(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
腰部アセンブリと、
前記腰部アセンブリに接続された少なくとも１つの脚部アセンブリと
を含み、
前記腰部アセンブリが、少なくとも１つの第１活動部材を含み、前記脚部アセンブリが、少なくとも１つの第２活動部材を含み、前記第１活動部材および前記第２活動部材が、枢軸により枢動可能に連結され、前記第１活動部材が、第１限位部を含み、前記第２活動部材が、第２限位部を含み、前記第１限位部および前記第２限位部が、前記第１活動部材と前記第２活動部材の間の回転角度を制限するために使用され、
前記脚部アセンブリが、
大腿フレームと、
下腿フレームと、
足底板と、
前記大腿フレームに枢動可能に連結された股関節と、
前記大腿フレームに枢動可能に連結され、且つ前記下腿フレームに接続された膝関節と、
可撓性プレートおよび弾性部材を含む足首関節と
を含み、前記可撓性プレートが、相対する第１端および第２端を含み、前記第１端が、前記下腿フレームに直接または間接的に枢動可能に連結され、前記第２端が、前記足底板に接続されるとともに、前記弾性部材が、前記可撓性プレートの前記第１端に押圧された歩行アシスト装置。
【請求項２】
前記腰部アセンブリが、左右調整部材を含み、前記脚部アセンブリが、左右の軸線に沿って前記左右調整部材に調整可能に接続された請求項１に記載の歩行アシスト装置。
【請求項３】
前記脚部アセンブリが、前後調整部材を含み、前記大腿フレームが、前後の軸線に沿って前記前後調整部材に調整可能に接続された請求項１に記載の歩行アシスト装置。
【請求項４】
前記腰部アセンブリが、使用者の臀部に当接する臀部反力板を含む請求項１に記載の歩行アシスト装置。
【請求項５】
前記大腿フレームが、上フレームと、下フレームとを含み、前記下フレームが、前記上フレームに調整可能に固定された請求項１に記載の歩行アシスト装置。
【請求項６】
前記脚部アセンブリが、股関節動力ユニットと、膝関節動力ユニットとを含み、前記股関節動力ユニッおよび前記膝関節動力ユニットが、それぞれ、前記上フレームおよび前記下フレームに配置された請求項５に記載の歩行アシスト装置。
【請求項７】
前記下腿フレームが、前記膝関節内に調整可能に伸入した請求項１に記載の歩行アシスト装置。
【請求項８】
前記腰部アセンブリが、前記脚部アセンブリに接続され、且つ前記大腿フレームから離れた方向に向かって延伸した少なくとも１つの胸部側板を含む請求項１に記載の歩行アシスト装置。
【請求項９】
前記足首関節が、前記可撓性プレートの前記第１端を挟むように配置された２つのガスケットをさらに含む請求項１に記載の歩行アシスト装置。
【請求項１０】
前記足底板が、半切型の足底板である請求項１に記載の歩行アシスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歩行アシスト装置（walking assist device）に関するものであり、特に、より優れた安定性を有する歩行アシスト装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ヨーロッパやアメリカの医学統計によると、脊髄損傷患者は人口の１０００分の１を占め、全世界で約７００万人おり、その人数は毎年３５万人ずつ増加している。また、台湾の脊髄損傷潜在能力発展センターの統計によると、台湾地区の患者は約２万３千人おり、毎年１２００人ずつ増加している。このことからわかるように、脊髄損傷患者は既に少数者集団ではなくなっているため、患者が日常生活に戻ることができるよう支援するために、各国で歩行アシスト装置の開発を進める必要がある。
【０００３】
現在の歩行アシスト装置は、使用者が装着した後に、杖等の補助機器と合せることによって、日常生活の起きる、座る、歩く、坂の上り下り、階段の上り下りといった機能を完成させることができる。しかしながら、使用者が移動の過程でバランスを崩して転倒する確率を下げるため、歩行アシスト装置は、依然として、安定性を高める方向に発展する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、下肢障害者が日常生活の起きる、座る、歩く等の機能を完成できるように補助し、且つ歩行時に安定性の不足が生じる確率を低減することのできる歩行アシスト装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の歩行アシスト装置は、腰部アセンブリと、少なくとも１つの脚部アセンブリとを含む。各脚部アセンブリは、腰部アセンブリに接続される。脚部アセンブリは、大腿フレームと、下腿フレームと、足底板と、股関節と、膝関節と、足首関節とを含む。股関節は、大腿フレームに枢動可能に連結される。膝関節は、大腿フレームに枢動可能に連結され、且つ下腿フレームに接続される。足首関節は、可撓性プレートと、弾性部材とを含む。可撓性プレートは、相対する第１端および第２端を含み、第１端は、下腿フレームに直接または間接的に枢動可能に連結され、第２端は、足底板に接続される。弾性部材は、可撓性プレートの第１端に押圧される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の歩行アシスト装置の足首関節は、可撓性プレートの第１端が下腿フレームに直接または間接的に枢動可能に連結され、可撓性プレートの第２端が足底板に接続されるため、可撓性プレートは、使用者の歩行時に重心が左右に動くことによって、左右に湾曲変形することができる。そのため、使用者は、歩行時に足底板を地面に完全に接触させることができ、使用者の身体が傾いても足底板の一部が地面から離れないため、歩行過程における安定性および安全性を有効に上げることができる。また、足首関節の弾性部材が可撓性プレートの第１端に押圧されることによって、下腿フレームと足首関節の間に比較的大きな摩擦力が提供されるため、使用者が足を持ち上げた時に、足底板が重力で落下してつま先と地面が接触する危険な状況を回避し、歩行時の安定性をさらに上げることができる。
【０００７】
本発明の上記および他の目的、特徴、および利点をより分かり易くするため、図面と併せた幾つかの実施形態を以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の１つの実施形態に係る歩行アシスト装置の立体図である。
【図２】図１の歩行アシスト装置の正面図である。
【図３】図１の歩行アシスト装置の側面図である。
【図４】図１の歩行アシスト装置の上面図である。
【図５】図１の歩行アシスト装置の足首関節と足底板の立体図である。
【図６】図５の足首関節と足底板の分解立体図である。
【図７】図１の歩行アシスト装置の腰部アセンブリとその中の1つの脚部アセンブリの分解立体図である。
【図８】図１の歩行アシスト装置の両方の脚部アセンブリを開いた時の概略図である。
【図９】図１の歩行アシスト装置の両方の脚部アセンブリを閉じた時の概略図である。
【図１０】図１の歩行アシスト装置の第１活動部材と第２活動部材の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の１つの実施形態に係る歩行アシスト装置の立体図である。図２は、図１の歩行アシスト装置の正面図である。図３は、図１の歩行アシスト装置の側面図である。図４は、図１の歩行アシスト装置の上面図である。図１〜図４を参照すると、歩行アシスト装置１０は、腰部アセンブリ１００と、少なくとも１つの脚部アセンブリ２００とを含む。腰部アセンブリ１００は、ユーザーの腰部をサポートするために使用される。本実施形態において、脚部アセンブリ２００の数は２個であり、各脚部アセンブリ２００は、腰部アセンブリ１００に接続され、且つ使用者の脚部に取り付けられる。さらに詳しく説明すると、２つの脚部アセンブリ２００は、使用者の左右の大腿部の外側に接合される。もちろん、別の実施形態において、脚部アセンブリ２００の数は、片方の足の機能を失った使用者に使用できるよう、１つだけでもよい。
【００１０】
各脚部アセンブリ２００は、大腿フレーム２１０と、下腿フレーム２２０と、足底板２３０と、股関節２４０と、膝関節２５０と、足首関節２６０とを含む。股関節２４０は、大腿フレーム２１０に枢動可能に連結される。膝関節２５０は、大腿フレーム２１０に枢動可能に連結され、且つ下腿フレーム２２０に接続される。足首関節２６０は、下腿フレーム２２０に枢動可能に連結され、且つ足底板２３０に接続される。本実施形態の脚部アセンブリ２００は、股関節２４０、膝関節２５０および足首関節２６０により大腿フレーム２１０、下腿フレーム２２０および足底板２３０の間で相対回転することができ、各フレームの長さを使用者に合わせて調節することもできる。
【００１１】
図５は、図１の歩行アシスト装置の足首関節と足底板の立体図である。図６は、図５の足首関節と足底板の分解立体図である。図５および図６を参照すると、本実施形態において、足首関節２６０は、固定板２６１と、可撓性プレート２６２とを含む。固定板２６１は、下腿フレーム２２０に接続される。可撓性プレート２６２は、相対する第１端２６２ａおよび第２端２６２ｂを含み、第１端２６２ａは、固定板２６１に枢動可能に連結され、第２端２６２ｂは、足底板２３０に接続される。本実施形態において、可撓性プレート２６２は、可撓性を有する金属片または弾性プラスチック片であるが、可撓性プレート２６２の材料はこれに限定されず、可撓性プレート２６２の法線方向において屈曲可能であって、且つ一定のサポート力を有する材料であればよい。
【００１２】
可撓性プレート２６２は、使用者の歩行時に重心が左右に動くことによって左右に湾曲変形することができるため、使用者は、歩行時に足底板２３０の内外側の角度を微調節して、足底板２３０を地面と完全に接触させることができ、足底板２３０が内反または外反現象を起こすのを防ぐことができる。これにより、使用者が歩行時に身体を傾けても、一部の足底板２３０が地面から離れないため、使用者が重心を失った状況でも、歩行過程における安定性および安全性を有効に向上させることができる。別の実施形態において、足首関節２６０が固定板２６１を有さず、可撓性プレート２６２が下腿フレーム２２０に直接枢動可能に連結されてもよく、足首関節２６０の形式は、上記に限定されない。
【００１３】
また、足底板２３０と下腿フレーム２２０の間に足首関節２６０を枢動可能に連結することにより、枢動可能に連結された部分の摩擦力が比較的小さい時に、足底板２３０と下腿フレーム２２０の間が簡単に相対回転するため、使用者が歩行過程において足を持ち上げた時、足底板２３０の前端が重力で自然に落下する状況が発生する。さらに詳しく説明すると、足底板２３０の足首関節２６０から離れた一端が下に向かって地面に接触することにより、使用者のつま先が地面と摩擦して転倒する危険が生じる。このような状況が生じる確率を下げるため、本実施形態において、足首関節２６０は、可撓性プレート２６２の第１端２６２ａの一側に配置され、可撓性プレート２６２の第１端２６２ａに押圧される弾性部材２６３をさらに含む。弾性部材２６３は、固定板２６１と可撓性プレート２６２に対して比較的大きな摩擦力を提供し、下腿フレーム２２０と足底板２３０の間の相対回転の角度を制限することができる。これにより、使用者が足を持ち上げた時、足底板２３０が重力で落下してつま先が地面と接触する危険を回避することができ、さらに、歩行時の安定性を上げることができる。本実施形態において、弾性部材２６３は、板状バネであるが、別の実施形態において、弾性部材２６３は、バネまたは弾性材料で構成された圧縮可能部材であってもよい。
【００１４】
また、図６に示すように、足首関節２６０は、さらに、２つのガスケット２６４と、調整リング２６５と、外殻２６６と、ロック部材２６７とを含み、２つのガスケット２６４は、可撓性プレート２６２の第１端２６２ａを挟むように配置される。ガスケット２６４は、例えば、高分子材料等の耐摩耗材料で製造され、可撓性プレート２６２と固定板２６１の間の耐摩耗性を上げるために使用される。調整リング２６５は、弾性部材２６３を補助して、可撓性プレート２６２の第１端２６２ａが一定の減衰効果を保持できるようにする。本実施形態において、２つのガスケット２６４、可撓性プレート２６２の第１端２６２ａ、調整リング２６５、弾性部材２６３、外殻２６６は同軸であり、２つのガスケット２６４、可撓性プレート２６２の第１端２６２ａ、調整リング２６５、弾性部材２６３は、外殻２６６に覆われ、且つロック部材２６７によって固定板２６１に固定される；ただし、上記の各部品は、可撓性プレート２６２を除いて、いずれも工程の必要に応じて適切に増加または削減することができ、本実施形態は、これらに限定されない。
【００１５】
本実施形態において、足底板２３０は、半切型の足底板であり、つまり、足底板２３０は、使用者の足の裏または靴底の後半部のみを覆ったものである。そのため、使用者が歩行アシスト装置１０を装着して前に向かって歩行した時、靴底の前端が地面に接触する状況を減らすことができる。もちろん、別の実施形態において、足底板２３０は、足の裏全体または靴底全体を覆う足底板であってもよく、足底板２３０の種類は、これらに限定されない。
【００１６】
図７は、図１の歩行アシスト装置の腰部アセンブリとその中の1つの脚部アセンブリの分解立体図である。図１および図７を同時に参照すると、本実施形態において、腰部アセンブリ１００は、臀部反力板１１０と、２つの胸部側板１２０と、左右調整部材１３０と、２つの第１活動部材１４０とを含む。臀部反力板１１０は、使用者の臀部に当接して、歩行時の反作用力を提供するために使用される。
【００１７】
本実施形態おいて、２つの胸部側板１２０は、それぞれ、２つの脚部アセンブリ２００に接続され、且つ大腿フレーム２１０から離れる方向（つまり、上方）に向かって延伸して、使用者の胸部を拘束し、使用者が歩行時に上半身の重心移動を利用して脚部アセンブリ２００を持ち上げ、前進できるようにする。
【００１８】
本実施形態において、左右調整部材１３０は、複数のネジを有し、２つの第１活動部材１４０をロック方式により左右調整部材１３０の上に調整可能に固定し、使用者の体形に基づいて２つの第１活動部材１４０間の距離を調整して、腰部の幅を調整するために使用される。
【００１９】
各脚部アセンブリ２００は、さらに、第２活動部材２７０と、２つの前後調整部材２８０とを含み、歩行アシスト装置１０は、さらに、２つの枢軸３００を含む。各枢軸３００は、その中の１つの第１活動部材１４０とその中の１つの第２活動部材２７０に枢動可能に連結され、脚部アセンブリ２００を左右の軸線に沿って左右調整部材１３０に調整可能に接続する。
【００２０】
各前後調整部材２８０も、複数のネジを有し、第２活動部材２７０を前後の軸線に沿ってロック方式により前後調整部材２８０の上に調整可能に固定して、使用者の体形に基づいて臀部の厚さを調整するために使用される。
【００２１】
大腿フレーム２１０は、前後調整部材２８０の上に固定される。本実施形態において、大体フレーム２１０は、上フレーム２１２と、下フレーム２１４とを含み、下フレーム２１４は、上フレーム２１２に調整可能に固定される。さらに詳しく説明すると、上フレーム２１２と下フレーム２１４の間が固定される前に、上フレーム２１２は、上下方向に沿って下フレーム２１４にスライド可能に設置され、使用者の大腿長に基づいて上フレーム２１２と下フレーム２１４の間の相対位置を調整して、股関節２４０と膝関節２５０の間の距離を変更することができる。
【００２２】
また、一部の下腿フレーム２２０は、膝関節２５０内に調整可能に伸入し、複数のネジを有してロック固定される。つまり、使用者の下腿長に基づいて、膝関節２５０と足首関節２６０の距離を調整することができる。したがって、本実施形態の歩行アシスト装置１０は、使用者の腰幅、臀幅、太腿長および下腿長に基づいて、各部材間の相対位置を調整し、使用者のより多くの要求を満たすことができる。
【００２３】
もちろん、別の実施形態において、歩行アシスト装置１０は、使用者の身長に基づいて臀幅、腰幅、太腿長および下腿長に符合する装置を直接オーダーメイドするカスタマイズ製品であってもよく、左右調整部材１３０、前後調整部材２８０、相対位置が調整可能な上フレーム２１２と下フレーム２１４、および位置が調整可能な下腿フレーム２２０の設計は、必ずしも必要ではない。
【００２４】
また、本実施形態において、歩行アシスト装置１０の対象となる人々は、胸椎以下不完全脊髄損傷、低位完全脊髄損傷、中位完全脊髄損傷等の症状による四肢障害者であり、これらの人々の共通の特性は、下肢が完全に麻痺しているか、サポートできないが、上半身は、長下肢装具（Hip guidance orthosis, HGO）や交互歩行装具（reciprocating gait orthosis, RGO）を使用できるだけの力がある。したがって、歩行アシスト装置１０は、能動型動力装置として設計される。つまり、歩行アシスト装置１０は、部分または完全動力を提供して、使用者の下肢を動かすものである。
【００２５】
本実施形態において、各脚部アセンブリ２００は、さらに、股関節動力ユニット２９０と、膝関節動力ユニット２９５とを含み、股関節動力ユニット２９０および膝関節動力ユニット２９５は、それぞれ、上フレーム２１２および下フレーム２１４の上に配置されるが、股関節動力ユニット２９０および膝関節動力ユニット２９５の位置は、これに限定されない。腰部アセンブリ１００は、電池１５０を含み、股関節動力ユニット２９０および膝関節動力ユニット２９５に電気接続される。股関節動力ユニット２９０および膝関節動力ユニット２９５は、それぞれ、モータと減速機を含み、股関節２４０と膝関節２５０を動かす。また、本実施形態の歩行アシスト装置１０は、歩行時の安定性を上げるため、杖等のその他の補助装置と合せて使用してもよい。
【００２６】
本実施形態において、第１活動部材１４０と第２活動部材２７０の間を枢軸３００により枢動可能に連結するため、第２活動部材２７０が第１活動部材１４０に対して回転し、２つの脚部アセンブリ２００の間の角度を変更することができる。図８は、図１の歩行アシスト装置の両方の脚部アセンブリを開いた時の概略図である。図９は、図１の歩行アシスト装置の両方の脚部アセンブリを閉じた時の概略図である。図８および図９を参照すると、使用者が歩行アシスト装置１０を装着する時、まず、２つの第２活動部材２７０を回転させて、２つの脚部アセンブリ２００を腰部アセンブリ１００に相対して開き（図８に示す）、使用者が歩行アシスト装置を容易に装着できるようにする。使用者が歩行アシスト装置１０を装着した後、２つの脚部アセンブリ２００を閉じて（図９に示す）、準備状態を起動する。
【００２７】
言及すべきこととして、２つの脚部アセンブリ２００を閉じすぎて（つまり、２つの膝関節２５０が互いに接触または交差して）使用者がまっすぐ前進できず、転倒する状況が発生するのを防ぐため、本実施形態において、第１活動部材１４０と第２活動部材２７０の間の角度を制限し、２つの脚部アセンブリ２００の間が閉じている時にのみ図９に示した平行状態に戻るよう制限することで、２つの膝関節２５０が接近し続けないようにすることができる。
【００２８】
図１０は、図１の歩行アシスト装置の第１活動部材と第２活動部材の拡大図である。図１０を参照すると、本実施形態において、各第１活動部材１４０は、少なくとも１つの第１限位部１４２を含み、各第２活動部材２７０は、少なくとも１つの第２限位部２７２を含む。第１限位部１４２および第２限位部２７２は、第１活動部材１４０と第２活動部材２７０の間の回転角度を制限するために使用される。詳しく説明すると、図１０に示すように、第１限位部１４２は、第１活動部材１４０の柱体に埋め込まれ、第２限位部２７２は、第２活動部材２７０の上方の溝に配置される。第１限位部１４２は、第２限位部２７２にスライド可能に設置され、且つ第２限位部２７２の範囲に制限されるため、各第１活動部材１４０と各第２活動部材２７０の間の回転角度が制限される。本実施形態において、別の柱体を第２活動部材２７０に埋め込み、且つ第１活動部材１４０の下方の溝（図示せず）にスライド可能に設置してもよく、この２つの柱体と２つの溝を合わせることにより、第１活動部材１４０と第２活動部材２７０の間の安定性を上げ、且つ回転を制限することができる。
【００２９】
図示していない実施形態において、第１活動部材１４０と第２活動部材２７０がそれぞれ限位部を含み、枢軸３００がそれぞれ第１活動部材１４０の限位部と第２活動部材２７０の限位部に対応する２つの限位構造を含むことによって、各第１活動部材１４０と各第２活動部材２７０の間の回転角度を制限してもよい。同様に、限位部と限位構造のうち、１つが溝で、もう１つがその溝に伸入する凸状柱であってもよい。もちろん、第１活動部材１４０と第２活動部材２７０の回転角度を制限する方法は、上記の方法のみに制限されない。
【００３０】
以上のように、本発明の歩行アシスト装置の足首関節は、可撓性プレートの第１端が下腿フレームに直接または間接的に枢動可能に連結され、可撓性プレートの第２端が足底板に接続されるため、可撓性プレートは、使用者の歩行時に重心が左右に動くことによって、左右に湾曲変形することができる。そのため、使用者は、歩行時に足底板を地面に完全に接触させることができ、使用者の身体が傾いても足底板の一部が地面から離れないため、歩行過程における安定性および安全性を有効に上げることができる。また、足首関節の弾性部材が可撓性プレートの第１端に押圧されることによって、下腿フレームと足首関節の間に比較的大きな摩擦力が提供されるため、使用者が足を持ち上げた時に、足底板が重力で落下してつま先と地面が接触する危険な状況を回避し、歩行時の安定性をさらに上げることができる。
【００３１】
以上のごとく、この発明を実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の歩行アシスト装置は、補助機器産業に応用して、下肢障害者が起きる、座る、歩く等の動作を完成できるよう補助することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１０    歩行アシスト装置
１００    腰部アセンブリ
１１０    臀部反力板
１２０    胸部側板
１３０    左右調整部材
１４０    第１活動部材
１４２    第１限位部
１５０    電池
２００    脚部アセンブリ
２１０    大腿フレーム
２１２    上フレーム
２１４    下フレーム
２２０    下腿フレーム
２３０    足底板
２４０    股関節
２５０    膝関節
２６０    足首関節
２６１    固定板
２６２    可撓性プレート
２６２ａ    第１端
２６２ｂ    第２端
２６３    弾性部材
２６４    ガスケット
２６５    調整リング
２６６    外殻
２６７    ロック部材
２７０    第２活動部材
２７２    第２限位部
２８０    前後調整部材
２９０    股関節動力ユニット
２９５    膝関節動力ユニット
３００    枢軸
【図１】
0005878583.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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