[发明专利]运动支持设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年7月10日提交的日本优先权专利申请JP2013-144490的权益，其全部内容通过引用合并到本申请中。

技术领域

本发明涉及一种运动支持设备。

背景技术

近年来，一直在积极研究力学地分析生物的结构和运动功能的生物力学。另外，已经发展了对降低人体负担的产品或应用使用这种生物力学的生物结构和运动的产品的开发。

具体地，已经对作为人类的基本动作的直立双脚行走进行了许多研究，并且已经研究了用于基于使用生物力学分析的直立双脚行走机制来更有效地支持人类行走和跑的技术。

例如，JP 2012-501739T公开了使用弹性构件和电动机向脚踝关节施加扭矩来支持人类行走的人工脚和下肢装备等。

发明内容

在此，在JP 2012-501739T中所公开的技术中，当下肢或脚踝关节中的脚部之间的角度在特定范围内时，从弹性构件向脚踝关节施加扭矩。因此，在JP 2012-501739T中所公开的技术中，当下肢与脚部之间的角度在上述范围内时，可能在除了行走以外的情况下施加扭矩。

因此，本公开内容提出能够与关节部分或耦合至下肢的下肢耦合部分的角度无关地切换从弹性构件到关节部位的力传递的一种新的且改进的运动支持设备。

根据本公开内容的实施方式，提供了一种运动支持设备，包括：下肢耦合部分，被配置成耦合至下肢；弹性构件；地接触单元，被配置成包括与表面接触的地接触板以及传递由弹性构件产生的力的传递部分；以及脚踝部分，被配置成安装在下肢耦合部分与地接触单元之间。地接触单元被安装成能够在传递部分与脚踝部分接触的位置和传递部分与脚踝部分分离的位置之间位移。传递部分包括位于脚踝部分侧的脚踝侧传递部分，以及位于弹性构件侧并且被配置成与脚踝侧传递部分分离的弹性构件侧传递部分。

如上所述，根据本公开内容的实施方式，可以与关节部分或耦合至下肢的下肢耦合部分的角度无关地切换从弹性构件到关节部分的力传递。

附图说明

图1是示出根据本公开内容的实施方式的运动支持设备的应用示例的说明图；

图2是示出当人行走时下肢的操作的说明图；

图3是示出在以1.25m/s的移动速度行走时由脚踝关节输出的功率(左图)和脚踝关节的角度(右图)的曲线图；

图4是示出根据本公开内容的实施方式的行走时的运动支持设备的整体操作的说明图；

图5是示出根据实施方式的运动支持设备的截面配置的说明图；

图6是示出根据实施方式的运动支持设备的功能配置的框图；

图7A是示出根据实施方式的运动支持设备在阶段“A”中的操作的示例的说明图；

图7B是示出根据实施方式的运动支持设备在阶段“B”中的操作的示例的说明图；

图7C是示出根据实施方式的运动支持设备在阶段“C”中的操作的示例的说明图；

图7D是示出根据实施方式的运动支持设备在阶段“D”中的操作的示例的说明图；

图7E是示出根据实施方式的运动支持设备在阶段“E”中的操作的示例的说明图；

图7F是示出根据实施方式的运动支持设备在阶段“F”中的操作的示例的说明图；

图8A是示出根据实施方式的由1.25m/s的移动速度下的运动支持设备的脚踝部分输出的功率(左图)以及由弹性构件和电动机施加的扭矩(右图)的曲线图；

图8B是示出根据实施方式的由1.50m/s的移动速度下的运动支持设备的脚踝部分输出的功率(左图)以及由弹性构件和电动机施加的扭矩(右图)的曲线图；以及

图8C是示出根据实施方式的由1.75m/s的移动速度下的运动支持设备的脚踝部分输出的功率(左图)以及由弹性构件和电动机施加的扭矩(右图)的曲线图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述本公开内容的优选实施方式。注意，在本说明书和附图中，使用相同的附图标记来表示具有基本上相同的功能和结构的结构要素，并且省略对这些结构要素的重复说明。

将按照以下顺序进行描述：

1.运动支持设备的概述

1.1运动支持设备的应用示例

1.2运动支持设备的操作概述

2.运动支持设备的具体配置

2.1运动支持设备的具体配置

2.2运动支持设备的功能配置

3.运动支持设备的操作示例