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可変保持特性を有する直動ダンパ、下肢支援装置、下肢支援装置セット、および下肢支援装置セットの制御方法

国内特許コード P180014958
整理番号 S2018-0076-N0
掲載日 2018年5月22日
出願番号 特願2017-227799
公開番号 特開2019-100348
出願日 平成29年11月28日(2017.11.28)
公開日 令和元年6月24日(2019.6.24)
発明者
  • 望山 洋
  • 鈴木 健嗣
  • ハサン モダル
  • 矢木 啓介
出願人
  • 国立大学法人筑波大学
発明の名称 可変保持特性を有する直動ダンパ、下肢支援装置、下肢支援装置セット、および下肢支援装置セットの制御方法
発明の概要 【課題】高い保持力を発揮することができる可変保持特性を有する直動ダンパを提供することを目的とする。
【解決手段】可変保持特性を有する直動ダンパは、筒状のシリンダと、シリンダの内周面と径方向に隙間をあけて配置され、かつシリンダ内に軸方向に移動可能に配置された柱状のボビンと、外部からボビンの軸方向の端部に連結されたロッドと、ボビンを軸方向に付勢する付勢部材と、シリンダ内に充填された磁気粘性流体と、ボビンの外周面に巻回された電磁誘導コイルと、を備え、ボビンにおける軸方向の端部には、軸方向に向けて突出するとともに、ロッドが内側に嵌合することで連結される連結筒部が形成されている。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要

従来、身体の一部の機能に障碍を有する使用者が使用する身体支援装置として、下記非特許文献1に示すような、可変保持特性を有する直動ダンパ(以下、単に直動ダンパという)を備えた上肢支援装置が知られている。
この上肢支援装置における直動ダンパでは、筒状のシリンダの内部に、軸方向の一方側に向けて付勢部材により付勢され、かつ電磁誘導コイルが巻回されたボビンが配置されている。ボビンの軸方向の一方側の端部には、外部からロッドが連結されている。また、シリンダの内部には磁気粘性流体が充填されている。

そして、電磁誘導コイルに電流を流すことで、ボビンとシリンダとの間の径方向の隙間に位置する磁気粘性流体に保持力を発揮させ、シリンダ内における磁気粘性流体の粘性を変化させることができる。このため、電磁誘導コイルに流す電流値を制御して、付勢部材からボビンを介してロッド部材が受ける付勢力の大きさを調整し、所望する上肢の動作に合わせて取出すことで、上肢の動作を支援することができる。

産業上の利用分野

本発明は、可変保持特性を有する直動ダンパ、下肢支援装置、下肢支援装置セット、および下肢支援装置セットの制御方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
筒状のシリンダと、前記シリンダの内周面と径方向に隙間をあけて配置され、かつ前記シリンダ内に軸方向に移動可能に配置された柱状のボビンと、外部から前記ボビンの軸方向の端部に連結されたロッドと、前記ボビンを軸方向に付勢する付勢部材と、前記シリンダ内に充填された磁気粘性流体と、前記ボビンの外周面に巻回された電磁誘導コイルと、を備え、
前記ボビンにおける軸方向の端部には、軸方向に向けて突出するとともに、前記ロッドが内側に嵌合することで連結される連結筒部が形成されている可変保持特性を有する直動ダンパ。

【請求項2】
前記ロッドは、前記ボビンの軸方向における両端部に各別に連結されている、請求項1に記載の可変保持特性を有する直動ダンパ。

【請求項3】
前記ボビンの外周面には、径方向の内側に向けて窪む収容凹部が形成され、
前記収容凹部の外径は、前記ロッドの外径よりも大きい、請求項1又は2に記載の可変保持特性を有する直動ダンパ。

【請求項4】
前記ボビンの外周面には、径方向の内側に向けて窪む収容凹部が軸方向に間隔をあけて複数形成され、
前記電磁誘導コイルは、複数の前記収容凹部における外周面に、各別に巻回されている、請求項1から3のいずれか1項に記載の可変保持特性を有する直動ダンパ。

【請求項5】
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の可変保持特性を有する直動ダンパと、
障碍脚に装着される第1装着体と、
前記障碍脚の足部が載置される第1足載部と、
前記第1装着体から前記第1足載部に向けて延びる第1支柱部と、
前記第1支柱部に対して前記第1足載部を回動可能に連結する第1回転軸部と、
前記第1足載部の底部に設けられた第1接地センサと、
前記第1支柱部に対する前記第1足載部の回動動作を検出する第1角度センサと、
前記第1接地センサおよび前記第1角度センサから得られた動作情報に基づいて、前記可変保持特性を有する直動ダンパの前記電磁誘導コイルに電流を流すことで、前記可変保持特性を有する直動ダンパを制御する制御部と、
前記制御部による前記可変保持特性を有する直動ダンパの制御に際して、電力を供給する内部電源と、を備えた下肢支援装置。

【請求項6】
健常脚および健常腕のうち、少なくともいずれかに装着される第2装着体と、
前記健常脚の足部が載置される第2足載部と、
前記第2装着体から前記第2足載部に向けて延びる第2支柱部と、
前記第2支柱部に対して前記第2足載部を回動可能に連結する第2回転軸部と、
前記第2足載部の底部に設けられた第2接地センサと、
前記第2支柱部に対する前記第2足載部の回動動作を検出する第2角度センサと、
前記第2接地センサおよび前記第2角度センサから得られた動作情報を処理する処理部と、を備えた下肢支援補助装置、および請求項5に記載された下肢支援装置を有する下肢支援装置セット。

【請求項7】
筒状のシリンダと、前記シリンダの内周面と径方向に隙間をあけて配置され、かつ前記シリンダ内に軸方向に移動可能に配置された柱状のボビンと、外部から前記ボビンの軸方向の端部に連結されたロッドと、前記ボビンを軸方向に付勢する付勢部材と、前記シリンダ内に充填された磁気粘性流体と、前記ボビンの外周面に巻回された電磁誘導コイルと、を備えた可変保持特性を有する直動ダンパと、
障碍脚に装着される第1装着体と、
前記障碍脚の足部が載置される第1足載部と、
前記第1装着体から前記第1足載部に向けて延びる第1支柱部と、
前記第1支柱部に対して前記第1足載部を回動可能に連結する第1回転軸部と、
前記第1足載部の底部に設けられた第1接地センサと、
前記第1支柱部に対する前記第1足載部の回動動作を検出する第1角度センサと、
前記第1接地センサおよび前記第1角度センサから得られた動作情報に基づいて、前記可変保持特性を有する直動ダンパの前記電磁誘導コイルに電流を流すことで、前記可変保持特性を有する直動ダンパを制御する制御部と、
前記制御部による前記可変保持特性を有する直動ダンパの制御に際して、電力を供給する内部電源と、を備えた下肢支援装置、および
健常脚および健常腕のうち、少なくともいずれかに装着される第2装着体と、
前記健常脚の足部が載置される第2足載部と、
前記第2装着体から前記第2足載部に向けて延びる第2支柱部と、
前記第2支柱部に対して前記第2足載部を回動可能に連結する第2回転軸部と、
前記第2足載部の底部に設けられた第2接地センサと、
前記第2支柱部に対する前記第2足載部の回動動作を検出する第2角度センサと、
前記第2接地センサおよび前記第2角度センサから得られた動作情報を処理する処理部と、を備えた下肢支援補助装置、を有する下肢支援装置セットにおける制御方法であって、
前記第2接地センサ、および第2角度センサが検出した前記健常脚における足部の動作情報に基づいて、前記下肢支援装置の前記第1接地センサが前記障碍脚における前記第1足載部の接地を検出した際に、前記電磁誘導コイルに流す電流を制御する、下肢支援装置セットの制御方法。

【請求項8】
前記処理部は、前記第2角度センサが検出した前記健常脚における足部の動作情報を送信する送信部を備え、
前記制御部は、前記送信部から送信された前記動作情報を受信する受信部を備え、
前記第1接地センサが前記障碍脚における前記第1足載部の接地を検出した際に、前記電磁誘導コイルに流す電流値を時々刻々と変化させる、請求項7に記載の下肢支援装置セットの制御方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2017227799thum.jpg
出願権利状態 公開
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