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関節トルク発生装置 コモンズ

国内特許コード P120007692
掲載日 2012年6月20日
出願番号 特願2012-001104
公開番号 特開2013-091151
登録番号 特許第6020787号
出願日 平成24年1月6日(2012.1.6)
公開日 平成25年5月16日(2013.5.16)
登録日 平成28年10月14日(2016.10.14)
優先権データ
  • 特願2011-220359 (2011.10.4) JP
発明者
  • 佐野 明人
出願人
  • 国立大学法人 名古屋工業大学
発明の名称 関節トルク発生装置 コモンズ
発明の概要 【課題】関節トルク発生装置において、非線形も含めたトルク特性を容易に設計でき、さらに人の操作によって、脚の位置に対する発生トルクを動作中に調整可能とする。
【解決手段】受動的な脚であって、腰軸1cを介して相対的に回転するレバーと大腿部1a、バネ2aとカム2cの組合せにより前記腰軸まわりに関節トルクを発生させるためのトルク発生機構を有する。また、バネ2aがローラ付きシャフト2bを介してカム2cに圧接すると関節トルクが発生する。さらに、レバーを人が操作することにより、大腿部の絶対角度における発生トルクを可変にできる。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要


近年、受動歩行機が注目されている。受動歩行機は、動力モータやセンサを持たず、制御を一切行わず緩やかな下り坂を歩くことができる。重力効果のみによって、遊脚膝が自然に曲がり、脚の振り抜きが行われる。受動歩行は、自然でエネルギー効率が高いことで知られ、人の歩行に近いとも言われる。
非特許文献1には、人が2脚受動歩行機をアシストすることで平地歩行を実現し、脚式運搬および歩行支援への応用が開示されている。

産業上の利用分野


本発明は、受動的な脚の腰関節の関節トルク発生装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
腰軸と、レバーと、大腿部と、トルク発生機構と、を備えた受動的な脚であって、
前記レバーと前記大腿部は前記腰軸を介して相対的に回転し、
前記トルク発生機構は、バネとカムの組合せにより前記腰軸まわりに関節トルクを発生させ
前記レバーが操作されることにより、前記カムの形状と前記バネのバネ係数であらかじめ定められたトルク特性に従って、前記大腿部の同じ姿勢における前記関節トルクが、前記レバーの操作の分だけシフトされることを特徴とする関節トルク発生装置。

【請求項2】
前記大腿部の角度に対して前記関節トルクが非線形に変化するように前記カムの形状が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の関節トルク発生装置。

【請求項3】
前記関節トルクの値を、前記大腿部の角度の関数とすると、前記関数の2階微分が、ある角度では正になり、別の角度では負になることを特徴とする請求項2に記載の関節トルク発生装置。

【請求項4】
前記大腿部がある角度のときに前記関節トルクがゼロとなるように前記カムの形状が形成されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の関節トルク発生装置。

【請求項5】
前記レバーを人の手が操作することにより、前記大腿部の前記所定角度における前記関節トルクを、前記レバーの操作の分だけシフトできることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1つに記載の関節トルク発生装置。

【請求項6】
前記トルク発生機構では前記バネがローラ付きシャフトを介して前記カムに圧接すると、前記関節トルクが発生することを特徴とする請求項1ないし5のいずれか1つに記載の関節トルク発生装置。

【請求項7】
前記トルク発生機構は、前記バネと前記ローラ付きシャフトを収めたハウジングが前記大腿部に固定され、前記カムが前記腰軸に固定されることを特徴とする請求項に記載の関節トルク発生装置。

【請求項8】
前記トルク発生機構は、前記バネと前記ローラ付きシャフトを収めたハウジングが前記腰軸に固定され、前記カムが前記大腿部に固定されることを特徴とする請求項に記載の関節トルク発生装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012001104thum.jpg
出願権利状態 登録
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