結合された２つの臀部リンクと、
２つの臀部リンクにそれぞれ固定され、ボーデンケーブルに連結するように構成された、２つのケーブルコネクタと、
上方臀部ヒンジにより２つの臀部リンクにそれぞれ回転可能に結合された２つの上方臀部リンクと、
２つの上方臀部リンクにそれぞれ連結され、腰部コネクタに固定された、２つの腰部リンクと、
背部リンクであって、背部リンクの一端部が、腰部コネクタに固定され、背部リンクの他端部が、上方背部プレートに回転可能に結合され、上方背部プレートは、ユーザの上方背部の姿勢の変化に倣うように構成される、背部リンクと
を備える。
２つの股関節ヒンジにそれぞれ回転可能に結合された２つの臀部リンクと、
２つの臀部リンクにそれぞれ固定され、ボーデンケーブルに連結するように構成された、２つのケーブルコネクタと、
上方臀部ヒンジにより２つの臀部リンクにそれぞれ回転可能に結合された２つの上方臀部リンクと、
２つの上方臀部リンクにそれぞれ連結され、腰部コネクタに固定された、２つの腰部リンクと、
背部リンクであって、背部リンクの一端部が、腰部コネクタに固定され、背部リンクの他端部が、上方背部プレートに回転可能に結合され、上方背部プレートは、ユーザの上方背部の姿勢の変化に倣うように構成される、背部リンクと
を備える。
【0006】
本発明の一実施形態によれば、股関節ヒンジがそれぞれ、
大腿部リンクに固定され、臀部リンクに回転可能に結合された、プーリーと、
プーリーに回転可能に結合され、背部ストラップに連結されたヒンジ支持部と、
プーリーの軸方向位置をロックするように構成された２つの端部キャップと
を備える。
大腿部リンクに固定され、臀部リンクに回転可能に結合された、プーリーと、
プーリーに回転可能に結合され、背部ストラップに連結されたヒンジ支持部と、
プーリーの軸方向位置をロックするように構成された２つの端部キャップと
を備える。
【0007】
本発明の一実施形態によれば、ボーデンケーブルの一端部が、プーリー中に差し込まれ、他端部が、トルク発生器に連結される。
【0008】
本発明の一実施形態によれば、トルク発生器は、腰部位置に装着され、ボーデンケーブルにより２つの股関節ヒンジを駆動する。
【0009】
本発明の一実施形態によれば、トルク発生器は、
支持プレートと、
支持プレートの２つの端部にそれぞれ固定された２つのシャフトベースと、
２つのシャフトベースの間で可動である２つの外方摺動プレートと、
２つの外方摺動プレートの間で可動である２つの内方摺動プレートと、
これらの内方摺動プレートの間に装着された圧縮バネと
を備え、
ボーデンケーブルの一端部が、外方摺動プレートに固定され、他端部が、一方の股関節ヒンジに連結され、ボーデンケーブルの一端部が、外方摺動プレートに固定され、他端部が、他方の股関節ヒンジに連結される。
支持プレートと、
支持プレートの２つの端部にそれぞれ固定された２つのシャフトベースと、
２つのシャフトベースの間で可動である２つの外方摺動プレートと、
２つの外方摺動プレートの間で可動である２つの内方摺動プレートと、
これらの内方摺動プレートの間に装着された圧縮バネと
を備え、
ボーデンケーブルの一端部が、外方摺動プレートに固定され、他端部が、一方の股関節ヒンジに連結され、ボーデンケーブルの一端部が、外方摺動プレートに固定され、他端部が、他方の股関節ヒンジに連結される。
【0010】
本発明の一実施形態によれば、トルク発生器は、相互に平行に配置され、シャフトベースにより支持された、２つのシャフトをさらに備え、２つの外方摺動プレート及び２つの内方摺動プレートは、シャフトに連結され、シャフトに沿って平滑に移動することが可能である。
【0011】
本発明の一実施形態によれば、トルク発生器は、
支持プレートの中間部に固定され、圧縮バネを案内するようにさらに構成された、バネスリーブ
をさらに備える。
支持プレートの中間部に固定され、圧縮バネを案内するようにさらに構成された、バネスリーブ
をさらに備える。
【0012】
本発明の一実施形態によれば、トルク発生器は、
外方摺動プレートとデバイスの固定箇所との間で連結され、ボーデンケーブルに張力をかけるように構成された、弾性ロープ
をさらに備える。
外方摺動プレートとデバイスの固定箇所との間で連結され、ボーデンケーブルに張力をかけるように構成された、弾性ロープ
をさらに備える。
【0013】
本発明の一実施形態によれば、外方摺動プレートは、ユーザが直立する場合に事前設定初期位置に位置し、外方摺動プレート同士の間の距離が、圧縮バネの初期長さよりも大きい。
【0014】
本発明の一実施形態によれば、ユーザが、所定の角度Ａまで片脚を上げたときに、圧縮バネは、圧縮されず、所定の角度Ａにおいて、一方の外方摺動プレートが、対応する内方摺動プレートと接触するようにボーデンケーブルによって引かれる。
【0015】
本発明の一実施形態によれば、ユーザが、腰を曲げまたはスクワット状態になり、胴部と大腿部との間の角度が、Ａ／２以下だけ縮小された場合に、圧縮バネは、圧縮せず、ユーザが腰を曲げまたはスクワット状態になり、胴部と大腿部との間の角度が、Ａ／２超だけ縮小された場合に、圧縮バネは、圧縮され、ユーザの腰部関節のモーメント負荷を軽減するように股関節ヒンジに支援トルクを発生させる。
【0016】
本発明の一実施形態によれば、トルク発生器は、胴部リンクに設置され、ボーデンケーブルを介して両股関節ヒンジを駆動する。前出のデバイスは、感知制御ボックスをさらに備え、感知制御ボックスは、胴部リンクにさらに設置され、トルク発生器に制御信号及びエネルギーを供給する。
【0017】
本発明の一実施形態によれば、トルク発生器は、
ベースプレートに固定されたモータ及びボールネジを備える原動機であって、ベースプレートが、スライドレールを備える、原動機と、
ボールネジに連結され、原動機によりスライドレールに沿って可動である、スライダと
を備え、
ボーデンケーブルは、スライダと股関節ヒンジとの間に連結されて、胴部リンクと大腿部リンクとの間に抵抗モーメントを与える。
ベースプレートに固定されたモータ及びボールネジを備える原動機であって、ベースプレートが、スライドレールを備える、原動機と、
ボールネジに連結され、原動機によりスライドレールに沿って可動である、スライダと
を備え、
ボーデンケーブルは、スライダと股関節ヒンジとの間に連結されて、胴部リンクと大腿部リンクとの間に抵抗モーメントを与える。
【0018】
本発明の一実施形態によれば、ボーデンケーブルは、送出ボーデンケーブル及び帰還ボーデンケーブルからなり、トルク発生器は、２つのローラをさらに備え、２つのローラのうちの一方が、送出ボーデンケーブルのためのものであり、２つのローラのうちの他方が、帰還ボーデンケーブルのためのものであり、これらの２つのローラは、スライダに設置され、送出ボーデンケーブルは、ローラに巻き付けられ、送出ボーデンケーブルの２つの端部が、２つの股関節ヒンジにそれぞれ連結され、帰還ボーデンケーブルは、他方のローラに巻き付けられ、帰還ボーデンケーブルの２つの端部が、それぞれ２つの股関節ヒンジにやはり連結される。
【0019】
本発明の一実施形態によれば、ボーデンケーブルは、送出ボーデンケーブルを備え、トルク発生器は、送出ボーデンケーブルのためのローラをさらに備え、ローラは、スライダに設置され、送出ボーデンケーブルは、ローラに巻き付けられ、送出ボーデンケーブルの両端部が、２つの股関節ヒンジにそれぞれ連結され、モータは、スライダを後方に移動し、送出ボーデンケーブルを引く。
【0020】
本発明の一実施形態によれば、トルク発生器は、
ベースプレートと、
ベースプレートに固定されたモータを備える原動機と、
ベースプレートに固定されたスライドレールと、
モータによりスライドレールに沿って可動であるスライダと、
モータに結合されたプライムプーリーと
を備え、
モータは、プライムプーリーを駆動してボーデンケーブルを引くことによりスライダを駆動して後方に移動させる。
ベースプレートと、
ベースプレートに固定されたモータを備える原動機と、
ベースプレートに固定されたスライドレールと、
モータによりスライドレールに沿って可動であるスライダと、
モータに結合されたプライムプーリーと
を備え、
モータは、プライムプーリーを駆動してボーデンケーブルを引くことによりスライダを駆動して後方に移動させる。
【0021】
本発明の一実施形態によれば、プライムプーリーは、内方リング及び外方リングを備え、複数の弾性要素が、内方リングと外方リングとの間に配置され、内方リングと外方リングとの間の角度シフトを測定するように構成される。
【0022】
本発明の一実施形態によれば、原動機は、油圧シリンダまたは空気圧シリンダを備える。
【0023】
本発明の一実施形態によれば、感知制御ボックスは、ユーザの運動状況とボーデンケーブルに対する力とをモニタリングしてトルク発生器に制御信号を送信することにより、作業状況においてボーデンケーブルに張力をかけ、ボーデンケーブルに対する力が非作業状況においてゼロになるように確保するように構成される。
【0024】
次に、本願の実施形態をより明確に説明するために、本願または先行技術の実施形態の説明に使用する必要のある添付の図面に関する簡単な説明を行う。以下のとおりに記載される添付の図面は、本願のいくつかの実施形態にすぎず、当業者は、いかなる創造的努力も必要とすることなく本図面にしたがって他の図面を想起することもまた可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本願の第１の実施形態による、持上作業においてユーザにより着用された人間の胴部を支援するためのデバイスの側面図である。
【図2】本願の第１の実施形態による、人間の胴部を支援するためのデバイス側面図である。
【図3】本願の第１の実施形態による、トルク発生器、背部ストラップ、及びボーデンケーブルが見えない状態にある、胴部リンクの背面図である。
【図4】本願の第１の実施形態による、トルク発生器、背部ストラップ、及びボーデンケーブルが見えない状態にある、胴部リンクの側面図である。
【図5】本願の第１の実施形態による、胴部リンクの上方端部の近接図である。
【図6】本願の第１の実施形態による、トルク発生器、背部ストラップ、及びボーデンケーブルが見えない状態にある、デバイスが胴の傾斜移動に順応するのを示す概略図である。
【図7】本願の第１の実施形態による、トルク発生器、背部ストラップ、及びボーデンケーブルが見えない状態にある、デバイスが胴の捻り移動に順応するのを示す概略図である。
【図8】本願の第１の実施形態による、股関節ヒンジシェルが見えない状態にある、股関節ヒンジの近接図である。
【図9】本願の第１の実施形態による、保護シェルが見えない状態にある、トルク発生器の上面図である。
【図10】本願の第１の実施形態による、保護シェルが見えない状態にある、トルク発生器の側面図である。
【図11】本願の第１の実施形態による、ユーザが直立する場合のトルク発生器の状態を示す図である。
【図12】本願の第１の実施形態による、ユーザが片脚（例えば右脚）を所定の角度Ａまで上げたときのトルク発生器の状態を示す図である。
【図13】本願の第１の実施形態による、ユーザが大きく一歩を踏み出し、例えば左脚が所定の角度Ｂまで後方に下がり、右脚が角度（Ａ＋Ｂ）まで前方に進んだときの、トルク発生器の状態を示す図である。
【図14】本願の第１の実施形態による、ユーザが腰を曲げまたはスクワット状態になり、胴部と大腿部との間の角度がＡ／２だけ縮小したときのトルク発生器の状態を示す図である。
【図15】本願の第１の実施形態による、ユーザが腰を曲げまたはスクワット状態になり、胴部と大腿部との間の角度がＡ／２超だけ縮小したときのトルク発生器の状態を示す図である。
【図16】本願の第２の実施形態による、持上作業においてユーザにより着用された人間の胴部を支援するためのデバイスの側面図である。
【図17】本願の第２の実施形態による、人間の胴部を支援するためのデバイスの側面図である。
【図18】本願の第２の実施形態による、トルク発生器、背部ストラップ、及びボーデンケーブルが見えない状態にある、胴部リンクの背面図である。
【図19】本願の第２の実施形態による、トルク発生器、背部ストラップ、及びボーデンケーブルが見えない状態にある、胴部リンクの側面図である。
【図20】胴部リンクの上方端部の近接図である。
【図21】本願の第２の実施形態による、トルク発生器、背部ストラップ、及びボーデンケーブルが見えない状態にある、デバイスが胴の傾斜移動に順応するのを示す概略図である。
【図22】本願の第２の実施形態による、トルク発生器、背部ストラップ、及びボーデンケーブルが見えない状態にある、デバイスが胴の捻り移動に順応するのを示す概略図である。
【図23】本願の第２の実施形態による、股関節ヒンジシェルが見えない状態にある、股関節ヒンジの近接図である。
【図24】本願の第２の実施形態による、保護シェルが見えない状態にある、トルク発生器の一実施形態の近接図である。
【図27】本願の第２の実施形態による、保護シェルが見えない状態にある、トルク発生器の別の実施形態の近接図である。
【図30】本願の第２の実施形態による、プライムプーリーの準拠する一実施形態の近接図である。
【図31】本願の第２の実施形態による、保護シェルが見えない状態にある、トルク発生器の別の実施形態の近接図である。
【図34】本願の第２の実施形態による、デバイスの作動原理の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0026】
本願の目的、技術的解決策、及び利点をより明確にかつより理解可能にするために、以下、添付の図面及び実施形態を参照として本願をさらに詳細に説明する。本明細書において説明される特定の実施形態は、専ら例示として意図されたものであり、本願を限定するものとしては意図されない点を理解されたい。
【0027】
本明細書では、本願の実施形態を詳細に説明し、実施形態の例を添付の図面に示す。常に変更されない参照番号または同様の参照番号は、同等または同様の機能性を有する同等または同様の構成要素を示す。添付の図面を参照として以降において説明される実施形態は、例示的なものであり、本願を説明することを意図されたものであり、本願に対する限定的なものとしてみなされるべきではない。
【0028】
ある構成要素が他の構成要素「に固定される」または他の構成要素「に配設される」と述べられる場合に、これは、他の構成要素に直接的または間接的に位置し得る点に留意されたい。ある構成要素が、他の構成要素「に連結される」と述べられる場合に、これは、他の構成要素に直接的または間接的に連結され得る。
【0029】
本願の説明において、例えば「長さ」、「幅」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「上部」、「下部」、「内部」、及び「外部」等の用語により示される方向または位置関係は、添付の図面に示す方向または位置関係であり、本願の説明を好都合に行い、この説明を簡略化することを意図したものにすぎず、示唆するデバイスまたは構成要素が特定の位置を有さなくてはいけないまたは特定の位置にしたがって構築及び操作されなければならないことを示唆するものではなく、したがってこれらの用語は、本願を限定するものとしてみなされるべきではない点を理解されたい。
【0030】
本願の第１の実施形態
図１は、持上作業においてユーザにより着用された人間の胴部を支援するためのデバイスの側面図を示す。このデバイスは、胴部リンク１、背部ストラップ２、２つの大腿部リンク３、脚部ストラップ４、２つの股関節ヒンジ５、トルク発生器６、及びボーデンケーブル７を備える。胴部リンク１は、背部ストラップ２によりユーザの上方背部に結合され、２つの大腿部リンク３は、脚部ストラップ４によりユーザの左大腿部及び右大腿部にそれぞれ結合される。２つの股関節ヒンジ５は、ユーザの左股関節及び右股関節にそれぞれ位置合わせして配置されて、胴部リンク１と大腿部リンク３とを回転可能に結合する。トルク発生器６は、腰部位置に装着され、ボーデンケーブル７により股関節ヒンジ５を駆動する。図２は、人間の胴部を支援するためのデバイスの側面図を示す。
図１は、持上作業においてユーザにより着用された人間の胴部を支援するためのデバイスの側面図を示す。このデバイスは、胴部リンク１、背部ストラップ２、２つの大腿部リンク３、脚部ストラップ４、２つの股関節ヒンジ５、トルク発生器６、及びボーデンケーブル７を備える。胴部リンク１は、背部ストラップ２によりユーザの上方背部に結合され、２つの大腿部リンク３は、脚部ストラップ４によりユーザの左大腿部及び右大腿部にそれぞれ結合される。２つの股関節ヒンジ５は、ユーザの左股関節及び右股関節にそれぞれ位置合わせして配置されて、胴部リンク１と大腿部リンク３とを回転可能に結合する。トルク発生器６は、腰部位置に装着され、ボーデンケーブル７により股関節ヒンジ５を駆動する。図２は、人間の胴部を支援するためのデバイスの側面図を示す。
【0031】
図３及び図４は、胴部リンクの背面図及び側面図をそれぞれ示し、トルク発生器、背部ストラップ、及びボーデンケーブルは見えない状態にある。図５は、胴部リンクの上方端部の近接図を示す。胴部リンク１は、２つの臀部リンク１０１を備え、これらの臀部リンク１０１は、左右の股関節ヒンジ５にそれぞれ回転可能に結合される。２つのケーブルコネクタ１０２が、ボーデンケーブル７に連結するために左右の臀部リンク１０１にそれぞれ固定される。２つの上方臀部リンク１０４が、上方臀部ヒンジ１０３により左右の臀部リンク１０１にそれぞれ回転可能に結合される。これにより、脚部の外転運動及び内転運動が可能になり得る。２つの腰部リンク１０５が、左右の上方臀部リンク１０４にそれぞれ連結され、次いで腰部コネクタ１０６に固定される。２つの下方背部リンク１０７が、腰部コネクタ１０６に固定され、中間コネクタ１０８により上方背部リンク１０９に連結される。デバイスのサイズは、リンク同士の相対位置を調節することにより変更され得る及び種々の身体形状に順応し得る。線形軸受１１０が、上方背部リンク１０９により支持され、背部シャフト１１１に線形的に結合する。連結ロッド１１２が、一端部において背部シャフト１１１にロックされ、他端部においてユニバーサルベアリング１１３に連結する。ユニバーサルベアリング１１３は、上方背部ヒンジ１１４により上方背部プレート１１５に回転可能に結合される。ユーザが胴を動かす場合に、背部シャフト１１１は、線形軸受１１０に摺動及び回転し、ユニバーサルベアリング１１３は、上方背部プレート１１５に対して回転し、それにより上方背部プレート１１５は、上方背部の姿勢の変化に倣い得る。図６及び図７に示すように、デバイスは、胴の曲げ移動のみならず、胴の傾斜移動及び捻り移動に対しても順応する。
【0032】
図８は、股関節ヒンジの近接図を示し、ヒンジシェルは、見えない状態にある。股関節ヒンジ５は、プーリー５０１を備え、このプーリー５０１は、大腿部リンク３に固定され、シャフト及び軸受により臀部リンク１０１に回転可能に結合される。また、ヒンジ支持部５０２が、プーリー５０１に回転可能に結合され、バンデージ５０４を介して背部ストラップ２に連結される。２つの端部キャップ５０３が、軸受の軸方向位置をロックするために使用される。ボーデンケーブル７の一端部が、プーリー５０１上の小穴に差し込まれ、他端部は、トルク発生器６に連結される。
【0033】
図９及び図１０は、トルク発生器の上面図及び側面図をそれぞれ示し、保護シェルは見えない状態にある。トルク発生器６は、支持プレート６０１を備え、２つのシャフトベース６０２Ａ及び６０２Ｂが、支持プレート６０１に固定される。２つのシャフト６０３Ａ及び６０３Ｂが、相互に平行に配置され、シャフトベース６０２Ａ及び６０２Ｂにより支持される。２つの外方摺動プレート６０４Ａ及び６０４Ｂならびに２つの内方摺動プレート６０５Ａ及び６０５Ｂは、線形軸受と一体化され、シャフト６０３Ａ及び６０３Ｂに沿って平滑に移動し得る。圧縮バネ６０６が、内方摺動プレート６０５Ａ及び６０５Ｂに装着され、これらの内方摺動プレート６０５Ａ及び６０５Ｂの円筒状構造部により案内される。バネスリーブ６０７が、支持プレート６０１の中間部に固定され、またバネ６０６を案内するために使用される。ボーデンケーブル６０８Ａの一端部が、外方摺動プレート６０４Ｂに固定され、他端部が、ケーブルコネクタ６０９Ａを介して左臀部ヒンジのプーリーに連結される。ボーデンケーブル６０８Ｂの一端部が、外方摺動プレート６０４Ａに固定され、他端部が、ケーブルコネクタ６０９Ｂを介して右臀部ヒンジのプーリーに連結される。いくつかの実施形態では、弾性ロープ６１０が、外方摺動プレート６０４Ａ及び６０４Ｂに追加され、デバイスの何らかの固定箇所に連結される。弾性ロープ６１０は、ボーデンケーブル６０８Ａ及び６０８Ｂに張力を印加するために使用され、簡略化のために以降の図面には示さない。
【0034】
図１１は、ユーザが直立する場合のトルク発生器の状態を示す図である。ユーザが直立する場合に、外方摺動プレート６０４Ａ及び６０４Ｂは、事前設定された初期位置にある。外方摺動プレート６０４Ａ及び６０４Ｂの間の距離は、圧縮バネ６０６の初期長さに内方摺動プレート６０５Ａ及び６０５Ｂの厚さを加えたものよりも大きい。圧縮バネ６０６は圧縮されず、ボーデンケーブル７に対する力は非常に小さい（事前張力のみ）。したがって、デバイスは、ユーザにトルクを印加しない。
【0035】
図１２は、ユーザが片脚（例えば右脚）を所定の角度Ａまで上げたときのトルク発生器の状態を示す。外方摺動プレート６０４Ａは、ボーデンケーブル６０８Ｂにより右側に引かれ、内方摺動プレート６０５Ａに接触し、それにより摺動プレート６０４Ａ、６０５Ａ、６０５Ｂ及びバネ６０６のすべてが、内方摺動プレート６０５Ｂ及び外方摺動プレート６０４Ｂが相互に接触するまで、右側へ移動する。この時点において、外方摺動プレート６０４Ａ及び６０４Ｂの間の距離は、圧縮バネ６０６の初期長さに内方摺動プレート６０５Ａ及び６０５Ｂの厚さを加えたものと同等になる。圧縮バネ６０６は、圧縮されず、ボーデンケーブル７に対する力は、非常に小さい（事前張力）。したがって、デバイスは、ユーザにトルクを印加しない。
【0036】
図１３は、ユーザが大きく一歩を踏み出し、例えば左脚が所定の角度Ｂまで後方に下がり、右脚が角度（Ａ＋Ｂ）まで前方に進んだときのトルク発生器の状態を示す。左脚が、所定の角度Ｂまで後方に下がる場合に、外方摺動プレート６０４Ｂは、弾性ロープにより右側に引かれ、シャフトベース６０２Ｂに接触する。したがって、右脚は、角度（Ａ＋Ｂ）まで自由に前方に進み得る。この時点において、外方摺動プレート６０４Ａ及び６０４Ｂの間の距離は、圧縮バネ６０６の初期長さに内方摺動プレート６０５Ａ及び６０５Ｂの厚さを加えたものと同等になる。圧縮バネ６０６は、圧縮されず、ボーデンケーブル７に対する力は、非常に小さい（事前張力）。したがって、デバイスは、ユーザにトルクを印加しない。
【0037】
図１４は、ユーザが腰を曲げまたはスクワット状態になり、胴部と大腿部との間の角度がＡ／２だけ縮小したときの、トルク発生器の状態を示す。外方摺動プレート６０４Ａ及び６０４Ｂは、外方摺動プレート６０４Ａが内方摺動プレート６０５Ａに接触し、外方摺動プレート６０４Ｂが内方摺動プレート６０５Ｂに接触するまで、それぞれボーデンケーブル６０８Ｂ及び６０８Ａにより中間まで引かれる。この時点において、外方摺動プレート６０４Ａ及び６０４Ｂの間の距離は、圧縮バネ６０６の初期長さに内方摺動プレート６０５Ａ及び６０５Ｂの厚さを加えたものと同等になる。圧縮バネ６０６は、圧縮されず、ボーデンケーブル７に対する力は、非常に小さい（事前張力）。したがって、デバイスは、ユーザにトルクを印加しない。
【0038】
図１５は、ユーザが腰を曲げまたはスクワット状態になり、胴部と大腿部との間の角度がＡ／２超だけ縮小したときの、トルク発生器の状態を示す。外方摺動プレート６０４Ａ及び６０４Ｂは、それぞれボーデンケーブル６０８Ｂ及び６０８Ａにより中間まで引かれる。外方摺動プレート６０４Ａ及び６０４Ｂの間の距離は、圧縮バネ６０６の初期長さに内方摺動プレート６０５Ａ及び６０５Ｂの厚さを加えたものよりも小さくなる。圧縮バネ６０６は、圧縮されず、股関節ヒンジ５に支援トルクを発生させることにより腰部関節のモーメント負荷を軽減する。
【0039】
本願の第２の実施形態
図１６は、持上作業においてユーザにより着用された人間の胴部を支援するためのデバイスの側面図を示す。このデバイスは、胴部リンク１、背部ストラップ２、２つの大腿部リンク３、脚部ストラップ４、２つの股関節ヒンジ５、トルク発生器６、ボーデンケーブル７、及び感知制御ボックス８を備える。胴部リンク１は、背部ストラップ２によりユーザの上方背部に結合され、２つの大腿部リンク３は、脚部ストラップ４によりユーザの左大腿部及び右大腿部にそれぞれ結合される。２つの股関節ヒンジ５は、ユーザの左股関節及び右股関節にそれぞれ位置合わせして配置されて、胴部リンク１と大腿部リンク３とを回転可能に結合する。トルク発生器６は、胴部リンク１に設置され、ボーデンケーブル７を介して両股関節ヒンジ５を駆動する。また、感知制御ボックス（バッテリを有する）８が、胴部リンク１に設置され、トルク発生器６に制御信号及びエネルギーを供給する。図１７は、人間の胴部を支援するためのデバイスの側面図を概略的に示す。
図１６は、持上作業においてユーザにより着用された人間の胴部を支援するためのデバイスの側面図を示す。このデバイスは、胴部リンク１、背部ストラップ２、２つの大腿部リンク３、脚部ストラップ４、２つの股関節ヒンジ５、トルク発生器６、ボーデンケーブル７、及び感知制御ボックス８を備える。胴部リンク１は、背部ストラップ２によりユーザの上方背部に結合され、２つの大腿部リンク３は、脚部ストラップ４によりユーザの左大腿部及び右大腿部にそれぞれ結合される。２つの股関節ヒンジ５は、ユーザの左股関節及び右股関節にそれぞれ位置合わせして配置されて、胴部リンク１と大腿部リンク３とを回転可能に結合する。トルク発生器６は、胴部リンク１に設置され、ボーデンケーブル７を介して両股関節ヒンジ５を駆動する。また、感知制御ボックス（バッテリを有する）８が、胴部リンク１に設置され、トルク発生器６に制御信号及びエネルギーを供給する。図１７は、人間の胴部を支援するためのデバイスの側面図を概略的に示す。
【0040】
図１８及び図１９は、胴部リンクの背面図及び側面図をそれぞれ示し、トルク発生器、背部ストラップ、ボーデンケーブル、及び感知制御ボックスは見えない状態にある。図２０は、胴部リンクの上方端部の近接図を示す。胴部リンク１は、２つの臀部リンク１０１を備え、これらの臀部リンク１０１は、左右の股関節ヒンジ５にそれぞれ回転可能に結合される。４つのケーブルコネクタ１０２が、ボーデンケーブル７に連結するために左右の臀部リンク１０１にそれぞれ固定される。２つの上方臀部リンク１０４が、上方股関節ヒンジ１０３により左右の臀部リンク１０１にそれぞれ回転可能に結合される。これにより、脚部の外転運動及び内転運動が可能になり得る。２つの腰部リンク１０５が、左右の上方臀部リンク１０４にそれぞれ連結され、次いで腰部コネクタ１０６に固定される。２つの下方背部リンク１０７が、腰部コネクタ１０６に固定され、中間コネクタ１０８により上方背部リンク１０９に連結される。デバイスのサイズは、リンク同士の相対位置を調節することにより変更され得る及び種々の身体形状に順応し得る。線形軸受１１０が、上方背部リンク１０９により支持され、背部シャフト１１１に線形的に結合する。連結ロッド１１２が、一端部において背部シャフト１１１にロックされ、他端部においてユニバーサルベアリング１１３に連結する。ユニバーサルベアリング１１３は、上方背部ヒンジ１１４により上方背部プレート１１５に回転可能に結合される。ユーザが胴を動かす場合に、背部シャフト１１１は、線形軸受１１０に対して摺動及び回転し、ユニバーサルベアリング１１３は、上方背部プレート１１５に対して回転し、それにより上方背部プレート１１５は、上方背部の姿勢の変化に倣い得る。図２１及び図２２に示すように、デバイスは、胴の曲げ移動のみならず、胴の傾斜移動及び捻り移動に対しても順応する。
【0041】
図２３は、股関節ヒンジの近接図を示し、股関節ヒンジシェルは見えない状態にある。股関節ヒンジ５は、プーリー５０１を備え、このプーリー５０１は、脚部リンク３に固定され、シャフト及び軸受により臀部リンク１０１に回転可能に結合される。また、ヒンジ支持部５０２が、プーリー５０１に回転可能に結合され、バンデージ５０４を介して背部ストラップ２に連結される。２つの端部キャップ５０３が、軸受の軸方向位置をロックするために使用される。送出ボーデンケーブル７０１及び帰還ボーデンケーブル７０２の一端部が、プーリー５０１上の小穴に差し込まれ、他端部は、トルク発生器６に連結される。
【0042】
図２４は、トルク発生器の一実施形態の近接図を示し、保護シェルは見えない状態にある。トルク発生器６は、原動機としてベースプレート６０３に固定された、モータ６０１及びボールネジ６０２を備え、これによりスライダ６０４が駆動されてスライドレール６０５に沿って移動する。一方は送出ボーデンケーブル７０１のための及び他方は帰還ボーデンケーブル７０２のためのものである２つのローラ６０６Ａ及び６０６Ｂが、スライダ６０４に設置される。送出ボーデンケーブル７０１は、ローラ６０６Ａに巻き付けられ、送出ボーデンケーブル７０１の２つの端部は、左右の股関節ヒンジ５の内部のプーリー５０１のそれぞれに連結して、胴部リンク１と大腿部リンク３との間に抵抗モーメントを生じさせる。帰還ボーデンケーブル７０２は、他方のローラ６０６Ｂに巻き付けられ、帰還ボーデンケーブル７０２の２つの端部は、やはり左右の股関節ヒンジ５の内部のプーリー５０１のそれぞれに連結して、送出ボーデンケーブル７０１が弛まないようにする。他の２つのローラ６０７Ａ及び６０７Ｂが、帰還ボーデンケーブル７０２の方向を案内するためにローラベース６０８に固定される。４つのケーブルコネクタ６０９が、ケーブル連結のためにＬ字形状ベース６１０に固定される。また、この実施形態は、図２５に示すように一方向作動へと単純化され得る。モータ６０１は、スライダ６０４を駆動して後方へ移動させ、送出ボーデンケーブル７０１を引くだけである。
【0043】
上記の実施形態では、図２６に示すように、２つのバネ６１１及び６１２を、ボールネジ６０２の摺動部分６１３とスライダ６０４との間に追加することが可能である。これらのボーデンケーブルに対する力は、バネ６１１及び６１２の変形を制御することにより確保され得る。
【0044】
図２７は、トルク発生器の別の実施形態の近接図を示し、保護シェルは見えない状態にある。図２８は、トルク発生器の上面図を示し、保護シェルは見えない状態にある。トルク発生器６は、原動機としてのモータ６０１と、ベースプレート６０３に固定されたスライドレール６０５とを備える。２つのローラ６０６Ａ及び６０６Ｂが、スライドレール６０５に沿って移動することのできるスライダ６０４に固定される。送出ボーデンケーブル７０１は、ローラ６０６Ａの周囲に巻かれ、帰還ボーデンケーブル７０２は、ローラ６０６Ｂの周囲に巻かれる。別の２つのローラ６０７Ａ及び６０７Ｂが、帰還ボーデンケーブル７０２の方向を案内するためにベース６０３に固定される。４つのケーブルコネクタ６０９が、ケーブル連結のためにベース６０３に固定される。プライムプーリー６１４が、モータ６０１に結合される。前進ケーブル６１５Ａ及び後退ケーブル６１５Ｂの一端部が、プライムプーリー６１４に固定される。前進ケーブル６１５Ａは、２つの下方ローラ６１６Ａ及び６１６Ｂにより案内され、スライダ６０４に連結される。後退ケーブル６１５Ｂは、下方ローラ６１６Ｃにより案内され、スライダ６０４に連結される。動作において、モータ６０１は、プライムプーリー６１４を駆動して後退ケーブル６１５Ｂを引き、スライダ６０４は、後方へ移動することになり、次いで送出ボーデンケーブル７０１が引かれることになる。モータ６０１が逆方向に回転すると、前進ケーブル６１５Ａは、引かれることになり、スライダ６０４は、前方に移動することになり、次いで帰還ボーデンケーブル７０２が引かれることになる。また、この実施形態は、図２９に示すように一方向作動へと単純化され得る。モータ６０１は、スライダ６０４を駆動して後方へ移動させ、送出ボーデンケーブル７０１を引くだけである。
【0045】
上記の実施形態では、弾性要素（例えばトーションバネ）を、モータ６０１とプライムプーリー６１４との間に追加することができる。また、プライムプーリー６１４は、弾性要素として設計することが可能である、一実施形態が図３０に示される。プライムプーリー６１４は、内方リング６１４－１及び外方リング６１４－２を備える。内方リング６１４－１は、モータに結合され、外方リング６１４－２は、ケーブル６１５Ａ及び６１５Ｂに連結される。バネ６１４－３が、内方リング６１４－１と外方リング６１４－２との間に設置される。動作において、モータ６０１は、内方リング６１４－１を駆動し、内方リング６１４－１と外方リング６１４－２との間に角度シフトを発生させ、それによりバネ６１４－３の長さが変更される。内方リング６１４－１と外方リング６１４－２との間のトルクは、センサにより測定することが可能な角度シフトの関数となる。
【0046】
図３１は、トルク発生器の別の実施形態の近接図を示し、保護シェルは見えない状態にある。図３２は、トルク発生器の上面図を示し、保護シェルは見えない状態にある。トルク発生器６は、原動機としてのモータ６０１と、ベースプレート６０３に固定されたスライドレール６０５とを備える。２つのローラ６０６Ａ及び６０６Ｂが、スライドレール６０５に沿って移動することのできるスライダ６０４に固定される。送出ボーデンケーブル７０１は、ローラ６０６Ａの周囲に巻かれ、帰還ボーデンケーブル７０２は、ローラ６０６Ｂの周囲に巻かれる。別の２つのローラ６０７Ａ及び６０７Ｂが、帰還ボーデンケーブル７０２の方向を案内するためにベース６０３に固定される。４つのケーブルコネクタ６０９が、ケーブル連結のためにベース６０３に固定される。プライムプーリー６１４が、モータ６０１に結合される。前進ケーブル６１５Ａ及び後退ケーブル６１５Ｂの一端部が、プライムプーリー６１４の２つの層にそれぞれ固定される。ケーブル６１５Ａ及び６１５Ｂの巻き付け方向は、相互に逆方向である。前進ケーブル６１５Ａは、３つの下方ローラ６１６Ａ、６１６Ｂ、及び６１６Ｃにより案内され、次いでスライダ６０４に連結される。後退ケーブル６１５Ｂは、スライダ６０４に連結される。動作において、モータ６０１は、プライムプーリー６１４を駆動して後退ケーブル６１５Ｂを引き、スライダ６０４は、後方へ移動することになり、次いで送出ボーデンケーブル７０１が引かれることになる。モータ６０１が逆方向に回転すると、前進ケーブル６１５Ａは、引かれることになり、スライダ６０４は、前方に移動することになり、次いで帰還ボーデンケーブル７０２が引かれることになる。この実施形態では、弾性要素（例えばトーションバネ）を、モータ６０１とプライムプーリー６１４との間に追加することができる。また、この実施形態は、図３３に示すように一方向作動へと単純化され得る。モータ６０１は、スライダ６０４を駆動して後方へ移動させ、送出ボーデンケーブル７０１を引くだけである。
【0047】
すべての実施形態において、差動駆動は、１）一方のボーデンケーブルに対する力が常に均一であるため、左右の股関節ヒンジ５に対する支援トルクが同一になる点と、２）２つの脚部が差動的に動くときに、ローラ６０６Ａ及び６０６Ｂが左右の側部のケーブル長の差異を補償するように自動回転する点とによって、実現される。
【0048】
すべての実施形態において、原動機６０１は、油圧シリンダ及び空気圧シリンダ等であることも可能である。
【0049】
図３４は、デバイスの作動原理を概略的に示す。動作において、感知制御ボックス８は、ユーザの運動状況とボーデンケーブル７に対する力とをモニタリングする。ユーザが作業状況にある場合に、すなわち荷を持ち上げるために腰をかがめ、胴部支持を必要とする場合に、この感知制御ボックス８は、送出ボーデンケーブル７０１に張力をかけ、胴部リンク１と大腿部リンク３との間に適切な支援トルクを供給するために、トルク発生器６に制御信号を送信する。ユーザが、作業状況にない場合には、トルク発生器６は、ボーデンケーブル７の力がほぼゼロになり、日常的活動においてユーザに快適性を与える（抵抗感を感じさせない）ことを確保させることになる。
【0050】
第２の実施形態のデバイスは、さらに軽量であり、ユーザの左右の側部の動機を確保し得る。
【0051】
前述の実施形態は、本願の好ましい実施形態にすぎず、本願に対する限定としてみなされるべきではない。本願の趣旨及び原理の範囲内において行われるあらゆる修正、均等置換、及び改良等は、本願の保護範囲に含まれるべきである。
【符号の説明】
【0052】
１ 胴部リンク、２ 背部ストラップ、３ 大腿部リンク，脚部リンク、４ 脚部ストラップ、５ 股関節ヒンジ、６ トルク発生器、７ ボーデンケーブル、８ 感知制御ボックス、１０１ 臀部リンク、１０３ 上方臀部ヒンジ，上方股関節ヒンジ、１０４ 上方臀部リンク、１０６ 腰部コネクタ、１０８ 中間コネクタ、１０９ 上方背部リンク、１１０ 線形軸受、１１１ 背部シャフト、１１２ 連結ロッド、１１３ ユニバーサルベアリング、１１４ 上方背部ヒンジ、１１５ 上方背部プレート、５０１ プーリー、５０２ ヒンジ支持部、５０４ バンデージ、６０１ 支持プレート，モータ，原動機、６０２ ボールネジ、６０２Ａ シャフトベース、６０２Ｂ シャフトベース、６０３ ベースプレート，ベース、６０３Ａ シャフト、６０３Ｂ シャフト、６０４ スライダ、６０４Ａ 外方摺動プレート、６０４Ｂ 外方摺動プレート、６０５ スライドレール、６０５Ａ 内方摺動プレート、６０５Ｂ 内方摺動プレート、６０６ 圧縮バネ、６０６Ａ ローラ、６０６Ｂ ローラ、６０７ バネスリーブ、６０８ ローラベース、６０８Ａ ボーデンケーブル、６０８Ｂ ボーデンケーブル、６０９Ａ ケーブルコネクタ、６０９Ｂ ケーブルコネクタ、６１０ 弾性ロープ，Ｌ字形状ベース、６１１ バネ、６１３ 摺動部分、６１４ プライムプーリー、６１４－１ 内方リング、６１４－２ 外方リング、６１４－３ バネ、７０１ 送出ボーデンケーブル、７０２ 帰還ボーデンケーブル、６１５Ａ 前進ケーブル、６１５Ｂ 後退ケーブル、６１６Ｃ 下方ローラ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【国際調査報告】