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機械式自重補償装置

国内特許コード P100000232
掲載日 2009年6月19日
出願番号 特願2009-037380
公開番号 特開2010-188025
登録番号 特許第5482983号
出願日 平成21年2月20日(2009.2.20)
公開日 平成22年9月2日(2010.9.2)
登録日 平成26年2月28日(2014.2.28)
発明者
  • 藤本 英雄
  • 中山 学之
出願人
  • 国立大学法人 名古屋工業大学
発明の名称 機械式自重補償装置
発明の概要 【課題】下肢リハビリテーションを補助することを目的とし、人に装着して使用した際に人に与える危険の少ない、自重補償装置を提供することを目的とする
【解決手段】関節の回転角度をリンク内に内蔵された自重補償トルク生成装置に伝えるための関節回転軸上に枢着された第一の動力伝達機構と、関節回転角を前記リンク内に内蔵されたばね部材の所望の伸張量に変換する前記リンク内に内蔵された第二の動力伝達機構と、ばね部材から構成される
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


従来、ばね復元力を用いて自重を正確に補償する装置として、非特許文献1に変形プーリを用いることで姿勢に依存することなく、自重トルクを補償することのできる装置が、特許文献1、非特許文献2に鉛直軸とリンク間に自然長が0となるようにバネを張ることで複雑な構造を用いずに姿勢に依存することなく自重トルクを補償することのできる装置が、非特許文献3では、弾性を調整することのできる装置を組み込むことで、補償自重を装置装着者の体重に応じて任意に変更可能な自重補償装置がそれぞれ提案されている。また、リハビリテーションを目的とした自重補償装置として、非特許文献4では天井吊り下げ型
の自重補償装置が、非特許文献5、非特許文献6では、車椅子使用者の上腕の自重を補償するための装置として、車椅子装着型の自重補償装置がそれぞれ提案されている。また、非特許文献7では、背中に支柱を背負った形で装着する、下肢自重補償装置が提案されている。さらに、非特許文献8ではヒューマノイドの関節を駆動するモータにかかる負荷を低減化することを目的として、ばね部材を用いた自重補償装置が提案されている。

産業上の利用分野



本発明は、下肢リハビリテーションにおいて、特別な動力源を用いずに、患者に装着して使用することのできる自重補償装置およびその機構に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
回転関節で接続されたリンクにより構成される下肢に取り付け可能な自重補償装置であって、関節の回転角速度を1/2に減速するギヤと、前記ギヤに固定された第1のプーリと、第1のプーリと同じ半径を有し、リンクに垂直に固定された軸に枢着される回転自在な第2のプーリと、前記第1・第2のプーリを交叉して連結するワイヤと、両端を前記第1・第2のプーリに自在継ぎ手を介して接続されたばね部材から構成され、前記関節の回転角度を前記ギヤを介して1/2の回転角度に変換し、前記第1のプーリを前記関節の回転角度の1/2の角度だけ回転させるとともに、前記第1・第2のプーリ間を交叉して連結する
ワイヤにより、前記第2のプーリを前記第1のプーリと逆方向に同じ角度だけ回転させることで、前記第1・第2のプーリ間に張られるばね部材を前記プーリの軸間を結ぶ直線と平行に伸張させ、ばね復元力と前記プーリ軸の間のモーメントアームをプーリ回転角の余弦で与えられる長さにするとともに、ばね部材の伸張量をプーリ回転角の正弦で与えられる長さにすることで、前記ばね部材の復元力により前記第1・第2のプーリの軸周りに各々のプーリの回転角の正弦で与えられるトルクを生成し、その発生トルクを前記ギヤと前記ワイヤを介して前記関節の回転軸に伝えることで、前記関節の回転軸周りに関節回転角の正弦関数で与えられるトルクを生成し、前記リンク及び装置装着者の自重により関節周りに生成されるトルクを任意の姿勢で誤差なく正確に打ち消す自重補償装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
  • 4C046AA09
  • 4C046AA45
  • 4C046BB08
  • 4C046DD06
  • 4C046DD12
  • 4C046DD13
画像

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JP2009037380thum.jpg
出願権利状態 登録
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