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DEVICE FOR GENERATING JOINT TORQUE

Patent code P120007692
Posted date Jun 20, 2012
Application number P2012-001104
Publication number P2013-091151A
Patent number P6020787
Date of filing Jan 6, 2012
Date of publication of application May 16, 2013
Date of registration Oct 14, 2016
Priority data
  • P2011-220359 (Oct 4, 2011) JP
Inventor
  • (In Japanese)佐野 明人
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人名古屋工業大学
Title DEVICE FOR GENERATING JOINT TORQUE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for generating a joint torque adapted to allow easily designing torque characteristics including a nonlinear characteristic, while enabling a generated torque for a position of a leg to be adjusted during operation by an operation of a person.
SOLUTION: The subject device for generating joint torque has a structure of a passive leg, including a lever and a femoral section 1a which perform a relative rotation through a waist axis 1c, and a torque generating mechanism adapted for generating a joint torque around the waist axis through the combination of a spring 2a and a cam 2c. Furthermore, a joint torque is generated when the spring 2a causes a pressure contact with the cam 2c through a shaft 2b with a roller. In addition, a generated torque can be varied in an absolute angle of the femoral section by operating the lever by a person.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

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。

Field of industrial application (In Japanese)

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。

Scope of claims (In Japanese)
【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6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6に記載の関節トルク発生装置。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2012001104thum.jpg
State of application right Registered
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