(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの腕を支持するためのシステムであって、
ユーザの身体に装着するよう構成されたハーネスであって、前記ユーザの胴体の周りに装着されるよう構成された取り付けバンドと、前記ユーザの片方または両方の肩の上または周囲に装着されるよう構成された肩ハーネスと、前記肩ハーネスと前記取り付けバンドの間に延在する１またはそれ以上の支持部材とを具えるハーネスと、
前記肩ハーネスに連結される第１の端部と、支持される腕に近いユーザの肩上方の垂直回動点で終端するよう構成された第２の端部とを有する胴体ブラケットと、
前記ユーザの腕を支持するよう構成され、腕ブラケットが前記垂直回動点の周りで水平方向に回動するように前記胴体ブラケットの第２の端部に連結された肩ブラケットと、腕ブラケットが水平回動点の周りで垂直方向に回動するように前記水平回動点にて前記肩ブラケットに回動可能に連結された腕ブラケットと、前記腕ブラケットによって担持されたアームレストとを具えるアームサポートであって、前記腕の動きに順応し、前記動きに追随するよう構成されたアームサポートと、
前記肩ブラケットと前記腕ブラケットに連結されたバネ機構を具える１以上の補償部材であって、前記ユーザが動いて前記アームレストがユーザの腕の動きに追随する際に前記腕にかかる重力を少なくとも部分的に相殺する１以上の補償部材とを具えることを特徴とするシステム。
【請求項２】
ユーザの腕を支持するためのシステムであって、
ユーザの胴体に装着するよう構成されたハーネスであって、当該ハーネスを装着したユーザの脊柱と概ね平行に伸びる縦軸を規定するハーネスであって、前記ユーザの胴体の周りに装着されるよう構成された取り付けバンドと、前記ユーザの片方または両方の肩の上または周囲に装着されるよう構成された肩ハーネスとを具えるハーネスと、
前記肩ハーネスに連結される第１の端部と、支持される腕に近いユーザの肩上方の垂直回動点で終端するよう構成された第２の端部とを有する胴体ブラケットと、
前記ユーザの腕の一部を支持するよう構成されたアームサポートであって、前記縦軸の周りを水平方向に回動可能となるように前記垂直回動点にて胴体ブラケットの第２の端部に回動可能に連結された肩ブラケットと、前記縦軸にほぼ直行する水平回動点の周りで回動可能となるように前記水平回動点にて前記肩ブラケットに回動可能に連結された腕ブラケットと、前記腕ブラケットによって担持されて前記ユーザの上腕を支持するアームレストとを有する、アームサポートと、
前記肩ブラケットと前記腕ブラケットに連結され、前記ユーザが動いて前記アームレストがユーザの腕の動きに追随する際に前記腕にかかる重力を少なくとも部分的に相殺するバネ機構とを具えることを特徴とするシステム。
【請求項３】
ユーザの腕を支持するためのシステムであって、
ユーザの胴体に装着するよう構成されたハーネスであって、当該ハーネスを装着したユーザの脊柱と概ね平行に伸びる縦軸を規定しており、前記ユーザの胴体の周りに装着されるよう構成された取り付けバンドと、前記ユーザの片方または両方の肩の上または周囲に装着されるよう構成された肩ハーネスと、前記肩ハーネスと前記取り付けバンドの間に延在する１またはそれ以上の支持部材とを具えるハーネスと、
前記肩ハーネスに連結された第１の端部と、支持される腕に近いユーザの肩上方の垂直回動点で終端するよう構成された第２の端部とを具える胴体ブラケットと、
前記ユーザの前腕を支持するよう構成されたアームサポートであって、前記縦軸にほぼ平行な前記垂直回動点の周りで水平方向に回動可能となるように前記垂直回動点にて前記胴体ブラケットの第２の端部に枢着された肩ブラケットと、前記縦軸にほぼ直行する水平回動点の周りで回動可能となるように前記水平回動点にて前記肩ブラケットに枢着された腕ブラケットと、前記腕ブラケットに担持されたアームレストとを有する、アームサポートと、
前記肩ブラケットと前記腕ブラケットに連結され、前記腕ブラケットが前記水平回動点の周りを回転する際に前記ユーザの腕の重量の少なくとも一部を前記ハーネスまたは前記ユーザの胴体に転移するバネ機構とを具えることを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項１−３のいずれかのシステムにおいて、前記バネ機構は、前記肩ブラケットおよび前記腕ブラケットに連結されたバネ部材を具えることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項１−４のいずれかのシステムにおいて、前記バネ機構は、前記アームサポートに変化する相殺力を与えるよう構成されることを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項１のシステムにおいて、前記１以上の補償部材が、前記バネ機構に連結され当該バネ機構による重力の相殺量を調整するための調整構造をさらに具えることを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項１−６のいずれかのシステムにおいて、さらに、前記アームサポートが腕の動きに追随しないように、非動作位置に前記アームサポートを選択的に固定するためのロックアウト機構を具えることを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項１−７のいずれかのシステムにおいて、さらに自動的に作動して以降の前記アームサポートの望まない動きを防止するブレーキを具えることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項１−８のいずれかのシステムにおいて、さらに、
前記ハーネスに連結され前記ユーザの第２の腕を支持するよう構成された第２のアームサポートであって、前記第２の腕の動きに順応するよう構成され、前記動きに追随する第２のアームサポートと、
前記第２のアームサポートに連結され前記ユーザが動いて前記第２のアームサポートがユーザの腕の動きに追随する際に前記第２の腕にかかる重力を少なくとも部分的に相殺するバネ機構を具えることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項１のシステムにおいて、前記アームサポートは前記アームレストの近くで終端し、前記アームレストは前記腕を支持するために前記ユーザの上腕を受けるよう構成されることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項１−１０のいずれかのシステムにおいて、前記腕ブラケットが前記ユーザの肘の上方で終端するように構成されることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
１以上の作業を行う間にユーザの腕を支持する方法であって、
ユーザにハーネスを配置するステップであって、前記ハーネスは前記ユーザの胴体の周りに装着されるよう構成された取り付けバンドと、前記ユーザの片方または両方の肩の上または周囲に装着されるよう構成された肩ハーネスと、前記肩ハーネスに連結される第１の端部と、支持される腕に近いユーザの肩上方の垂直回動点で終端するよう構成された第２の端部とを有する胴体ブラケットと、前記胴体ブラケットに連結され前記ハーネスに対して可動であるアームサポートとを具え、当該アームサポートが縦軸にほぼ平行な前記垂直回動点の周りを水平方向に回動可能となるように前記垂直回動点にて前記胴体ブラケットの第２の端部に回動可能に連結された肩ブラケットと、前記縦軸にほぼ直行する水平回動点の周りを回動可能となるように前記水平回動点にて前記肩ブラケットに回動可能に連結された腕ブラケットと、前記腕ブラケットによって担持されるアームレストとを具える、ステップと、
前記アームサポートが以降にユーザの腕の動きに追随するように、前記アームレストを用いてユーザの腕の一部を支持するステップと、
前記ユーザの腕の動きを伴う１以上の作業を行うステップであって、前記アームサポートは、前記肩ブラケットと前記腕ブラケットに連結され、前記動きの間に前記ユーザの腕にかかる重力を少なくとも部分的に相殺するバネ機構を有する、ステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２の方法において、前記ハーネスは、ぞれぞれアームレストを有する一対のアームサポートを具え、各アームレストはユーザのそれぞれの腕の一部を支持し、前記１以上の作業を行うステップは前記ユーザの一方または両方の腕の動きを伴い、前記アームサポートは前記動きの間に前記ユーザのそれぞれの腕にかかる重力を少なくとも部分的に相殺することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１２の方法において、前記ユーザにハーネスを配置するステップが、前記取り付けバンドを前記ユーザの胴体周りに固定するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１４の方法において、前記取り付けバンドは前記ユーザのウェスト、ヒップ、または胸部のいずれかの周囲に固定されることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１２の方法において、前記ユーザにハーネスを配置するステップが、前記肩ハーネスを前記ユーザの片方または両方の肩の上または周囲に固定するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１２−１６のいずれかの方法において、さらに、前記バネ機構により相殺される重力の量を調整するために、前記バネ機構に連結された調整構造を調整するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１２−１７のいずれかの方法において、さらに、前記アームサポートが腕の動きに追随しないように、非動作位置に前記アームサポートを固定するためのロックアウト機構を作動させるステップを具えることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はユーザの腕を支持するシステム、器具、および方法に関し、例えば、ユーザの片方または両方の腕を支持しつつほぼ自由な動作を実現し、ユーザが片方または両方の腕を伸ばして１またはそれ以上の作業を長時間実行できるようにする適応型アームサポートシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人々が腕を伸ばして作業する必要のある多くの作業がある。例えば手術、歯科医術、塗装、皿洗い、製品組み立てなどが含まれる。このような活動にかかる人間は、腕を伸ばしたままにするために重力に抗うのに必要な筋肉の力が長くかかり疲れることになる。脆弱あるいは障害のある人間は、日々の作業を実行するのに疲れを感じることがある。例えばコンピュータキーボードなど、作業が比較的狭い範囲で行われる場合には、椅子の固定アームレストや作業台が唯一有効となる。大きな範囲の動作を含む作業では、固定のアームレストでは補助とならない。
【０００３】
このように、中〜広範囲の動作を伴う作業を実行する人間にかかる疲労を解消しうる適応型アームレストまたはアームサポートシステムの必要があった。
【発明の概要】
【０００４】
本発明はユーザの腕を支持するシステム、器具、および方法に関し、例えば、ユーザの片方または両方の腕を支持しつつほぼ自由な動作を実現し、ユーザが片方または両方の腕を伸ばして１またはそれ以上の作業を長時間実行できるようにする適応型アームサポートシステムに関する。
【０００５】
一実施例によると、ユーザの腕を支持するための器具またはシステムが、ユーザの胴体に装着されるよう構成されたハーネスと、前記ハーネスに結合されユーザの腕の一部を支持するよう構成されたアームサポートとを備え、前記アームサポートは腕の動きに順応するよう構成され、そしてこの動きに実質的に干渉することなくこの動きに追随する。アームサポートは、ユーザの動作にかかる重力を少なくとも部分的に相殺するよう構成され、アームサポートはユーザの腕の動きに追随する。例えば、アームサポートは、ユーザの腕の重量の少なくとも一部を胴体またはユーザの体の他の領域に転移させ、および／または腕に作用する重力を少なくとも部分的に相殺する対抗力を付与する。
【０００６】
一実施例では、システムはユーザの動作にかかる重力を少なくとも部分的に相殺するための、アームサポートに結合された一以上の補償部材を具え、アームサポートはユーザの腕の動きに追随する。例えば、補償部材はアームサポートに結合された１以上のバネを具え、これがユーザの腕の動きに実質的に干渉することなく、ユーザの動作にかかる重力を少なくとも部分的に相殺する。あるいは、補償部材は、アームサポートに結合された電気式、液圧式、または気圧式のシステムを具え、これがユーザの動作にかかる重力を少なくとも部分的に相殺すべくアームサポートに力を加える。この代替例では、補償部材は、ユーザの腕に作用する重力成分を決定するためアームサポートの向きを検出する１以上のセンサと、重力成分を少なくとも部分的に相殺すべく力を加える１以上のアクチュエータとを具える。
【０００７】
別の実施例によれば、ユーザの腕を支持するための器具またはシステムが、ユーザの胴体に装着されるよう構成されたハーネスを具え、当該ハーネスは、ハーネスを装着したユーザの背骨にほぼ並行に伸びる縦軸を規定している。アームサポートがハーネスに結合され、これがユーザの腕の一部を支持するよう構成されたアームレストを具え、当該支持は前記縦軸にほぼ平行な垂直回動点の周りと前記縦軸にほぼ垂直な水平回動点の周りを回転可能であり、アームレストのユーザのアームを受けつつ、ユーザの腕の動きを実質的に干渉することがない。１以上の補償部材がアームサポートに連結され、ユーザの動作にかかる重力を少なくとも部分的に相殺し、アームサポートは腕の動きに追随する。
【０００８】
選択的に、一対のアームサポートと付随する補償部材をハーネスに連結して、ユーザの両腕を支持するようにしてもよい。
【０００９】
さらなる別の実施例によれば、ユーザが１以上の作業を行うのに腕を支持する方法が提供される。ハーネスをユーザに装着し、このハーネスは当該ハーネスに対して可動でありアームレストを有するアームサポートを具える。ユーザの腕の一部がアームレストを用いて支持され、アームサポートがユーザの腕の動きに追随する。ユーザは腕の動きを伴う１以上の作業を実行することができ、アームサポートがユーザの動きに実質的に干渉することなく動作中にユーザの腕にかかる重力を少なくとも部分的に相殺する。
【００１０】
したがって、本書の装置、システム、および方法は、ユーザが１以上の作業をこなす際にユーザの片方または両方の腕の重量の全部または一部を相殺することができる、腕および／または方の筋肉疲労を和らげる。付加的または代替的に、このアームサポートシステムはユーザに適応して再配置される；すなわちユーザが通常の作業を実行する際に当該作業に実質的に干渉することなくユーザの腕の動きに追随する。例えば、片方または両方の腕の重量はアームレスト、リンク、回動軸、および／またはバネなどのエネルギ源のシステムを介してハーネスへ転移される。したがって、ユーザがハーネスを装着あるいは取り付けると、システムはユーザの腕の重量の少なくとも一部をユーザの腹部、肩、臀部、側部、あるいはユーザの胴体の他の領域に転移させ、これらの部位は筋肉疲労および／または不快感を生ずることなくこのような力を受けて対抗するのにより適している。
【００１１】
本発明の他の態様や特徴が、添付の図面とともに以下の説明を考慮すると明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
図面に示す装置の実施例は必ずしも縮尺通りではなく、図示する実施例の様々な態様と特徴を説明するために強調して提供されている。
【図１】図１は、腕を伸ばした人物の斜視図である。
【図２】図２Ａ、２Ｂは、ユーザに装着された適応型アームサポートシステムのそれぞれ前側と後側の斜視図である。
【図３】図３Ａ、３Ｂは、身体装着用適応型アームサポートシステムの平面図であり、垂直回動軸の周りで異なるアームの回転状況を示す。
【図４】図４Ａ−４Ｃは、身体装着用適応型アームサポートシステムの側面図であり、水平回動軸の周りで異なるアームの回転状況を示す。図４Ｄは、図４Ｃのトルク部材の詳細を示す。
【図５】図５Ａ、５Ｂはそれぞれ、ユーザから取り外した図２−４の身体装着用適応型アームサポートシステムの前側と後側の斜視図である。
【図６】図６Ａ、６Ｂはそれぞれ、別の身体装着用適応型アームサポートシステムの前側と後側の斜視図である。
【図７】図７Ａ、７Ｂはそれぞれ、ユーザから取り外した図６Ａ、６Ｂの身体装着用適応型アームサポートシステムの前側と後側の図である。
【図８】図８は、別のトルク部材を有する身体装着用適応型アームサポートシステムの別の実施例の前側斜視図である。
【図９】図９は、図２−５と同様であるが片側を無力化した身体装着用適応型アームサポートシステムの前側斜視図である。
【図１０】図１０は、図２−５と同様であるが片側用に構成した身体装着用適応型アームサポートシステムのさらなる別の実施例の後側斜視図である。
【図１１】図１１は、身体装着用適応型アームサポートシステムのさらなる別の実施例の後側斜視図である。
【図１２】図１２Ａ、１２Ｂは、身体装着用適応型アームサポートシステムの別の実施例の前側斜視図である。
【図１３】図１３は、身体装着用適応型アームサポートシステムの追加の実施例の前側斜視図である。
【図１４】図１４は、身体装着用適応型アームサポートシステムの追加の実施例の前側斜視図である。
【図１５】図１５Ａ、１５Ｂはそれぞれ、システムのトルク部材の調整機構を備える身体装着用適応型アームサポートシステムの別の実施例の前後の斜視図である。
【図１６】図１６Ａ−１６Ｈは、本書のいずれかのサポートシステムに設けられるロックアウト、ブレーキ、または他の安全機構の実施例を示す。
【図１７】図１７Ａ−１７Ｃは、本書のいずれかのサポートシステムに設けられるロックアウト、ブレーキ、または他の安全機構の実施例を示す。
【図１８】図１８Ａ、１８Ｂは、ユーザの腕を図上に持ち上げるのを補助する特徴を有するサポートシステムの別の実施例の側面図である。
【図１９】図１９は、本書のいずれかのサポートシステム用に補償力を提供しうる構成の多様な実施例を示す。
【図２０】図２０は、本書のいずれかのサポートシステム用に補償力を提供しうる構成の多様な実施例を示す。
【図２１】図２１は、本書のいずれかのサポートシステム用に補償力を提供しうる構成の多様な実施例を示す。
【図２２】図２２は、本書のいずれかのサポートシステム用に補償力を提供しうる構成の多様な実施例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
片腕または両腕を長期間伸ばして作業を実行する人間は疲れを感じることがある。図１に示すように、ユーザＵの伸ばした腕５の重力Ｗ１とＷｒが、ユーザの肩と背中の筋肉Ｍに対抗する。長期間だと疲労が生じ、また対応して効率や精度が低減する。例えば外科医は、長期間にわたり腕を部分的または全部伸ばして動作し保持する必要がある。疲労、震え、および精度の低下の問題の報告が多くある。いくつかのケースでは、外科医は処置を毎日行えず、手術の間に１日の休息をとる。アームチェアなど一般に見られる固定のアームレストは、腕の支持を提供するが、限定された位置範囲のみに有効である。このため、動作の広範囲にわたりユーザの腕を支持するサポートシステムが求められていた。
【００１４】
この要望に対処すべく、本願は、例えばほぼ垂直に、実質的に腕の自由な動作を許容しつつ、例えば複数の軸で、１またはそれ以上の作業をこなすのに長期間腕を伸ばしたまま、ユーザの片腕または両腕を支持する多様な適応型アームサポートシステムを提供する。
【００１５】
本書で「垂直」とは一般に実質的に垂直であることを意味し、すなわちユーザＵの脊柱にほぼ平行に伸びる縦の軸に沿っている。したがって、ユーザＵが活動中に実質的に立ち上がって本書の適応型アームサポートシステムを装着している場合、ユーザＵは真の垂直から外れて縦の軸を斜めにして動作することもある。本書で「水平」とは一般に実質的に水平であることを意味し、すなわち例えばユーザＵの脊柱にほぼ平行に延びる垂直軸に直行する、例えば実質的に直角の水平軸に沿っている。例えば、水平軸はユーザＵの両肩の間に延びる軸にほぼ平行である。
【００１６】
図２Ａ、２Ｂに転じると、ユーザＵが適応型アームサポートシステム１０の第１実施例を装着している。胴体ブラケット１０５、１２６が取り付けバンド１２２に連結されており、一緒になってユーザＵの腹部７に連結されるハーネスを構成しており、これが胴体ブラケット１０５、１２６に担持されるか連結されるユーザＵの脊柱に整列した実質的に垂直な軸を規定する。
【００１７】
例えば、取り付けバンド１２２は、胴体ブラケット１０５、１２６がユーザの肩に近接した領域から伸びるように、ユーザの腰、臀部、またはユーザの胴体の他の領域に固定される。図示するように、胴体ブラケット１０５、１２６はユーザＵの脊柱に沿った実質的に垂直な軸にほぼ平行に延在し、システム１０の他の要素が相対的に移動可能となる基準フレームを提供する。あるいは、胴体ブラケット１０５、１２６は単一の剛性部材で形成されてもよいし、ブラケット１０５、１２６の下側端部間の取り付けバンド１２２に沿って延在する連結部分（図示せず）を有して別々の部材を互いに結合させてもよい。
【００１８】
図示するように、胴体ブラケット１０５、１２６は、胴体ブラケット１０５、１２６の垂直回動ジョイント１０７に連結する肩ブラケット１０６の連結点を提供している。この垂直回動ジョイント１０７は縦軸Ｖｒ、Ｖｌを規定する。例えば本書で述べるようにユーザＵの動作に対する抵抗を最小限にするために、ベアリング、ブシュ、および／または他の摩擦軽減手段（図示せず）を垂直回動ジョイント１０７に設けてもよい。肩ブラケット１０６は、矢印１１５、１１６で示すように垂直回動ジョイント１０７の周りを回動可能であり、ユーザＵに縦軸Ｖｒ、Ｖｌの周りで望むように肩ブラケット１０６を回転できるようにしている。
【００１９】
肩ブラケット１０６は水平回動ジョイント１０９、１２５で腕ブラケット１０８、１２４に連結している。水平回動ジョイント１０９、１２５は水平軸Ｈｒ１、Ｈｌ１を規定する。垂直と水平の軸ＶｒとＨｒ１、ＶｌとＨｌ１のセットは互いに交わってもよいし、ずれていてもよいが、互いにほぼ直行する。ベアリング、ブシュ、および／または他の摩擦低減構造（図示せず）を水平回動ジョイント１０９、１２５に必要に応じて設けてもよい。腕ブラケット１０８、１２４は水平軸Ｈｒ１、Ｈｒ２の周りで矢印１１４、１１７に示すように回動可能である。腕ブラケット１０８、１２４はアームレストまたはパッド１２０、あるいはユーザＵの腕５を支持するための他の構造をその自由端部に具える。図２Ａ、２Ｂに示すように、ユーザＵの腕５は、腕５の支持を向上すべく凹形となっているアームパッド１２０に収まる。選択的に、アームパッド１２０は例えばフォーム、ファブリック、またはユーザＵに付加的な快適性を提供する他の材料でなるクッション材を具えてもよい。付加的または代替的に、必要に応じてストラップや他の特徴（図示せず）をアームブラケット１０８、１２４および／またはアームパッド１２０に設けて、腕５を囲むか腕５をアームパッド１２０に対して固定するのに用いてもよい。
【００２０】
トルク部材１１２が肩ブラケット１０６と腕ブラケット１０８、１２４の例えば水平回動ジョイント１０９、１２５に連結され、矢印１１８、１１９の方向で示すようにアームブラケット１０８、１２４にねじり力（torsional load）を付与している。ねじり力１１８、１１９は、ユーザＵの腕５にかかる重力Ｗｌ、Ｗｒの全部または一部と平衡するよう作用する。
【００２１】
垂直回動ジョイント１０７により、肩ブラケット１０６が縦軸Ｖｌ、Ｖｒの周りを回動可能になる。図３Ａに示すように、肩ブラケット１０６は一般に水平軸Ｈｌ１、Ｈｒ１を規定する。ユーザＵは、行う作業の必要性に応じて肩ブラケット１０６を任意の所望位置に回転させることができる。例えば、図３Ｂに示すように、ユーザＵが腕５を横あるいは水平に動かすと、肩ブラケット１０６が回転し（１３０）、新たな水平軸Ｈｒ２を規定する。このように、ユーザＵの腕５の動きによって決定される無段階の水平軸の位置がある。
【００２２】
水平回動ジョイント１０９、１２５もまた、ユーザＵの腕５の無段階の位置決めを提供する。例えば、図４Ａではユーザの腕５は本質的に水平姿勢である。ユーザの腕５は重力によって下に引っ張られる。トルク部材１１２によって水平軸Ｈｒ１に適用されるねじり力１１８が、重力Ｗｒの全部または一部と平衡し、ユーザＵが腕５を伸ばしたままにするのに必要な筋肉の労力を軽減する。
【００２３】
図４Ｂでは、ユーザの腕５が水平パス１３４の上に上げられている。ねじり力１１８が継続的に作用して少なくとも部分的に重力Ｗｒと平衡する。図４Ｃでは、ユーザの腕５が水平パス１３６より下に下げられている。ねじり力１１８が継続的に作用して少なくとも部分的に重力Ｗｒと平衡する。このように、ユーザＵは腕５を所望の位置に動かすことができ、適応型アームサポートシステム１０は腕５とともに動き（適応し）、同時に動作にほぼ干渉することなく腕を支持する。
【００２４】
図４Ｄは、図４Ｃの詳細図であり、トルク部材１１２の一実施例を示す。図示するように、トルク部材１１２は、水平回動ジョイント１２５またはその近傍に配置された時計バネ（clock spring）を具える。回動シャフト１５５が肩ブラケット１０６に固定的に取り付けられている。腕ブラケット１２４は回動シャフト１５５の周りを自由に回転する。図示するように、トルク部材１１２の第１のトルク部材連結構造１５８は回動シャフト連結構造１５６内に捕捉され、トルク部材１１２の第２のトルク部材連結構造１６０は腕ブラケット連結構造１６４の後ろに捕捉される。したがって、腕ブラケット１２４と肩ブラケット１０６に連結されたトルク部材１１２は、腕ブラケット１２４に平衡トルク１１８を与えることができる。保持ピン１６２がトルク部材１１２を回動シャフト１５５の位置に保持する。任意のねじり減衰部材１７０（図示せず）を水平回動ジョイント１２５またはその近くに配置して、例えば回転速度を制限してもよい。選択的に、トルク部材１１２の周りにハウジングまたはケース（図示せず）を設けて、例えば内部要素を保護したり、および／またはシステム１０の所望の外観または仕上げを呈するようにしてもよい。
【００２５】
必要に応じて、トルク部材１１２を取り外して、ユーザＵがねじり力１１８を調整できるようにしてもよい。選択的に、トルク調整機構１７５を水平回動ジョイント１２５またはその近くに設け、例えばユーザＵが望むだけトルク部材１１２のねじり力１１８を調整できるようにしてもよい。例えば、ユーザＵがユーザの腕５に作用する重力Ｗｌ、Ｗｒの約４０％を補償する軽い平衡トルクを望む場合がある（下位補償：under-compensation）。別の例では、ユーザＵがユーザの腕５に作用する重力Ｗｌ、Ｗｒの約１１５％を補償する高い平衡トルクを望む場合がある（上位補償：over-compensation）。
【００２６】
図５Ａ、５Ｂは、明確のためにユーザＵを取り去った適応型アームサポートシステム１０を示す。ユーザＵの伸ばした腕５の重力Ｗｌ、Ｗｒは腕ブラケット１０８、１２４、水平回動ジョイント１０９、１２５、肩ブラケット１０６、および垂直回動ジョイント１０７から導体ブラケット１０５、１２６へと伝えられる。一方、導体ブラケット１０５、１２６は、ユーザＵに固定された１以上の取り付けバンドまたは他の構造に連結される（１のバンド１２２を示す）。これらの３つの部材がユーザＵの胴体、例えば腹部７またはその周囲に接触し、ユーザの身体の他の部分にユーザの腕５によって適応型アームサポートシステム１０への力および／またはトルク入力を伝達するための支持を提供する。したがって、ユーザの腕５それ自体ではなく、身体の他の部分が実質的に腕５の負荷を担うことになる。
【００２７】
好適に、これらの負荷を担う領域は筋肉活動がそうする必要がない。例えば、適応型アームサポートシステム１０によりユーザの腹部７にかかる反力Ｒｂ、Ｒａ、Ｒｗがユーザの腕５の負荷と平衡する。例えば反力Ｒｂは、ユーザの背中部分からの力により適応型アームサポートシステム１０に生じる。
【００２８】
胴体ブラケット１０５、１２６は硬質、半硬質、あるいは可撓性があってもよく、これらのいずれかの部分を有してもよい。例えば、胴体ブラケット１０５、１２６は、半硬質部分に接合された硬質部分を有してもよい。図示する実施例では、胴体ブラケット１０５、１２６はそれぞれ、ユーザの脊柱によって規定される垂直軸にほぼ平行で、取り付けバンド１２２に取り付けられた第１の端部から、垂直回動ジョイント１０７に連結された第２の端部まで延在する単一部材を具える。代替的に、胴体ブラケット１０５、１２６は、互いに取り付けられた複数の部材を具えてもよい。例えば、一対のブラケット部材が調整可能に互いに連結され、愛１の端部から第２の端部までの距離、すなわち取り付けバンド１２２と垂直回動ジョイント１０７までの距離を調整して固定され、異なる伸長のユーザに適合するようにしてもよい（図示せず）。
【００２９】
取り付けバンド１２２は硬質、半硬質、柔軟、あるいはこれらのいずれかの部分を有してもよい。選択的に、取り付けバンド１２２は１以上のバンド調整構造１４０を具え、例えば取り付けバンド１２２の調整と固定をなす機構、例えばバックル、フックと留め金式のファスナ、スナップ、レースなど（図示せず）を提供し、システム１０をユーザＵのウェストやヒップの周りに固定できるようにしてもよい。胴体ブラケット１０５、１２６の第１の端部は取り付けバンド１２２に対して固定されてもよいし、例えばバックル、フックと留め金式ファスナなど（図示せず）によって取り付けバンド１２２に対して例えばパス１５０に沿って横方向に調整可能であってもよい。付加的または代替的に、胴体ブラケット１０５、１２６の位置は、例えば異なる身長のユーザに合わせるために取り付けバンド１２２に対して縦に調節可能であってもよい。さらなる代替例では、異なる寸法の複数のシステムを用意して、ユーザが自信の身体サイズと形状に最も合うシステムを選択できるようにしてもよい。
【００３０】
図６Ａ、７Ｂに転ずると、別の実施例の適応型アームサポートシステム２０が示され、これは多くの特徴がシステム１０と同様である（同じ構造の参照番号に１００足している）。適応型アームサポートシステム１０とは異なり、この適応型アームサポートシステム２０は、ユーザＵの肩を越えて延在し、および／または取り付けバンド２２２に複数の地点で合流する胴体ブラケット２０５、２２６を具える。選択的に、システム２０は、例えばユーザＵの胴体周りに取り付けバンド２２２を調整および／または固定する機構を提供すべく、バンド調整構造２２４を具えてもよい。ユーザの腹部７から適応型アームサポートシステム２０にかかる反力Ｒｃ、Ｒｓ、Ｒｒ（図７Ａ、７Ｂに示す）が、ユーザの腕５の負荷Ｗｌ、Ｗｒと平衡する。
【００３１】
代替実施例では、付加的または代替的に、適応型アームサポートシステム１０または２０をユーザＵの胴体に固定するのに、例えばハーネス、バックパック、紐、ベルト、ジャケット、および／または他の衣類など（図示せず）、他の取り付け構造を提供してもよい。このような取り付けシステムは、サポートシステム１０または２０を例えば肩、胸回り、ウェスト、ヒップ、および／または胴体の他の領域にユーザが所望する動きの自由度に応じて、１またはそれ以上の場所で支持する。例えば、肩および／または胸で支持されたシステムによると、ウェストやヒップで支持するシステムよりもユーザＵが腰を回すのが容易になる。
【００３２】
さらなる大体実施例では、必要に応じて、システム１０または２０にトルク部材１１２、２１２ではく他の補償部材を含めてもよい。例えば、図８に示すように、システム１０や２０とほぼ同様のシステム３０が示されているが、水平回動ジョイント３０９、３２５に代替的なトルク部材３６０を具える。実施例では、この代替的なトルク部材３６０は電気式、磁力式、気圧式、液圧式などであってよい。付加的あるいは代替的に、代替例のトルク部材３６０はバッテリ電源式、自給式、コード式、例えば１以上のケーブル（図示せず）で外部電源に接続などであってよい。
【００３３】
例えば、図８の腕ブラケット３０８上のセンサ３６５のように、１以上のセンサをアームサポート上に設け、１以上のコントローラ（図示せず）をこれらのセンサおよび前記アームサポートに連結された１以上のアクチュエータまたは他の補償部材に連結してもよい。コントローラは周期的、間欠的、またはほぼ連続的にセンサからデータを取得し、アームサポートの配向を検出および／または情報を取得し、データに基づいてアクチュエータまたは他の補償部材を作動させて、アームサポートに力を供給して重力を少なくとも部分的に相殺し、および／またはユーザの腕の重量の一部をハーネスおよび／またはユーザの身体の他の領域に移してもよい。
【００３４】
例えば、図８の実施例では、トルク部材３６０によるねじり力は、例えばシステム上または近い位置に配置されたコントローラ（図示せず）を用いて、例えば電気式トルク部材３６０への電流（または同様に、気圧式または液圧式トルク部材への流体圧力。図示せず）を調整することにより調整可能である。例えば、腕ブラケット３０８に取り付けられるか担持された姿勢センサ３６５を設けて、コントローラに位置および／または角度のフィードバックを提供してもよい。一方コントローラは、ユーザの腕に作用する重力成分を検出し、トルクエレメント３６０（または図示しない他のアクチュエータあるいは他の補償部材）を作動させて、ユーザの要求に沿うように、別のトルク部材３６０が発生する平衡ねじり力３７０、３８０を調整してもよい。例えば、姿勢センサ３６５は、ユーザの腕が特定の位置になると信号を発して、電気式トルク部材３６０への電流を増大させ、腕の支持を強くする対抗力を増大させるか、逆に支持を弱める必要がある場合は電流を弱めて対抗力を低減させる要求を出す。
【００３５】
選択的に、機械式、気圧式、液圧式、電機部品などによる減衰手段を設けてもよい。例えば、機械式暖波、流量制御、電気制御など（図示せず）を設けて、回転速度を制限してもよい。
【００３６】
いくつかの場合、ユーザＵは例えばシステム１０、２０または３０といった本書の適応型アームサポートシステムの任意の全部または一部を無力化したいこともある。図９は、図１−５と同様の適応型アームサポートシステム１０であるが、右のアームサポートが背中でロックされるかユーザの腕５から外れて無活動状態にある。多様なロック機構（図示せず）を用いることができ、例えばクリップ、フック、ストラップ、磁石、ねじファスナ、フックと留め具式ファスナなどが含まれる。このようなロックアウト構造を、図９のシステム１０のアームサポート１０８や、本書のいずれかに記載の１のアームサポートのみを有するシステムで、アームサポートの一方または双方に設けてもよい。
【００３７】
代替的に、図８に示すようなトルク部材３６０が上記列挙したようなロックアウト構造を有し、電流、気圧、液圧などで動作して、ユーザが腕５をシステム１０から独立して動かせるようにアームサポートをユーザの腕から離れて後ろの位置に導くようにしてもよい。さらなる代替例では、電流、気圧、液圧などが消失したら、ユーザはマニュアルなどでトルク部材３６０を制御し、アームサポートを後ろや無力化する位置に案内してもよい。
【００３８】
いくつかの場合、ユーザＵは上述した適応型アームサポートシステムの一部のみを必要とする場合がある。例えば、図１０は、ユーザの右手５のみを支持する適応型アームサポートシステム４０を示す。この適応型アームサポートシステム４０は、システム１０、２０または３０といった本書のいずれかに記載の他の適応型アームサポートシステムのいずれかまたは全部の特徴を有してもよい。
【００３９】
必要に応じて、本書のいずれかの実施例に別の装着および負荷転移構造を設けてもよい。例えば、図１１に転ずると、ユーザＵが、肩ハーネス４０４、一対の取り付けバンド４１２、４１０、および１以上の長い支持部材４０８（２つを図示する）を具える適応型アームサポートシステム４００を装着している。肩ハーネス４０４はユーザの肩の上または周りに適合するよう形成された左右のパネル４０６を有し、それぞれに胴体ブラケット４１６が設けられている。肩ハーネス４０４は、例えばポリマ、革、複合材料などの柔軟な材料で形成されるか、例えば金属、樹脂、複合材料でなる硬質、半硬質、および／または柔軟な材料でなる。同様に、取り付けバンド４１２、４１０、本書の他の実施例と同様に柔軟または半硬質の材料、および／または弾性材料または非弾性材料で形成することができる。
【００４０】
図１１に示すように、胴体ブラケット４１６は、本書の他の実施例と同様に、垂直回動ジョイント１０７で肩ブラケット１０６に連結されている。腕ブラケット１０８が肩ブラケット１０６に水平回動ジョイント１０９で連結され、これは本書の他の実施例と同様にアームパッド１２０を担持している。選択的に、垂直および／または水平回動ジョイント１０７、１０９は、ユーザの肩の関節（図示せず）とほぼ同心であるか、そうでなくても整列しており、これは腕ブラケット１０８がユーザの腕５の動作に最小限の干渉で対津医することに役立つ。１以上のトルク部材あるいは他の補償部材１１２が肩および腕のブラケット１０６、１０８に、本書の他の実施例と同様に連結されており、ユーザの腕５の重量の少なくとも一部を補償するためにねじり力を提供する。
【００４１】
図１１に示すように、一対の長い支持部材４０８がハーネスの一部として設けられ、第１または上側端部４１４で肩ハーネス４０４に連結され、第２または下側端部４１８でオプションのウェストストラップまたは取り付けバンド４１２に連結されている。付加的または代替的に、オプションの旨ストラップまたは取り付けバンド４１０を設けて、肩ハーネス４０４の左右のフォーム４０６をユーザＵに固定するのを強化してもよい。選択的に、長い支持部材４０８はバネ、ロッド、ケーブル、および／または他の要素であって、エラストマあるいはポリマ、中実、中空、加圧、硬質、半硬質、および／または可撓性材料で構成されてもよい。支持部材４０８は、ユーザの腕５の重量のウェストストラップ４１２への転移性を高め、重さをユーザのウェストやヒップに分散する。
【００４２】
支持部材４０８は図示するようにほぼ真っ直ぐであってもよいし、システム４００を装着するユーザの不快や不便を最低限にする所望のサポートを提供する必要に応じて曲がったり、角度づけられたり、ねじられたりしてもよい。付加的あるいは代替的に、支持部材４０８は１以上の入れ子式あるいは回動式部材（図示せず）を具えてもよい。上部と下部の接合点４１４、４１８は固定式か、本書の他の実施例と同様に回動ジョイントを具えてもよい。
【００４３】
図１２Ａ、１２Ｂに転ずると、さらなる別の適応型アームサポートシステム４２０が示されており、これは図１１に示すシステム４００とほぼ同様である。ただし、この適応型アームサポートシステムは、軸４３０、４３１で回動可能な上下の回動ジョイント４２４、４２６によって肩ハーネス４１５とウェスト取り付けバンド４１７に取り付けられる一対の支持部材４２２を具える。付加的あるいは代替的に、支持部材４２２はさらに長軸４３６、４４１の周りを回動してもよい。例えば、図１２Ｂに示すように、ユーザＵが前にかがんで作業を行う動作によって、支持部材４２２が例えばユーザの動作に適応しておよそパス４４０のように回転または回動する。代替的に、回動ジョイント４２４、４２６は軸４３０、４３１で回動し、支持部材４２２が縦軸４３６、４４１で回動して、支持部材４２２が自由に曲がるようにしてもよい。このような動きの間、支持部材４２２はユーザの腕５の重量の少なくとも一部を継続的にウェストサポートバンド４１７に写し、パス４４０に沿って曲がるものの、支持部材４２２はユーザＵのかがむ動作に適応する。代替的に、支持部材４２２は肩ハーネス４１５と取り付けバンド４１７の一方または双方に固定的に連結されてもよい。選択的に、本書の他の実施例と同様に、支持部材４２２はバネ、ロッド、ケーブルなどの１またはそれ以上を具え、これらはエラストマまたはポリマ、中実、中空、加圧、硬質、半硬質、および／または可撓性材料で構成されてもよい。
【００４４】
別の実施例では、本書の適応型アームサポートシステムの要素を、ユーザの肩に対して異なる位置および／または角度で配置することが有利である。例えば図１３では、本書の他の実施例とほぼ同様である適応型アームサポートシステム４５０が示されている。このシステム４５０は接合点４５４で肩ハーネス４４４に、軸マウント４４６でウェストサポートストラップ４１７に接合１以上の支持部材４４５を具える（２つを図示する）。縦軸４４８は軸マウント４４６およびユーザの肩ジョイントとほぼ同心および／または整列している。付加的あるいは代替的に、支持部材４４５はさらに、ほぼパス４５２に沿って軸マウント４４６内で選択的に回動してもよい。
【００４５】
この軸マウント４４６はウェストサポートストラップ４１７の周縁の任意の場所に設けることができ、および／またはシステム４５０の垂直軸に対して適切に角度づけられてもよい。例えば、軸マウント４４６自体は選択的に回動軸４４９周りで、およそパス４４７に沿って回動可能である。支持部材４４５は本書の他の実施例と同様に構成され、バネ、ロッド、ケーブルなどを具え、エラストマまたはポリマ、中実、中空、加圧、硬質、半硬質、および／または可撓性材料で構成されてもよい。
【００４６】
他の実施例では、適応型アームサポートシステムの要素はユーザの肩に対して同心あるいは整列しない方が有利な場合がある。例えば、図１４に示す適応型アームサポートシステム４６０は、接合点４６４で肩ハーネス４５６に、軸マウント４６２でウェストサポートストラップ４１７に連結する支持部材４５８を具える。本書の他の実施例と同様に、軸マウント４６２はウェストサポートストラップ４１７の任意の場所および／または角度で設けることができる。例えば、軸マウント４６２は、これらの軸が交差するか互いに非平行に伸びるように、ユーザの肩ジョイントと同心でないか軸を外れた縦軸４６８を規定してもよい。選択的に、支持部材４４５は軸マウント４４６内で、およそパス４６８に沿って回動可能である。支持部材４５８は本書の他の実施例と同様に、バネ、ロッド、ケーブルなどを具え、エラストマまたはポリマ、中実、中空、加圧、硬質、半硬質、および／または可撓性材料で構成されてもよい。
【００４７】
図１５Ａ、１５Ｂに転ずると、別の実施例の適応型アームサポートシステム４８０が示されており、これは本書の他の実施例とほぼ同様であるが、システム４８０は一方のみのアームサポートを具える。図示するように、適応型アームサポートシステム４８０は本書の他の実施例と同様に、肩ハーネス４８４に設けられた胴体ブラケット４８６と、胴体ブラケット４８６に回動可能に連結された肩ブラケット４９２と、肩ブラケット４９２に回動可能に連結された腕ブラケット５０２とを具える。前述の実施例の他に、システム４８０はトルク部材５００を調整する調整機構を具える。トルク部材５００はシャフト５１７とほぼ同心および／またはそうでなくても連結されており、本書の他の実施例と同様に、アームサポート５０２に作用する重力に少なくとも部分的に平衡するようになっている。
【００４８】
図示する実施例では、調整機構はワームスクリュ５１６に連結されたトルク調整ノブ５１４を具え、ワームスクリュがシャフト５１７と連結するワークギア５１８に連結されている。トルク調整ノブ５１４を回転させると、ワームスクリュ５１６がワームギア５１８を回転させ、これがシャフト５１７を回転させてトルク部材５００が提供するトルクを増減して、ユーザの腕５への補償を変更する。このような調整機構は、本書記載のいずれかの実施例に設けることができる。
【００４９】
図１６Ａ−１６Ｈに転ずると、適応型アームサポートシステム４８０が示され、これは図１５Ａ、１５Ｂと似ているが、腕ブラケット５０２を必要としない場合に腕ブラケット５０２および／またはアームサポートの他の要素を動作から切り離してロックし、および／またはアームサポートが不意に動くのを防止する安全ブレーキとするロック機構を具え、これも本書の他のいずれかの実施例にも適用することができる。図１６Ａ−１６Ｈはこれらの構造を示している（明確のため、図１５Ａ、１５Ｂに示すトルク部材５００を省略してロック機構の構成を示す）。図１６Ａに示すように、適応型アームサポートシステム４８０は、第１の端部で回動ブロック５２８に連結され第２の自由端部で腕パッド５０８を担持する腕ブラケット５０２を具え、これは本書の他の実施例と同様である。回動ブロック５２８はシャフト５１７で自由に回動可能である。安全バー５０４もシャフト５１７で自由に回動する。
【００５０】
バネまたは他の付勢機構５２６が、腕ブラケット５０２と安全バー５０４の間に所望の反発力をかける。しかしながら、ユーザの腕５から安全バー５０４にかかる圧力がバネ５２６を圧縮し、安全バー５０４を腕ブラケット５０２とほぼ平行に保つ。この「作動（active）」位置では、適応型アームサポートシステム４８０は作動し、ユーザの腕５の重量を少なくとも部分的に補償する。
【００５１】
この作動位置において、（回動ブロック５２８に取り付けられた）安全爪５４６はその通常位置にあり、安全爪５４６の尖端５５０が肩ブラケット４９２に設けられた安全プレート５３４上の安全プレート歯５３６から離れている。この位置では、ユーザＵは腕５を望むままに動かすことができ、ここでは平衡力がトルク部材５００により提供される（図示せず。図１５Ａ、１５Ｂ参照）。結果として、本書の他の実施例と同様に、腕ブラケット５０２はタブラケット４９２に対してシャフト５１７周りで回転可能であり、腕５の動きに「追随」する。
【００５２】
適応型アームサポート４８０を取り外したい場合、ユーザＵは腕ブラケット５０２を図１６Ｂ、１６Ｃに示すように概ねパス５６０に沿った「ロックアウト」または「不動作」位置に押す（適応型アームサポートシステム４８０の背面図を示す）。その後ユーザＵは腕ブラケット５０２を図１６Ｄに示すように概ねパス５７４に沿って回動させ、腕ブラケット５０２が肩ブラケット４９２上のハブブロック５２９に設けられたロックアウトピン５６６に「フック」あるいは係合するようにする。腕ブラケット５０２とロックアウトピン５６６の「フック」が外れると、ユーザＵは腕ブラケット５０２を「ロック」アウト位置に遺したまま腕５を外すことができる。図１６Ｅはロックアウトした腕ブラケット５０２から腕５を動かした背面図であり、図１６Ｆはこの動きを横から見た図である。
【００５３】
ユーザＵが腕５を概ねパス５８２に沿って動かすと、腕ブラケット５０２がロックアウトピン５６６により制止され、結果として実質的に静止したままとなる。すると安全バー５０４がバネ５２６の影響により腕ブラケット５０２から概ねパス５８８に沿って離れる。安全バー５０４が腕ブラケット５０２から離れると、安全バー５０４のカム構造５４０が安全爪５４６と係合し、安全爪５４６を概ねパス５８６に沿って外側に押す。安全爪５４６が外側に押され、安全爪５５０が安全プレート５３４上の安全プレート歯５３６に係合する。ユーザＵが腕ブラケット５０２を後ろに「ロック」すると、ユーザＵは、アームサポート４８０が動きに追随したり、および／または腕の重量を補償することなく、腕５を独立して用いることができる（図１６Ｇ、１６Ｈに示す）。
【００５４】
ユーザＵが適応型アームサポートシステム４８０と再係合する場合、ユーザＵは図１６Ａ−１６Ｈのステップを逆の順番に行って、安全バー５０２を再係合させ、安全爪５４６を解放し、ロックアウトピン５６６を外し、これにより腕ブラケット５０２が以降に腕５を支持する。
【００５５】
図１５Ａ−１５Ｂおよび／または図１６Ａ−１６Ｈの適応型アームサポートシステム４８０からユーザＵが偶然に腕５を離してしまう場合に、システム４８０は望まない、および／または制御されない動作を防止するための安全「ブレーキ」構造を有してもよい。例えば、図１７Ａに転ずると、ユーザＵが適応型アームサポートシステム４８０を通常使用している図が示されている。図１７Ｂに示すようにユーザＵの腕５がアームパッド５０８から滑って外れると、トルク部材５００は腕ブラケット５０２を概ねパス６００に沿って制御されない動作で動かそうとする。ユーザの腕５が安全バー５０４の安全バータブ５０６の上になくなると、安全バー５０４がバネ５２６の影響により概ねパス６０２に沿って腕ブラケット５０２から離れる。
【００５６】
しかしながら図１６Ｃに示すように、腕ブラケット５０２から安全バー５０４が離れると、安全バー５０４のカム構造５４０が安全爪５４６に係合し、安全爪５４６を概ねパス６０４に沿って外側に押す。安全爪５４６が外側に押されると、安全爪尖端５５０が図１７Ｃに示すように安全プレート５３４上の安全プレート歯５３６に係合し、腕ブラケット５０２の望まない、および／または制御されない回転が防止される。本書のシステムには、アームサポートの望まない、および／または制御されない動きを防止するための他の安全要素を設けてもよく、例えば回転速度に基づく、遠心クラッチ、液圧ダンパ、スプリング−ラップクラッチなど（図示せず）が含まれる。
【００５７】
選択的に、本書のいずれかの実施例は、１以上の頭上リーチ軽減構造を有してもよい。例えば図１８Ａ、１８Ｂに転ずると、別の実施例の適応型アームサポートシステム５９０が示され、これは他の実施例とほぼ同様に肩ブラケット４９２と腕ブラケット５０２とを具える。先行する実施例とは異なり、システム５９０は、肩ハーネス４８４に設けられるか固定された柱５９４に固定されたさらなる回動ジョイント５９６を具える。さらに、本例では、拡張ブラケット５９２が胴体ブラケット４８６に取り付けられ、これは柱５９４に回動ジョイント５９６で回動可能に連結されている。胴体ブラケット４８６は肩ハーネス４８４上の止め構造５９７に接触すると、時計回りの回転が抑止される（図１８Ａの斜視図において）。したがって、ユーザの腕５が水平に、または水平以下に動かされると、システム５９０は本書の他の実施例と同様に動作する。
【００５８】
しかしながら、ユーザＵが図１８Ｂに示すように頭上に手を伸ばすと、胴体ブラケット４８６やシステム５９０の他のブラケットに連結された拡張ブラケット５９２が、概ねパス５９８に沿って回動し、ユーザの肩と適応型アームサポートシステム５９０の干渉が離れる。このような構成は、本書記載のいずれの実施例に設けてもよい。
【００５９】
本書のいずれの実施例も、ユーザの腕５の重量の少なくとも一部を補償するために、前述したトルク部材１１２、２１２、５００の代わりに他の補償要素を有してもよい。例えば、図１９Ａ、１９Ｂには、別の実施例の適応型アームサポートシステム６１０が示され、本書の他の実施例と同様に、胴体ブラケット６１２、６１４または他のハーネス（図示せず）、胴体ブラケット６１４に回動連結された肩ブラケット６１８、肩ブラケット６１８に回動連結された腕ブラケット６２４を具える。さらに、前述の実施例とは異なり、システム６１０は、ギアセットに連結されるかそうでなくても相互作用して補償力を提供する付勢機構すなわち拡張バネ６３２を具える。
【００６０】
図示するように、肩ブラケット６１８は、おれに取り付けられるか固定された拡張ブラケット６３８と、回動ジョイント６３０によりそこに回動連結されたセクタギア６２０とを具える。拡張ブラケット６３８とセクタギア６２０はそれぞれ、ピンまたは他のコネクタ６３６、６３４を具える。拡張バネ６３２は、ピン６３６、６３４において拡張ブラケット６３８とセクタギア６２０に連結されている。セクタギア６２０は複数の歯６２１を有し、これらが腕ブラケット６２４に取り付けられた腕ブラケットギア６２８の対応する歯６３０と噛み合う。図１９Ａに示すように、ユーザＵが腕５を上げると、腕ブラケット６２４が拡張バネ６３２の影響下で概ねパス６４４に沿って動きに追随し、補償力を提供する。同時に、セクタギア６２０が回動ジョイント６２２の周りで概ねパス６４２に沿って回動する。反対に、図１９Ｂに示すように、ユーザＵが腕５を下げるときは、セクタギア６２０が回動ジョイント６２２の周りで概ねパス６４８に沿って回動するにつれ、腕ブラケット６２４が概ねパス６４６に沿って追随する。拡張バネ６３２を示しているが、代わりに他の付勢機構を設けてもよく、例えば空気バネ、ポリマストラップ、エラストマストラップなどである（図示せず）。
【００６１】
図２０Ａ、２０Ｂに転ずると、補償部材を具えるさらに別の実施例の適応型アームサポートシステム６６０が示されている。本例では、システム６６０は、システム６６０のベルトまたは他のハーネス６８６と、本書の別の実施例とほぼ同様に腕ブラケット６７２およびアームパッド６７４を具えるアームサポートとの間に連結されたテンション部材６８０を具える。図示するように、テンション部材６８０は、例えば接合点６８４でベルト６８６に取り付けられるか連結された第１の端部を具える。オプションのストラップ６８７がベルト６８６に取り付けられるかここから延在しており、ユーザＵにベルト６８６をさらに固定する（必要に応じて本書のいずれか別の実施例が具えてもよい）。
【００６２】
テンション部材６８０はまた、接合点６８２で腕ブラケット６７２上の拡張ブラケット６７８に取り付けられるか連結された第２の端部を具える。使用時には、ユーザＵが図２０Ａに示すように腕５を上げると、腕ブラケット６７２はテンション部材６８０の影響下で概ねパス６８８に沿って動きに追随し、補償力を提供する。ユーザＵが図２０Ｂのように腕５を下げると、腕ブラケット６７２は概ねパス６９０に沿って追随し、テンション部材６８０が補償力を提供する。実施例では、テンション部材６８０は引っ張りバネ、エラストマバネ、ケーブル、ストラップ、コードなどである。
【００６３】
図２１Ａ、２１Ｂに転ずると、ユーザの腕５に補償力を提供する補償部材としての補償ロッド７０４を具えるさらなる別の適応型アームサポートシステム７００が示されている。図示するように、補償ロッド７０４の第１の端部は、接合点７１２で腹部マウント７１０の前部に取り付けバンドまたは他のハーネスに取り付けられるか連結される。補償ロッド７０４の第２の端部は、オプションの球状または他の回動ジョイント７０８を介してアームパッド７０６に連結されるか、および／またはこれを担持する。選択的に、補償ロッド７０４はユーザＵの胴体に別の場所で接触あるいは係止してもよく、これには肩、胸、体側、および／または背中が含まれる。
【００６４】
代替的に、図２２Ａ、２２Ｂに示すように、適応型アームサポートシステム７２０が、例えば接合点７２４で腹部マウント７１０または他のハーネスの後または側部に取り付けられた補償ロッド７２２を具えてもよい。補償ロッド７０４と同様に、この補償ロッド７２２は、オプションの球状または他の回動ジョイント７０８を介してアームパッド７０６に連結されるかこれを担持してもよい。補償ロッド７２２はユーザの腕５を支持して補償力を提供するか、および／または選択的にユーザの胴体または他の部位に接触し、これには肩、胸、側部、および背中が含まれる。
【００６５】
補償ロッド６０４、７０４は可撓性あるいは半硬質の材料で構成され、所定の形状または構造へとバイアスがかけられ、および／またはそうでなくとも他の実施例と同様に、ユーザＵが１以上の作業を行う際にユーザの腕５にかかる重力の少なくとも一部を補償する補償力を提供する。
【００６６】
上述したシステムは様々な分野や応用例に適用することができる。例えば、本システムは例えば外科医や歯科医などの医者に装着して、長い手術や医療または歯科治療の間に医者の腕を伸ばすのを容易にすることができる。本システムは例えば塗装工や大工などの建築労働者、製品組み立て工などの製造労働者、障害者、および／またはユーザの体から片腕または両腕を外側に伸ばして長期間作業を行う他のユーザに装着することができる。
【００６７】
通常、本書のシステムは、例えばウェスト、ヒップ、肩、背中、胸などのユーザの胴体にハーネスを固定することによりユーザの身体に装着あるいは配置する。ハーネスに連結あるいは担持されたシステムのアームサポートは、当該アームサポートが以降にユーザの腕の動きに追随するようにユーザの腕を支持するのに用いられる。ユーザはユーザの腕の動きを伴う１以上のタスクを実行することができ、アームサポートはユーザの腕にかかる重力の少なくとも一部を平衡するか、および／または動作に実質的に干渉することなく動作中に重力の少なくとも一部をユーザの胴体に転移させる。このように、本システムはユーザが長時間の作業を行うのを容易にし、疲労および／または負傷を軽減する。
【００６８】
本書のいずれかの実施例で示す部材または要素は、特定の実施例の単なる説明であり、本書に開示された他の実施例に用いることができ、また組み合わせてもよいと理解されたい。
【００６９】
本発明は多様な変更や変形例が可能であるが、その特定の実施例が図面に示され、本書で詳細に説明されている。しかしながら、本発明はこれらの開示された特定の形態または方法に限定されず、逆に、本発明は添付の特許請求の範囲に収まるすべての変形例、均等物、代替例を包含すると理解されたい。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１６Ｃ】
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【図１６Ｄ】
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【図１６Ｅ】
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【図１６Ｆ】
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【図１６Ｇ】
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【図１６Ｈ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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