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公開番号2025075016
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-14
出願番号2024190710
出願日2024-10-30
発明の名称ソフトエクソスーツ
出願人国立大学法人東京大学
代理人個人,個人,個人,個人
主分類A61H 3/00 20060101AFI20250507BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】歩行動作全体に亘って支援することが可能なソフトエクソスーツを提供する。
【解決手段】人体の少なくとも腰部の一部、膝部の一部、および足部の一部を覆う着用部材と、片脚につき、外側体重支持部材または内側体重支持部材のいずれか1つ、もしくは、外側体重支持部材および内側体重支持部材の2つを一組で装着する体重支持部材と、体重支持部材の張力を制御する制御部と、を備え、外側体重支持部材は、一端が着用部材の足部に固定され、前脛部に沿って着用部材の膝頭のポイントを経由し、大腿部の外側に沿って着用部材の腰部の背側のポイントを経由して制御部に到達し、内側体重支持部材は、一端が着用部材の足部に固定され、前脛部に沿って着用部材の膝頭のポイントを経由し、大腿部の内側に沿って着用部材の腰部の背側のポイントを経由して制御部に到達する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
人体の少なくとも腰部の一部、膝部の一部、および足部の一部を覆う着用部材と、
片脚につき、外側体重支持部材または内側体重支持部材のいずれか1つ、もしくは、前記外側体重支持部材および前記内側体重支持部材の２つを一組で装着する体重支持部材と、
前記体重支持部材の張力を制御する制御部と、を備え、
前記外側体重支持部材は、
一端が前記着用部材の足部に固定され、前脛部に沿って前記着用部材の膝頭のポイントを経由し、大腿部の外側に沿って前記着用部材の腰部の背側のポイントを経由して前記制御部に到達し、
前記内側体重支持部材は、
一端が前記着用部材の足部に固定され、前脛部に沿って前記着用部材の膝頭のポイントを経由し、大腿部の内側に沿って前記着用部材の腰部の背側のポイントを経由して前記制御部に到達する、
ソフトエクソスーツ。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
片脚につき、前側姿勢維持部材および後側姿勢維持部材の２つを一組で装着する姿勢維持部材を備え、
前記制御部は、前記姿勢維持部材の張力を制御し、
前記前側姿勢維持部材は、
脚の前側に沿って、足関節、膝関節、および股関節のうちの、２つまたは３つの関節を跨ぐように装着され、
前記後側姿勢維持部材は、
脚の後側に沿って、足関節、膝関節、および股関節のうちの、２つまたは３つの関節を跨ぐように装着される、
請求項１に記載のソフトエクソスーツ。
【請求項３】
片脚につき、外側遊脚補助部材または内側遊脚補助部材のいずれか１つ、もしくは、前記外側遊脚補助部材および前記内側遊脚補助部材の２つを一組で装着する遊脚補助部材を備え、
前記制御部は、前記遊脚補助部材の張力を制御し、
前記外側遊脚補助部材は、
一端が前記着用部材の足部に固定され、脚の外側に沿って前記着用部材の腰部の腹側のポイントを経由して、前記制御部に到達し、
前記内側遊脚補助部材は、
一端が前記着用部材の足部に固定され、脚の内側に沿って前記着用部材の腰部の腹側のポイントを経由して、前記制御部に到達する、
請求項１または２に記載のソフトエクソスーツ。
【請求項４】
前記体重支持部材は、
股関節、膝関節、および足関節が体重を支えるために必要なトルクを伝達し、
前記外側体重支持部材は、
股関節に対して、伸展トルクと、内転した脚を外転方向に復元するトルクを伝達し、膝関節に対して伸展トルクを伝達し、足関節に対して関節運動と逆方向のトルクを伝達し、
前記内側体重支持部材は、
股関節に対して、伸展トルクと、外転した脚を内転方向に復元するトルクを伝達し、膝関節に対して伸展トルクを伝達し、足関節に対して関節運動と逆方向のトルクを伝達する、
請求項１に記載のソフトエクソスーツ。
【請求項５】
前記姿勢維持部材は、
立脚期における姿勢の前後方向の傾きを制御し、
足関節と膝関節を跨いで装着される場合には、足部、下腿部、および大腿部の姿勢を安定化し、膝関節と股関節を跨いで装着される場合には、下腿部、大腿部、および体幹の姿勢を安定化し、足関節と膝関節と股関節を跨いで装着される場合には、足部、下腿部、大腿部、および体幹の姿勢を安定化する、
請求項２に記載のソフトエクソスーツ。
【請求項６】
前記遊脚補助部材は、
遊脚期における遊脚の振り出し動作を補助し、
前記外側遊脚補助部材は、
股関節に対して、屈曲トルクと、内転した脚を外転方向に復元するトルクを伝達し、膝関節に対して屈曲トルクを伝達し、足関節に対して背屈トルクを伝達し、
前記内側遊脚補助部材は、
股関節に対して、屈曲トルクと、外転した脚を内転方向に復元するトルクを伝達し、膝関節に対して屈曲トルクを伝達し、足関節に対して背屈トルクを伝達する、
請求項３に記載のソフトエクソスーツ。
【請求項７】
前記制御部は、
正常な歩行を再現するように張力を制御する、請求項１に記載のソフトエクソスーツ。

発明の詳細な説明【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０２３年１０月３０日に出願された米国仮特許出願番号６３／５９４，１９０に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
続きを表示（約 1,900 文字）【技術分野】
【０００２】
本発明は、人の歩行を支援するソフトエクソスーツに関する。
【背景技術】
【０００３】
歩行障害を有する人のための動力付き支援装具として、ソフトエクソスーツが開発されている（例えば、特許文献１～３）。ソフトエクソスーツは、外骨格式のアシストスーツと違い、着用部が布やワイヤーなどのソフト素材のみで構成されており、軽量で着用時の快適性が高いという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１４－０７３２２２号公報
欧州特許第３５６２４５８号明細書
欧州特許第２８９５１３３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来、歩行動作全体、すなわち立脚期と遊脚期に亘って下肢全体をアシストできるソフトエクソスーツは実現できていなかった。
なお、ソフトエクソスーツの一般的な課題には以下のようなものがある。
課題１：外骨格式の歩行支援装具と比較して、アクチュエータ数が増大するため、制御が複雑になりやすい。
課題２：フィードバック制御が困難である。
課題３：着用快適性を維持したまま体重支持機能を実現するのが難しい。
【０００６】
本発明は、歩行動作全体に亘って下肢全体を支援することが可能なソフトエクソスーツを提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るソフトエクソスーツは、人体の少なくとも腰部の一部、膝部の一部、および足部の一部を覆う着用部材と、片脚につき、外側体重支持部材または内側体重支持部材のいずれか1つ、もしくは、前記外側体重支持部材および前記内側体重支持部材の２つを一組で装着する体重支持部材と、前記体重支持部材の張力を制御する制御部と、を備え、前記外側体重支持部材は、一端が前記着用部材の足部に固定され、前脛部に沿って前記着用部材の膝頭のポイントを経由し、大腿部の外側に沿って前記着用部材の腰部の背側のポイントを経由して前記制御部に到達し、前記内側体重支持部材は、一端が前記着用部材の足部に固定され、前脛部に沿って前記着用部材の膝頭のポイントを経由し、大腿部の内側に沿って前記着用部材の腰部の背側のポイントを経由して前記制御部に到達するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、歩行動作全体に亘って下肢全体を支援することが可能なソフトエクソスーツを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
発明の実施の形態に係るソフトエクソスーツ１の全体を示す図である。
発明の実施の形態に係るソフトエクソスーツ１の足関節部の構造を示す図。
発明の実施の形態に係るソフトエクソスーツ１のワイヤー１の構造を示す図。
発明の実施の形態に係るソフトエクソスーツ１のワイヤー２の構造を示す図。
発明の実施の形態に係るソフトエクソスーツ１のワイヤー３の構造を示す図。
発明の実施の形態に係るソフトエクソスーツ１の機能を説明する図。
発明の実施の形態に係るソフトエクソスーツ１の機能を説明する図。
発明の実施の形態に係るソフトエクソスーツ１のアクチュエーションユニット５０の構成を示す図。
発明の実施の形態に係るソフトエクソスーツ１のワイヤー巻き取り量の制御データの構築方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態による、ソフトエクソスーツ１の全体を示す図である。また、図２は、本発明の実施の形態による、ソフトエクソスーツ１の足関節部の構造を示す図である。図１に示すように、ソフトエクソスーツ１は、ワイヤー１０，２０，３０、着用部４０、アクチュエーションユニット５０を備えている。ソフトエクソスーツ１は、歩行障害を有する人が着用し、ワイヤー１０，２０，３０の張力を利用して歩行動作をアシストする歩行支援装具である。ワイヤー１０，２０，３０は例えばボーデンケーブルであってよい。ワイヤー１０，２０，３０は、図１に示すように人体に直接装着する着用部４０（着用部材）の表面に配置される。また、図２に示すように、ワイヤー１０，２０，３０は、一端が着用部４０の足部に固定されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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