(57)【要約】【課題】  運動補助装置を提供する。【解決手段】  一実施形態によれば、運動補助装置は、ユーザの近位部分を支持するための近位支持部と、前記近位支持部に対して互いに異なる速度で並進運動できる第１駆動リンク及び第２駆動リンクと、前記第１駆動リンク及び第２駆動リンクにそれぞれ回転自在に連結されているよう端部を含み、長さが変更され得る支持リンクと、前記支持リンクに連結されてユーザの遠位部分を支持するための遠位支持部とを含む。【選択図】      図１
2019093108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの近位部分を支持するための近位支持部と、
前記近位支持部に対してそれぞれ並進運動できる第１駆動リンク及び第２駆動リンクであって、前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクは互いに異なる速度で並進運動を行う、第１駆動リンク及び第２駆動リンクと、
第１端部及び第２端部を備え、長さが変更され得る支持リンクであって、前記第１端部は前記第１駆動リンクと回転自在に連結され、前記第２端部は前記第２駆動リンクと回転自在に連結される、支持リンクと、
前記支持リンクに連結されてユーザの遠位部分を支持するための遠位支持部と、
を含む運動補助装置。
【請求項２】
前記支持リンクは、前記近位支持部に対して並進運動及び回転運動を同時に行う、請求項１に記載の運動補助装置。
【請求項３】
前記支持リンクは、前記ユーザの遠位部分及び近位部分を連結する前記ユーザの関節にある遠隔回転中心又は前記遠隔回転中心の近くを中心に回転自在である、請求項１又は２に記載の運動補助装置。
【請求項４】
前記支持リンクの長さが増加する場合、前記支持リンクから前記遠隔回転中心までの距離は増加し、
前記支持リンクの長さが減少する場合、前記支持リンクから前記遠隔回転中心までの距離は減少する、請求項３に記載の運動補助装置。
【請求項５】
前記支持リンクは、
前記第１駆動リンクと回転自在に連結される第１サブ支持リンクと、
前記第２駆動リンクと回転自在に連結される第２サブ支持リンクと、を含み、
前記支持リンクは、前記第１サブ支持リンクと前記第２サブ支持リンクとの間の設定距離を調整できる、請求項４に記載の運動補助装置。
【請求項６】
前記第１サブ支持リンクは、前記設定距離を調整するために、前記第２サブ支持リンクに沿って摺動自在であり、
前記支持リンクは、前記設定距離で前記第１サブ支持リンク及び前記第２サブ支持リンクを固定させるための固定具をさらに含む、請求項５に記載の運動補助装置。
【請求項７】
前記支持リンクは、前記設定距離で前記第１サブ支持リンク及び前記第２サブ支持リンクを固定させるために、前記第１サブ支持リンク及び前記第２サブ支持リンクのそれぞれに螺合するターンバックルをさらに含む、請求項５に記載の運動補助装置。
【請求項８】
前記近位支持部に備えられる第１回転軸を中心に回転自在であり、前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクのそれぞれに回転自在に連結されるカップリングリンクと、
前記近位支持部に備えられる第２回転軸を中心に回転自在であり、前記第２駆動リンクそれぞれに回転自在に連結される連結リンクであって、前記第２回転軸は前記第１回転軸と互いに異なる、連結リンクと、
をさらに含む、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の運動補助装置。
【請求項９】
前記カップリングリンク及び前記連結リンクは前記第２駆動リンクに連結され、前記カップリングリンク及び前記連結リンクは平行に配置される、請求項８に記載の運動補助装置。
【請求項１０】
前記近位支持部は前記ユーザの向こう脛を支持し、
前記遠位支持部は前記ユーザの足を支持し、
前記遠位支持部は前記支持リンクと回転自在に連結され、
前記支持リンクは、前記ユーザが前記運動補助装置を取り付けた状態を基準にして前記ユーザの前方にある、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の運動補助装置。
【請求項１１】
ユーザの近位部分を支持するための近位支持部と、
前記近位支持部に対してそれぞれ並進運動できる第１駆動リンク及び第２駆動リンクであって、前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクは互いに異なる速度で並進運動を行う、第１駆動リンク及び第２駆動リンクと、
前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクにそれぞれ回転自在に連結される支持リンクと、
前記支持リンクに連結されてユーザの遠位部分を支持するための遠位支持部と、
前記近位支持部上に備えられる第１回転軸を中心に回転自在であり、前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクのそれぞれに回転自在に連結され、長さが変更され得るカップリングリンクと、
を含む運動補助装置。
【請求項１２】
前記第１駆動リンクは前記カップリングリンクの第１部分に連結され、
前記第２駆動リンクは前記カップリングリンクの第２部分に連結され、
前記カップリングリンクの長さが変更されるとき、前記第１部分と前記第２部分との間の距離は調整される、請求項１１に記載の運動補助装置。
【請求項１３】
前記支持リンクは、前記近位支持部に対して並進運動及び回転運動を同時に行う、請求項１１又は１２に記載の運動補助装置。
【請求項１４】
前記支持リンクは、前記ユーザの遠位部分及び近位部分を連結する前記ユーザの関節にある遠隔回転中心又は前記遠隔回転中心の近くを中心に回転自在である、請求項１１乃至１３のいずれか１項に記載の運動補助装置。
【請求項１５】
前記カップリングリンクの長さが増加する場合、前記支持リンクから前記遠隔回転中心までの距離は減少し、
前記カップリングリンクの長さが減少する場合、前記支持リンクから前記遠隔回転中心までの距離は増加する、請求項１４に記載の運動補助装置。
【請求項１６】
前記カップリングリンクは、
前記第１回転軸に回転自在に連結される第１サブカップリングリンクと、
前記第１駆動リンクと回転自在に連結され、前記第１サブカップリングリンクに対して相対的に移動可能な第２サブカップリングリンクと、
を含む、請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の運動補助装置。
【請求項１７】
前記近位支持部上に備えられる第２回転軸を中心に回転自在な連結リンクをさらに含み、
前記第２回転軸は前記第１回転軸と異なり、
前記連結リンクは前記第２駆動リンクと回転自在に連結され、
前記連結リンク及び前記カップリングリンクは互いに平行である、請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の運動補助装置。
【請求項１８】
ユーザの近位部分を支持するための近位支持部と、
前記ユーザの遠位部分を支持するための遠位支持部と、
前記遠位支持部に連結される支持リンクと、
前記支持リンクの一端部に回転自在に連結され、前記近位支持部に対して並進運動できる第１駆動リンクと、
前記支持リンクの他端部に回転自在に連結され、前記近位支持部に対して並進運動できる第２駆動リンクであって、前記第２駆動リンクは、前記第１駆動リンクの並進運動よりも遅い速度で並進運動を行う、第２駆動リンクと、
を含み、
前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクのうち少なくとも１つの駆動リンクは長さが変更され得る、運動補助装置。
【請求項１９】
前記支持リンクは、前記近位支持部に対して並進運動及び回転運動を同時に行う、請求項１８に記載の運動補助装置。
【請求項２０】
前記第１駆動リンクの長さが減少する及び／又は前記第２駆動リンクの長さが増加する場合、前記遠位支持部及び前記近位支持部がなしている最小角度が減少し、
前記第１駆動リンクの長さが増加する及び／又は前記第２駆動リンクの長さが減少する場合、前記遠位支持部及び前記近位支持部がなしている最小角度が増加する、請求項１８又は１９に記載の運動補助装置。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの駆動リンクは、
前記支持リンクの一端部に回転自在に連結される第１サブ駆動リンクと、
前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクのうち少なくとも１つの駆動リンクそれぞれの長さを変更させるために、前記第１サブ駆動リンクに沿って摺動自在な第２サブ駆動リンクと、
前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクのうち少なくとも１つの駆動リンクそれぞれの長さを設定するために、前記第１サブ駆動リンク及び前記第２サブ駆動リンクを固定可能な固定具を含む、請求項１８乃至２０のいずれか１項に記載の運動補助装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの駆動リンクは、
前記支持リンクの一端部に回転自在に連結される第１サブ駆動リンクと、
前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクのうち少なくとも１つの駆動リンクそれぞれの長さを変更させるために、前記第１サブ駆動リンクに対して相対的に移動可能な第２サブ駆動リンクと、
前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクのうち少なくとも１つの駆動リンクそれぞれの長さを設定するために、前記第１サブ駆動リンク及び前記第２サブ駆動リンクそれぞれに螺合するターンバックルと、
を含む、請求項１８乃至２０のいずれか１項に記載の運動補助装置。
【請求項２３】
前記近位支持部に備えられる第１回転軸を中心に回転自在であり、前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクそれぞれに回転自在に連結されるカップリングリンクと、
前記近位支持部に備えられる第２回転軸を中心に回転自在であり、前記第２駆動リンクそれぞれに回転自在に連結される連結リンクであって、前記第２回転軸は前記第１回転軸と互いに異なる、連結リンクと、
をさらに含む、請求項１８乃至２２のいずれか１項に記載の運動補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の説明は運動補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高齢化社会が進むにつれて、関節に問題が発生し、これに対する痛みや不便を訴える人が増加しており、関節が不自由な老人や患者の歩行を補助する運動補助装置に対する関心が高まっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
一態様によれば、運動補助装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態に係る運動補助装置は、ユーザの近位部分を支持するための近位支持部と、前記近位支持部に対してそれぞれ並進運動できる第１駆動リンク及び第２駆動リンクであって、前記第１駆動リンク及び第２駆動リンクは互いに異なる速度で並進運動を行う、第１駆動リンク及び第２駆動リンクと、第１端部及び第２端部を備え、長さが変更され得る支持リンクであって、前記第１端部は前記第１駆動リンクと回転自在に連結され、前記第２端部は前記第２駆動リンクと回転自在に連結される、支持リンクと、前記支持リンクに連結されてユーザの遠位部分を支持するための遠位支持部とを含む。
【０００５】
前記支持リンクは、前記近位支持部に対して並進運動及び回転運動を同時に行う。
【０００６】
前記支持リンクは、前記ユーザの遠位部分及び近位部分を連結する前記ユーザの関節にある遠隔回転中心（ＲＣＭ）又は前記遠隔回転中心（ＲＣＭ）の近辺を中心に回転自在であり得る。
【０００７】
前記支持リンクの長さが増加する場合、前記支持リンクから前記遠隔回転中心までの距離は増加し、前記支持リンクの長さが減少する場合、前記支持リンクから前記遠隔回転中心までの距離は減少し得る。
【０００８】
前記支持リンクは、前記第１駆動リンクと回転自在に連結される第１サブ支持リンクと、前記第２駆動リンクと回転自在に連結される第２サブ支持リンクと、を含み、前記支持リンクは、前記第１サブ支持リンクと前記第２サブ支持リンクとの間の設定距離を調整し得る。
【０００９】
前記第１サブ支持リンクは、前記設定距離を調整するために、前記第２サブ支持リンクに沿って摺動自在であり、前記支持リンクは、前記設定距離で前記第１サブ支持リンク及び前記第２サブ支持リンクを固定させるための固定具をさらに含み得る。
【００１０】
前記支持リンクは、前記設定距離で前記第１サブ支持リンク及び前記第２サブ支持リンクを固定させるために、前記第１サブ支持リンク及び前記第２サブ支持リンクのそれぞれに螺合するターンバックルをさらに含み得る。
【００１１】
前記近位支持部に備えられる第１回転軸を中心に回転自在であり、前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクのそれぞれに回転自在に連結されるカップリングリンクと、前記近位支持部に備えられる第２回転軸を中心に回転自在であり、前記第２駆動リンクそれぞれに回転自在に連結される連結リンクであって、前記第２回転軸は前記第１回転軸と互いに異なる、連結リンクとをさらに含み得る。
【００１２】
前記カップリングリンク及び前記連結リンクは前記第２駆動リンクに連結され、前記カップリングリンク及び前記連結リンクは平行に配置され得る。
【００１３】
前記近位支持部は前記ユーザの向こう脛を支持し、前記遠位支持部は前記ユーザの足を支持し、前記遠位支持部は前記支持リンクと回転自在に連結され、前記支持リンクは、前記ユーザが前記運動補助装置を取り付けた状態を基準にして前記ユーザの前方にあり得る。
【００１４】
一実施形態にかかる運動補助装置は、ユーザの近位部分を支持するための近位支持部と、前記近位支持部に対してそれぞれ並進運動できる第１駆動リンク及び第２駆動リンクであって、前記第１駆動リンク及び第２駆動リンクは互いに異なる速度で並進運動を行う、第１駆動リンク及び第２駆動リンクと、前記第１駆動リンク及び第２駆動リンクにそれぞれ回転自在に連結される支持リンクと、前記支持リンクに連結されてユーザの遠位部分を支持するための遠位支持部と、前記近位支持部上に備えられる第１回転軸を中心に回転自在であり、前記第１駆動リンク及び第２駆動リンクのそれぞれに回転自在に連結され、長さが変更され得るカップリングリンクとを含む。
【００１５】
前記第１駆動リンクは前記カップリングリンクの第１部分に連結され、前記第２駆動リンクは前記カップリングリンクの第２部分に連結され、前記カップリングリンクの長さが変更されるとき、前記第１部分と前記第２部分との間の距離は調整し得る。
【００１６】
前記支持リンクは、前記近位支持部に対して並進運動及び回転運動を同時に行う。
【００１７】
前記支持リンクは、前記ユーザの遠位部分及び近位部分を連結する前記ユーザの関節にある遠隔回転中心（ＲＣＭ）又は前記遠隔回転中心（ＲＣＭ）の近辺を中心に回転自在であり得る。
【００１８】
前記カップリングリンクの長さが増加する場合、前記支持リンクから前記遠隔回転中心までの距離は減少し、前記カップリングリンクの長さが減少する場合、前記支持リンクから前記遠隔回転中心までの距離は増加し得る。
【００１９】
前記カップリングリンクは、前記第１回転軸に回転自在に連結される第１サブカップリングリンクと、前記第１駆動リンクと回転自在に連結され、前記第１サブカップリングリンクに対して相対的に移動可能な第２サブカップリングリンクとを含み得る。
【００２０】
前記近位支持部上に備えられる第２回転軸を中心に回転自在な連結リンクをさらに含み、前記第２回転軸は前記第１回転軸と異なり、前記連結リンクは前記第２駆動リンクと回転自在に連結され、前記連結リンク及び前記カップリングリンクは互いに平行であり得る。
【００２１】
一実施形態に係る運動補助装置は、ユーザの近位部分を支持するための近位支持部と、前記ユーザの遠位部分を支持するための遠位支持部と、前記遠位支持部に連結される支持リンクと、前記支持リンクの一端部に回転自在に連結され、前記近位支持部に対して並進運動できる第１駆動リンクと、前記支持リンクの他端部に回転自在に連結され、前記近位支持部に対して並進運動できる第２駆動リンクであって、前記第２駆動リンクは、前記第１駆動リンクの並進運動よりも遅い速度で並進運動を行う、第２駆動リンクとを含み、前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクのうち少なくとも１つの駆動リンクは長さが変更され得る。
【００２２】
前記支持リンクは、前記近位支持部に対して並進運動及び回転運動を同時に行う。
【００２３】
前記第１駆動リンクの長さが減少する及び／又は前記第２駆動リンクの長さが増加する場合、前記遠位支持部及び前記近位支持部がなしている最小角度が減少し、前記第１駆動リンクの長さが増加する及び／又は前記第２駆動リンクの長さが減少する場合、前記遠位支持部及び前記近位支持部がなしている最小角度が増加し得る。
【００２４】
前記少なくとも１つの駆動リンクは、前記支持リンクの一端部に回転自在に連結される第１サブ駆動リンクと、前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクのうち少なくとも１つの駆動リンクそれぞれの長さを変更させるために、前記第１サブ駆動リンクに沿って摺動自在な第２サブ駆動リンクと、前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクのうち少なくとも１つの駆動リンクそれぞれの長さを設定するために、前記第１サブ駆動リンク及び前記第２サブ駆動リンクを固定可能な固定具を含み得る。
【００２５】
前記少なくとも１つの駆動リンクは、前記支持リンクの一端部に回転自在に連結される第１サブ駆動リンクと、前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクのうち少なくとも１つの駆動リンクそれぞれの長さを変更させるために、前記第１サブ駆動リンクに対して相対的に移動可能な第２サブ駆動リンクと、前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクのうち少なくとも１つの駆動リンクそれぞれの長さを設定するために、前記第１サブ駆動リンク及び前記第２サブ駆動リンクそれぞれに螺合するターンバックルとを含み得る。
【００２６】
前記近位支持部に備えられる第１回転軸を中心に回転自在であり、前記第１駆動リンク及び前記第２駆動リンクそれぞれに回転自在に連結されるカップリングリンクと、
前記近位支持部に備えられる第２回転軸を中心に回転自在であり、前記第２駆動リンクそれぞれに回転自在に連結される連結リンクであって、前記第２回転軸は前記第１回転軸と互いに異なる、連結リンクとをさらに含み得る。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、運動補助装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一実施形態に係る運動補助装置の斜視図である。
【図２】一実施形態に係る運動補助装置の正面図である。
【図３】一実施形態に係る運動補助装置をユーザが取り付けた形状を示す側面図である。
【図４】一実施形態に係る運動補助装置を取り付けたユーザが底屈した状態を示す側面図である。
【図５】一実施形態に係る運動補助装置を取り付けたユーザが背屈した状態を示す側面図である。
【図６】一実施形態に係るリンクを示す側面図である。
【図７】一実施形態に係るリンクの長さが増加した形状を示す側面である。
【図８】一実施形態に係るカップリングリンクを示す斜視図である。
【図９】一実施形態に係るカップリングリンクの長さが増加した形状を示す斜視図である。
【図１０】一実施形態に係る第１駆動リンクを示す斜視図である。
【図１１】一実施形態に係る第１駆動リンクの長さが増加した形状を示す斜視図である。
【図１２Ａ】直立状態で足と向こう脛との間の角度が９０度である人の足首関節の可動範囲を例示的に示す図である。
【図１２Ｂ】直立状態で足と向こう脛との間の角度が８０度である人の足首関節の可動範囲を例示的に示す図である。
【図１２Ｃ】直立状態で足と向こう脛との間の角度が１００度である人の足首関節の可動範囲を例示的に示す図である。
【図１３】一実施形態に係る運動補助装置を概略的に示す正面図及び側面図である。
【図１４】一実施形態に係る運動補助装置がユーザの底屈を補助する方向に駆動した状態を概略的に示す正面図及び側面図である。
【図１５】一実施形態に係る運動補助装置がユーザの底屈を補助する方向に駆動した状態を概略的に示す正面図及び側面図である。
【図１６】一実施形態に係るリンクの長さが変わる形状を概念的に示す図である。
【図１７】一実施形態に係るリンクの長さが増加した状態で、運動補助装置が作動する形状を概念的に示す図である。
【図１８】一実施形態に係るリンクの長さが減少した状態で、運動補助装置が作動する形状を概念的に示す図である。
【図１９】一実施形態に係るカップリングリンクの長さが変わる形状を概念的に示す図である。
【図２０】一実施形態に係るカップリングリンクの長さが増加した状態で、運動補助装置が作動する形状を概念的に示す図である。
【図２１】一実施形態に係るカップリングリンクの長さが減少した状態で、運動補助装置が作動する形状を概念的に示す図である。
【図２２】一実施形態に係る第１駆動リンクの長さが変わる形状を概念的に示す図である。
【図２３】一実施形態に係る第１駆動リンクの長さが増加した状態で、運動補助装置が作動する形状を概念的に示す図である。
【図２４】一実施形態に係る第２駆動リンクの長さが減少した状態で、運動補助装置が作動する形状を概念的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
実施形態に対する特定の構造的又は機能的な説明は単なる例示目的として開示されたものとして、様々な形態に変更され得る。したがって、実施形態は特定の開示形態に限定されるものではなく、本明細書の範囲は技術的な思想に含まれる変更、均等物ないし代替物を含む。
【００３０】
第１又は第２などの用語を複数の構成要素を説明するために用いることがあるが、このような用語は１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的としてのみ解釈されなければならない。例えば、第１構成要素は第２構成要素と命名することができ、同様に第２構成要素は第１構成要素とも命名することができる。
【００３１】
いずれかの構成要素が他の構成要素に「接続されて」いると言及された場合、構成要素が互いに直接的に接続されてもよく、又は中間にさらに他の構成要素が存在することもあり得ると理解されなければならない。
【００３２】
単数の表現は、文脈上、明白に異なる意味をもたない限り複数の表現を含む。本明細書において、「含む」又は「有する」等の用語は明細書上に記載した特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品又はこれらを組み合わせたものが存在することを示すものであって、１つ又は複数の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品、又はこれを組み合わせたものなどの存在又は付加の可能性を予め排除しないものとして理解しなければならない。
【００３３】
異なるように定義されない限り、技術的であるか又は科学的な用語を含むここで用いる全ての用語は、本実施形態が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。一般的に用いられる予め定義された用語は、関連技術の文脈上で有する意味と一致する意味を有するものと解釈すべきであって、本明細書で明白に定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味として解釈されることはない。
【００３４】
図１は、一実施形態に係る運動補助装置の斜視図であり、図２は、一実施形態に係る運動補助装置の正面図であり、図３は、一実施形態に係る運動補助装置をユーザが取り付けた形状を示す側面図である。
【００３５】
図４は、一実施形態に係る運動補助装置を取り付けたユーザが底屈（ｐｌａｎｔａｒ  ｆｌｅｘｉｏｎ）した状態を示す側面図であり、図５は、一実施形態に係る運動補助装置を取り付けたユーザが背屈（ｄｏｒｓｉ  ｆｌｅｘｉｏｎ）した状態を示す側面図である。
【００３６】
図１〜図５を参照すると、運動補助装置１は、ユーザに取り付けられてユーザの運動を補助する。ユーザは、人体、動物又はロボットなどであってもよく、これに制限されることはない。運動補助装置１は、近位支持部９１、遠位支持部９２、支持リンク１０、第１駆動リンク１１、第２駆動リンク１２、カップリングリンク１３、連結リンク１４、及びアクチュエータ７０を含む。
【００３７】
近位支持部９１はユーザの近位部分を支持し、遠位支持部９２はユーザの遠位部分を支持する。運動補助装置１は、近位支持部９１と遠位支持部９２との間の角度を調整する方式によりユーザの関節運動を補助する。例えば、近位支持部９１はユーザの向こう脛（ｓｈａｎｋ）を支持し、遠位支持部９２はユーザの足を支持し、運動補助装置１はユーザの足首関節の底屈及び／又は背屈を補助する。なお、運動補助装置１が補助する関節は、足首関節に限定されないことは明らである。例えば、近位支持部９１はユーザの前腕を支持し、遠位支持部９２はユーザの中手骨（ｍｅｔａｃａｒｐａｌ）を支持し、運動補助装置１はユーザの手首関節の曲げ及び／又は伸長運動を補助する。以下、運動補助装置１が足首関節の動きを補助する場合を例示的に説明する。
【００３８】
近位支持部９１は、ユーザの向こう脛に取り外し可能である。例えば、近位支持部９１は、ふくらはぎを取り囲むふくらはぎ装着部（図示せず）を備え得る。ふくらはぎ装着部は、ユーザのふくらはぎの大きさに応じて周縁の長さが調整される。例えば、ふくらはぎ装着部は弾性バンドであり得る。近位支持部９１は、ユーザの向こう脛の前方に取り付けられる。近位支持部９１は、ユーザの向こう脛に安定的に支持されるための形状を有する。例えば、近位支持部９１は、両側部がユーザの向こう脛に向かって曲げられたプレートであり得る。
【００３９】
遠位支持部９２は、ユーザの足に取り外し可能である。図３に基づいて支持リンク１０が時計回り又は反時計回りに回転するとき、遠位支持部９２は、支持リンク１０と同様に時計回り又は反時計回りに回転することで、ユーザの足の運動を補助する。例えば、遠位支持部９２は、ユーザの足の底面を支持するインソール部９２１と、ユーザの足の側面を取り囲んで支持リンク１０に連結される連結部９２２を含む。運動補助装置１は、ユーザが着用する履物の内部に容易に挿入され得る。
【００４０】
例えば、連結部９２２は、支持リンク１０の周縁方向に沿って回転自在に連結され、このような場合、ユーザは、運動補助装置１を取り付けた状態で距骨下関節（ｔａｌｏｃａｌｃａｎｅａｌ  ｊｏｉｎｔ）の内がえし（ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）及び／又は外がえし（ｅｖｅｒｓｉｏｎ）動作を行う。一方、図示するものとは異なって、連結部９２２は支持リンク１０に固定されてもよい。
【００４１】
支持リンク１０は、近位支持部９１に対して並進運動及び回転運動を同時に行ってもよい。支持リンク１０は、遠隔回転中心（Ｒｅｍｏｔｅ  Ｃｅｎｔｅｒ  ｏｆ  Ｍｏｔｉｏｎ：ＲＣＭ）を中心に回転自在である。図１などに開示された構造によると、遠隔回転中心（ＲＣＭ）がユーザの足首関節の付近に形成される。遠隔回転中心（ＲＣＭ）は、運動補助装置１を構成する複数のリンク１０、１１、１２、１３、１４それぞれの長さに基づいて決定される。支持リンク１０は、遠位支持部９２に連結されて動力を伝達する。支持リンク１０が遠隔回転中心（ＲＣＭ）を中心に回転する場合、支持リンク１０に連結された遠位支持部９２も同様に遠隔回転中心（ＲＣＭ）を中心に回転する。
【００４２】
支持リンク１０の両端部は、それぞれ第１駆動リンク１１及び第２駆動リンク１２に回転自在に連結される。支持リンク１０の一端部は、第１ジョイントＪ１によって第１駆動リンク１１に連結され、他端部は第２ジョイントＪ２によって第２駆動リンク１２に連結される。第１ジョイントＪ１及び第２ジョイントＪ２のうち少なくとも１つ以上のジョイントは、２自由度の回転運動を実現するジョイントであり得る。例えば、図１に示すように、第１ジョイントＪ１は、支持リンク１０及び第１駆動リンク１１が２自由度で回転可能にするユニバーサルジョイント又はボールジョイントであり、第２ジョイントＪ２は、支持リンク１０及び第２駆動リンク１２が１自由度で回転可能にするジョイント、例えば、ヒンジであり得る。このような連結関係によると、アクチュエータ７０の駆動によって、前頭面（ｆｒｏｎｔａｌ  ｐｌａｎｅ、図２参照）及び矢状面（ｓａｇｉｔｔａｌ  ｐｌａｎｅ、図３参照）のそれぞれに投影させた第１駆動リンク１１と第２駆動リンク１２との間の角度が同時に変更される。
【００４３】
支持リンク１０の長さは変更され得る。支持リンク１０の長さを調整することで、後述するように遠隔回転中心（ＲＣＭ）の位置を変更させ得る。例えば、図３〜図７に示すように、支持リンク１０は、第１サブ支持リンク１０１、第２サブ支持リンク１０２、及び支持リンク固定具１０３を含む。第１サブ支持リンク１０１は、第１ジョイントＪ１に回転自在に連結される。第２サブ支持リンク１０２は、第２ジョイントＪ２に回転自在に連結される。支持リンク固定具１０３は、第１サブ支持リンク１０１及び第２サブ支持リンク１０２を固定させる。第１サブ支持リンク１０１及び第２サブ支持リンク１０２の相対的な移動は、支持リンク１０の長さを変更させ得る。第１サブ支持リンク１０１及び第２サブ支持リンク１０２が相対的に移動するメカニズムに対する実施形態については図６及び図７を参照して後述する。
【００４４】
第１駆動リンク１１は、支持リンク１０及びカップリングリンク１３を連結する。第１駆動リンク１１は、第１ジョイントＪ１によって支持リンク１０に回転自在に連結され、第３ジョイントＪ３によってカップリングリンク１３に回転自在に連結される。第３ジョイントＪ３は、２自由度の回転運動を実現するジョイントであり得る。例えば、第３ジョイントＪ３は、ユニバーサルジョイント又はボールジョイントであり得る。
【００４５】
第２駆動リンク１２は、支持リンク１０、カップリングリンク１３、及び連結リンク１４を連結する。第２駆動リンク１２は、第２ジョイントＪ２によって支持リンク１０に回転自在に連結され、第４ジョイントＪ４によってカップリングリンク１３に回転自在に連結され、第５ジョイントＪ５によって連結リンク１５に回転自在に連結される。
【００４６】
第１駆動リンク１１及び第２駆動リンク１２のうち１つ以上の駆動リンクの長さは変更される。例えば、第１駆動リンク１１及び第２駆動リンク１２のうちの１つ以上の駆動リンクは、第１サブ駆動リンク１１１、第２サブ駆動リンク１１２、及び駆動リンク固定具１１３を含む。図１及び図２は、第１駆動リンク１１が第１サブ駆動リンク１１１、第２サブ駆動リンク１１２、及び駆動リンク固定具１１３を含むものと例示的に図示したが、これに制限されることがないことは明らかである。第１サブ駆動リンク１１１は、第１ジョイントＪ１に回転自在に連結される。第２サブ駆動リンク１１２は、第３ジョイントＪ３に回転自在に連結される。駆動リンク固定具１１３は、第１サブ駆動リンク１１１及び第２サブ駆動リンク１１２を固定させる。第１サブ駆動リンク１１１及び第２サブ駆動リンク１１２の相対的な移動は、第１駆動リンク１１の長さを変更させ得る。第１サブ駆動リンク１１１及び第２サブ駆動リンク１１２が相対的に移動するメカニズムに対する実施形態については、図１０及び図１１を参照して後述することにする。
【００４７】
カップリングリンク１３は、第１駆動リンク１１及び第２駆動リンク１２をカップリングさせる。カップリングリンク１３は、近位支持部９１に備えられる第１回転軸Ａ１を中心に回転自在である。カップリングリンク１３は、第３ジョイントＪ３によって第１駆動リンク１１に回転自在に連結され、第４ジョイントＪ４によって第２駆動リンク１２に回転自在に連結される。カップリングリンク１３が回転する場合、第１駆動リンク１１及び第２駆動リンク１２のそれぞれは近位支持部９１に対して並進運動する。第３ジョイントＪ３及び第１回転軸Ａ１の間の距離は、第４ジョイントＪ４及び第１回転軸Ａ１の間の距離よりも大きくてもよい。言い換えれば、第３ジョイントＪ３の回転半径は、第４ジョイントＪ４の回転半径よりも大きくてもよい。カップリングリンク１３が回転する場合、第１駆動リンク１１は、第２駆動リンク１２よりも速い速度で並進運動する。一方、第１駆動リンク１１は、近位支持部９１に対して並進運動のみならず、回転運動も同時に行う可能性があることは明らかである。
【００４８】
例えば、カップリングリンク１３は、ユーザが運動補助装置１を取り付けた状態を基準にして、ユーザの前頭面に並んでいる平面上で回転運動できるように設けられる。このような構造によると、運動補助装置１全体がユーザの向こう脛から突出する高さを減少させ得る。
【００４９】
一方、これとは異なって、図１６〜図２４に示すように、カップリングリンク１３は、ユーザの矢状面に並んでいる平面上で回転運動できるように設けられてもよい。この場合、第１ジョイントＪ１及び第３ジョイントＪ３のうちの１つ以上は、１自由度の回転自由度を有するジョイント、例えば、ヒンジで構成されてもよい。
【００５０】
カップリングリンク１３の長さは変更される。カップリングリンク１３の長さを変更することで、カップリングリンク１３上で第１駆動リンク１１及び第２駆動リンク１２がそれぞれ連結された部分、言い換えれば、第３ジョイントＪ３と第４ジョイントＪ４との間の距離を調整させ得る。例えば、カップリングリンク１３は、第１サブカップリングリンク１３１、第２サブカップリングリンク１３２、及びカップリングリンク固定具１３３を含む。第１サブカップリングリンク１３１は、第１回転軸Ａ１に回転自在に連結される。第２サブカップリングリンク１３２は、第３ジョイントＪ３に回転自在に連結される。カップリングリンク固定具１３３は、第１サブカップリングリンク１３１及び第２サブカップリングリンク１３２を固定させる。第１サブカップリングリンク１３１及び第２サブカップリングリンク１３２の相対的な移動は、カップリングリンク１３の長さを変更させる。第１サブカップリングリンク１３１及び第２サブカップリングリンク１３２が相対的に移動するメカニズムに対する実施形態については、図８及び図９を参照して後述する。
【００５１】
連結リンク１４は、近位支持部９１に備えられる第２回転軸Ａ２を中心に回転自在である。連結リンク１４は、第５ジョイントＪ５によって第２駆動リンク１２に回転自在に連結される。例えば、連結リンク１４は、カップリングリンク１３と平行に配置され、第１回転軸Ａ１から第４ジョイントＪ４までの距離は、第２回転軸Ａ２から第５ジョイントＪ５までの距離と同一であってもよい。この場合、第２駆動リンク１２は、第１回転軸Ａ１及び第２回転軸Ａ２を連結する仮想の線と平行を維持した状態で運動し得る。
【００５２】
例えば、連結リンク１４は、ユーザが運動補助装置１を取り付けた状態を基準にして、ユーザの前頭面に並んでいる平面上で回転運動できるように設けられてもよい。このような構造によると、運動補助装置１全体がユーザの向こう脛から突出する高さを減少させ得る。
【００５３】
一方、これとは異なって、図１６〜図２４に示すように、連結リンク１４は、ユーザの矢状面に並んでいる平面上で回転運動できるように設けられてもよい。
【００５４】
第１ジョイントＪ１は、第２駆動リンク１２に前方に位置する。言い換えれば、図３に示すように、運動補助装置１を側面から眺めた状態を基準にして、第１駆動リンク１１は第２駆動リンク１２の前方に位置する。このような構造によると、カップリングリンク１３及び連結リンク１４がユーザの前頭面と並んでいる平面上で回転運動しても、支持リンク１０は、第２駆動リンク１２の後方に位置する遠隔回転中心（ＲＣＭ）を中心に回転し得る。
【００５５】
支持リンク１０、第１駆動リンク１１、第２駆動リンク１２、カップリングリンク１３、及び連結リンク１４は１自由度で運動する。言い換えれば、支持リンク１０、第１駆動リンク１１、第２駆動リンク１２、カップリングリンク１３、及び連結リンク１４のいずれか１つのリンクを動作させることで、遠位支持部９２を駆動させ得る。
【００５６】
アクチュエータ７０は、支持リンク１０、第１駆動リンク１１、第２駆動リンク１２、カップリングリンク１３、及び連結リンク１４のいずれか１つのリンクを運動させ得る。例えば、アクチュエータ７０は、第１駆動リンク１１をアクチュエータ７０に近づく方向に引っ張る、又は、アクチュエータ７０から遠ざかる方向に押し出す。アクチュエータ７０が第１駆動リンク１１をアクチュエータ７０に近づく方向に引っ張る場合、第２駆動リンク１２は、第１駆動リンク１１よりも遅い速度でアクチュエータ７０に近づく方向に引っ張られる。例えば、図３及び図４に示すように、アクチュエータ７０に近づく方向が上方であるとき、アクチュエータ７０が第１駆動リンク１１をアクチュエータ７０に近づく方向に引っ張る場合、第２駆動リンク１２は、第１駆動リンク１１よりも遅い速度で上方に並進運動する。この場合、支持リンク１０は、支持リンク１０及び第２駆動リンク１２の間の角度が減少する方向に運動し、ユーザの足の背屈運動を補助できる。
【００５７】
一方、アクチュエータ７０が第１駆動リンク１１をアクチュエータ７０から遠ざかる方向に押し出す場合、第２駆動リンク１２は、第１駆動リンク１１よりも遅い速度でアクチュエータ７０から遠ざかる方向に押し出される。例えば、図３及び図４に示すように、アクチュエータ７０から遠ざかる方向が下方であるとき、アクチュエータ７０が第１駆動リンク１１をアクチュエータ７０から遠ざかる方向に押し出す場合、第２駆動リンク１２は、第１駆動リンク１１よりも遅い速度で下方に並進運動する。この場合、支持リンク１０は、支持リンク１０及び第２駆動リンク１２の間の角度が増加する方式で運動し、ユーザの足の底屈運動を補助できる。
【００５８】
図２を基準にして、アクチュエータ７０が第１駆動リンク１１の上側端部を下方に移動させる場合、カップリングリンク１３は反時計回りに回転する。例えば、アクチュエータ７０は近位支持部９１に回転自在に設置され、駆動源７１、駆動軸７２、動力伝達部材７３、動力収容部７４、駆動軸７５、及びスライダ７６を含む。
【００５９】
駆動源７１は、第１駆動リンク１１を駆動するための動力を生成する。例えば、駆動源７１はモータであってもよい。他の実施形態によれば、駆動源７１は、電気エネルギー、又は、例えば、油圧又は空圧のような流体圧力により作動する少なくとも１つのピストン又はシリンダ装置を含む。例えば、駆動源７１は、近位支持部９１に設けられ得る。一方、これとは異なって、違い駆動源７１は近位支持部９１から離隔した部分に設置され、ケーブル、ベルト又はギヤトレインなどの他の動力伝達手段によって第１駆動リンク１１に動力を伝達してもよい。
【００６０】
駆動軸７２は、駆動源７１から動力が伝達されて回転する。動力伝達部材７３は、回転する駆動軸７２を他の回転体に連結させ得る。例えば、動力伝達部材７３は、駆動軸７２及び動力収容部７４に巻かれるベルトであってもよい。駆動軸７５は、動力収容部７４と一体に形成される。駆動軸７５は、外面にねじ山を備える。スライダ７６は、駆動軸７５に沿って摺動する。スライダ７６の内面には、駆動軸７５のねじ山に係合するねじ山が備えられる。スライダ７６の一端はカップリングリンク１３に回転自在に連結される。言い換えれば、例えば、スライダ７６は、第６ジョイントＪ６によってカップリングリンク１３に回転自在に連結され得る。
【００６１】
アクチュエータ７０は、制御部（図示せず）に連結される。制御部は、圧力のような様々な環境因子を検出するよう構成された１つ又は複数のセンサ（図示せず）に接続される。
【００６２】
制御部は、プロセッサ及びメモリを含む。メモリは、コンピュータ読み出し可能な記録媒体を含む。コンピュータで読み出し可能な媒体の例として、コンピュータで読み出し可能な記録媒体の例として、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して行うよう、特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラム命令の例として、コンパイラによって生成されるような機械語コードのみならず、インタープリタなどを用いてコンピュータによって実行され得る高級言語コードを含む。上述のハードウェア装置は、本発明の動作を行うために１つ又は複数のソフトウェアモジュールとして作動するよう構成してもよく、その逆も同様である。
【００６３】
例えば、制御部はプロセッサによって実行されるとき、圧力センサにより測定された圧力に基づいて歩行状態を決定するため、プロセッサを特殊目的コンピュータとして構成する。制御部は、圧力センサにより測定された圧力に基づいてアクチュエータ７０を制御することで、背屈又は底屈を補助する動力を発生させ得る。
【００６４】
図６は、一実施形態に係るリンクを示す側面図であり、図７は、一実施形態に係るリンクの長さが増加した形状を示す側面である。
【００６５】
図６及び図７を参照すると、支持リンク１０の長さは変更される。例えば、支持リンク１０は、第１サブ支持リンク１０１、第２サブ支持リンク１０２、及び支持リンク固定具１０３を含む。
【００６６】
第１サブ支持リンク１０１は、第１ジョイントＪ１によって第１サブ駆動リンク１１１に２自由度の回転自在に連結される。第２サブ支持リンク１０２は、第２ジョイントＪ２によって第２駆動リンク１２に回転自在に連結される。第１サブ支持リンク１０１及び第２サブ支持リンク１０２は、互いに対して相対的に移動する。
【００６７】
第１サブ支持リンク１０１は、第２サブ支持リンク１０２に沿って摺動する。第１サブ支持リンク１０１及び第２サブ支持リンク１０２のいずれか１つのサブ支持リンク１０１、１０２は内部に中空部を有し、他の１つのサブ支持リンク１０２、１０１の少なくとも一部は、前記中空部の内部に挿入される。例えば、第１サブ支持リンク１０１の少なくとも一部は、第２サブ支持リンク１０２の内部の中空部に挿入される。第１サブ支持リンク１０１が第２サブ支持リンク１０２の内部に挿入される長さが増加するほど、第１ジョイントＪ１、及び第２ジョイントＪ２の間の距離は減少する。言い換えれば、支持リンク１０の長さが減少し得る。
【００６８】
例えば、第１サブ支持リンク１０１は、長手方向に一定の間隔に離隔して形成される複数の挿入溝１０１ａを含み、第２サブ支持リンク１０２は、複数の挿入溝１０１ａに連通する長手方向ホール１０２ａを含む。支持リンク１０は、第１サブ支持リンク１０１及び第２サブ支持リンク１０２を固定するための支持リンク固定具１０３を含む。例えば、支持リンク固定具１０３はボルトであってもよい。
【００６９】
支持リンク固定具１０３は、複数の挿入溝１０１ａのいずれか１つの挿入溝と、長手方向ホール１０２ａに同時に挟まれる。支持リンク固定具１０３は、第１サブ支持リンク１０１及び第２サブ支持リンク１０２が相対的に移動することを制限する。例えば、支持リンク固定具１０３は、長手方向ホール１０２ａを貫通し、複数の挿入溝１０１ａのいずれか１つの挿入溝に螺合する。支持リンク固定具１０３が挿入される挿入溝１０１ａの位置及び長手方向ホール１０２ａ上における位置に応じて支持リンク１０の長さが決定される。例えば、図６は、支持リンク１０の長さが最小である状態を示し、図７は、支持リンク１０の長さが最大である状態を示す。支持リンク固定具１０３は、長手方向ホール１０２ａ上の任意の位置に固定され得るため、ユーザは支持リンク１０の長さを線形的に調整できる。支持リンク１０の長さが変更することにより、運動補助装置１の遠隔回転中心（ＲＣＭ）の位置は変更される。支持リンク１０の長さが増加する場合、支持リンク１０から遠隔回転中心（ＲＣＭ）までの距離は増加し、支持リンク１０の長さが減少する場合、支持リンク１０から遠隔回転中心（ＲＣＭ）までの距離は減少する。支持リンク１０の長さが変更することにより、運動補助装置１の遠隔回転中心（ＲＣＭ）の位置が変更される具体的なメカニズムについては、図１６〜図１８を参照して後述することにする。
【００７０】
一方、遠位支持部９２は、第１サブ支持リンク１０１に回転自在に設けられる。例えば、第１サブ支持リンク１０１は、遠位支持部９２の離脱を防止するための一対のフランジを備える。このような構造によると、運動補助装置がユーザの距骨下関節の内がえし及び／又は外がえし動作を許容する。したがって、ユーザは、駆動リンク１１によって生成された外力を受けることなく、滑らかに内がえし及び／又は外がえし動作を行うことができる。
【００７１】
示されていないが、一部の他の実施形態において、支持リンク１０は、電磁石のような固定装置を含んでもよい。制御部（図示せず）は、底屈及び／又は背屈を行う補助力を提供する間に、ユーザの内がえし及び外がえしのうち１つ以上の動作の実行が制限されるよう、固定装置を作動させることができる。したがって、本発明の実施形態に係る運動補助装置は、ユーザの足首の負傷を防止しながら、ユーザが歩行するように補助できる。図８は、一実施形態に係るカップリングリンクを示す斜視図であり、図９は、一実施形態に係るカップリングリンクの長さが増加した形状を示す斜視図である。
【００７２】
図８及び図９を参照すると、カップリングリンク１３の長さは変更される。例えば、カップリングリンク１３は、第１サブカップリングリンク１３１、第２サブカップリングリンク１３２、及びカップリングリンク固定具１３３を含む。
【００７３】
第２サブカップリングリンク１３２は、第３ジョイントＪ３によって第１駆動リンク１１に２自由度の回転自在に連結される。第１サブカップリングリンク１３１は、第１回転軸Ａ１によって近位支持部９１（図１参照）に回転自在に連結され、第４ジョイントＪ４によって第２駆動リンク１２に回転自在に連結される。第１サブカップリングリンク１３１及び第２サブカップリングリンク１３２は互いに対して相対的に移動する。
【００７４】
第２サブカップリングリンク１３２は、第１サブカップリングリンク１３１に沿って摺動する。第１サブカップリングリンク１３１及び第２サブカップリングリンク１３２のいずれか１つのサブカップリングリンク１３１、１３２は内部に中空部を有し、他の１つのサブカップリングリンク１３２、１３１の少なくとも一部は、前記中空部の内部に挿入され得る。例えば、第１サブカップリングリンク１３１の少なくとも一部は、第２サブカップリングリンク１３２の内部の中空部に挿入される。第１サブカップリングリンク１３１が第２サブカップリングリンク１３２の内部に挿入される長さが増加するほど、第３ジョイントＪ３と第４ジョイントＪ４との間の距離は減少する。言い換えれば、カップリングリンク１３の長さが減少する。
【００７５】
第２サブカップリングリンク１３２は長手方向ホール１３２ａを含み、第１サブカップリングリンク１３１は、長手方向に一定の間隔に離隔して形成され、長手方向ホール１３２ａに連通する複数の挿入溝１３１ａを含む。カップリングリンク１３は、第１サブカップリングリンク１３１及び第２サブカップリングリンク１３２を固定するためのカップリングリンク固定具１３３を含む。例えば、カップリングリンク固定具１３３はボルトであり得る。
【００７６】
第１サブカップリングリンク１３１、第２サブカップリングリンク１３２、及びカップリングリンク固定具１３３によって第３ジョイントＪ３と第４ジョイントＪ４との間の距離が変更される。第１回転軸Ａ１と第４ジョイントＪ４との間の距離が固定された状態で、第３ジョイントＪ３と第４ジョイントＪ４との間の距離が変更する場合、運動補助装置１の遠隔回転中心（ＲＣＭ）の位置は変更される。第３ジョイントＪ３と第４ジョイントＪ４との間の距離が増加する場合、支持リンク１０から遠隔回転中心（ＲＣＭ）までの距離は減少し、第３ジョイントＪ３と第４ジョイントＪ４との間の距離が減少する場合、支持リンク１０から遠隔回転中心（ＲＣＭ）までの距離は増加する。第３ジョイントＪ３と第４ジョイントＪ４との間の距離が変更することで、運動補助装置１の遠隔回転中心（ＲＣＭ）の位置が変更される具体的なメカニズムについては、図１９〜図２１を参照して後述することにする。
【００７７】
図１０は、一実施形態に係る第１駆動リンクを示す斜視図であり、図１１は、一実施形態に係る第１駆動リンクの長さが増加した形状を示す斜視図である。
【００７８】
図１０及び図１１を参照すると、第１駆動リンク１１の長さは変更される。例えば、第１駆動リンク１１は、第１サブ駆動リンク１１１、第２サブ駆動リンク１１２及び駆動リンク固定具１１３を含む。
【００７９】
第１サブ駆動リンク１１１は、第１ジョイントＪ１によって支持リンク１０に２自由度の回転自在に連結される。第２サブ駆動リンク１１２は、第３ジョイントＪ３によってカップリングリンク１３に回転自在に連結される。第１サブ駆動リンク１１１及び第２サブ駆動リンク１１２は、互いに対して相対的に移動する。例えば、駆動リンク固定具１１３は、第１サブ駆動リンク１１１及び第２サブ駆動リンク１１２それぞれに螺合するターンバックルであり得る。
【００８０】
第１サブ駆動リンク１１１は、駆動リンク固定具１１３の内部に挿入可能であり、駆動リンク固定具１１３と螺合可能な第１挿入部１１１ａを含み、第２サブ駆動リンク１１２は駆動リンク固定具１１３内部に挿入可能であり、駆動リンク固定具１１３と螺合可能な第２挿入部１１２ａを含む。第１挿入部１１１ａ及び第２挿入部１１２ａは、向かい合って互いに異なる方向のねじ山を備える。例えば、第１挿入部１１１ａが右ねじである場合、第２挿入部１１２ａは左ねじである。駆動リンク固定具１１３は、第１挿入部１１１ａが挿入される部分には右ねじに対応する第１ねじ山１１３ａを備え、第２挿入部１１２ａが挿入される部分には左ねじに対応する第２ねじ山１１３ｂを備えてもよい。第１ねじ山１１３ａ及び第２ねじ山１１３ｂは互いに反対方向であり得る。このような構造によると、駆動リンク固定具１１３が回転するとき、第１サブ駆動リンク１１１及び第２サブ駆動リンク１１２が相対的に回転しないながらも、それぞれの駆動リンク固定具１１３の中心から遠ざかる、又は近づくことができる。
【００８１】
例えば、図１０に示すように、駆動リンク固定具１１３が反時計回りに回転する場合、第１サブ駆動リンク１１１及び第２サブ駆動リンク１１２は近づく。反対に、図１１のように、駆動リンク固定具１１３が時計回りに回転する場合、第１サブ駆動リンク１１１及び第２サブ駆動リンク１１２は遠ざかる。
【００８２】
第１駆動リンク１１の長さが変更することで、運動補助装置１の駆動範囲（ｒａｎｇｅ  ｏｆ  ｍｏｔｉｏｎ：ＲＯＭ）は変更される。第１駆動リンク１１の長さが減少する場合、支持リンク１０及び第２駆動リンク１２（図１参照）がなしている最小角度は減少し、第１駆動リンク１１の長さが増加する場合、支持リンク１０及び第２駆動リンク１２がなしている最小角度は増加する。
【００８３】
同様に、第２駆動リンク１２の長さが変更することで、運動補助装置１の駆動範囲（ＲＯＭ）は変更される。第１駆動リンク１１とは反対に、第２駆動リンク１２の長さが増加する場合、支持リンク１０及び第２駆動リンク１２がなしている最小角度は減少し、第２駆動リンク１２の長さが減少する場合、支持リンク１０及び第２駆動リンク１２がなしている最小角度は増加する。
【００８４】
第１駆動リンク１１の長さが変更することで、運動補助装置１の駆動範囲（ＲＯＭ）が変更される具体的なメカニズムについては、図２１〜図２４を参照して後述することにする。
【００８５】
図１０及び図１１において、第１サブ駆動リンク１１１及び第２サブ駆動リンク１１２がねじ山を含み、駆動リンク固定具１１３がターンバックルである場合について例示的に説明したが、第１駆動リンク１１の長さ調整方法はこれに制限されることはないことを明らかにする。
【００８６】
例えば、第１駆動リンク１１及び第２駆動リンク１２のいずれか１つの駆動リンクは、図６〜図１０を参照して説明したように、長手方向のホールを有する第１サブ駆動リンクと、複数の挿入溝を有する第２サブ駆動リンクと、長手方向のホール、及び複数の挿入溝に挟まれる駆動リンク固定具を含む。
【００８７】
同様に、支持リンク１０は、ねじ山を有する第１サブ支持リンク及び第２サブ支持リンクと、第１サブ支持リンク及び第２サブ支持リンクを連結するターンバックルを含む。また、カップリングリンク１３は、ねじ山を有する第１サブカップリングリンク及び第２サブカップリングリンクと、第１サブカップリングリンク及び第２サブカップリングリンクを連結するターンバックルを含む
図１２Ａは、直立状態で足と向こう脛との間の角度が９０度である人の足首関節の可動範囲を例示的に示す図であり、図１２Ｂは、直立状態で足と向こう脛との間の角度が８０度である人の足首関節の可動範囲を例示的に示す図であり、図１２Ｃは、直立状態で足と向こう脛との間の角度が１００度である人の足首関節の可動範囲を例示的に示す図である。
【００８８】
図１２Ａ〜図１２Ｃを参照すると、本出願人は複数の人に対する試験を通して図１２Ａ〜図１２Ｃに示すように、人ごとに最も安らかに感じる直立状態、言い換えれば、「中立位置（ｎｅｕｔｒａｌ  ｐｏｓｉｔｉｏｎ）」が互いに異なるとことが確認された。したがって、人ごとに中立位置を基準にして背屈動作及び底屈動作の最大角度がそれぞれ互いに異なるため、運動補助装置の駆動範囲と人の駆動範囲を一致させる必要がある。実施形態によれば、第１駆動リンク１１及び／又は第２駆動リンク１２の長さを変更させることで、運動補助装置の駆動範囲（ＲＯＭ）を調整することでユーザの足首関節運動を効率よく補助でき、ユーザが感じる着用感を向上させることができる。これに関する説明は図２１〜図２４を参照して後述することにする。
【００８９】
図１３は、一実施形態に係る運動補助装置を概略的に示す正面図及び側面図であり、図１４及び図１５は、一実施形態に係る運動補助装置がユーザの底屈を補助する方向に駆動した状態を概略的に示す正面図及び側面図である。
【００９０】
図１３〜図１５を参照すると、運動補助装置１は、近位支持部９１、遠位支持部９２、支持リンク１０、第１駆動リンク１１、第２駆動リンク１２、カップリングリンク１３、及び連結リンク１４を含む。
【００９１】
支持リンク１０は、近位支持部９１に対して並進運動及び回転運動を同時に行う。支持リンク１０及び第１駆動リンク１１を連結する第１ジョイントＪ１は、第２駆動リンク１２の前方に位置し、第１駆動リンク１１及びカップリングリンク１３を連結する第３ジョイントＪ３は駆動リンク１２の側部近傍に位置する。このようなジョイント配置によって、第２駆動リンク１２、カップリングリンク１３、及び連結リンク１４が近位支持部９１に平行した平面上で運動しながらも、矢状面上で第１駆動リンク１１及び第２駆動リンク１２の相対的な動きを可能にする。また、第１駆動リンク１１及び第２駆動リンク１２の相対的な動きにより、これとそれぞれ連結してリンク１０によって連結された遠位支持部９２は、ユーザの足首関節の近辺に形成される遠隔回転中心（ＲＣＭ）を中心に回転する。
【００９２】
以下、図１６〜図２４は、説明の便宜のために運動補助装置１を二次元平面に概念的に示す図である。図１６〜図２４には、支持リンク１０、第１駆動リンク１１、及び第２駆動リンク１２が同じ平面上で運動する構造について示されているが、当業者であれば、図１３〜図１５に示された構造もこれと同様に動作できるという点を理解できるはずである。
【００９３】
図１６は、一実施形態に係るリンクの長さが変わる形状を概念的に示す図であり、図１７は、一実施形態に係るリンクの長さが増加した状態で、運動補助装置が作動する形状を概念的に示す図であり、図１８は、一実施形態に係るリンクの長さが減少した状態で、運動補助装置が作動する形状を概念的に示す図である。
【００９４】
図１６〜図１８を参照すると、支持リンク１０Ｘ、１０Ｙ、１０Ｚの長さは変わり得る。ＲＣＭ１は、初期状態の支持リンク１０Ｘを含む運動補助装置の遠隔回転中心を示す（図１６参照）。ＲＣＭ２は、長さが増加してリンク１０Ｙを含む運動補助装置の遠隔回転中心を示す（図１７参照）。ＲＣＭ３は、長さが減少してリンク１０Ｚを含む運動補助装置の遠隔回転中心を示す（図１８参照）。
【００９５】
ＲＣＭ２は、ＲＣＭ１より支持リンク１０Ｘ、１０Ｙ、１０Ｚから遠く離れた位置に形成され、ＲＣＭ３は、ＲＣＭ１より支持リンク１０Ｘ、１０Ｙ、１０Ｚから近い位置に形成される。支持リンク１０Ｘ、１０Ｙ、１０Ｚの長さが増加するほど、遠隔回転中心（ＲＣＭ）が支持リンク１０Ｘ、１０Ｙ、１０Ｚから遠ざかり、支持リンク１０Ｘ、１０Ｙ、１０Ｚの長さが減少するほど、遠隔回転中心（ＲＣＭ）が支持リンク１０Ｘ、１０Ｙ、１０Ｚから近づく。
【００９６】
足首又は足の甲が厚いユーザは、図１７に示すように支持リンク１０の長さを増加させることで遠位支持部の遠隔回転中心（ＲＣＭ）を自分の足首関節の近辺に位置させ、足首又は足の甲が薄いユーザは、図１８に示すように支持リンク１０の長さを減少させることで遠位支持部の遠隔回転中心（ＲＣＭ）を自分の足首関節の近辺に位置させ得る。
【００９７】
図１９は、一実施形態に係るカップリングリンクの長さが変わる形状を概念的に示す図であり、図２０は、一実施形態に係るカップリングリンクの長さが増加した状態で、運動補助装置が作動する形状を概念的に示す図であり、図２１は、一実施形態に係るカップリングリンクの長さが減少した状態で、運動補助装置が作動する形状を概念的に示す図である。
【００９８】
図１９〜図２１を参照すると、カップリングリンク１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚの長さは変わり得る。ＲＣＭ４は、初期状態のカップリングリンク１３Ｘを含む運動補助装置の遠隔回転中心を示す（図１９参照）。ＲＣＭ５は、長さが増加したカップリングリンク１３Ｙを含む運動補助装置の遠隔回転中心を示す（図２０参照）。ＲＣＭ６は、長さが減少したカップリングリンク１３Ｚを含む運動補助装置の遠隔回転中心を示す（図２１参照）。
【００９９】
ＲＣＭ５は、ＲＣＭ４よりも支持リンク１０Ｘ、１０Ｙ、１０Ｚに近い位置に形成され、ＲＣＭ６は、ＲＣＭ４よりも支持リンク１０Ｘ、１０Ｙ、１０Ｚから遠く離れた位置に形成される。カップリングリンク１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚの長さが増加するほど、遠隔回転中心（ＲＣＭ）が支持リンク１０Ｘ、１０Ｙ、１０Ｚに近づき、カップリングリンク１３Ｘ、１３Ｙ、１３Ｚの長さが減少するほど、遠隔回転中心（ＲＣＭ）が支持リンク１０Ｘ、１０Ｙ、１０Ｚから遠ざかる。
【０１００】
足首又は足の甲が薄いユーザは、図２０に示すようにカップリングリンク１３の長さを増加させることで遠位支持部の遠隔回転中心（ＲＣＭ）を自分の足首関節の近辺に位置させ、足首又は足の甲が厚いユーザは、図２１に示すように、カップリングリンク１３の長さを減少させることで遠位支持部の遠隔回転中心（ＲＣＭ）を自分の足首関節の近辺に位置させ得る。
【０１０１】
図２２は、一実施形態に係る第１駆動リンクの長さが変わる形状を概念的に示す図であり、図２３は、一実施形態に係る第１駆動リンクの長さが増加した状態で、運動補助装置が作動する形状を概念的に示す図であり、図２４は、一実施形態に係る第２駆動リンクの長さが減少した状態で、運動補助装置が作動する形状を概念的に示す図である。
【０１０２】
図２２〜図２４を参照すると、第１駆動リンク１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚの長さは変わり得る。近位支持部９１に対してカップリングリンク１３を同一の角度範囲内で回転させるとき、第１駆動リンク１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚの長さ変更による変更されたリンク１０の駆動範囲をそれぞれθ１及びθ２に表示した。θ１は、第１駆動リンク１１Ｙの長さが増加した状態の支持リンク１０の駆動範囲を示す（図２３参照）。θ２は、第１駆動リンク１１Ｚの長さが減少した状態の支持リンク１０の駆動範囲を示す（図２４参照）。
【０１０３】
第１駆動リンク１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚの長さが増加するほど、支持リンク１０及び第２駆動リンク１２がなしている最小角度は増加し、第１駆動リンク１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚの長さが減少するほど、支持リンク１０及び第２駆動リンク１２がなしている最小角度は減少する。言い換えれば、第１駆動リンク１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚの長さが増加するほど、遠位支持部９２及び近位支持部９１がなしている最小角度は増加して底屈運動の最大角度が増加し、第１駆動リンク１１Ｘ、１１Ｙ、１１Ｚの長さが減少するほど、遠位支持部９２及び近位支持部９１がなしている最小角度は減少して背屈運動の最大角度が増加する。
【０１０４】
上述したように、支持リンク１０、第１駆動リンク１１、第２駆動リンク１２、連結リンク１３、及び連結リンク１４のように、動いている構成要素は、ユーザが運動補助装置１を取り付ける間に、ユーザの足首とユーザの足前面との間の前方側に配置される。したがって、支持リンク１０は、ユーザの足首関節の軸上に配置されないことがあり、ユーザの足首関節軸上、又はその近辺に形成される遠隔回転中心（ＲＣＭ）を中心に回転する。また、動いている駆動要素がユーザの下肢の前方に配置されるため、ユーザは、運動補助装置１を取り付けた状態で運動靴のような一般的な履物を容易に着用することができる。
【０１０５】
また、上述したように、一部の例示的な実施形態において、遠隔回転中心（ＲＣＭ）の位置は、支持リンク１０及び／又は連結リンク１３の長さを調整することで調整され、ユーザの足首関節軸と運動補助装置１のＲＣＭをマッチングさせ得る。その結果、運動補助装置１の補助力は、ユーザに効率よく伝えられることができる。
【０１０６】
また、上述したように、このように支持リンク１０及び第２駆動リンク１２がなしている最小角度が変更されることで、運動補助装置の駆動範囲が変わる。例えば、中立位置で、図１２Ｂに示すような直立形状勢を有するユーザは、図２３に示すように、第１駆動リンク１１の長さを増加させることで、底屈運動の最大角度を増加させ得る。反対に、中立位置で、図１２Ｃに示すような直立形状勢を有するユーザは、図２４に示すように第１駆動リンク１１の長さを減少させることで、背屈運動の最大角度を増加させ得る。このように第１駆動リンク１１の長さを増加又は減少することにより、遠位支持部９２の駆動範囲をユーザの足首の可動範囲に一致させることで、ユーザの足首運動を効率よく補助でき、着用感を向上させることができる。
【０１０７】
上述したように実施形態を限定された図面によって説明したが、当該技術分野で通常の知識を有する者であれば、上記に基づいて様々な技術的な修正及び変形を適用することができる。例えば、説明された技術が説明された方法と異なる順序で実行されたり、かつ／又は説明されたシステム、構造、装置、回路などの構成要素が説明された方法と異なる形態で結合又は組み合わされたり、他の構成要素又は均等物によって置き換えたり代替されても適切な結果を達成することができる。したがって、他の実現、他の実施形態、及び請求項の範囲と均等なものなども後述する許請求の範囲の範囲に属するものであろう。
【符号の説明】
【０１０８】
１    ：  運動補助装置
９１  ：  近位支持部
１１  ：  第１駆動リンク
１２  ：  第２駆動リンク
１０  ：  支持リンク
９２  ：  遠位支持部
ＲＣＭ：  遠隔回転中心
１３  ：  カップリングリンク
【図１】
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【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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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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