JP6692551B2 - 装着型着座姿勢補助装置用の脚部ユニット - Google Patents

Description

本発明は、装着型着座姿勢補助装置に関する。

装着型着座姿勢補助装置は、特許文献１により既に知られている。

国際公開第２０１５／０２８３７３号

本発明の目的は特に、信頼性を損なうことなく、姿勢補助装置の脚部ユニットの一実施形態を簡素化することである。この目的は、請求項１の特徴により本発明に従って達成される一方、本発明の有利な実施形態およびさらなる展開については、従属請求項および別の独立請求項を参照可能である。

本発明により、装着型着座姿勢補助装置用の脚部ユニットであって、人間の重さ（ｗｅｉｇｈｔ ｆｏｒｃｅ）を受け止めるように設計された上側支持部と、人間の重さを地面に伝達するように設計された下側支持部と、少なくとも２つの支持部を互いに接続するジョイントと、少なくとも部分的な着座姿勢に対応する少なくとも１つの着座角でジョイントを固定する固定状態を実行する固定手段と、を備え、固定手段用のガイド手段であって、固定手段が固定状態にある間にジョイントの回転を可能にするように設計された、ガイド手段をさらに備えている、脚部ユニットが提案される。このようなガイド手段により、上記のような脚部ユニットを備えた着座姿勢補助装置を装着している人間は、固定手段を解除する必要なく、立ち上がることができる。人間が立ち上がる際に固定手段を解除する電子制御ユニットを省くことも可能である。脚部ユニット、特に固定手段、の制御は、簡素化可能である。この結果として、脚部ユニットの高信頼性を実現可能である。また、固定手段の実装および固定手段の制御も簡素化可能である。本明細書において、「装着型着座姿勢補助装置」は、着座姿勢または部分的な着座姿勢の人間の重さを受け止めるとともに、この人間の重さを地面に伝達するように設計された装置として理解されるものとする。本明細書において、「固定手段」は、上側支持部により受け止められた人間の重さを下側支持部に伝達するように設けられた手段として理解されるものとする。特に、固定手段は、固定状態において、下側支持部と上側支持部とを強固に接続するように設計されている。本明細書において、「ガイド手段」は、固定手段が固定状態にある間の上側支持部および下側支持部の少なくとも区切られた相互移動を可能にするように設計された手段として理解されるものとする。本明細書において、「提供される（与えられる）」は特に、具体的なプログラミング、設計、および／または装備がなされることとして理解されるものとする。

固定手段が、少なくとも部分的な着座姿勢を規定するように与えられた調整可能な長さを有することがさらに提案される。これにより、ガイド手段によってジョイントが移動可能とされる間、少なくとも部分的な着座姿勢用の着座角を固定手段によって機械的に記憶可能である。着座角を固定手段に記憶させることにより、この人間は、記憶された着座角を失うことなく、着座姿勢補助装置を装着したまま歩くことができる。したがって、この人間は、場所を変えた後も、以前と同じ少なくとも部分的な着座姿勢をとることができる。着座姿勢補助装置を装着している間の快適さを向上可能である。

好適な一実施形態において、固定状態においては、固定手段の長さが、少なくとも実質的に固定されている。これにより、この人間がとりたい着座角を容易に規定することができる。固定手段の長さは、着座角に直接対応しているのが好ましい。本明細書において、「着座角」は、上側支持部と下側支持部との間の角度として理解可能であり、その着座角は、起立姿勢で最小となり、完全着座姿勢で最大となる。脚部ユニットの完全伸張状態は、ゼロ度の着座角に対応しているのが好ましい。最大着座角としては、７０°〜１００°の範囲内が可能である。本明細書において、「少なくとも実質的に固定されている」は、たとえば固定手段が空気圧式で設計されている場合には、固定手段が固定状態にある間に弾力性を有するため、固定手段が固定状態にある場合は圧縮可能な長さになるものとして理解可能である。「少なくとも実質的に固定されている」は特に、人間の重さが印加された場合の長さの変動が、大きくても該長さの１０％であることを意味する。長さが実質的にしか固定されていない固定手段を有することにより、ガイド手段用の減衰手段を容易に提供可能である。あるいは、ガイド手段が固定手段用の減衰手段を含むことも考えられる。

支持部のうちの１つが枢軸要素を備えており、該枢軸要素には固定手段が回動自在に装着されていることがさらに提案される。これにより、支持部のうちの１つに固定手段を容易に装着可能となる。固定手段は、下側支持部または上側支持部に回動自在に装着可能である。固定手段は、支持部のうちの１つの一端においてのみ回動自在に装着されるのが好ましく、この文脈において、「回動自在に装着」は、その他の記述がない場合、回転のみを可能とする装着として理解されるものとする。

ガイド手段は、固定手段が調整された着座角にジョイントの回転を制限するように設けられた少なくとも１つのエンドストップを備えるのが好ましい。これにより、固定手段に記憶された着座角となるように、支持部を接続するジョイントの回転を制限することができる。本明細書において、「エンドストップ」は、ガイド手段が与える、固定手段の移動の機械的な制限として理解可能である。

好適な一実施形態において、脚部ユニットは、ガイド手段のエンドストップと枢軸要素との間で固定手段に張力を与えるように設けられた拡張要素を備える。このように、固定手段は、解除状態にある限り、エンドストップとの接触を保つことができる。固定手段が固定状態に切り替えられた場合は、実際の着座角が記憶されることになる。その後、固定手段およびエンドストップを備えているガイド手段は、人間の重さを上側支持部から下側支持部に伝達することができるため、人間が着座姿勢補助装置上に座れるようになる。

ガイド手段が、着座角を小さくするために設けられることがさらに提案される。したがって、この人間は、固定手段を解除せずに立ち上がることができる。ガイド手段は、人間がバランスを保つための安全機構用の機械的ソリューションを提供する。本明細書において、「着座角を小さくする」は、ガイド手段によって人間が常に立ち上がることができるものの、固定手段に記憶された着座角まで人間が腰を落とす場合には移動が制限されるものとして理解可能である。

ガイド手段は、固定手段と支持部のうちの１つとを互いに接続するように設計された少なくとも１つの直線状ガイドを備えるのが好ましい。直線状ガイドが固定手段と相互作用することにより、解除状態にある固定手段が与える可動性をガイド手段によって引き継ぐことができる。これにより、非常に単純なガイド手段を提供可能である。

直線状ガイドが、固定手段に対して設けられるとともにジョイントの回転を制限するために設けられたエンドストップとして機能する少なくとも１つの接触面を備えることがさらに提案される。このため、直線状ガイドは、解除状態にある固定手段が与える可動性と比較して、限られた可動性しか与えず、固定要素に記憶された着座角の制限を容易に実行可能である。

一実施形態において、ガイド手段は、支持部のうちの１つに回動可能に接続されて固定手段に対して直線状ガイドを与えるガイド要素を備える。付加的なガイド要素により、単純な構成を実現可能である。本明細書において、「ガイド要素」は、固定手段から独立した部品として理解可能であり、固定手段と支持部のうちの１つとが互いに移動可能となるようにガイド要素が両者を接続することによって、固定手段が固定状態にある場合のジョイントの可動性を与えるのが好ましい。

直線状ガイドは、固定手段の主延伸方向と平行に配向した主延伸方向を有するのが好ましい。これにより、非常に単純な構成が可能となる。特に、このような実施形態によれば、エンドストップの単純な減衰によって、着座姿勢補助装置の装着の快適さを向上可能である。本明細書において、固定手段の「主延伸方向」は、固定手段の長さを調整可能な方向として理解可能である。

固定手段が、少なくとも２つの固定要素を備え、その一方が支持部のうちの１つに回動自在に装着され、もう一方がガイド要素と直線移動可能に接続されることが提案される。これにより、それぞれ対となって互いに直線移動可能に接続される３つの部品を容易に構成可能であるため、直線状ガイドと支持部上の固定手段の回動自在な装着とを分離可能である。

別の実施形態においては、支持部のうちの１つが、直線状ガイドを与えるベースフレームを備え、これにより、固定手段が支持部に対して移動可能かつ回動可能に接続されることが提案される。これにより、ガイド手段用の部品を別途要することなく、非常にコンパクトな構成が可能となる。部品の数、特に可動部品の数、の削減を実現可能である。

さらに、脚部を２つ備えている装着型着座姿勢補助装置が提案される。また、装着型着座姿勢補助装置を少なくとも部分的な着座姿勢に固定する方法であって、固定手段がジョイントを少なくとも部分的な着座姿勢に固定し、ジョイントが、人間の重さを受け止めるように設計された上側支持部を、人間の重さを地面に伝達するように設計された下側支持部に接続する、方法であって、固定手段用のガイド手段が、固定手段が固定状態にある間にジョイントの回転を可能にすることを特徴とする、方法が提案される。

他の利点については、図面に関する以下の説明を参照することができる。図面には、本発明の２つの例示的な実施形態を示す。図面、明細書、および特許請求の範囲には、複数の特徴を組み合わせて含む。当業者であれば、これらの特徴を意図して個別に考えるとともに、別の適切な組み合わせを見出すであろう。

装着型着座姿勢補助装置を装着している人間を示した図である。 装着型着座姿勢補助装置の脚部ユニットの斜視図である。 図１の脚部ユニットの後面図である。 脚部ユニットの固定手段およびガイド手段の模式図である。 異なる着座角における図４の脚部ユニットを示した図である。 ガイド手段を備えた脚部ユニットの第２の実施形態を示した図である。 異なる着座角における図６の脚部ユニットを示した図である。 さらに異なる着座角における図６の脚部ユニットを示した図である。

図１は、着座姿勢または部分的な着座姿勢をとろうとしている人間１１ａを補助するように設計された装着型着座姿勢補助装置１０ａを示している。着座姿勢補助装置１０ａは、着座姿勢、部分的な着座姿勢、および歩行モードにおいて用いられるように設計されている。装着型着座姿勢補助装置１０ａは、該着座姿勢補助装置１０ａを装着して着座姿勢または部分的な着座姿勢をとろうとしている人間１１ａを補助する固定状態と、該着座姿勢補助装置１０ａを装着したまま人間１１ａが歩行可能な解除状態とを特徴とする。装着型着座姿勢補助装置１０ａは、人間の脚部それぞれに接続されるように設けられた２つの脚部ユニット１２ａ，１２’ａを有する。脚部ユニット１２ａ，１２’ａは、等しく設計されている。このため、脚部ユニット１２ａのみを詳しく説明する。

脚部ユニット１２ａは、人間１１ａの重さを受け止めるように設計された上側支持部１３ａと、重さを地面１５ａに伝達するように設計された下側支持部１４ａと、上側支持部１３ａと下側支持部１４ａとを互いに回動可能に接続するジョイント１６ａと、ジョイント１６ａを固定する固定手段１７ａとを備える。上側支持部１３ａおよび下側支持部１４ａは、ジョイント１６ａが固定手段１７ａにより固定された場合に重さを伝達するように設計されている。固定状態において、人間１１ａの重さは、上側支持部１３ａにより受け止められ、ジョイント１６ａと固定手段１７ａとによって下側支持部１４ａに伝達される。固定状態において、上側支持部１３ａおよび下側支持部１４ａは、着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａが着座できるシートを形成する。

上側支持部１３ａおよび下側支持部１４ａはそれぞれ、着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａの各脚部に接続されるように設計されている。図示の実施形態において、上側支持部１３ａは、人間１１ａの大腿部につなげる大腿部接続手段１８ａと、人間１１ａの身体に装着される身体装着ユニット１９ａとを備える。下側支持部１４ａは、人間１１ａの足部または靴につなげる足部接続ユニット２０ａを備える。追加または代替として、下側支持部１４ａは、人間の下腿につなげる下腿接続手段を備えていてもよい。下側支持部１４ａを靴または下腿に接続するとともに上側支持部１３ａを大腿部に接続することにより、着座姿勢補助装置１０ａは、歩行モードにおいて、人間１１ａの脚部の動きに追従する。下側支持部１４ａは、人間１１ａの下腿の後ろに配置されるように設けられている。上側支持部１３ａは、人間１１ａの大腿部の後ろに配置されるように設けられている。ジョイント１６ａは、人間１１ａの膝の後ろに配置されるように設けられている。

ジョイント１６ａは、人間１１ａの膝と少なくとも略同じレベルに配置される膝ジョイントを形成する。人間１１ａが歩いている間、ジョイント１６ａは、該ジョイント１６ａの軸が人間１１ａの膝の軸に関して変位するため、人間１１ａの膝の動きに少なくとも略追従する。固定手段１７ａは、ジョイント１６ａをさまざまな着座角２１ａに固定するように設計されている。着座角２１ａは、人間１１ａが着座姿勢をとるか部分的な着座姿勢をとるかによって決まる。着座姿勢において、上側支持部１３ａと下側支持部１４ａとの間の着座角２１ａは、少なくとも４５°である。部分的な着座姿勢において、上側支持部１３ａと下側支持部１４ａとの間の着座角２１ａは、４５°未満である。ジョイント１６ａの完全伸張状態は、ゼロ度の着座角２１ａに対応する。着座姿勢が低くなるほど、着座角２１ａは大きくなる。

固定手段１７ａは、２つの固定要素２２ａ，２３ａを備える。固定手段１７ａは、固定要素２２ａ，２３ａの一方としてそれぞれ機能するシリンダおよびピストンを備えた油圧ダンパのように設計されている。解除状態において、２つの固定要素２２ａ，２３ａは、互いに移動可能である。固定状態において、２つの固定要素２２ａ，２３ａは、互いに強固に接続されている。固定手段１７ａは特に、油圧固定手段として構成されている。他の実施形態（たとえば機械的または電気機械的固定手段）も考えられる。

上側支持部１３ａは、ジョイント１６ａによって下側支持部１４ａに接続されたベースフレーム２４ａを備える。ベースフレーム２４ａは、上側支持部１３ａと下側支持部１４ａとを接続するジョイント１６ａの第１のジョイント要素を形成する。第１の固定要素２２ａは、ベースフレーム２４ａに接続されている。ベースフレーム２４ａは、人間１１ａの重さを受け止めるように設けられている。上側支持部１３ａに作用する重さは、ベースフレーム２４ａによりすべて受け止められる。そして、固定手段１７ａとジョイント１６ａとにより、重さがベースフレーム２４ａから下側支持部１４ａに伝達される。

上側支持部１３ａは、シートユニット２５ａを備える（図２参照）。シートユニット２５ａは、着座手段２６ａおよびフレーム手段２７ａを備える。着座手段２６ａは、フレーム手段２７ａに移動可能に装着されている。着座手段２６ａは、シート表面２８ａを形成する。シート表面２８ａは、着座姿勢補助装置１０ａに着座または部分的に着座している人間１１ａの大腿部に接触するように設計されている。着座手段２６ａを人間１１ａの身体構造に適応させるため、シート表面２８ａは、調整可能である。着座姿勢または部分的な着座姿勢をとる際の着座の快適さを向上させるため、シート表面２８ａは、自己調整式である。大腿部接続手段１８ａは、着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａの大腿部とのシート表面２８ａの接触を保つように設計された大腿部ストラップを備える。フレーム手段２７ａは、着座手段２６ａがフレーム手段２７ａに対してシフト可能な方向と平行に配向した、主延伸方向３１ａを有する。

シートユニット２８ａは、ゼロ度の着座角２１ａに対応する起立姿勢から、少なくとも８０°、好ましくは少なくとも９０°の最大着座角２１ａの着座姿勢までの、さまざまな姿勢において用いられるように設計されている。なお、最大着座角２１ａは、９０°より大きくてもよい。シートユニット２５ａは、歩行モードのほか、着座姿勢または部分的な着座姿勢をとろうとする際に装着されるように設計されている。さまざまな着座姿勢または部分的な着座姿勢に対して、シートユニット２５ａの着座手段２６ａは、着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａが着座手段２６ａに着座または部分的に着座し得るさまざまな着座位置を与える。

シートユニット２５ａのフレーム手段２７ａは、着座手段２６ａに着座または部分的に着座している人間１１ａの重さを受け止めるように設計されている。人間が着座姿勢補助装置１０ａに着座または部分的に着座する場合は、人間１１ａの重さが着座手段２６ａを通じてシートユニット２５ａのフレーム手段２７ａに伝達される。そして、シートユニット２５ａのフレーム手段２７ａから、上側支持部１３ａのベースフレーム２４ａに重さが伝達される。重さは、上側支持部１３ａのベースフレーム２４ａから、上側支持部１３ａと下側支持部１４ａとを接続するジョイント１６ａおよび固定手段１７ａに伝達された後、下側支持部１４ａに伝達される。着座姿勢補助装置１０ａに着座している人間１１ａの重さは、下側支持部１４ａを通じて地面１５ａに伝達される。図示の実施形態において、下側支持部１４ａは、少なくとも着座姿勢または部分的な着座姿勢において、地面１５ａに接触している。この代替としては、人間１１ａの靴を介して人間１１ａの重さを伝達するように下側支持部１４ａを設計することも可能である。着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａの歩行または起立中にシートユニット２５ａを使用可能な歩行モードにおいて、下側支持部１４ａは、地面１５ａから少なくとも部分的に持ち上げられる。

着座手段２６ａは、その少なくとも一部とシートユニット２５ａのフレーム手段２７ａとの間の回転可能な接続によって、フレーム手段２７ａ上で移動可能である。このように、着座手段２６ａは、フレーム手段２７ａに対して該着座手段２６ａの少なくとも一部の配向を自己調整するように設計されている。着座手段２６ａとフレーム手段２７ａとの間の回転可能な接続により、着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａの脚部に対して着座手段２６ａを位置合わせすることができる。人間１１ａが着座しているか部分的に着座しているかは特に、上側支持部１３ａと下側支持部１４ａとにより囲まれた着座角２１ａによって決まる。人間１１ａが着座または部分的に着座している場合は、人間１１ａの重さによって、上側支持部１３ａと下側支持部１４ａとにより囲まれた着座角２１ａにより決まる位置へと着座手段２６ａが強制される。

着座手段２６ａは、シート表面２８ａを形成する着座要素３６ａを備える。着座要素３６ａを構成する材料に応じて、着座手段２６ａは、着座要素３６ａを部分的に支持または固定する支持構造を有していてもよい。図示の実施形態において、着座要素３６ａは、支持構造を実装している。この結果として、着座要素３６ａおよび支持構造は、一体実装で具現化されている。追加または代替として、着座手段２６ａは、着座要素３６ａを支持または固定するための支持構造を与える別のフレーム要素を含んでいてもよい。特に、このような実施形態において、着座要素３６ａは、着座手段２６ａのフレーム要素を介してフレーム手段２７ａに接続されるように設けられている。

着座要素３６ａは、フレーム手段２７ａに対して、着座姿勢を特に意図した第１の着座位置と部分的な着座姿勢を特に意図した第２の着座位置との間で移動するように設計されている。シート表面２８ａを形成する着座要素３６ａは、人間１１ａが着座姿勢または部分的な着座姿勢をとる場合に人間１１ａの大腿部および臀部の両方または一方の後側に対して自己調整する。着座要素３６ａは、第１の着座位置と第２の着座位置との間で連続移動するように設けられている。図示の実施形態において、着座要素３６ａは、堅い材料（たとえばプラスチック、炭素複合材、または軽金属）で構成され、寸法的に安定した形状のシート表面２８ａを形成している。前述の通り、着座要素３６ａは、可撓性の形状を有するようにも設計可能である。

ジョイント１６ａの軸に垂直な面での断面に関して、着座要素３６ａは、シート表面２８ａが実質的に平坦形状を有する第１の部分３７ａと、シート表面２８ａが屈曲形状を有する第２の部分３８ａとを有する。シート表面２８ａの形状は、上側支持部１３ａの主延伸方向３１ａに沿って規定される。これら２つの部分３７ａ，３８ａ間の遷移を参照して、シート表面２８ａが少なくとも実質的に平坦形状を有する第１の部分３７ａは、上側支持部１３ａと下側支持部１４ａとを接続するジョイント１６ａに向かって延びている。シート表面２８ａが少なくとも実質的に平坦形状を有する着座要素３６ａの部分３７ａは、人間１１ａの大腿部の後側と接触するように設計されている。この部分３７ａは、着座姿勢を特に意図している。シート表面２８ａが屈曲形状を有する着座要素３６ａの部分３８ａは、人間１１ａの臀部と接触するように設計されている。この部分３８ａは、部分的な着座姿勢を特に意図している。

着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａが歩いている場合、着座要素３６ａは、人間１１ａの大腿部および臀部の両方または一方に緩く接触している程度である。着座要素３６ａは、第１の着座位置に対応する基本位置へと自然に移動するように設計されている。基本位置において、平坦形状を有するシート表面２８ａの部分３７ａは、フレーム手段２７ａの主延伸方向３１ａと実質的に平行に配向している。歩行モードにおいては固定手段１７ａが解除されているため、脚部ユニット１２ａは、歩行時の人間１１ａの脚部の動きに追従する。大腿部接続手段１８ａおよび足部接続ユニット２０ａは、人間１１ａの脚部との脚部ユニット１２ａの接触を保つ。さまざまな着座位置に対して、着座要素３６ａは、少なくとも５°だけ偏向するように設計されている。図示の実施形態において、着座要素３６ａは、少なくとも３０°だけ偏向可能である一方、より高い偏向可能性が与えられていてもよい。着座姿勢に対して設計された第１の着座位置は、着座要素３６ａのゼロ度の角度に対応する。第１の着座位置は特に、５０°を上回る着座角２１ａに対して設計されている。部分的な着座姿勢に対して設計された第２の着座位置は特に、３０°未満の着座角２１ａに対応する。

着座要素３６ａは、装着型着座姿勢補助装置１０ａに着座している人間１１ａの重さによって偏向するように設計されている。（特に部分的な着座姿勢の）人間１１ａの重さは、着座要素３６ａを回転させるトルクとして作用する。部分的な着座姿勢において、屈曲形状を有するシート表面２８ａの部分３８ａに作用する重さは、平坦形状を有するシート表面２８ａの部分３７ａに作用する重さよりも大きい。着座姿勢においては、重さが逆に作用する。人間１１ａの重さにより与えられるトルクは、着座要素３６ａをさまざまな着座位置へと強制する。トルクが着座角２１ａによって決まることから、着座要素３６ａがとる着座位置は着座角２１ａによって決まる。着座要素３６ａの偏向は、少なくとも１つのストッパ要素によって制限される。着座要素３６ａの着座位置が第１の着座位置から第２の着座位置へと変化する着座角２１ａの範囲は、変動し得る。この範囲が非常に狭くなり得ることから、着座姿勢補助装置１０ａに着座している人間１１ａは、着座要素３６ａの着座位置が一定の着座角２１ａで傾斜する印象を持つ可能性がある。好適な一実施形態において、着座位置が変化する範囲は、４０°の着座角２１ａと５０°の着座角２１ａとの間に設定される。

着座要素３６ａは、フレーム手段２７ａに対してさまざまな着座位置に配置されるように設計されている。着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａが着座姿勢補助装置１０ａに着座または部分的に着座している場合、着座要素３６ａは、人間１１ａの大腿部および臀部の両方または一方に対して密に接触している。着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａが着座している場合、平坦形状を有するシート表面２８ａの部分３７ａは、人間１１ａの大腿部と実質的に平行である。これは特に、上側支持部１３ａと下側支持部１４ａとの間の着座角２１ａが５０°より大きく９０°より小さい場合に当てはまる。特にその後は、着座要素３６ａにより形成された、平坦形状を有するシート表面２８ａの部分３７ａと人間１１ａの大腿部とが接触する。着座角２１ａがより小さい（特に４０ａ°より小さい）場合、人間１１ａの臀部は、屈曲形状を有するシート表面２８ａの部分３８ａに接触する。

下側支持部１４ａは、ベースフレーム４６ａと、ベースフレーム４６ａに接続された足部接続ユニット２０ａとを備える（図２参照）。ベースフレーム４６ａは、上側支持部１３ａと下側支持部１４ａとを接続するジョイント１６ａ用の第２のジョイント要素を形成する。固定手段１７ａの第２の固定要素２３ａは、下側支持部１４ａのベースフレーム４６ａに接続されている。

足部接続ユニット２０ａの少なくとも一部は、ベースフレーム４６ａに対して回転可能である。足部接続ユニット２０ａは、ベースフレーム４６ａに対して回転可能な靴コネクタ４７ａを備える。足部接続ユニット２０ａは、ベースフレーム４６ａに装着された地面接触要素４８ａと、ベースフレーム４６ａに対して回転可能となるように靴コネクタ４７ａを配置する回転可能接続部４９ａとを備える。回転可能接続部４９ａは、互いに垂直な少なくとも２つの軸５０ａ，５１ａを有する。第１の軸５０ａは、ジョイント１６ａの軸に対して半径方向に配向している。第２の軸５１ａは、ジョイント１６ａの軸に平行に配向している。

着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａの靴の固定を意図した靴コネクタ４７ａは、互いに移動可能に接続された靴ストラップ要素５２ａと装着ブラケット５３ａとを備える。ストラップ要素５２ａおよび装着ブラケット５３ａは組み合わせとして、人間１１ａの靴の固定を意図している。靴ストラップ要素５２ａは、足部接続ユニット２０ａの回転可能接続部４９ａの第２の軸５１ａに平行な軸５４ａ周りで、装着ブラケット５３ａに対して回転可能である。足部接続ユニット２０ａの少なくとも一部がベースフレーム４６ａに対して回転可能であることから、靴コネクタ４７ａは、着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａの足部および靴の両方または一方の動きに追従可能である。地面接触要素４８ａは、人間１１ａが着座または部分的に着座している場合に、地面１５ａと接触するように設計されている。このため、人間１１ａの重さが地面１５ａに伝達される。上側支持部１３ａが人間１１ａの大腿部に接続されているため、着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａが起立または歩行している場合は、地面接触要素４８ａが地面１５ａとの接触を失う。靴コネクタ４７ａの回転可能接続部４９ａにより、下側支持部１３ａは、装着ブラケット５３ａに対する持ち上げを意図している。

靴ストラップ要素５２ａは任意選択として、装着ブラケット５３ａに調整可能に接続可能であるため、着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａの靴に対して調整可能である。装着ブラケット５３ａは、少なくとも２つの異なる位置で靴ストラップ要素５２ａを装着ブラケット５３ａにクリップ可能なクリップエリアを特徴としていてもよい。このため、靴コネクタ４７ａは、着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａの足部および靴の両方または一方の長さに対して調整可能である。

靴ストラップ要素５２ａは、装着ブラケット５３ａに接続された場合に該装着ブラケット５３ａと少なくとも部分的に接触する中央部を特徴とする。中央部は、１つのストラップマウントの各端部で終端する留め具から成る。靴ストラップ要素５２ａは、ストラップマウントを介して装着ブラケット５３ａに接続されている。このように、靴ストラップ要素５２ａは、装着ブラケット５３ａに対して回転可能に接続されている。別の実施形態において、靴コネクタ４７ａの装着ブラケット５３ａは、片面構成とすることができる。

靴コネクタ４７ａは、地面接触要素４８ａから全体を分離可能である。第２の軸５１ａを成す、靴コネクタ４７ａと地面接触要素４８ａとの間の回転可能接続部４９ａの部分は、着脱容易な締結具として設計されている。靴コネクタ４７ａを人間１１ａの靴に接続する場合、靴コネクタ４７ａは、下側支持部１４ａのベースフレーム４６ａから全体が分離されるようになっていてもよい。靴ストラップ要素５２ａおよび装着ブラケット５３ａの両方または一方が人間１１ａの靴に対して調整され、靴コネクタ４７ａが人間１１ａの靴と接続されている場合は、靴コネクタ４７ａを地面接触要素４８ａに接続可能である。また、靴コネクタ４７ａは、すり減った場合に交換可能である。

図示の実施形態において、地面接触要素４８ａは、地面１５ａに配置されて人間１１ａの重さを地面１５ａに伝達するように設計された地面接触面を含む。別の実施形態においては、地面接触要素４８ａと靴コネクタ４７ａとの間の回転可能接続部４９ａが人間１１ａの重さを伝達するように設計されていてもよい。人間１１ａが着座姿勢補助装置１０ａに着座または部分的に着座している場合は、重さが地面接触要素４８ａを介して靴コネクタ４７ａに伝達される。そして、靴コネクタ４７ａから地面１５ａに直接または人間１１ａの靴を介して重さが伝達される。

脚部ユニット１２ａは、固定手段１７ａを制御するように設計されたアクチュエータ５５ａを備える。図示の実施形態において、固定手段１７ａは、アクチュエータ５５ａにより閉塞されるように設計されたバルブを備える。アクチュエータ５５ａは、バルブを開閉可能な電気モータとして設計されている。

装着型着座姿勢補助装置１０ａは、２つの脚部ユニット１２ａ，１２’ａの２つの固定手段１７ａを制御するように設計された制御ユニット５７ａを備える。制御ユニット５７ａは、２つの固定手段１７ａを組み合わせて制御するように設計されている。２つの脚部ユニット１２ａ，１２’ａのアクチュエータ５５ａは、制御ユニット５７ａに接続されている。制御ユニット５７ａは、脚部ユニット１２ａ，１２’を一体的にまたは別個に制御するように設計されている。脚部ユニット１２ａ，１２’ａはそれぞれ、着座角センサを備えていてもよく、制御ユニット５７ａは、各着座角センサのセンサ信号に応じて固定手段１７ａを制御するように設計されているのが好ましい。

脚部ユニット１２ａ，１２’ａの一方を別個に、または一体的に制御するため、固定機能は、センサ信号を解析することにより、各脚部ユニット１２ａ，１２’ａの移動とアイドル状態とを区別するように設計されている。固定機能は、各脚部ユニット１２ａ，１２’ａの固定手段１７ａを固定および解除するように設計されている。制御ユニット５７ａは、人間１１ａの入力信号に応じて各脚部ユニット１２ａ，１２’ａの固定手段１７ａを固定または解除する手動固定モードを有する。両脚部ユニット１２ａ，１２’ａが制御ユニット５７ａに接続されている場合、両脚部ユニット１２ａ，１２’ａの固定手段１７ａが同時に固定される。

制御ユニット５７ａは、身体装着ユニット１９ａに取り付けられている。身体装着ユニット１９ａは、制御ユニット５７ａが組み込まれ、脚部ユニット１２ａ，１２’ａとの電気的接続を与えるマウント６１ａを備える。脚部ユニット１２ａ，１２’ａが等しいことから、脚部ユニット１２ａ，１２’ａを制御ユニット５７ａに接続する順序および配置は重要ではない。脚部ユニット１２ａ，１２’ａはそれぞれ、左脚部または右脚部に装着可能である。このように、２つの脚部ユニット１２ａ，１２’ａが等しく、制御ユニット５７ａは、脚部ユニット１２ａ，１２’ａから分離される。装着型着座姿勢補助装置１０ａは、モジュール式に設計されている。制御ユニット５７ａ、身体装着ユニット１９ａ、および各脚部ユニット１２ａ，１２’ａは、別個に交換可能である。

装着型着座姿勢補助装置１０ａは、特に装着の快適さを向上させるように設けられた身体装着ユニット１９ａを備える。身体装着ユニット１９ａは、少なくとも１つの腰ベルトユニット６２ａを備える。また、図示の実施形態において、身体装着ユニット１９ａは、肩ベルトユニット６３ａも備える。脚部ユニット１２ａ，１２’ａは、腰ベルトユニット６２ａに取り付けられている。脚部ユニット１２ａ，１２’ａはそれぞれ、腰ベルトユニット６２ａとの機械的接続を上側支持部１３ａに与えるストラップ６４ａを備えるとともに、この機械的接続を取り外し可能にするストラップコネクタ６５ａを備える。ストラップコネクタ６５ａは、各脚部ユニット１２ａのアクチュエータ５５ａと着座角センサとを制御ユニット５７ａに接続するように設計された電気コネクタと一体実装で具現化されている。このように、機械的接続と電気的接続とが一体的に着脱されるように設けられている。

脚部ユニット１２ａは、固定手段１７ａが固定状態にある間にジョイント１６ａの回転を可能にするように設計された、固定手段１７ａ用のガイド手段２９ａを備える（図３〜図５参照）。固定状態において、固定手段１７ａは、少なくとも部分的な着座姿勢用の着座角２１ａを規定する。ガイド手段２９ａは、固定手段１７ａが固定状態にある間、支持部１３ａ，１４ａを接続するジョイント１６ａの移動の自由度を与える。同時に、ガイド手段２９ａは、固定手段１７ａが固定されている着座角２１ａおよびゼロ度の着座角２１ａに対応する起立姿勢が及ぶ範囲にジョイント１６ａの移動を制限する。

固定手段１７ａは、少なくとも部分的な着座姿勢を規定するように与えられた調整可能な長さを有する。固定手段１７ａの長さは、２つの固定要素２２ａ，２３ａの、互いに対する位置によって規定される。固定状態においては、固定手段１７ａの長さが固定されている。解除状態においては、２つの固定要素２２ａ，２３ａが互いに直線移動可能である。固定手段１７ａは、解除状態において固定要素２２ａ，２３ａが互いに移動可能な主延伸方向を有する。固定手段１７ａは、上側支持部１３ａと下側支持部１４ａとの間に配置されている。

上側支持部１３ａは、固定手段１７ａが回動自在に装着された枢軸要素３０ａを備える。枢軸要素３０ａは、固定手段１７ａの主延伸方向と垂直に配向した軸を規定する。枢軸要素３０ａは、固定要素２２ａ，２３ａの一方を上側支持部１３ａに接続する。固定手段１７ａの主延伸方向に沿って、固定要素２２ａが上側支持部１３ａに強固に接続されている。枢軸要素３０ａは、着座角２１ａが変化した場合に、上側支持部１３ａに対する固定要素２２ａの回転を可能にする。

下側支持部１４ａは、ガイド手段２９ａが回動自在に装着された枢軸要素３９ａを備える。枢軸要素３９ａは、上側支持部１３ａの枢軸要素３０ａの軸に平行な軸を規定する。枢軸要素３９ａは、ガイド手段２９ａを下側支持部１４ａに接続する。固定手段１７ａの第２の固定要素２３ａは、ガイド手段２９ａおよび枢軸要素３９ａを介して下側支持部１４ａに接続されている。

ガイド手段２９ａは、下側支持部１４ａに対する固定手段１７ａの可動性を与える。２つの固定要素２２ａ，２３ａが互いに強固に接続された固定状態において、ガイド手段２９ａは、着座角２１ａの変更に必要な可動性を与える。ガイド手段２９ａは、解除状態にある固定手段１７ａの機能と同様の機能を提供する。固定手段１７ａと異なり、ガイド手段２９ａにより与えられる可動性は、着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａによる調整が不可能である。

ガイド手段２９ａは、固定手段１７ａが調整された着座角２１ａにジョイント１６ａの回転を制限するように設けられた下側エンドストップ３２ａを有する。固定手段１７ａが一定の着座角２１ａで固定されている場合、ガイド手段２９ａは、一方では起立姿勢に対応するゼロ度の着座角２１ａにより制限された範囲内での、他方では固定手段１７ａによって規定された着座角２１ａにより制限された範囲内での、膝ジョイント１６ａの移動を可能にする。ガイド手段２９ａの可動性が固定手段１７ａの状態とは無関係であることから、固定手段２７ａを固定状態に保つことによって、着座角２１ａを固定手段１７ａに記憶させることができる。ガイド手段２９ａによれば、固定手段１７ａが固定状態にある間、着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａは、歩くことができる。固定手段１７ａが固定状態にある場合、ガイド手段２９ａのエンドストップ３２ａは、膝ジョイント１６ａの移動を着座角２１ａに制限する。

脚部ユニット１２ａは、ガイド手段２９ａのエンドストップ３２ａと上側支持部１３ａの枢軸要素３０ａとの間で固定手段１７ａに張力を与えるように設けられた拡張要素３３ａを有する。拡張要素３３ａは、固定手段１７ａに組み込まれている。拡張要素３３ａは、ばねで実装されているのが好ましい。他の実施形態、特に電気モータのようなアクチュエータを含む実施形態、も考えられる。拡張要素３３ａは、固定手段１７ａが解除状態にある間、着座角２１ａが大きくなった場合に固定手段１７ａを拡張するように設けられている。拡張要素３３ａにより、解除状態にある固定手段１７ａは、エンドストップ３２ａと永久に接触する。図示の実施形態において、拡張要素３３ａは、固定手段１７ａの固定要素２２ａ，２３ａによって組み込まれている。

ガイド手段２９ａは、着座姿勢補助装置１０ａを装着している人間１１ａが固定手段１７ａを解除せずに立ち上がった場合に着座角２１ａを小さくするために設けられている。ガイド手段２９ａは、固定手段１７ａと下側支持部１４ａとを互いに接続するように設計された直線状ガイド３４ａを有する。直線状ガイド３４ａは、下側支持部１４ａに対して固定手段１７ａの第２の固定要素２３ａをガイドするように設けられている。枢軸要素３９ａとの組み合わせにより、直線状ガイド３４ａは、固定手段１７ａを下側支持部１４ａに対して移動可能かつ回動可能に接続する。

直線状ガイド３４ａは、固定手段１７ａに対して設けられるとともにジョイント１６ａの回転を制限するように設けられたエンドストップ３２ａとして機能する接触面を有する。ガイド手段２９ａは、固定手段１７ａの主延伸方向に沿って可動性を与えるピストン‐シリンダ系のように形成されている。ガイド手段２９ａは、支持部１３ａ，１４ａのうちの１つに回動可能に接続されて固定手段１７ａに対して直線状ガイド３４ａを与えるガイド要素３５ａを有する。ガイド要素３５ａがシリンダとして作用する一方、固定手段１７ａの第２の固定要素２３ａは、ピストンとして作用する。ガイド要素３５ａは、エンドストップ３２ａとして機能する接触面を与える。ガイド要素３５ａは、一端にエンドプレートを有する中空シリンダとして形成されている。直線状ガイド３４ａは、固定手段１７ａの主延伸方向と平行に配向した主延伸方向を有する。ガイド要素３５ａは、下側支持部１４ａの枢軸要素３９ａに回動自在に装着されている。

図６〜図８には、本発明の別の例示的な実施形態を示している。以下の説明は実質的に、例示的な実施例との相違に限られており、構造上の構成要素、特徴、および機能に関しては、図１〜図５の例示的な実施形態の説明を参照可能である。例示的な実施形態を識別するため、図１および図２の例示的な実施形態の符号中の文字ａについては、図３の符号中の文字ｂで置き換えた。同じ呼称を有する構造上の構成要素、特に同じ符号を有する構造上の構成要素に関しては、図１および図２の例示的な実施形態の図面および説明または図面もしくは説明を主として参照することができる。

図６〜図８は、さまざま着座角における装着型着座姿勢補助装置の脚部ユニット１２ｂの第２の実施形態を示している。脚部ユニット１２ｂは、人間の重さを受け止めるように設計された上側支持部１３ｂと、人間の重さを地面に伝達するように設計された下側支持部１４ｂとを備える。さらに、脚部ユニット１２ｂは、２つの支持部１３ｂ，１４ｂを互いに接続するジョイント１６ｂと、ジョイント１６ｂを固定する固定状態およびジョイント１６ｂが完全に移動可能な解除状態を実行する固定手段１７ｂとを有する。また、脚部ユニット１２ｂは、固定手段１７ｂが固定状態にある間にジョイント１６ｂの回転を可能にするように設計された固定手段１７ｂ用のガイド手段２９ｂを有する。

脚部ユニット１２ｂは、特にガイド手段２９ｂの実装に関して、上記実施形態と異なる。ガイド手段２９ｂは、固定手段１７ｂと下側支持部１４ｂとを互いに接続するように設計された直線状ガイド３４ｂを有する。下側支持部１４ｂは、直線状ガイド３４ｂを与えるベースフレーム４６ｂを有する。直線状ガイド３４ｂは、下側支持部１４ｂのベースフレーム４６ｂにより形成された溝として設計されている。直線状ガイド３４ｂは、下側支持部１４ｂの主延伸方向と少なくとも実質的に平行な主延伸方向を有する。固定手段１７ｂは、直線状ガイド３４ｂにより下側支持部１４ｂに対して移動可能かつ回動可能に接続された第２の固定要素２３ｂを有する。このように、ガイド手段２９ｂは、固定手段１７ｂの固定要素２３ｂと下側支持部１４ｂとを互いに回動自在に装着された状態で接続する、下側支持部１４ｂの枢軸要素３９ｂを一体的に形成する。

Claims (10)

1. 装着型着座姿勢補助装置（１０ａ）用の脚部ユニット（１２ａ，１２’ａ）であって、人間（１１ａ）の重さを受け止めるように設計された上側支持部（１３ａ）と、前記人間（１１ａ）の重さを地面（１５ａ）に伝達するように設計された下側支持部（１４ａ）と、前記少なくとも２つの支持部（１３ａ，１４ａ）を互いに接続するジョイント（１６ａ）と、少なくとも１つの着座角（２１ａ）で前記ジョイント（１６ａ）を固定する固定状態を実行する固定手段（１７ａ）と、を備える脚部ユニット（１２ａ，１２’ａ）において、
   前記支持部のうちの一方（１３ａ，１４ａ）が枢軸要素（３０ａ）を備えており、該枢軸要素（３０ａ）には前記固定手段（１７ａ）が回動自在に装着され、
   前記固定手段（１７ａ）用のガイド手段（２９ａ）であって、ガイド手段（２９ａ）は、固定手段（１７ａ）の主延伸方向に沿って可動性を与えるピストン‐シリンダ系として設けられ、前記ガイド手段（２９ａ）が、前記支持部のうちの他方（１４ａ，１３ａ）に回動可能に接続されて前記固定手段（１７ａ）に相対移動する直線状ガイド（３４ａ）であってピストンとして作用する前記直線状ガイド（３４ａ）と、前記直線状ガイド（３４ａ）に対してシリンダとして作用するガイド要素（３５ａ）とを備えることによって、前記固定手段（１７ａ）が前記固定状態にある間に前記ジョイント（１６ａ）の回転を可能にするように設計された、ガイド手段（２９ａ）を備えることを特徴とする、脚部ユニット（１２ａ，１２’ａ）。
2. 前記固定手段（１７ａ）が、前記少なくとも１つの着座角を規定するように与えられた調整可能な長さを有することを特徴とする、請求項１に記載の脚部ユニット（１２ａ，１２’ａ）。
3. 前記固定状態において、前記人間の重さが印加された場合の前記固定手段（１７ａ）の前記長さの変動が前記長さの１０％以下となるように、前記固定手段は弾力性を有するように固定されていることを特徴とする、請求項２に記載の脚部ユニット（１２ａ，１２’ａ）。
4. 前記ガイド要素（３５ａ）は、前記固定手段（１７ａ）が調整された前記着座角（２１ａ）に前記ジョイント（１６ａ）の前記回転を制限するように設けられた少なくとも１つのエンドストップ（３２ａ）を備えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の脚部ユニット（１２ａ，１２’ａ）。
5. 前記ガイド要素（３５ａ）の前記エンドストップ（３２ａ）と前記枢軸要素（３０ａ）との間で前記固定手段（１７ａ）に張力を与えるように設けられた拡張要素（３３ａ）を特徴とする、請求項４に記載の脚部ユニット（１２ａ，１２’ａ）。
6. 前記ガイド手段（２９ａ）が、前記着座角（２１ａ）を小さくするために設けられていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の脚部ユニット（１２ａ，１２’ａ）。
7. 前記直線状ガイド（３４ａ）が、前記固定手段（１７ａ）に対して設けられるとともに前記ジョイント（１６ａ）の前記回転を制限するために設けられた前記エンドストップ（３２ａ）として機能する少なくとも１つの接触面を備えていることを特徴とする、少なくとも請求項４に記載の脚部ユニット（１２ａ，１２’ａ）。
8. 前記固定手段（１７ａ）が、少なくとも２つの固定要素（２２ａ，２３ａ）を備え、その一方が前記支持部のうちの１つ（１３ａ）に回動自在に装着され、もう一方が前記ガイド要素（３５ａ）と直線移動可能に接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の脚部ユニット（１２ａ，１２’ａ）。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の脚部ユニット（１２ａ，１２’ａ）を２つ備えている、装着型着座姿勢補助装置（１０ａ）。
10. 装着型着座姿勢補助装置（１０ａ）の上側支持部（１３ａ）と下側支持部（１４ａ）の間の着座角を一定の角度に固定する方法であって、固定手段（１７ａ）がジョイント（１６ａ）を固定し、前記ジョイント（１６ａ）が、人間（１１ａ）の重さを受け止めるように設計された上側支持部（１３ａ）を、前記人間（１１ａ）の重さを地面（１５ａ）に伝達するように設計された下側支持部（１４ａ）に接続する、前記方法であって、
    前記固定手段（１７ａ）用のガイド手段（２９ａ）が、前記固定手段（１７ａ）が固定状態にある間に前記ジョイント（１６ａ）の回転を可能にし、
    前記支持部のうちの一方（１３ａ，１４ａ）が枢軸要素（３０ａ）を備えており、該枢軸要素（３０ａ）には前記固定手段（１７ａ）が回動自在に装着され、
    前記固定手段（１７ａ）用のガイド手段（２９ａ）は、固定手段（１７ａ）の主延伸方向に沿って可動性を与えるピストン‐シリンダ系として設けられ、前記ガイド手段（２９ａ）が、前記支持部のうちの他方（１４ａ，１３ａ）に回動可能に接続されて前記固定手段（１７ａ）に相対移動する直線状ガイド（３４ａ）であってピストンとして作用する前記直線状ガイド（３４ａ）と、前記直線状ガイド（３４ａ）に対してシリンダとして作用するガイド要素（３５ａ）とを備えることによって、前記固定手段（１７ａ）が前記固定状態にある間に前記ジョイント（１６ａ）の回転を可能にするように設計されることを特徴とする、方法。

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