(57)【要約】  装置および関連する方法は、ユーザの特徴に基づいて、調節可能な膝サポートアセンブリおよび調節可能な高さの足アセンブリを作動させて、ユーザの通常の歩行パターンをシミュレートするように構成された調節可能な歩行タイミングリンケージアセンブリを有する自然歩行治療装置に関する。実施例では、調節可能な歩行タイミングリンケージアセンブリが、通常の歩行シミュレーション中に、ヒールリフトの程度およびヒールリフトのポイントまでの長さを調節するように構成されたチェーンスプロケットを含む。いくつかの実施形態では、歩幅調節アセンブリが、異なるサイズのユーザに適応するように歩幅を調節することができる。歩幅調節アセンブリは、有利には、自然な歩行パターンのシミュレーションに寄与することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）であって、
シートベース（５１０）と、
姿勢位置調整システム（５１５）を介して前記シートベース（５１０）によって支持されるシート（５２０）であって、当該シート（５２０）の上面が水平線と実質的に平行な角度にある着座状態と、当該シート（５２０）の上面が鉛直線と実質的に平行な角度にある起立状態との間で移行するように構成されたシート（５２０）と、
ユーザの自然な歩行をシミュレートするように構成された歩行シミュレーションエンジン（５３０ｃ）とを備え、
前記歩行シミュレーションエンジン（５３０ｃ）が、
第１の駆動スプロケット（６１０）であって、当該第１の駆動スプロケットの回転に応答して第１のスイングアーム（６４０）のスイング運動を駆動する第１の駆動スプロケット（６１０）と、
第１のチェーン（６３０）を介して前記第１の駆動スプロケット（６１０）に連結された第１の従動スプロケット（６２０）であって、当該第１の従動スプロケット（６２０）の回転に応答して第１の下側脚部材（５３５ｃ）の歩行運動を駆動する第１の従動スプロケット（６２０）と、
第２の駆動スプロケット（６１５）であって、当該第２の駆動スプロケットの回転に応答して第２のスイングアーム（６４５）のスイング運動を駆動する第２の駆動スプロケット（６１５）と、
第２のチェーン（６３５）を介して前記第２の駆動スプロケット（６１５）に連結された第２の従動スプロケット（６２５）であって、当該第２の従動スプロケット（６２５）の回転に応答して第２の下側脚部材（５４０ｃ）の歩行運動を駆動する第２の従動スプロケット（６２５）と、
前記第１および第２の駆動スプロケット（６１０，６１５）が回転するときに前記第１および第２の駆動スプロケット（６１０，６１５）が一緒に回転するように、前記第１および第２の駆動スプロケット（６１０，６１５）に動作可能に連結されるとともに、前記第１および第２の駆動スプロケットの間に配置された連結部材（６６５，６７０）とを含み、
前記シート（５２０）は、前記着座状態から前記起立状態への移行中に、水平線に対する前記シート（５２０）の上面の角度を前記着座状態のほぼ０度から前記起立状態のほぼ９０度まで増加させながら、上方および前方に関節運動することを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項２】
請求項１に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
前記姿勢位置調整システム（５１５）が、ハサミ型リンケージシステムであり、このハサミ型リンケージシステムが、
前記シートベース（５１０）に回動可能に連結された第１のベースリンク（５４０）と、
前記シートベース（５１０）に回動可能に連結された第２のベースリンク（５５０）と、
前記第１のベースリンク（５４０）、前記第２のベースリンク（５５０）および前記シート（５２０）の底部に回動可能に連結された第１のシートリンク（５４５）と、
前記シート（５２０）の底部に回動可能に連結された第２のシートリンク（５６０）と、
前記第１のシートリンク（５４５）を前記第２のシートリンク（５６０）に動作可能に連結する中間リンク（５５５）とを備えることを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項３】
請求項２に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
近位端が前記シートベース（５１０）に連結され、遠位端が前記第１のベースリンク（５４０）に連結されたアクチュエータ（５３０）をさらに備え、前記アクチュエータ（５３０）の関節運動が、前記シート（５２０）の高さを変更することを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項４】
請求項２に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
背もたれ支持部材（５６５）に連結された背もたれ（５２５）をさらに備え、前記第２のシートリンク（５６０）が、前記背もたれ支持部材（５６５）に回動可能に連結されていることを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項５】
請求項４に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
前記背もたれ支持部材（５６５）と前記第２のシートリンク（５６０）との間に移動可能に連結された支持リンク（５７０）をさらに備え、前記支持リンク（５７０）が、前記背もたれ（５２５）が下降位置または上昇位置で同じ向きを維持するように、前記背もたれ（５２５）を支持することを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項６】
請求項１に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
前記連結部材（６６５，６７０）が、右側クランク（６６５）および左側クランク（６７０）を含み、前記右側および左側クランク（６６５，６７０）の回転に応答して前記第１および第２の駆動スプロケット（６１０，６１５）を回転させるように動作可能であることを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項７】
請求項１に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
前記連結部材（６６５、６７０）の回転を選択的に駆動して前記第１および第２の駆動スプロケット（６１０，６１５）に回転を与えるモータ（４２０’）をさらに備えることを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項８】
請求項１に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
前記シートベース（５１０）に連結されたメインベース（５０５）と、
前記メインベース（５０５）に連結され、前記歩行シミュレーションエンジン（５３０ｃ）を保持する上側フレーム（６６０）とをさらに備えることを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項９】
請求項８に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
前記上側フレーム（６６０）に取り外し可能に連結された胸部パッド（２７０’）をさらに備え、前記起立状態において、前記胸部パッド（２７０’）は、起立したユーザが前方に倒れるのを防止することを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項１０】
請求項８に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
前記第１のスイングアーム（６４０）を前記第１の駆動スプロケット（６１０）に連結する第１の調節可能連結部材（６５０ａ）と、
前記第１の下側脚部材（５３５ｃ）を前記第１の従動スプロケット（６２０）に連結する第１のモード調整伸縮部材（５１５ｃ’）と、
前記第１の下側脚部材（５３５ｃ）の遠位端に連結された第１の膝サポート（３２５ｂ）と、
前記第１の下側脚部材（５３５ｃ）の近位端に連結された第１のフットレスト（３０５ｂ）と、
前記第２のスイングアーム（６４５）を前記第２の駆動スプロケット（６１５）に連結する第２の調節可能連結部材（６５０ｂ）と、
前記第２の下部脚部材（５４０ｃ）を前記第２の従動スプロケット（６２５）に連結する第２のモード調整伸縮部材（５１５ｃ’’）と、
前記第２の下側脚部材（５４０ｃ）の遠位端に連結された第２の膝サポート（３２５ａ）と、
前記第２の下側脚部材（５４０ｃ）の近位端に連結された第２のフットレスト（３０５ａ）とをさらに備え、
前記第１の下側脚部材（５３５ｃ）は、遠位端が前記第１のスイングアーム（６４０）の近位端に回動可能に連結され、前記第２の下側脚部材（５４０ｃ）は、遠位端が前記第２のスイングアーム（６４５）の近位端に回動可能に連結されていることを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項１１】
自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）であって、
シートベース（５１０）と、
姿勢位置調整システム（５１５）を介して前記シートベース（５１０）によって支持されるシート（５２０）であって、当該シート（５２０）の上面が水平線と実質的に平行な角度にある着座状態と、当該シート（５２０）の上面が鉛直線と実質的に平行な角度にある起立状態との間で移行するように構成されたシート（５２０）とを備え、
前記シート（５２０）は、前記着座状態から前記起立状態への移行中に、水平線に対する前記シート（５２０）の上面の角度を前記着座状態のほぼ０度から前記起立状態のほぼ９０度まで増加させながら、上方および前方に関節運動することを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
前記姿勢位置調整システム（５１５）が、ハサミ型リンケージシステムであり、このハサミ型リンケージシステムが、
前記シートベース（５１０）に回動可能に連結された第１のベースリンク（５４０）と、
前記シートベース（５１０）に回動可能に連結された第２のベースリンク（５５０）と、
前記第１のベースリンク（５４０）、前記第２のベースリンク（５５０）および前記シート（５２０）の底部に回動可能に連結された第１のシートリンク（５４５）と、
前記シート（５２０）の底部に回動可能に連結された第２のシートリンク（５６０）と、
前記第１のシートリンク（５４５）を前記第２のシートリンク（５６０）に動作可能に連結する中間リンク（５５５）とを備えることを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
近位端が前記シートベース（５１０）に連結され、遠位端が前記第１のベースリンク（５４０）に連結されたアクチュエータ（５３０）をさらに備え、前記アクチュエータ（５３０）の関節運動が、前記シート（５２０）の高さを変更することを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項１４】
請求項１２に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
背もたれ支持部材（５６５）に連結された背もたれ（５２５）をさらに備え、前記第２のシートリンク（５６０）が、前記背もたれ支持部材（５６５）に回動可能に連結されていることを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
前記背もたれ支持部材（５６５）と前記第２のシートリンク（５６０）との間に移動可能に連結された支持リンク（５７０）をさらに備え、前記支持リンク（５７０）が、前記背もたれ（５２５）が下降位置または上昇位置で同じ向きを維持するように、前記背もたれ（５２５）を支持することを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項１６】
請求項１１に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
ユーザの自然な歩行をシミュレートするように構成された歩行シミュレーションエンジン（５３０ｃ）をさらに備え、
前記歩行シミュレーションエンジン（５３０ｃ）が、
第１の駆動スプロケット（６１０）であって、当該第１の駆動スプロケットの回転に応答して第１のスイングアーム（６４０）のスイング運動を駆動する第１の駆動スプロケット（６１０）と、
第１のチェーン（６３０）を介して前記第１の駆動スプロケット（６１０）に連結された第１の従動スプロケット（６２０）であって、当該第１の従動スプロケット（６２０）の回転に応答して第１の下側脚部材（５３５ｃ）の歩行運動を駆動する第１の従動スプロケット（６２０）と、
第２の駆動スプロケット（６１５）であって、当該第２の駆動スプロケットの回転に応答して第２のスイングアーム（６４５）のスイング運動を駆動する第２の駆動スプロケット（６１５）と、
第２のチェーン（６３５）を介して前記第２の駆動スプロケット（６１５）に連結された第２の従動スプロケット（６２５）であって、当該第２の従動スプロケット（６２５）の回転に応答して第２の下側脚部材（５４０ｃ）の歩行運動を駆動する第２の従動スプロケット（６２５）と、
前記第１および第２の駆動スプロケット（６１０，６１５）が回転するときに前記第１および第２の駆動スプロケット（６１０，６１５）が一緒に回転するように、前記第１および第２の駆動スプロケット（６１０，６１５）に動作可能に連結されるとともに、前記第１および第２の駆動スプロケットの間に配置された連結部材（６６５，６７０）とを含むことを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
前記連結部材（６６５，６７０）が、右側クランク（６６５）および左側クランク（６７０）を含み、前記右側および左側クランク（６６５，６７０）の回転に応答して前記第１および第２の駆動スプロケット（６１０，６１５）を回転させるように動作可能であることを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項１８】
自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）であって、
シートベース（５１０）と、
姿勢位置調整システム（５１５）を介して前記シートベース（５１０）によって支持されるシート（５２０）であって、当該シート（５２０）の上面が水平線と実質的に平行な角度にある着座状態と、当該シート（５２０）の上面が鉛直線と実質的に平行な角度にある起立状態との間で移行するように構成されたシート（５２０）と、
ユーザの自然な歩行をシミュレートする手段（５３０ｃ）とを備え、
前記シート（５２０）は、前記着座状態から前記起立状態への移行中に、水平線に対する前記シート（５２０）の上面の角度を前記着座状態のほぼ０度から前記起立状態のほぼ９０度まで増加させながら、上方および前方に関節運動することを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
前記姿勢位置調整システム（５１５）が、ハサミ型リンケージシステムであり、このハサミ型リンケージシステムが、
前記シートベース（５１０）に回動可能に連結された第１のベースリンク（５４０）と、
前記シートベース（５１０）に回動可能に連結された第２のベースリンク（５５０）と、
前記第１のベースリンク（５４０）、前記第２のベースリンク（５５０）および前記シート（５２０）の底部に回動可能に連結された第１のシートリンク（５４５）と、
前記シート（５２０）の底部に回動可能に連結された第２のシートリンク（５６０）と、
前記第１のシートリンク（５４５）を前記第２のシートリンク（５６０）に動作可能に連結する中間リンク（５５５）とを備えることを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【請求項２０】
請求項１９に記載の自然な支援疑似歩行治療調整システム（５００）において、
近位端が前記シートベース（５１０）に連結され、遠位端が前記第１のベースリンク（５４０）に連結されたアクチュエータ（５３０）をさらに備え、前記アクチュエータ（５３０）の関節運動が、前記シート（５２０）の高さを変更することを特徴とする自然な支援疑似歩行治療調整システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
様々な実施形態は、概して治療装置に関し、より詳細には、脊髄損傷を有する人々のための治療装置に関する。
【０００２】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１６年８月１２日にＡｌａｎ  Ｔｈｏｌｋｅｓにより出願された「Ｎａｔｕｒａｌ  Ａｓｓｉｓｔ  Ｓｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｇａｉｔ  Ｔｈｅｒａｐｙ  Ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ  Ｓｙｓｔｅｍ」という名称の米国仮特許出願第６２／３７４，３８３号の利益を主張する。この出願は、引用により上記出願の全内容を援用するものである。
【０００３】
本出願は、引用により、２０１３年１２月１３日にＡｌａｎ  Ｔｈｏｌｋｅｓ等により出願された「Ｎａｔｕｒａｌ−Ｇａｉｔ  Ｔｈｅｒａｐｙ  Ｄｅｖｉｃｅ」という名称の米国仮特許出願第６１／９１５，８３４号、並びに、２０１４年１０月３１日にＡｌａｎ  Ｔｈｏｌｋｅｓにより出願された「Ｍｕｌｔｉ−Ｍｏｄａｌ  Ｇａｉｔ−Ｂａｓｅｄ  Ｎｏｎ−Ｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｔｈｅｒａｐｙ  Ｐｌａｔｆｏｒｍ」という名称の米国特許出願第１４／５２９，５６８号の全内容を援用する。
【背景技術】
【０００４】
米国だけでも、年間約１２，０００の脊髄損傷（ＳＣＩ）がある。負傷者の平均年齢は２８歳である。米国には、約３０万人のＳＣＩを有する車椅子利用者がいる。ＳＣＩに加えて、米国では、毎年何千もの脳卒中の症例および何千ものＭＳの症例がある。さらに、他の多くの神経学的問題が人々を苦しめ、彼等を車椅子に縛り付けている。今のところ、世界中のそのような症例の数は、それに比例して多い。
【０００５】
そのような身体的に苦しんでいる個人に対して立つ能力を提供することによって、彼等の健康の維持および改善を助けることができる。歩行治療は、ＳＣＩ患者や、麻痺を伴う脳卒中を患ったことのある人々の機能を回復させる可能性がある。麻痺した個人が着実かつ定期的に治療を受けることができれば、歩行治療から得られる有益な結果が改善する可能性がある。メンタルヘルス上の利益は、自力で運動をしたり治療を実践したりするＳＣＩの個人にも同様にもたらされる可能性がある。
【発明の概要】
【０００６】
装置および関連する方法は、ユーザの特徴に基づいて、調節可能な膝サポートアセンブリおよび調節可能な高さの足アセンブリを作動させて、ユーザの通常の歩行パターンをシミュレートするように構成された調節可能な歩行タイミングリンケージアセンブリを有する自然歩行治療装置に関する。一実施例では、調節可能な歩行タイミングリンケージアセンブリが、通常の歩行シミュレーション中に、ヒールリフトの程度およびヒールリフトのポイントまでの長さを調節するように構成されたチェーンスプロケットを含む。いくつかの実施形態では、歩幅調節アセンブリが、異なるサイズのユーザに適応するように歩幅を調節することができる。歩幅調節アセンブリは、有利には、自然な歩行パターンのシミュレーションに寄与することができる。
【０００７】
様々な実施形態は、１または複数の利点を得ることができる。例えば、いくつかの実施形態は、ハンドクランクを含み、歩行パターンを支援することができる。ユーザは、回転運動を与えるハンドグリップを介してハンドクランクを操作することができる。ハンドグリップは、ハンドクランクの動作中に回転運動がユーザの腕の自然な揺れをシミュレートするように配置することができる。スイングアームのペアがハンドクランクを操作するものであってもよい。スイングアームは、ユーザがスイングアームを押したり引いたりしてハンドクランクを操作できるように配置することができる。
【０００８】
調節可能な歩行タイミングリンケージアセンブリは、モータモジュールに動作可能に接続することができる。モータモジュールは、自然歩行治療装置の動作中にユーザが歩くのを補助することができる。モータモジュールはスマート機能を含むことができる。例えば、モータは、筋肉のけいれんを検出するセンサに動作可能に接続されたコントローラモジュールを備えることができる。検出された筋肉のけいれんに応答して、コントローラは、自然歩行治療装置の動作を終了させることができる。
【０００９】
自然歩行治療装置は、ユーザが座っている位置から（例えば、車椅子から）自然歩行治療装置を取り付けることができるように構成された昇降サブシステムを含むことができる。自然歩行治療装置を装着すると、ユーザは、座った姿勢から立った姿勢に移動するように、昇降サブシステムを介して、自然歩行治療装置のシートを上昇させることができる。有利には、ユーザは何の補助もなしに、自然歩行治療装置へと移動することができ、かつ自然歩行治療装置から移動することができる。また、ユーザは、何の補助もなしに、座った姿勢から立った姿勢に移動することができる。
【００１０】
様々な実施形態の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載されている。他の特徴および利点は、その説明および図面、特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、例示的な自然な支援疑似歩行治療調整システム（ＮＡＳＧＴＡＳ）の一連の異なる段階の側面図を示している。
【図２】図２は、例示的なＮＡＳＧＴＡＳの背面斜視図を示している。
【図３】図３は、脚サポートサブシステムに接続された例示的な歩行シミュレーションエンジン（ＧＳＥ）の斜視図を示している。
【図４】図４Ａは、例示的なＧＳＥの右側斜視図を示している。図４Ｂは、例示的なＧＳＥの正面図を示している。図４Ｃは、例示的なＧＳＥの左側斜視図を示している。図４Ｄは、例示的ＧＳＥの背面斜視図を示している。
【図５】図５Ａおよび図５Ｂは、斜方形ハサミ型リンケージリフティングサブシステムを組み込んだ例示的なＮＡＳＧＴＡＳの側面図を示している。図５Ｃは、レバーを有する例示的なモード調整サブシステムの側面斜視図を示している。
【図６】図６Ａおよび図６Ｂは、前側にクランクハンドを有する例示的なＮＡＳＧＴＡＳの斜視図を示している。
【図７】図７は、例示的な斜方形ハサミ型リンケージリフティングサブシステムの側面図を示している。
【図８】図８Ａは、調整可能な歩行モードサブシステムを有する例示的なＮＡＳＧＴＡＳの側面斜視図を示している。図８Ｂは、調整可能な歩行モードサブシステムを有する例示的なＮＡＳＧＴＡＳの側面図を示している。
【図９】図９は、調整可能な歩行モードサブシステムを有する例示的なＮＡＳＧＴＡＳの斜視図を示している。
【図１０】図１０は、例示的なリフトサブシステムの正面斜視図を示している。
【図１１】図１１Ａは、ロック解除位置にある例示的なモード調整サブシステムの側面図を示している。図１１Ｂは、ロック位置にある例示的なモード調整サブシステムの側面図を示している。  様々な図面中の同様の参照記号は、同様の構成要素を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、例示的な自然な支援疑似歩行治療調整システム（ＮＡＳＧＴＡＳ）の一連の異なる段階の側面図を示している。図１において、ユーザ１０５は、自然な支援疑似歩行治療調整システム（ＮＡＳＧＴＡＳ）１００の座位１１０にある。ユーザ１０５は、立ち上がりサブシステム（図２でさらに詳細に後述する）を作動させて、座位１１０から立位１２０へとユーザ１０５を立ち上がらせることができる（１１５）。そのような立ち上がりサブシステムは、例えば、２０１３年１２月１３日にＡｌａｎ  Ｔｈｏｌｋｅｓ等により出願された「Ｎａｔｕｒａｌ−Ｇａｉｔ  Ｔｈｅｒａｐｙ  Ｄｅｖｉｃｅ」という名称の米国仮特許出願第６１／９１５，８３４号の図２Ａ−図２Ｄ、少なくとも段落［００３３］に記載されており、この出願の開示全体は、引用により本明細書に援用されるものとする。
【００１３】
ＮＡＳＧＴＡＳ１００は、ユーザ１０５の歩幅に適応させるために歩行シミュレーションエンジン（ＧＳＥ）（図２でさらに詳細に後述する）を含む。このため、ＮＡＳＧＴＡＳ１００は、様々なサイズのユーザの歩幅に適応することができる。
【００１４】
図２は、例示的なＮＡＳＧＴＡＳの背面斜視図を示している。ＮＡＳＧＴＡＳ１００は、ユーザ１０５が椅子（例えば、車椅子）からＮＡＳＧＴＡＳ１００内に移動することを可能にするように構成されたＶ字型ベース２０５を含む。Ｖ字型ベース２０５は、上側フレーム２１０に取り外し可能に連結されて、ＮＡＳＧＴＡＳ１００のシャーシを形成する。上側フレーム２１０には、一対の高さ調節アーム２１５，２２０が回動可能に連結されている。高さ調節アーム２１５は、シート２２５および背もたれ２３０に回動可能に取り付けられ、一方、高さ調節アーム２２０はシート２２５に回動可能に取り付けられている。一対のアームレスト２３５ａ，２３５ｂは、シート２２５に回動可能に取り付けられている。一対の脚運動サブシステム２４０，２４５は、モード調整サブシステム２５０がユーザ１０５の好みに応じて脚運動サブシステム２４０，２４５を位置決めするように、シャーシに動作可能に取り付けられている。図示のように、モード調整サブシステム２５０は、伸縮部材を伸縮させて起立モードまたは歩行モードを決定するためのアクチュエータを含む。様々な実施形態では、ユーザ１０５がモードの変更を容易にできるように、モード調整サブシステム２５０が電気ボタンを介して操作されるものであってもよい。モード調整サブシステム２５０は、機械的レバーを介して操作されるようにしてもよい。モード調整サブシステム２５０は、例えば、流体圧アクチュエータまたは電気アクチュエータを含むことができる。
【００１５】
昇降アクチュエータ２５５は、高さ調節アーム２１５に動作可能に取り付けられている。昇降レバー２６０は昇降アクチュエータ２５５に動作可能に取り付けられており、この昇降レバー２６０をユーザ１０５が操作することにより、昇降アクチュエータ２５５が高さ調節アーム２２０の高さを変更する。例えば、ユーザ１０５が昇降レバー２６０を操作することにより昇降アクチュエータ２５５が高さ調節アーム２２０を上昇させると、高さ調節アーム２２０がシート２２５を上昇させ、それにより、座位１１０にあるシート２２５に対してほぼ直交する位置へと、シート２２５が高さ調節アーム２２０を中心に回動する。シート２２５が上昇することに応答して、高さ調節アーム２１５は、背もたれ２３０を上昇させるが、背もたれ２３０は、シート２２５とは異なり、実質的に同じ向きを維持する。アームレスト２３５ａ，２３５ｂは、上昇したときに実質的に同じ向きを維持するように回動することができる。上側フレーム２１０に取り外し可能に取り付けられた胸部パッド２７０は、ユーザ１０５がＮＡＳＧＴＡＳ１００上で前方に倒れるのを防止することができる。胸部パッド２７０は、異なるサイズのユーザに適応させるための伸縮アームを含むことができる。伸縮アームは、ＮＡＳＧＴＡＳ１００の動作中に、胸部パッド２７０が定位置から移動するのを防止するために、固定ピンなどの固定機構を含むことができる。
【００１６】
ＮＡＳＧＴＡＳ１００は、上側フレーム２１０に解放可能に取り付けられた歩行シミュレーションエンジン（ＧＳＥ）２８０を含む。ＧＳＥ２８０は、脚運動サブシステム２４０，２４５に動作可能に取り付けられている。ＧＳＥ２８０は、フライホイールサブシステム（図３でさらに詳細に後述する）を介して互いに接続されたデュアルチェーン駆動サブシステム（図３でさらに詳細に後述する）を含む。ＧＳＥ２８０は、チェーン駆動サブシステムを介して、脚運動サブシステム２４０，２４５を作動させて、ユーザ１０５の自然な歩行をシミュレートすることができる。
【００１７】
一対のアームスイングレバー２８５ａ，２８５ｂは、ＧＳＥ２８０に動作可能に取り付けられている。各アームスイングレバー２８５ａ，２８５ｂは、それぞれ脚運動サブシステム２４０，２４５に動作可能に接続されている。一対のアームスウィングレバー２８５ａ，２８５ｂは、プッシュ・プル運動を介して作動して、ＧＳＥ２８０および一対の脚運動サブシステム２４０，２４５を作動させることができる。このため、ユーザ１０５は、ユーザ１０５の好みに従ってＮＡＳＧＴＡＳ１００の速度を制御することができる。
【００１８】
ＮＡＳＧＴＡＳ１００は、例えば、携帯電子装置のような電子コンソール２９０を含む。電子コンソール２９０は、リアルタイムビデオを第三者に送信するためのカメラを含むことができる。電子コンソール２９０は、ネットワーク（例えば、インターネット）に接続するためのネットワーキングモジュールを含むことができる。ソフトウェアアプリケーションは、電子コンソール２９０にあり、ＮＡＳＧＴＡＳ１００またはその周囲に配置されたセンサから治療データを収集することができる。電子コンソールは、遠隔地（例えば、遠隔データベース）との間でデータを送受信することができ、そこから、第三者（例えば、医師）がデータにアクセスすることができる。遠隔地にあるコンピュータは、ユーザ１０５の治療データの履歴を集めることができる。治療データの履歴は、電子コンソール２９０に局所的に、または遠隔地に存在することができる。
【００１９】
図３は、脚サポートサブシステムに連結された例示的な歩行シミュレーションエンジン（ＧＳＥ）の斜視図を示している。歩行シミュレーションエンジン（ＧＳＥ）２８０は、脚運動サブシステム２４０，２４５に動作可能に取り付けられている。各脚運動サブシステム２４０，２４５は、それぞれフットレスト３０５ａ，３０５ｂを含む。各フットレスト３０５ａ，３０５ｂは、調節可能なフットストラップ３１０ａ，３１０ｂをそれぞれ含む。フットストラップは、ユーザ１０５の足をフットレスト３０５ａ，３０５ｂ内に適切に位置決めすることができる。フットレスト３０５ａ，３０５ｂは下側脚部材３１５ａ，３１５ｂに取り付けられている。下側脚部材３１５ａ，３１５ｂは、それぞれ、回動ジョイント３２０ａ，３２０ｂを介してアームスイングレバー２８５ａ，２８５ｂに回動可能に連結されている。図示のように、下側脚部材３１５ａ，３１５ｂは、伸縮構造により、異なるサイズのユーザに適応させることができる。ユーザ１０５は、膝サポート３２５ａ，３２５ｂに対してユーザ１０５の膝を適切に位置決めするように下側脚部材３１５ａ，３１５ｂを変更することができる。
【００２０】
膝サポート３２５ａ，３２５ｂは、回動ジョイント３２０ａ，３２０ｂでスイングアームレバー２８５ａ，２８５ｂおよび下側脚部材３１５ａ，３１５ｂに回動可能に取り付けられている。様々な実施形態において、膝サポート３２５ａ，３２５ｂは、歩行サイクル中に膝の自然な位置決めをシミュレートするために回転することができる。膝サポートの回転は、ユーザ１０５の膝をさらに固定して、ＮＡＳＧＡＴＳ１００の動作中の脚のズレを防ぐことができる。駆動部材３３０ａ，３３０ｂは、それぞれ回動ジョイント３２０ａ，３２０ｂに動作可能に取り付けられている。各駆動部材３３０ａ，３３０ｂは、駆動スプロケット３３５ａ，３３５ｂにおいてＧＳＥ２８０に動作可能に取り付けられている。ＧＳＥ２８０は、モータ（図４Ａでさらに詳細に後述する）を介して自然な歩行運動をシミュレートするか、または、例えばアームスイングレバー２８５ａ，２８５ｂなどの手動駆動システムを使用してユーザを補助することができる。駆動スプロケット３３５ａ，３３５ｂは、アームスイングレバー２８５ａ，２８５ｂに加えられるプッシュ・プル運動が駆動スプロケット３３５ａ，３３５ｂの回転を引き起こすように、アームスイングレバー２８５ａ，２８５ｂにそれぞれ動作可能に連結されている。
【００２１】
各アームスイングレバー２８５ａ，２８５ｂは、調節可能な連結部材３４８ａ，３４８ｂを介してアームスイングレバー２８５ａ，２８５ｂをフライホイールスプロケット３４５ａ，３４５ｂに接続する調節ブラケット３４０ａ，３４０ｂを含む。図示のように、フライホイールスプロケット３４５ａ，３４５ｂは、調節可能な連結部材３４８ａ，３４８ｂに取り付けるための回転ジョイントを有する楕円形面を含む。ハンドクランクスプロケット３５０ｂ（３５０ａは図面に示されていない）は、チェーン３６０ｂを介して駆動スプロケット３３５ｂおよびフライホイールスプロケット３４５ｂに動作可能に連結されている。フライホイールサブシステム３６５は、フライホイールシャフト３６８を介してフライホイールスプロケット３４５ａ，３４５ｂに動作可能に取り付けられている。
【００２２】
図４Ａは、例示的なＧＳＥの右側斜視図を示している。ＧＳＥ２８０は、駆動スプロケット３３５ａ，３３５ｂ、フライホイールスプロケット３４５ａ，３４５ｂおよびハンドクランクスプロケット３５０ａ，３５０ｂを含む。各ハンドクランクスプロケット３５０ａ，３５０ｂは、対応する駆動スプロケット３３５ａ，３３５ｂおよびフライホイールスプロケット３４５ａ，３４５ｂとともにチェーン駆動サブシステムを形成する。例えば、ハンドクランクスプロケット３５０ｂは、チェーン３６０ｂを介して駆動スプロケット３３５ｂおよびフライホイールスプロケット３４５ｂに動作可能に連結されて、チェーン駆動サブシステムを形成する。図示のように、チェーン３６０ｂは、ハンドクランクスプロケット３５０ｂ、駆動スプロケット３３５ｂおよびフライホイールスプロケット３４５ｂの周りに三角形の経路を形成する。
【００２３】
上側フレーム（図２のアイテム２１０）は、Ｕ字形フレーム４０５を含む。ＮＡＳＧＴＡＳ１００は、デュアルチェーン駆動サブシステムを含む。各デュアルチェーンサブシステムは、Ｕ字形フレーム４０５の反対側にある。各チェーン駆動サブシステムは、チェーン３６０ａ，３６０ｂがＵ字形フレーム４０５の外側に位置するように、Ｕ字形フレーム４０５に取り付けられている。図示のように、駆動スプロケット３３５ｂはＵ字形フレーム４０５に直接取り付けられ、一方、ハンドクランクスプロケット３５０ｂおよびフライホイールスプロケット３４５ｂは、それぞれフレームブラケット４１０ｂおよびフレームブラケット４１５ｂを介して取り付けられている。フレームブラケット４１０ｂ，４１５ｂは、締めネジなどのテンション機構を介して互いに動作可能に連結されている。ユーザ１０５は、締めネジを締めたり緩めたりすることによって、チェーン３６０ｂの張力を変えることができる。デュアルチェーンサブシステムは、フライホイールサブシステム３６５を介して互いに動作可能に連結されている。
【００２４】
ＧＳＥ２８０は、モータ取付ブラケット４２５を介してＵ字形フレーム４０５に取り付けられたモータ４２０を含む。モータ４２０は、フライホイールチェーン４３５を介してフライホイールアセンブリ４３０に動作可能に接続されている。フライホイールシャフト４４０は、フライホイールアセンブリ４３０をフライホイールスプロケット３４５ａ，３４５ｂに動作可能に接続する。図示のように、フライホイールアセンブリ４３０は、ユーザが手動でＮＡＳＧＡＴＳを操作しているときに、当該フライホイールアセンブリにかかる遠心力が滑らかな歩行運動を与えるように速度を増加させる、複数のプーリを有する加重フライホイールを含む。電源４５０は、Ｕ字形フレーム４０５に取り付けられている。電源４５０は、例えば、電流を供給するためにモータ４２０に動作可能に接続することができる。いくつかの実施形態では、電源４５０は、例えば、電子コンソール２９０などの電子コンソールに動作可能に接続することができる。
【００２５】
スマート制御モジュール４６０は、Ｕ字型フレーム４０５に取り付けられている。スマート制御モジュール４６０は、動作中にユーザ１０５の様々な特徴を監視する様々なセンサに動作可能に接続されたコントローラを含むことができる。例えば、ユーザ１０５の心拍数を検出および監視するためのタッチセンサは、ユーザ１０５が当該タッチセンサに効率的にアクセスできるように、スイングアームレバー２８５ａ，２８５ｂに配置されるようにしてもよい。いくつかの実施形態では、スマートコントローラが、治療の進行またはユーザの意欲を判定するためのリアルタイムの情報を提供することができる。例えば、スマートコントローラは、モータ４２０によって提供される支援の割合に関する情報を提供することができる。様々な実施形態では、スマート制御モジュール４６０が、電源４５０を含み、単一のユニットを形成することができる。
【００２６】
図４Ｂは、例示的なＧＳＥの正面図を示している。図示のように、モータ４２０は、駆動スプロケット３３５ｂ、ハンドクランクスプロケット３５０ｂおよびフライホイールスプロケット３４５ｂから形成されるチェーン駆動サブシステムの近傍で、Ｕ字形フレーム４０５に取り付けられている。スマート制御モジュール４６０は、駆動スプロケット３３５ａ、ハンドクランクスプロケット３５０ａおよびフライホイールスプロケット３４５ａから形成されるチェーン駆動サブシステムの近傍で、Ｕ字形フレーム４０５に取り付けられている。様々な実施形態では、モータ４２０を、駆動スプロケット３３５ａ、ハンドクランクスプロケット３５０ａおよびフライホイールスプロケット３４５ａから形成されるチェーン駆動サブシステムの近傍に取り付けることができる。スマート制御モジュール４６０は、駆動スプロケット３３５ｂ、ハンドクランクスプロケット３５０ｂおよびフライホイールスプロケット３４５ｂから形成されるチェーン駆動サブシステムの近くに取り付けることができる。
【００２７】
ハンドクランク４５５ａは、楕円形の取付ブラケット４６５ａを介してハンドクランクスプロケット３５０ａに取り付けられている。ハンドクランク４５５ａは、楕円形の取付ブラケット４６５ａに回動可能に連結されている。このため、ハンドクランク４５５ａは、動作中にハンドクランク４５５ａの向きを実質的に保持することができる。有利には、チェーン駆動サブシステムをＵ字形フレーム４０５の外側に配置することによって、ハンドクランク４５５ａ，４５５ｂの動作が動作中のユーザ１０５の腕のより自然な揺れをシミュレートするように、Ｕ字形フレーム４０５の内側の空間を利用してハンドクランク４５５ａ，４５５ｂを配置することが可能となる。
【００２８】
図４Ｃは、例示的なＧＳＥの左側斜視図を示している。ハンドクランクスプロケット３５０ａおよびフライホイールスプロケット３４５ａは、それぞれフレームブラケット４１０ａ，４１５ａを介してＵ字型フレーム４０５に取り付けられている。駆動スプロケット３３５ａは、Ｕ字形フレーム４０５に直接取り付けられている。ハンドクランクスプロケット３５０ａ、フライホイールスプロケット３４５ａおよび駆動スプロケット３３５ａは、チェーン３６０ａを介して互いに動作可能に接続されている。図示のように、駆動スプロケット３３５ａ、ハンドクランクスプロケット３５０ａおよびフライホイールスプロケット３４５ａから形成されるチェーン駆動サブシステムは、駆動スプロケット３３５ｂ、ハンドクランクスプロケット３５０ｂおよびフライホイールスプロケット３４５ｂから形成されるチェーン駆動サブシステムと鏡に映したように類似している。
【００２９】
図４Ｄは、例示的なＧＳＥの背面斜視図を示している。ハンドクランク４５５ｂは、ハンドクランクスプロケット３５０ｂに取り付けられている。楕円形の取付ブラケット４６５ｂは、ハンドクランク４５５ａが上方位置にあるときハンドクランク４５５ｂが（図示のように）下方位置に配置されるように、ハンドクランク４５５ａをハンドクランクスプロケット３５０ｂに取り付けるようにしている。例えば、ユーザ１０５により加えられる力によって、ハンドクランク４５５ａが下方に回転すると、ハンドクランク４５５ｂは上方に回転する。このため、ハンドクランク４５５ａ，４５５ｂの回転は、ユーザ１０５の腕のより自然なスイングをシミュレートする。例えば、ユーザ１０５がハンドクランク４５５ａ，４５５ｂを介してＮＡＳＧＴＡＳ１００を操作することを選択した場合、ハンドクランク４５５ａ，４５５ｂの回転が、ユーザ１０５の腕のより自然なスイングをシミュレートすることができる。
【００３０】
図５Ａは、斜方形ハサミ型リンケージリフティングサブシステムを組み込んだ例示的なＮＡＳＧＴＡＳの側面図である。図５Ａの実施例では、ＮＡＳＧＴＡＳ５００が着座状態で示されている。ＮＡＳＧＴＡＳ５００は、メインベース５０５およびシートベース５１０を含み、それらが互いに結合されてＮＡＳＧＴＡＳ５００のベースを形成する。様々な実施形態では、メインベース５０５およびシートベース５１０が、単一の部品から形成されるものであってもよい。シートベース５１０は、姿勢位置調整サブシステム５１５を支持する。姿勢位置調整サブシステム５１５は、シート５２０および背もたれ５２５を含む。姿勢位置調整サブシステム５１５は、シート５２０の高さを変更するためのアクチュエータ５３０を含む。アクチュエータ５３０は、シートベース５１０に連結されている。ユーザは、昇降レバー５３５を介してアクチュエータを操作することができる。昇降レバー５３５は、ユーザ１０５が電子ボタンを介して昇降レバー５３５を操作することができるように、電子ボタンに電気的に接続することができる。
【００３１】
図５Ｂは、斜方形ハサミ型リンケージリフティングサブシステムを組み込んだ例示的なＮＡＳＧＴＡＳの側面図を示している。図５Ｂの実施例では、ＮＡＳＧＴＡＳ５００が起立状態で示されている。ＮＡＳＧＴＡＳ５００は、メインベース５０５およびシートベース５１０を含み、それらが互いに結合されてＮＡＳＧＴＡＳ５００のベースを形成する。様々な実施形態では、メインベース５０５およびシートベース５１０が単一の部品から形成されるものであってもよい。シートベース５１０は、姿勢位置調整サブシステム５１５を支持する。姿勢位置調整サブシステム５１５は、シート５２０および背もたれ５２５を含む。姿勢位置調整サブシステム５１５は、シート５２０の高さを変更するためのアクチュエータ５３０を含む。アクチュエータ５３０は、シートベース５１０に連結されている。ユーザ１０５は、昇降レバー５３５を介してアクチュエータを操作することができる。昇降レバー５３５は、ユーザ１０５が電子ボタンを介して昇降レバー５３５を操作することができるように、電子ボタンに電気的に接続することができる。
【００３２】
姿勢位置調整サブシステム５１５は、シートを昇降させるためのハサミ型リンケージアセンブリを含む。第１のベースリンク５４０は、シートベース５１０に回動可能に連結されている。第１のベースリンク５４０は、アクチュエータ５３０に動作可能に連結されている。アクチュエータ５３０は、作動時に、第１のベースリンク５４０を昇降させてシート５２０を昇降させることができる。第１のシートリンク５４５は、第２のベースリンク５５０に回動可能に連結されている。中間リンク５５５は、第１のシートリンク５４５を第２のシートリンク５６０に動作可能に連結する。第１のベースリンク５４０が第１のシートリンク５４５に回動可能に連結されるのと同じ連結点で、中間リンク５５５は、第１のシートリンク５４５に動作可能に連結されている。第１のシートリンク５４５および第２のシートリンク５６０の各々は、シート５２０に回動可能に連結されている。
【００３３】
図示のように、リンク５４０−５６０の動作可能な接続により、ハサミ型のリンク機構が形成されている。ハサミ型のリンク機構は、アクチュエータ５３０に応答して、ユーザ１０５による昇降レバー５３５への操作力に応じてシートを昇降させることができる。昇降レバー５３５は、例えば、アクチュエータ５３０を動作させるラチェット式システムとすることができる。いくつかの実施形態では、例えば、電子スイッチを介してアクチュエータ５３０を動作させることができる。
【００３４】
第２のシートリンク５６０は、背もたれ支持部材５６５を介して背もたれ５２５に回動可能に連結されている。支持リンク５７０は、背もたれ支持部材５６５と第２のシートリンク５６０との間に可動接続されている。支持リンク５７０は、背もたれが下降位置または上昇位置で同じ向きを持続的に保持するように、背もたれ５２５を支持することができる。図示のように、リンク５４０−５６０は、シート５２０の一方の側に取り付けられて、その側を支持する。実質的に同様の構成のリンクの第２のセット（図示省略）が、シート５２０の反対側を支持することができる。アクチュエータ５３０は、右側の第１のベースリンクまたは左側の第１のベースリンク、あるいは左右の第１のベースリンク間に接続されたバーのいずれかに動作可能に接続することができる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、姿勢位置調整サブシステム５１５が、有利には、座位モードと立位モードとの間で移行するときにユーザ１０５が受けるズレを最小化することができる。例えば、姿勢位置調整サブシステム５１５は、座位から立位への移行中にユーザ１０５の背中側を固定することができる。このため、ユーザ１０５の背中側は、座った姿勢、立った姿勢において、または歩行サイクル中に、シート５２０に対して実質的に同じ位置に留まることとなる。
【００３６】
図５Ｃは、レバーを有する例示的なモード調整サブシステムの側面斜視図を示している。ＮＡＳＧＴＡＳ５００は、モード調整サブシステム５０５ｃを含む。モード調整サブシステム５０５ｃは、遠位端が下側スプロケット５１０ｃに動作可能に連結されている。モード調整サブシステム５０５ｃは、モード調整ベース部材５２０ｃから延びるモード調整伸縮部材５１５ｃを含む。調節レバー５２５ｃは、モード調整伸縮部材５１５ｃおよびモード調整ベース部材５２０ｃに動作可能に連結されている。ユーザが調節レバー５２５ｃを操作すると、ユーザは調節レバー５２５ｃをロック位置に動かすことができる。ロック位置にあるとき、調節レバー５２５ｃは、ＧＳＥ５３０ｃおよび下側脚部材５３５ｃ，５４０ｃを作動させて、座位からの立ち上がり運動をシミュレートすることができる。
【００３７】
様々な実施形態では、モード調整サブシステム５０５ｃが、座位からの立ち上がり移行システムに含まれるものであってもよい。そのような座位からの立ち上がり移行システムは、例えば、２０１４年１０月３１日にＡｌａｎ  Ｔｈｏｌｋｅｓにより出願された「Ｍｕｌｔｉ−Ｍｏｄａｌ  Ｇａｉｔ−Ｂａｓｅｄ  Ｎｏｎ−Ｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｔｈｅｒａｐｙ  Ｐｌａｔｆｏｒｍ」という名称の米国特許出願第１４／５２９，５６８号の図２に示されている。この出願の開示はすべて、引用により本明細書に援用されるものとする。
【００３８】
図６Ａは、前側にクランクハンドを有する例示的なＮＡＳＧＴＡＳの背面斜視図を示している。ＮＡＳＧＴＡＳ５００は、チェーン駆動サブシステム６０５ａおよびチェーン駆動サブシステム６０５ｂを含む。チェーン駆動サブシステム６０５ａ，６０５ｂの各々は、ハンドクランクスプロケット６１０，６１５を含む。ハンドクランクスプロケット６１０，６１５は、それぞれチェーン６３０，６３５を介して下側スプロケット６２０，６２５に動作可能に接続されている。ハンドクランクスプロケット６１０，６１５は、スイングアーム６４０，６４５に動作可能に連結されている。図示のように、スイングアーム６４０は、調節可能な連結部材６５０ａを介してハンドクランクスプロケット６１０に動作可能に連結されている。スイングアーム６４５は、調節可能な連結部材６５０ｂを介してハンドクランクスプロケット６１５に動作可能に連結されている。様々な実施形態では、調節可能な連結部材が、ユーザの歩幅を調節することができる伸縮部材を含むことができる。固定ピン６５５は、伸縮部材を係止することができる。
【００３９】
右側クランク６６５および左側クランク６７０は、それぞれ、ハンドクランクスプロケット６１０，６１５を介してチェーン駆動サブシステム６０５ａ，６０５ｂに動作可能に接続されている。右側クランク６６５および左側クランク６７０は、上側フレーム６６０の内部に配置されるとともに、ユーザの腕の伸長によりハンドクランク６６５，６７０を回転させることで、ユーザがチェーン駆動サブシステム６０５ａ，６０５ｂを操作できるように配置されている。ハンドクランク６６５，６７０は、回転時に、ハンドクランクスプロケット６１０，６１５を介してチェーン駆動サブシステム６０５ａ，６０５ｂを作動させる。チェーン駆動サブシステム６０５ａ，６０５ｂは、ＮＡＳＧＡＴＳ５００を駆動して、ユーザの自然な歩行運動をシミュレートする。
【００４０】
図６Ｂは、前側にクランクハンドを有する例示的なＮＡＳＧＴＡＳの背面斜視図を示している。チェーン駆動サブシステム６０５ａ，６０５ｂは、ＮＡＳＧＴＡＳ５００の上側フレーム６６０の内部に配置されている。チェーン駆動サブシステム６０５ａ，６０５ｂは、連続した歩行運動を維持するように構成されたフライホイールサブシステム６７５を介して互いに動作可能に接続されている。
【００４１】
図７は、例示的な斜方形ハサミ型リンケージリフティングサブシステムの側面図を示している。図７の実施例では、ＮＡＳＧＴＡＳ５００が中間状態（例えば、着座状態と起立状態との間）で示されている。
【００４２】
一実施例として、リンク５４０−５６０間の連結点間の長さは以下の通りである。連結点５１０ａと５１０ｂ間の距離は、約８インチである。連結点５１０ａと５４５ａ間の距離は、約９．２５インチである。連結点５１０ｂと５４５ｂ間の距離は、約９インチである。連結点５４５ａと５４５ｂ間の距離は、約６．５インチである。連結点５４５ａと５４５ｃ間の距離は、約１８インチである。連結点５４５ｂと５６０ｂ間の距離は、約６インチである。連結点５６０ａと５６０ｃ間の距離は、約１４インチである。連結点５６０ｂと５６０ｃ間の距離は、約１２インチである。連結点５６０ｃと５４５ｃ間の距離は、約５．５インチである。連結点５７０ａと５６０ａ間の距離は、約５．３８インチである。連結点５７０ａと５７０ｂ間の距離は、約４．３８インチである。第１のベースリンク５４０と中間リンク５５５との間の内角は、約１６０度である。
【００４３】
姿勢位置調整サブシステム５１５の正確な寸法は、上述したものと異なることもある。例えば、背のより高い人や低い人に合わせて作られたＮＡＳＧＴＡＳは、より長い寸法またはより短い寸法を有することができる。いくつかの実施形態では、姿勢位置調整サブシステム５１５のリンクの寸法は、例示的な上記実施形態の数値よりも約１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７または約１８インチ大きくても、または小さくてもよい。
【００４４】
図８Ａ、図８Ｂおよび図９は、調整可能な歩行モードサブシステムを有する例示的なＮＡＳＧＴＡＳの側面斜視図、側面図および正面斜視図をそれぞれ示している。ＮＡＳＧＴＡＳ８００は、ユーザが座位（図８Ａ）にあるか立位（図８Ｂ）にあるかに関係なく、ユーザが歩行をシミュレートすることを可能にするモード移行システム８０５を含む。ＮＡＳＧＴＡＳ８００は、回動点８１０，８１５，８２０を含む。上側部分８２５は、ハンドクランクサブシステム８３０および操作コンソール８３５を含む。このため、ユーザは、座った姿勢または立った姿勢のどちらからもハンドクランクサブシステム８３０および操作コンソール８３５にアクセスすることができる。ＮＡＳＧＴＡＳ８００は、有利には、異なる運動をユーザに提供することができる。例えば、ユーザは、座ったときに、ＮＡＳＧＴＡＳ８００を使用してユーザの下肢を動かすことができる。
【００４５】
図１０は、例示的なリフトサブシステムの正面斜視図を示している。リフトサブシステム１０００は、シート１００５および背もたれ１０１０を含む。シート１００５と背もたれ１０１０は、調節可能な支持ブラケット１０１５に動作可能に接続されている。調節可能な支持ブラケットは、支持ブラケット１０１５を固定するための係止ピン１０２０，１０２５を含む。図示のように、係止ピン１０２０，１０２５はバネ付勢され、それにより、ユーザは係止ピン１０２０，１０２５を引いて支持ブラケット１０１５を解放するだけでシート１００５および背もたれ１０１０を調節することができる。
【００４６】
リフトサブシステム１０００は、臀部サポート１０３０，１０３５を含む。臀部サポート１０３０，１０３５は、異なるサイズのユーザに適応するように調節することができる。臀部レバー１０４０，１０４５は、ユーザが臀部サポートを調節することを可能にする。様々な実施形態では、ユーザの臀部に対する支持を提供するために、ユーザは必要に応じて臀部サポート１０３０，１０３５を調節することができる。臀部サポート１０３０，１０３５は、支持ブラケット１０１５に取り外し可能に取り付けることができ、それにより、ユーザは、必要のないときに臀部サポート１０３０，１０３５を有利に取り外すことができる。
【００４７】
図１１Ａは、ロック解除位置にある例示的なモード調整サブシステムの側面図を示している。ＮＡＳＧＴＡＳ１１００は、モード調整サブシステム１１０５を含む。モード調整サブシステム１１０５は、上側脚部材１１１０の一方の側に沿って動作可能に取り付けられている。モード調整伸縮部材１１１５は、モード調整ベース部材１１２０から延びて、モード調整サブシステム１１０５の経路を規定する。上側脚伸縮部材１１２５は、上側脚ベース部材１１３０から延びる。モード調整ベース部材１１２０は、上端部１１３５が上側脚ベース部材１１３０に結合されている。モード調整伸縮部材１１１５は、上側脚伸縮部材１１２５に動作可能に連結されており、モード調整伸縮部材１１１５が伸長したとき又は引っ込んだときに、上側脚伸縮部材１１２５がそれに応答するものとなっている。図示のように、モード調整サブシステム１１０５は、伸張した上側脚伸縮部材１１２５により認識されるように、ロック解除位置にある。ロック解除位置は、ＮＡＳＧＴＡＳ１１００の自然な歩行運動を妨げることなく、上側脚伸縮部材１１２５が伸縮することを可能にする。
【００４８】
図１１Ｂは、ロック位置にある例示的なモード調整サブシステムの側面図である。図示のように、モード調整サブシステム１１０５はロック位置にある。モード調整伸縮部材１１１５は、モード調整伸縮部材１１１５が上側脚伸縮部材１１２５を上側脚ベース部材１１３０内に引っ込めるように、モード調整ベース部材１１２０内に挿入されている。中間リンク１１４０は、回動点１１４５で上側脚伸縮部材１１２５に回動可能に連結されている。中間リンク１１４０は、下側脚部材１１５０に回動可能に連結されている。中間リンク１１４０は、下側脚部材１１５０と同じ回動点で、スイングアーム１１５５に回動可能に連結されている。
【００４９】
上側脚伸縮部材１１２５が上側脚ベース部材１１３０内に引っ込められると、中間リンク１１４０は下側脚部材１１５０をほぼ真っ直ぐな位置へと真っ直ぐに伸ばす。また、中間リンク１１４０は、スイングアーム１１５５も実質的に真っ直ぐに伸ばし、それにより、フライホイールスプロケット１１６５に動作可能に連結された調節可能な連結部材１１６０が、フライホイールスプロケット１１６５を回転させて、チェーン駆動サブシステム１１７０の回転をもたらすようになっている。チェーン駆動サブシステム１１７０の回転は、フライホイールサブアセンブリ１１７５を介して、対応するチェーン駆動サブシステム（図示省略）の回転へと伝達される。回転に応答して、対応するチェーン駆動サブシステムは、下側脚部材１１５０が対応する脚アセンブリの下側脚部材（図示省略）と実質的に整列するように、対応する脚アセンブリ（図示省略）を作動させる。このため、モード調整サブシステム１１０５を介して、下側脚部材が整列して定位置で固定される。有利には、ＮＡＳＧＴＡＳ１００は、ユーザ１０５の脚を固定位置に固定して、座位からの立ち上がり運動をシミュレートすることができる。
【００５０】
図面を参照して様々な実施形態を説明してきたが、他の実施形態も可能である。例えば、図１−図４を参照すると、ユーザ１０５は、ハンドクランク４５５ａ，４５５ｂなどのハンドクランクの回転により、ＮＡＳＧＴＡＳ１００を手動で操作することができる。ハンドクランクは、前方への歩行運動または後方への歩行運動をシミュレートするために、時計回りまたは反時計回りに回転するスプロケットまたはプーリに動作可能に連結することができる。スプロケット（例えば、ハンドクランクスプロケット３５０ａ，３５０ｂ）は交換可能とすることができる。このため、スプロケットは、ギア比を変更するために様々な直径のものとすることができ、それによりユーザ１０５の脚を移動させる容易さを加減することができる。
【００５１】
スプロケットは、ハンドクランクを介して回転すると、チェーン（例えば、チェーン３６０ａ）を介して追加のスプロケットの運動を達成することができる。例えば、フライホイールスプロケット３４５ａ，３４５ｂのような追加のスプロケットの１つは、前進運動または後退運動を達成するために、オフセットリンクを介して歩行ストライドリンケージ（例えば、調節可能な連結部材３４８ａ，３４８ｂ）を回転させることができる。歩行ストライドリンケージは、上側脚サポートに動作可能に取り付けることができる。例えば、図３を参照すると、アームスイングレバー２８５ａは、フレーム回動点で上側フレーム４０５に回動可能に連結されている。上側脚サポートは、フレーム回動点の下方に支持部材を含むことができる。様々な実施形態において、上側脚支持部材は、アームスイングレバー２８５ａとは無関係に回動することができる。上側脚サポートはフレーム回動点で回動することができる。歩行ストライドリンケージは、取付点で上側脚サポートに取り付けることができる。取付点は、フレーム回動点に対する上側脚の回動点に関する角度を決定することができる。
【００５２】
様々な実施形態では、ユーザがハンドクランクを回転させると、スプロケット（例えば、ハンドクランクスプロケット３５０ａ，３５０ｂ）も回転する。スプロケットは、下側脚位置決めリンケージ（例えば、駆動部材３３０ａ，３３０ｂ）に動作可能に接続することができる。図１１Ｂを参照すると、下側位置決めリンケージは、中間回動点で回動する中間リンク１１４０に動作可能に接続されている。中間回動点は、例えば、膝サポート３２５ａの回動点でもある。スプロケットが回転すると、下側脚位置リンケージが下側脚サポートを回転させて、歩行サイクル中にユーザの１０５の脚の適切な配置をシミュレートすることができる。下側脚位置決めリンケージは、アクチュエータを介して、例えば、下側脚位置リンケージの長さを調節して、起立用の平行な左右の脚位置に適応させることができる。例えば、伸長位置にあるアクチュエータは、歩行用に脚を位置決めすることができる。いくつかの実施形態では、オーバーセンタレバーを使用して下側脚位置決めリンケージを調節することができる。
【００５３】
フライホイールスプロケットは、ユーザの自然な歩行動作を容易にするために、反対のリンケージパターンで右側歩行機構を左側歩行機構（例えば、チェーン駆動サブシステム）に接続する連結シャフトに、動作可能に連結することができる。加重フライホイールは、連結シャフト（例えば、フライホイールシャフト３６８）に取り付けられている。ユーザ１０５が手動で歩行サイクルを始動すると、加重フライホイールは、多段ギアプーリシステムから発生する遠心力を用いて、滑らかな歩行運動を維持することができる。連結シャフトは、ハンドクランクを使用してユーザ１０５により手動で、または連結シャフトなどに接続されたモータ４２０を介して、回転することができる。モータ４２０は、例えば、スマート制御モジュール４６０などのモータコントローラに動作可能に接続することができる。モータコントローラは、予め設定された毎分回転数（ＲＰＭ）を維持するのに必要なアンペア数を検出することができる。予め設定されたＲＰＭは、例えば、ユーザまたは主治医などの第三者によって決定されるものであってもよい。モータ４２０は、ＮＡＳＧＴＡＳ１００を用いて歩行しているときに、ユーザを増強および支援することができる。例えば、ユーザが予め設定されたＲＰＭを維持しない場合、モータ４２０は、モータコントローラを介して抵抗を検出することができる。抵抗に応じて、モータコントローラは、ＮＡＳＧＴＡＳ１００の動作中にユーザ１０５を支援するためにモータ４２０へのアンペア数を増加させることができる。ユーザが予め設定されたＲＰＭを維持する場合、モータコントローラは、必要とされるアンペア数が小さいと判定することができる。モータコントローラは、モータによって提供されるリアルタイムの「支援の割合」を提供することができる。よって、モータは、歩行サイクル中にユーザ１０５を支援することができる。
【００５４】
いくつかの実施形態では、上側脚部材を前後に動かすために、スイングアームレバーを上側脚部材に動作可能に接続することができる。スプリングアームレバーは、歩行サイクル中にユーザ１０５を補助することができる。また、回転ハンドクランクも、歩行サイクル中にユーザ１０５を補助することができる。また、モータ４２０も、歩行サイクル中にユーザ１０５を補助することができる。
【００５５】
様々な実施形態では、ユーザ１０５が例えば車椅子から何の障害もなくＮＡＳＧＴＡＳ１００に移動することができるように、ベース（例えば、Ｖ字型ベース２０５）を配置することができる。例えば、シート下方のベースは、移動時にユーザ１０５がシートの隣に自分自身を位置させることを可能にするように、ベースが実質的にシートの下にあるように配置されるものであってもよい。また、アームレスト２３５ａ，２３５ｂは、車椅子からＮＡＳＧＴＡＳ１００への移動中にアームレスト２３５ａ，２３５ｂが邪魔にならずに移動できるように、ＮＡＳＧＴＡＳ１００に連結することができる。
【００５６】
いくつかの実施形態では、ＧＳＥ２８０が、例えば、ユーザのヒールストライクが生じたときなど、歩行周期の重要な態様を制御することができる。ＧＳＥ２８０は、脚のリフトおよび足の角度だけでなく、ユーザのトーオフの発生を制御することもできる。また、ＧＳＥ２８０は、歩行動作の速度および歩行の長さ（例えば、歩幅）も制御することができる。ユーザは、例えば、駆動スプロケット３３５ａ，３３５ｂなどのスプロケットを、所望の脚および足の運動を行うのに必要な程度まで回転させることができる。
【００５７】
ＮＡＳＧＴＡＳ１００は、運搬用車輪を含むことができる。運搬用車輪は、ＮＡＳＧＴＡＳ１００の移動を容易にすることができる。例えば、移動中の職員は、運搬用車輪が床に接触するようにＮＡＳＧＴＡＳ１００を傾けることができる。傾斜位置では、移動中の職員は、より容易にＮＡＳＧＴＡＳ１００を新たな場所に移動させることができる。有利には、運搬用車輪は、一人の人間がＮＡＳＧＴＡＳ１００を動かすことを可能にする。さらに、ＮＡＳＧＴＡＳ１００は、水平調整ガイドを含むことができる。水平調整ガイドは、ネジ式の水平調整ガイドであってもよく、例えば、ＮＡＳＧＴＡＳ１００が平坦ではない表面上に配置されたときに、さらなる安定性を提供することができる。
【００５８】
アームレスト２８５ａ，２８５ｂは、フリップアップサイドサポートを含むことができる。フリップアップサイドサポートは、ユーザがより容易にＮＡＳＧＴＡＳ１００上に移動することができるように、アームレストを動かすことを可能にする。
【００５９】
実施形態のいくつかの態様は、コンピュータシステムとして実施することができる。例えば、様々な実施形態は、デジタルおよび／またはアナログ回路、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアまたはそれらの組合せを含むことができる。装置の構成要素は、プログラマブルプロセッサによる実行のために、情報媒体内、例えば、機械可読記憶装置内に有形に具現化されたコンピュータプログラム製品内に実装することができ、方法は、入力データを操作して出力を生成することによって様々な実施形態の機能を実行するための命令のプログラムを実行するプログラマブルプロセッサによって行うことができる。いくつかの実施形態は、データ記憶システム、少なくとも１の入力デバイスおよび／または少なくとも１の出力デバイスに対して、データおよび命令を送受信するために、それらに接続された少なくとも１のプログラマブルプロセッサを含む、プログラマブルシステムで実行可能な１または複数のコンピュータプログラムで有利に実施できる。コンピュータプログラムは、特定のアクティビティを実行するかまたは特定の結果をもたらすために、コンピュータで直接的または間接的に使用することができる命令のセットである。コンピュータプログラムは、コンパイラ型言語またはインタープリタ型言語を含む任意の形態のプログラミング言語で書くことができ、スタンドアロンプログラムとして、または、モジュール、コンポーネント、サブルーチンまたはコンピューティング環境における使用に適した他のユニットとして、それらを含む任意の形態で展開することができる。
【００６０】
命令のプログラムの実行に適したプロセッサには、限定ではなく一例として、汎用マイクロプロセッサおよび特殊用途のマイクロプロセッサの両方が含まれ、それらには任意の種類のコンピュータの単一のプロセッサまたは複数のプロセッサのうちの１つが含まれる。一般に、プロセッサは、リードオンリーメモリ、ランダムアクセスメモリまたはその両方から命令およびデータを受け取る。コンピュータの必須の構成要素は、命令を実行するプロセッサと、命令およびデータを格納する１または複数のメモリである。コンピュータプログラムの命令およびデータを有形に具現化するのに適した記憶装置は、あらゆる形態の不揮発性メモリを含み、例として、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭおよびフラッシュメモリ素子などの半導体メモリ素子、内蔵ハードディスクやリムーバブルディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭおよびＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含む。プロセッサおよびメモリは、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって補完されるか、またはその中に組み込まれるようにしてもよい。いくつかの実施形態では、プロセッサおよび部材が、例えば、ＦＰＧＡなどのハードウェアプログラマブルデバイスによって補完されるか、またはその中に組み込まれるようにしてもよい。
【００６１】
いくつかの実施形態では、各システムが、同じ情報または類似の情報でプログラムされ、かつ／または揮発性メモリおよび／または不揮発性メモリに記憶された実質的に同一の情報で初期化されるようにしてもよい。例えば、１つのデータインターフェースは、デスクトップコンピュータまたはサーバなどの適切なホストデバイスに接続されたときに、自動設定、自動ダウンロードおよび／または自動更新機能を実行するように構成されるようにしてもよい。
【００６２】
いくつかの実施形態では、１または複数のユーザインターフェース機能が、特定の機能を実行するようにカスタム構成されるようにしてもよい。例示的な実施形態は、グラフィカルユーザインターフェースおよび／またはインターネットブラウザを含むコンピュータシステムで実施することができる。ユーザとの対話を可能にするために、ユーザに情報を表示するＬＣＤ（液晶ディスプレイ）モニタなどの表示装置、ユーザがコンピュータに入力を与えるキーボード、マウスまたはトラックボールなどのポインティングデバイスを有するコンピュータ上でいくつかの実施形態を実装することができる。
【００６３】
様々な実施形態では、システムが適切な通信方法、機器および技術を使用して通信することができる。例えば、システムは、メッセージが専用の物理リンク（例えば、光ファイバーリンク、ポイントツーポイント配線、デイジーチェーン）を介してソースから第１レシーバに直接転送されるポイントツーポイント通信を使用して、適合する装置（例えば、システムとの間でデータを送受信できる装置）と通信することができる。システムの構成要素は、通信ネットワーク上のパケットベースのメッセージを含む、任意の形態または媒体のアナログまたはデジタルデータ通信によって情報を遣り取りすることができる。通信ネットワークの例には、例えば、ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）、ＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）、ＭＡＮ（メトロポリタンエリアネットワーク）、無線および／または光ネットワーク、並びに、インターネットを形成するコンピュータおよびネットワークが含まれる。他の実施形態は、例えば全方向無線周波数（ＲＦ）信号を使用することによって、通信ネットワークによって互いに接続されたすべてのデバイスまたは実質的にすべてのデバイスにブロードキャストすることによって、メッセージを運ぶことができる。さらに他の実施形態は、指向性（すなわち、狭ビーム）アンテナを使用して送信されるＲＦ信号、または集束光学系とともに任意選択的に使用される赤外線信号など、高い指向性を特徴とするメッセージを運ぶことができる。例えば、ＵＳＢ２．０、ファイアワイヤ、ＡＴＡ／ＩＤＥ、ＲＳ−２３２、ＲＳ−４２２、ＲＳ−４８５、８０２．１１ａ／ｂ／ｇ、Ｗｉ−Ｆｉ、ＷｉＦｉダイレクト、Ｌｉ−Ｆｉ、ＢｌｕｅＴｏｏｔｈ、イーサネット、ＩｒＤＡ、ＦＤＤＩ（光ファイバ分散データインターフェイス）、トークンリングネットワーク、または周波数、時間または符号分割に基づく多重化技術など、それらに限定することを意図するものではないが、それらの適切なインターフェースおよびプロトコルを使用して、さらに他の実施形態が可能である。いくつかの実施形態は、任意選択的には、データの完全性のための誤り検出訂正（ＥＣＣ）などの機能、あるいは暗号化（例えば、ＷＥＰ）およびパスワード保護などのセキュリティ対策を組み込むことができる。
【００６４】
数多くの実施形態を説明してきた。しかしながら、様々な変更を加えることができることが理解されるであろう。例えば、開示された技術のステップが異なる順序で実行された場合、または開示されたシステムの構成要素が異なる方法で組み合わされた場合、あるいはそれら構成要素が他の構成要素で補足された場合には、有利な結果が達成される可能性がある。したがって、他の実施形態は、特許請求の範囲に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【国際調査報告】
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