(57)【要約】  たとえば、移動が困難になった人々が歩容時に使用するエネルギを減少させること、ならびに疲労および関節への負荷を減少させることを助けるための、移動補助のためのシステムおよび装置が本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、たとえばエクソスケルトンなどの歩行補助装置がユーザに連結され得る。上記装置は、ユーザの胴部に連結され得るハーネスと、ユーザの脚部に連結され得る支持部とを含み得る。上記装置は、重複歩または他の体の動きの際に拡張して筋肉の緊張を軽減して歩行の代謝コストを高めることができる、ハーネスおよび支持部に連結される弾性変形可能な部材をさらに含み得る。弾性変形可能な部材は、歩容周期の位相時に機械的エネルギを蓄積および放出して、股関節で生成される生物学的トルクに追加のトルクを与えることができる。
2021528174.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行補助装置であって、
ユーザの胴部に連結されて前記胴部に対する自身の位置を維持するように構成されるハーネスと、
前記ユーザの脚部に連結されて前記脚部に対する自身の位置を維持するように構成される支持部と、
前記ハーネスおよび前記支持部に連結される弾性変形可能な部材とを備え、前記部材は、重複歩時に第１の弛緩状態から第２の拡張状態に遷移して、前記重複歩時に前記ユーザが必要とする力およびエネルギのいずれかを減少させるように構成される、歩行補助装置。
【請求項２】
前記弾性変形可能な部材は、前記支持部および前記ハーネスに力を及ぼして、前記胴部に対する前記脚部の屈曲および伸展のいずれかを助ける、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記弾性変形可能な部材は、前記第１の状態から前記第２の状態への遷移時に機械的エネルギを蓄積し、前記第２の状態から前記第１の状態への遷移時に機械的エネルギを放出して、前記ユーザの股関節における屈曲および伸展のいずれかを助ける、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記弾性変形可能な部材は、調整可能な接続部材を用いて前記ハーネスおよび前記支持部のいずれかに連結される、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記調整可能な接続部材の長さを変えて、前記弾性変形可能な部材にさまざまなレベルの予負荷を与えることができる、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記弾性変形可能な部材は、ばねまたはエラストマーを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記弾性変形可能な部材は受動的である、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記ハーネスはユーザの股関節に巻き付けられるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記弾性変形可能な部材は、ベルクロ、バックル、クリップ、および接着剤のうちの１つ以上を用いて前記ハーネスおよび前記支持部に連結される、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記弾性変形可能な部材に連結されるコネクタをさらに備え、前記コネクタは前記ハーネスの一部を中に通して受けるように適合される、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記コネクタは、前記弾性変形可能な部材の一部を中に通して受けて前記コネクタを前記弾性変形可能な部材に固定する第１の開口部と、前記ハーネスの一部を中に通して受けて前記コネクタを前記ハーネスに固定する第２の開口部とを備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記ハーネスの前記一部は、前記ハーネスから延びるストラップを備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ユーザの第２の脚部に連結されるように構成される第２の支持部と、
前記ハーネスおよび前記第２の支持部に連結される第２の弾性変形可能な部材とをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記ハーネスは、前記ハーネスの第１の端部の上の第１の固定特徴が前記ハーネスの第２の端部の上の第２の固定特徴に重なって前記胴部に対する前記ハーネスの位置を維持するように前記胴部を取り囲むことによって、前記胴部に連結される、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記支持部は、前記支持部の第１の端部の上の第１の固定特徴が前記支持部の第２の端部の上の第２の固定特徴に重なって前記脚部に対する前記支持部の位置を維持するように前記脚部を取り囲むことによって、前記脚部に連結される、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記ハーネスは、前記ハーネスの外面にわたって離間している複数の固定特徴を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
前記支持部は、前記支持部の外面にわたって離間している複数の固定特徴を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１８】
前記ハーネスの周囲は、前記ハーネスの前記第１の端部を前記ハーネスの前記外面の上の前記複数の固定特徴のうちのいずれか１つに固定することによって調整可能である、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
前記支持部の周囲は、前記ハーネスの前記第１の端部を前記支持部の前記外面の上の前記複数の固定特徴のうちのいずれか１つに固定することによって調整可能である、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
前記支持部は、ネオプレン、ナイロン、およびミッレリーゲのうちの１つ以上で作られる、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
前記ハーネスは、ネオプレン、ナイロン、およびミッレリーゲのうちの１つ以上で作られる、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
前記支持部は、前記支持部の長さに沿って延びて前記支持部の構造を補強して前記支持部の前記長さにわたって負荷を分散させるストラップをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１８年６月１８日に出願された米国仮出願第６２／６８６，１２８号の利益を主張する。この出願の全内容が参照により本明細書に援用される。
【０００２】
分野
たとえば、移動が困難になった人々が歩容時に使用するエネルギを減少させること、ならびに疲労および関節への負荷を減少させることを助けるための、移動補助のためのシステムおよび装置が本明細書に開示される。
【背景技術】
【０００３】
背景
歩行は人間の移動の最も一般的な形態である。人間は、選択された速度を変えることによって自分の歩容を異なる地形に、かつ異なる作業に応じて適応させているが、長年の進化によって筋骨格系はエネルギ消費について最適化されるように細かく調整されている。特に、人間は歩行の最中に、固定距離に費やされる代謝コストを最小限に抑える歩行速度を採用することを決定している。
【０００４】
進化の発達にもかかわらず、人間はさまざまな理由（たとえば、老化および筋萎縮、長時間の激しい運動による疲労等）で歩行能力が低下する。たとえば、高齢者は筋肉量が減少し（サルコペニア）、その結果として好ましい歩行速度が低下する。さらに、この筋肉量の減少は近位筋群よりも遠位筋群に影響を及ぼすため、全体的な歩行力学が変化する。したがって、若年成人では足関節は速歩の力学的仕事の主な発生源であるが、この関節にまたがる筋肉の量の減少は、高齢者における力学的仕事の主な寄与因子である股関節につながる。
【０００５】
歩行速度の低下に加えて、老化に伴い安定性が低下する。安定性の減少は転倒のリスク増加に関連しており、転倒は死亡事故および怪我による救急来院の主な原因である。そのため、転倒による怪我の治療に伴う費用は高く、人の転倒を防止可能な補助装置はこの問題の効果的な解決策であり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
歩行速度の低下および不安定性の増加は、たとえば高齢者などのさまざまな人口集団における全体的な移動性の低下を引き起こす。その結果、影響を受けた人口集団は、歩行速度が低下して歩行距離が短くなる傾向があり、一般に活動が低下し、十分な量の運動を行わなくなる。そのため、高血圧、心血管リスクの増加、肥満、および不活動に伴う他の疾患は、高齢者などの低移動性集団における発生率が高い。
【０００７】
近年の技術開発により、歩行を改善して転倒のリスクを減らすロボット補助装置が製造されている。これらのシステムは一般に電気機械アクチュエータによって電力が供給され、当該アクチュエータは、装着者の関節を補助するトルクを印加することにより、その下に作用する筋肉のエネルギ需要に関連する負担を軽減する。歩行補助装置は通常、人間歩行の異なる位相を検出して電気機械的補助を適切に与えるウェアラブルセンサおよびオンボードコントローラを埋め込んでいる。
【０００８】
これらのシステムは、目覚ましい結果を示しているが、通常は剛性フレームで構成されており、これにより、構造体が高い補助力を維持および伝達することができる。それでもやはり、メインフレームに関連する質量の面でペイロードが高く、これらのシステムに組み込まれることが多い電子機器およびバッテリは、歩行を補助するための効果的なツールとしてのこれらのシステムの日常使用を厳しく制限し得る。システムに電力を供給するのに必要なバッテリをこれらのシステムと共に使用すると、使用時間が電源自体の持続時間まで短くなる。
【０００９】
これらおよび他の課題に鑑みて、改善された移動補助のための装置およびシステムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
概要
たとえば、移動が困難になった人々が歩容時に使用するエネルギを減少させること、ならびに疲労および関節への負荷を減少させることを助けるための、移動補助のためのシステムおよび装置が本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、たとえばエクソスケルトンなどの歩行補助装置をユーザの１つ以上の身体部分に連結して、ユーザに対する装置の位置を維持することができる。上記装置は、ユーザの胴部に連結され得るハーネスと、ユーザの脚部に連結され得る支持部とを含み得る。上記装置は、重複歩（walking stride）または他の体の動きの際に伸縮して筋肉の緊張を軽減して歩行の代謝コストを高めることができる、ハーネスおよび支持部に連結される弾性変形可能な部材をさらに含み得る。弾性変形可能な部材は、歩容周期の位相時に機械的エネルギを蓄積および放出して、股関節で生成される生物学的トルクに追加のトルクを与えることができる。これにより、すべての移動レベルのユーザを補助することができ、いくつかの実施形態では、たとえば高齢の人々などの特定の限られた移動性集団においてよく見られる股関節強度低下の増強を助けることができる。
【００１１】
本願に開示される装置の例示的な実施形態は、２つの身体部分の間にアンカー固定されてユーザが動く際に補助を提供する弾性要素および／またはばね要素を含み得る。たとえば、弾性変形可能な部材は、弾性変形可能な部材が胴部とたとえば大腿、膝、および／または下腿などの脚の一部との間に延びて内部にエネルギを蓄積するようにユーザにアンカー固定されることができる。この延びは、重複歩時など、かかとが固体表面との接触位置から動いて固体表面から持ち上げられると起こり得る。蓄積されたエネルギは、歩行を開始するために脚筋が生成する正および負の仕事の一定の割合を蓄積した結果であり得る。歩行時に装置を装着すると、弾性変形可能な部材は脚筋と平行にさまざまな長さに伸縮して、蓄積されたエネルギの一定の割合を用いることによってユーザを補助して、股関節屈曲伸展、および歩容時に上げた脚が歩行面に接触する前の当該脚の前進運動を助けることができる。
【００１２】
弾性変形可能な部材はさまざまな構成を含み得る。いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材は、１つ以上のコイルを有するばねを含み得る。コイルの長さ、厚み、コイルの数、および材料弾性係数などのパラメータを変化させて特定のユーザについての調整を助けることができる。他の実施形態では、弾性変形可能な部材は、上述の動きによって圧縮されてその長さが変化してユーザが動く際に補助を提供することができる圧縮ばね、コイル、ウェーブ、またはワッシャを含み得る。
【００１３】
いくつかの実施形態では、ハーネスおよび／または胴部にアンカー固定される弾性変形可能な部材の端部を、作動部、受動的な機械的リンク機構等によって外部から動かすことができる。たとえば、いくつかの実施形態では、当該部材の動きを、反対側の脚部につながれたリンク機構を介して能動的に制御するまたは受動的に制御することができる。この動きは、歩容周期内のさまざまな点で弾性要素を始動させるようにばね要素を伸長または圧縮させるように作用し得る。この動きを用いて、たとえば、弾性要素の機能をオフにすること、および、ばね要素に追加のエネルギを与えて、本願に開示されるシステムの１つ以上の構成要素を有する受動的な機械的リンク機構によって動かされる装着者に与えられる補助を増加させることができる。さらなる例として、いくつかの実施形態では、部材のうちの１つの拡張および弛緩を、反対側の脚部にアンカー固定された別の弾性変形可能な部材の動きによって能動的におよび／または受動的に制御することができる。この動きは、部材１０６が歩容周期中のさまざまな点で始動するように部材１０６を伸長および／または圧縮させることができる。たとえば、胴部と第１の脚部との間にアンカー固定される１つの部材１０６が弛緩状態から複数の拡張状態に遷移すると、反対側の脚部にアンカー固定される第２の部材は複数の拡張状態のうちの１つから弛緩状態に遷移することができる。反対側の弾性変形可能な部材を弛緩状態にすることによって、部材は受動エネルギを蓄積する位置に戻り、部材は次の脚の振り出し時の拡張の準備をする。
【００１４】
一局面において、ハーネスと、支持部と、弾性変形可能な部材とを含み得る歩行補助装置が提供される。上記ハーネスは、ユーザの胴部に連結されて上記胴部に対する上記ハーネスの位置を維持するように構成され得、上記支持部は、上記ユーザの脚部に連結されて上記脚部に対する上記支持部の位置を維持するように構成され得、上記弾性変形可能な部材は、上記ハーネスおよび上記支持部に連結され、重複歩時に第１の弛緩状態から第２の拡張状態に遷移して、上記重複歩時に上記ユーザが必要とする力およびエネルギのいずれかを減少させるように構成され得る。
【００１５】
本明細書に記載される装置および方法は多数の追加の特徴および／または変形例を有することができ、そのすべてが本開示の範囲内にある。いくつかの実施形態では、たとえば、上記弾性変形可能な部材は、上記支持部および上記ハーネスに力を及ぼして、上記胴部に対する上記脚部の屈曲および伸展のいずれかを助け得る。特定の実施形態では、上記弾性変形可能な部材は、上記第１の状態から上記第２の状態への遷移時に機械的エネルギを蓄積し、上記第２の状態から上記第１の状態への遷移時に機械的エネルギを放出して、上記ユーザの股関節における屈曲および伸展のいずれかを助け得る。
【００１６】
特定の実施形態では、上記弾性変形可能な部材は、調整可能な接続部材を用いて上記ハーネスおよび上記支持部のいずれかに連結され得る。さらに、いくつかの実施形態では、上記調整可能な接続部材の長さを変えて、上記弾性変形可能な部材にさまざまなレベルの予負荷を与えることができる。上記弾性変形可能な部材は受動的であり得る。そしていくつかの実施形態では、上記弾性変形可能な部材は、ばねまたはエラストマーを含み得る。
【００１７】
特定の実施形態では、上記ハーネスはユーザの股関節に巻き付けられるように構成され得る。さらに、いくつかの実施形態では、上記弾性変形可能な部材は、ベルクロ（登録商標）、バックル、クリップ、および接着剤のうちの１つ以上を用いて上記ハーネスおよび上記支持部に連結され得る。そしていくつかの実施形態では、上記装置は上記弾性変形可能な部材に連結されるコネクタを含み、上記コネクタは上記ハーネスの一部を中に通して受けるように適合され得る。上記コネクタは、上記弾性変形可能な部材の一部を中に通して受けて上記コネクタを上記弾性変形可能な部材に固定する第１の開口部と、上記ハーネスの一部を中に通して受けて上記コネクタを上記ハーネスに固定する第２の開口部とを含み得る。さらに、いくつかの実施形態では、上記ハーネスの上記一部は、上記ハーネスから延びるストラップを含み得る。
【００１８】
特定の実施形態では、上記装置は、上記ユーザの第２の脚部に連結されるように構成される第２の支持部と、上記ハーネスおよび上記第２の支持部に連結される第２の弾性変形可能な部材とをさらに含み得る。いくつかの実施形態では、上記ハーネスは、上記ハーネスの第１の端部の上の第１の固定特徴が上記ハーネスの第２の端部の上の第２の固定特徴に重なって上記胴部に対する上記ハーネスの位置を維持するように上記胴部を取り囲むことによって、上記胴部に連結され得る。さらに、いくつかの実施形態では、上記支持部は、上記支持部の第１の端部の上の第１の固定特徴が上記支持部の第２の端部の上の第２の固定特徴に重なって上記脚部に対する上記支持部の位置を維持するように上記脚部を取り囲むことによって、上記脚部に連結され得る。
【００１９】
特定の実施形態では、上記ハーネスは、上記ハーネスの外面にわたって離間している複数の固定特徴を含み得る。そしていくつかの実施形態では、上記支持部は、上記支持部の外面にわたって離間している複数の固定特徴を含み得る。さらに、いくつかの実施形態では、上記ハーネスの周囲は、上記ハーネスの上記第１の端部を上記ハーネスの上記外面の上の上記複数の固定特徴のうちのいずれか１つに固定することによって調整可能であり得る。そしていくつかの実施形態では、上記支持部の周囲は、上記ハーネスの上記第１の端部を上記支持部の上記外面の上の上記複数の固定特徴のうちのいずれか１つに固定することによって調整可能である。
【００２０】
特定の実施形態では、上記支持部は、ネオプレン、ナイロン、およびミッレリーゲのうちの１つ以上で作られ得る。いくつかの実施形態では、上記ハーネスは、ネオプレン、ナイロン、およびミッレリーゲのうちの１つ以上で作られ得る。さらに、いくつかの実施形態では、上記支持部は、上記支持部の長さに沿って延びて上記支持部の構造を補強して上記支持部の上記長さにわたって負荷を分散させるストラップをさらに含み得る。
【００２１】
上述の特徴または変形例はいずれも、多数の異なる組み合わせで本開示の任意の特定の局面または実施形態に適用可能である。任意の特定の組み合わせが明示的に記載されていないのは、本概要における繰り返しを避けるために過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】ユーザに連結された装置の一実施形態の正面図である。
【図１Ｂ】ユーザに連結された図１Ａの装置の背面図である。
【図１Ｃ】ユーザに連結された図１Ａの装置の側面図である。
【図２Ａ】図１Ａの装置のハーネスの外面の概略図である。
【図２Ｂ】図２Ａのハーネスの内面の概略図である。
【図２Ｃ】図２Ａのハーネスの内面の斜視図である。
【図２Ｄ】図２Ａのハーネスに取り付けられる固定特徴の斜視図である。
【図２Ｅ】図２Ａのハーネスの代替実施形態の斜視図である。
【図２Ｆ】追加の肩ストラップを含む図２Ｅのハーネスの斜視図である。
【図３Ａ】図１Ａの装置の支持部の外面の概略図である。
【図３Ｂ】図１Ａの支持部の内面の斜視図である。
【図３Ｃ】図１Ａの装置の支持部の外面の代替概略図である。
【図３Ｄ】図１Ａの支持部の外面の斜視図である。
【図４Ａ】弾性変形可能な部材の一実施形態の第１の表面の概略図である。
【図４Ｂ】図４Ａの弾性変形可能な部材の第２の表面の概略図である。
【図５Ａ】コネクタおよび支持部に連結されてこれらの間に延びる弾性変形可能な部材の斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａのコネクタの正面図である。
【図５Ｃ】図５Ａのコネクタの斜視図である。
【図５Ｄ】図５Ａのコネクタの上面図である。
【図５Ｅ】図５Ａのコネクタの側面図である。
【図６Ａ】ユーザに連結された装置の一実施形態の正面図である。
【図６Ｂ】ユーザに連結された図６Ａの装置の背面図である。
【図７】図６Ａの装置のハーネスの外面の概略図である。
【図８】図７のハーネスの分解図である。
【図９】図７のハーネスの代替図である。
【図１０】弾性変形可能な部材の一実施形態の正面図である。
【図１１】図１０の弾性変形可能な部材の代替図である。
【図１２】図１１の弾性変形可能な部材の支持部の正面図である。
【図１３Ａ】コネクタに連結された弾性変形可能な部材の別の実施形態の正面図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａの弾性変形可能な部材およびコネクタの背面図である。
【図１４Ａ】コネクタの別の実施形態の正面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ａのコネクタの上面図である。
【図１５Ａ】図１３Ａのコネクタおよび弾性変形可能な部材の、支持部に連結されるステップ時の斜視図である。
【図１５Ｂ】図１３Ａのコネクタおよび弾性変形可能な部材の、支持部に連結されるステップ時の斜視図である。
【図１５Ｃ】図１３Ａのコネクタおよび弾性変形可能な部材の、支持部に連結されるステップ時の斜視図である。
【図１５Ｄ】図１３Ａのコネクタおよび弾性変形可能な部材の、支持部に連結されるステップ時の斜視図である。
【図１５Ｅ】図１３Ａのコネクタおよび弾性変形可能な部材の、支持部に連結されるステップ時の斜視図である。
【図１５Ｆ】図１３Ａのコネクタおよび弾性変形可能な部材の、支持部に連結されるステップ時の斜視図である。
【図１５Ｇ】図１３Ａのコネクタおよび弾性変形可能な部材の、支持部に連結されるステップ時の斜視図である。
【図１５Ｈ】図１３Ａのコネクタおよび弾性変形可能な部材の、支持部に連結されるステップ時の斜視図である。
【図１６】受け部の正面図である。
【図１７】調整可能なストラップが中に挿入されて図１３Ａのコネクタに連結された図１６の受け部の正面図である。
【図１８Ａ】図１３Ａのコネクタに連結された図１６の受け部の正面図である。
【図１８Ｂ】図１３Ａのコネクタに連結された図１６の受け部の背面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
詳細な説明
たとえば、移動が困難になった人々が歩容時に使用するエネルギを減少させること、ならびに疲労および関節への負荷を減少させることを助けるための、移動補助のためのシステムおよび装置が本明細書に開示される。いくつかの実施形態では、たとえばエクソスケルトンなどの歩行補助装置をユーザの１つ以上の身体部分に連結して、ユーザに対する装置の位置を維持することができる。上記装置は、ユーザの胴部に連結され得るハーネスと、ユーザの脚部に連結され得る支持部とを含み得る。上記装置は、重複歩または他の体の動きの際に拡張して筋肉の緊張を軽減して歩行の代謝コストを高めることができる、ハーネスおよび支持部に連結される弾性変形可能な部材をさらに含み得る。弾性変形可能な部材は、歩容周期の位相時に機械的エネルギを蓄積および放出して、股関節で生成される生物学的トルクに追加のトルクを与えることができる。これにより、すべての移動レベルのユーザを補助することができ、いくつかの実施形態では、たとえば高齢の人々などの特定の限られた移動性集団においてよく見られる股関節強度低下の増強を助けることができる。
【００２４】
本明細書に開示される装置および方法の構造、機能、製造、および使用の原理の全体的な理解を提供するために、特定の例示的な実施形態を以下に説明する。これらの実施形態の１つ以上の例を添付の図面に示す。当業者は、本明細書に具体的に説明されて添付の図面に図示される装置および方法は非限定的な例示的な実施形態であることを理解するはずである。１つの例示的な実施形態に関連して図示または説明される特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わされてもよい。
【００２５】
図１Ａ〜図１Ｃは、補助歩行に用いられ得る装置１００の一実施形態を示す。たとえば、装置１００を、装置の位置がユーザに対して維持されるようにユーザの身体部分に連結することができる。装置１００を装着して、疲労および筋骨格系の関節に対する負荷を減らして、歩行および／または歩容時の適切な姿勢の維持に関連するエネルギ負担を軽くしつつ、快適さを維持することができる。図示のように、装置１００はハーネス１０２を含み得る。ハーネス１０２は、たとえば腰部および／または臀部などのユーザの身体部分の形状に適合して、装着時の快適さを可能にすることができる。図示のように、ハーネスはユーザの腰部を取り囲んで腰部に連結することができる。いくつかの実施形態では、ハーネスは、追加のクッションを提供して装着時のハーネスの快適さを高めるパッド１０３または他の特徴を含み得る。ハーネス１０２は、ユーザの形状に適合することによって薄型を維持できるため、ユーザはハーネス１０２を個別的に装着することができる。
【００２６】
装置１００は１つ以上の支持部１０４を含み得る。各支持部１０４は、ハーネス１０２に接続して股関節と脚部との間に２つの接触点を作り出して補助歩行を支持することができる。支持部１０４は、たとえば大腿および／または脚の他の部分などのユーザの身体部分の形状に適合して、装着時の快適さを可能にすることができる。図示のように、支持部１０４は大腿に巻き付けることができるが、いくつかの実施形態では支持部を膝および／または下腿に巻き付けてもよい。支持部１０４を１本以上のストラップ１０５、１０７によってユーザに固定することができる。図１Ｂおよび図１Ｃに示すように、支持部が脚部を取り囲んだ後、ストラップ１０５、１０７を用いて脚部に対する支持部１０４の位置をさらに固定することができる。
【００２７】
ハーネス１０２および支持部１０４は弾性変形可能な部材１０６によって互いに接続可能である。弾性変形可能な部材１０６は、歩容周期の特定の位相において機械的エネルギを蓄積および放出することができる。弾性変形可能な部材１０６は、ハーネスと支持部との間の距離に基づいて変形可能である。以下にさらに説明するように、部材１０６を伸ばして変形させてその長さを増加させて、部材１０６をより弛緩した状態から１つ以上の拡張状態に遷移させることができる。弛緩状態は、弾性変形可能な材料の真の弛緩状態であってもよいし、いくつかの実施形態では、ある程度の量の弾性変形が弛緩状態において存在するように弾性変形可能な材料に予負荷を加えてもよい。この予負荷の印加を用いて、弾性変形可能な部材が生成する力を増加させることにより、ユーザの移動（たとえば、歩行）時により大きな補助を提供することができる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、装置１００の装着者の具体的な特性に基づいて弾性変形可能な部材１０６をカスタマイズおよび／またはチューニングすることができる。部材１０６をチューニングすることにより、ユーザの動きを妨害または邪魔することなく、部材がユーザの歩容時の所望の時点で所望のレベルの補助力を提供するように適切に調整されることを確実にすることができる。弾性変形可能な部材１０６のチューニングは、たとえば、体重、身長、脚長等を含む多数のパラメータに基づくことができる。
【００２９】
いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材の長さ、幅、厚み、剛性、および／または他のパラメータを変化させて特定のユーザについての調整を助けることができる。たとえば、装置がユーザに快適にフィットすることを確実にするように、弾性変形可能な部材のサイズまたは材料をユーザの身体部分の高さ、重さ、および／または長さに基づいて変えることができる。いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材１０６がより大きな力を吸収して当該力をユーザおよび／または装置に及ぼすことができるように、当該部材の厚みを増加させることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、ハーネスと支持部とを接続する際に弾性変形可能な部材１０６を１回、２回、または３回以上折り畳むことができる。そのような実施形態では、当該部材はより大きな力に耐えることができ、耐破断性が向上し得る。
【００３０】
弾性変形可能な部材１０６はさまざまな構成を含み得る。いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材は材料の層で構成され得る。たとえば、弾性変形可能な部材は、単一材料または異なる材料の２層以上を含み得る。異なる材料を使用することにより、単一材料の使用では達成できない場合がある、単一の所望の正味の効果を生み出すことができる。材料の層は、所望量の変形、拡張、および支持を生じさせるように材料を選んで当該選択材料を積層することによってチューニングすることができる。いくつかの実施形態では、積層材料は、材料を互いに独立したさまざまな方向に伸ばすことができるように、異なる弾性を有し得る。
【００３１】
図示のように、弾性変形可能な部材１０６は支持部１０４から近位に延びてハーネス１０２の一部によって受けられることができるが、いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材１０６はハーネス１０２から延びて支持部１０４の一部によって受けられてもよいことが認識されるはずである。弾性変形可能な部材１０６は、部材を脚部の形状に適合させて装着時の快適さを可能にする、図示のような幅広の平坦な形状を有し得る。部材１０６は、脚部の形状に適合して使用時に変形することによって薄型を維持できるため、脚部の表面に実質的に平坦に接触することができるので、ユーザは装置１００を個別的に用いることができる。弾性変形可能な部材１０６は脚部の前面に沿う、たとえばユーザの大腿四頭筋に沿うことができるが、装置は、弾性変形可能な部材がたとえば膝腱などの脚部の後面、または脚部の側面に沿って延びるように設定されてもよい。
【００３２】
いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材１０６は、１つ以上のコイルを有するばねを含み得る。コイルの長さ、厚み、コイルの数、および材料弾性係数などのパラメータを変化させて特定のユーザについての調整を助けることができる。他の実施形態では、弾性変形可能な部材１０６は、圧縮されて部材１０６を拡張状態からより弛緩した状態に遷移させてユーザが動く際に補助を提供することができる圧縮ばね、コイル、ウェーブ、またはワッシャを含み得る。
【００３３】
装置１００は、弾性変形可能な部材１０６を装置の他の構成要素に取り付けるためのコネクタ１０８を含み得る。たとえば、図示のように、コネクタ１０８を弾性変形可能な部材１０６に取り付けて、支持部１０４をハーネス１０２に連結することができる。コネクタ１０８は、弾性変形可能な部材およびハーネスを中に通して受ける１つ以上の開口部を中に有し得る。コネクタ１０８は、コネクタ１０８および／または部材１０６が脚部の形状に適合することにより装着時の快適さを可能にすることができる弓形形状を有し得る。コネクタ１０８は、脚部の形状に適合することによって薄型を維持できるため、脚部の表面に接触することができる。
【００３４】
コネクタ１０８を調整可能なストラップ１０９（たとえば、ラチェットストラップ、連続調整可能なバックルストラップ等）に連結して、支持部１０４をハーネス１０２に連結することができる。たとえば、図示のように、調整可能なストラップ１０９はハーネス１０２から延びて、弾性変形可能な部材１０６に連結されるコネクタ１０８に取り付けられることができる。調整可能なストラップ１０９により、支持部およびハーネスがユーザに連結されるとストラップの長さＬを調整することができる。たとえば、ラチェットストラップを利用する実施形態では、ラチェットストラップは複数の段を含むことができ、隣接する段の間で動かされてコネクタとハーネスとの間の距離を変えることができる。調整可能なストラップ１０９の長さＬを短くするように調整することにより、弾性変形可能な部材１０６に予負荷を加えて、弛緩状態において存在する弾性変形量を変えることができ、その結果として、弾性変形可能な部材が弛緩状態からより拡張した状態に移る際に生成する力の量を調整することができる。各拡張状態において弾性変形可能な部材１０６が蓄積するエネルギ量は、ラチェットストラップ１０９の長さＬに反比例し得る。
【００３５】
上述のように、図１Ａ〜図１Ｃに示すように、ハーネスをユーザの腰部に連結することができ、支持部を脚部に連結することができるが、以下にさらに説明するように、装置の他の向きも可能であり得る。さらに、いくつかの実施形態では、装置１００はユーザの片脚に連結する単一の支持部１０４および弾性変形可能な部材１０６を含むことができるが、他の実施形態では、装置１００はユーザの第２の脚部に連結される第２の支持部および弾性変形可能な部材を含む第２の支持部構造体１０１を含んでもよい。
【００３６】
図２Ａ〜図２Ｃは、平らに広げたハーネス１０２の一実施形態を示す。ハーネス１０２は、１つ以上の延在部１１０および１つのクッション１１２を含み得る。図２Ａに示すように、装置１００は、クッション１１２から延びる第１の延在部１１０ａおよび第２の延在部１１０ｂを含み得る。第１および第２の延在部１１０ａ、１１０ｂは、ユーザの胴部を取り囲んで胴部に対するハーネス１０２の位置を固定するように構成され得る。いくつかの実施形態では、第１および第２の延在部１１０ａ、１１０ｂの各々は、胴部の周りにハーネスを固定するバックル１１３ａ、１１３ｂを含むことができるが、いくつかの実施形態では、延在部を互いにつないで、接着して、ステープル留めして、または他の方法で取り付けて、ハーネスの位置を固定してもよい。
【００３７】
いくつかの実施形態では、ハーネス１０２は、ハーネスをユーザに固定するための固定特徴（たとえば、フックおよびループファスナ）（図示せず）を自身の上に含み得る。固定特徴は、ハーネス１０２の外面の長さに沿って均一に分散させることができるが、いくつかの実施形態では、外面が自身の上に単一の固定特徴を含んでもよい。固定特徴はさまざまな方法で互いにインターフェイス接続可能である。固定特徴のうちの１つ以上は、対応する固定特徴の対応するループに取り付けられるように成形されるフックを含み得る。たとえば、ハーネス１０２の第１の端部は、ハーネスの第２の端部に位置する第２の固定特徴に重なって胴部に対するハーネス１０２の位置を維持する固定特徴を含み得る。ハーネス１０２の周囲は、さまざまなサイズのユーザにフィットするように、ハーネスの第１の端部をハーネスの外面に沿って位置決めされた複数の固定特徴のうちの別の固定特徴に固定することによって調整可能であり得る。追加のベルトおよび／またはストラップを用いてハーネスの構造およびそのアンカー固定点を補強して、ハーネス全体に負荷を分散させ、ハーネスが連結される身体部分が受け得る擦れを減少させることもできる。
【００３８】
クッション１１２は、１つ以上の身体部分に当接してハーネス１０２をユーザに固定することができる。図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、クッション１１２は内面１１４および外面１１６を含み得る。内面１１４は、身体部分と位置合わせされてハーネスの快適な連結を可能にする１つ以上のインターフェイス１１８を含み得る。クッション１１２は、ハーネス１０２がユーザに装着された際に軽量で、快適で、通気性があり、柔軟であるように、ユーザに対して位置決めされることができる。内面１１４、外面１１６、およびインターフェイス１１８のうちの１つ以上は、ナイロン、ネオプレン、穴の開いたネオプレン、ミッレリーゲ（Millerighe）（たくさんの細いストライプが入った織物）、ならびに、装着時の擦れおよび／または皮膚への刺激を最小限に抑えつつハーネス１０２の構造およびアンカー固定点を補強して装置１００の負荷を分散させる他の軟質材料および／または弾性材料から作ることができる。図示のように、クッション１１２は、装着時にクッション１１２がユーザの背中の一部に沿って位置決めされるようにハーネス１０２の中間部全体にわたって延びることができるが、いくつかの実施形態ではクッションはハーネスの全長に沿って延びてもよい。また、クッションはさまざまな形状を有することができる。
【００３９】
ハーネス１０２は、自身の上に１つ以上の固定点１２０を含み得る。固定点１２０は、ハーネスを装置１００の残りの構成要素に連結するように構成され得る。図１Ａに示すように、固定点１２０を、ハーネス１０２を装着しているユーザの中線のいずれかの側に位置決めしてユーザの各脚部と位置合わせすることができる。固定点１２０は、装着時にハーネス１０２から遠位に延びてコネクタ１０８および／または弾性変形可能な部材１０６に連結することができる。固定点１２０は図示のようにダイヤモンド形であることができるが、いくつかの実施形態では、固定点１２０はとりわけ、線形、正方形、矩形、および三角形であってもよい。いくつかの実施形態では、３つ以上の固定点を用いてハーネスを残りの構成要素に連結することができる。
【００４０】
固定点１２０は、ハーネス１０２に摺動可能に連結されてハーネスに対する固定点の位置を調整するように構成され得る。たとえば、図示のように、固定点１２０を折り畳んで折り畳まれた向きにして開口部（図示せず）を中に形成することができる。固定点はさまざまな方法で固定されてその折り畳まれた向きを維持することができる。図示のように、固定点１２０の両端に位置するファスナ１１９が互いにスナップ留めされて、固定点の折り畳まれた向きを維持することができる。いくつかの実施形態では、図示されるファスナの代わりにまたはファスナに加えて、１つ以上のフック、ストラップ、フックおよびループファスナ、接着剤、針、ならびに他の同様の特徴を用いて、固定点を折り畳まれた向きに維持することができる。いくつかの実施形態では、１つ、２つ、または３つ以上のファスナが固定点１２０の表面に沿って位置して、折り畳まれた向きをさらに固定することができる。
【００４１】
固定点１２０は、弾性変形可能な部材１０６との連結の位置を決定するためにハーネス１０２に沿って位置決めされることができるが、いくつかの実施形態では、固定点はハーネス１０２に一体的に連結されてもよい。各固定点１２０は、固定点１２０に取り付けられて固定点１２０から遠位に延びる調整可能なストラップ１０９を含み得る。調整可能なストラップ１０９は、固定点１２０にスナップ留めされることによって固定点１２０に連結することができるが、いくつかの実施形態では、ストラップ１０９は、ハーネス１０２の一部、またはハーネス１０２に連結されたたとえば「Ｄ」リング等の特徴に巻き付けられてもよい。なお、調整可能なストラップ１０９はすべての実施形態に含まれる必要はない。いくつかの実施形態では、長さ調整が不要な場合、図２Ｅに示すように、たとえば単純な長さまたはループの材料などの固定長ストラップ１０９′が設けられ得る。そのような実施形態では、弾性変形可能な部材１０６および／またはコネクタ１０８は固定長ストラップ１０９′の開口部１２４′内に配置され得る。
【００４２】
ハーネス１０２′は図示のようにユーザの胴部に連結されることができるが、いくつかの実施形態では、ハーネスは図２Ｆに示すように肩ストラップ１２１′を含んでもよいし、ユーザの胸部、肩部、および／または他の身体部分に連結されてもよい。いくつかの実施形態では、ハーネス１０２は、ユーザに装着されて装置の重量および力を均一に分布させてユーザの快適さを高めるひとつなぎのシャツであってもよい。
【００４３】
図３Ａ〜図３Ｄは支持部１０４の一実施形態を示す。支持部１０４は、ユーザの大腿に取り付けられて大腿に対する支持部１０４の位置を固定することができるが、支持部１０４は、とりわけ、下腿、脚の他の部分、腕部、および／または肩部など、他の身体部分に固定されてもよい。装置１００は２つの支持部を用いることができるが、いくつかの実施形態では、１つ、３つ、または別の数の支持部を用いてもよい。いくつかの実施形態では各支持部１０４は異なる脚に連結されることができるが、特定の実施形態では、複数の支持部が（たとえば、ユーザの大腿および下腿等で）片脚に連結されてもよい。いくつかの実施形態では、支持部は図１Ａ〜図１Ｃに示すように大腿の前面に連結されることができるが、他の実施形態では、支持部は脚部の後面および／または側面に沿って延びてもよい。
【００４４】
支持部１０４は内面１２６および外面１２８を含み得る。図３Ｂに示すように、内面１２６は、装着時にたとえばユーザの大腿などの身体部分に当接するように構成される受け部１３０を含み得る。図示のように、受け部１３０は、クッション部１３２および１つ以上の摩擦面１３４を含み得る。クッション部１３２は、装着時の快適さおよび詰め物のために用いられ得るネオプレンから作ることができる。摩擦面１３４は、大腿に当接して支持部１０４の位置を維持するのを助けることができる。摩擦面１３４は、グリップを改善するために、摩擦を増大させるために、および支持部の滑りを避けるためにシリコーンが挿入された弾性テープから作ることができる。２つの摩擦面１３４が示されているが、１つ、３つ、または別の数の摩擦面を用いてもよい。クッション部１３２は図示のように摩擦面１３４同士の間に配置されることができるが、いくつかの実施形態では、摩擦面はクッション部１３２の同じ側に配置されてもよい。
【００４５】
外面１２８は、自身の上に固定特徴を含み得る。たとえば、大腿がクッション部１３２内に静止するように支持部が脚部の周りに位置決めされると、支持部の端部が大腿を取り囲んで支持部を脚部に連結して、脚部に対する支持部の位置を維持することができる。支持部１０４上の固定特徴は、支持部１０４に沿って外面１２８に連結して支持部を脚部に固定することができる。１本以上のストラップを支持部に連結して、支持部をユーザにさらに固定することができる。支持部１０４の周囲は、さまざまなサイズのユーザにフィットするように、支持部の第１の端部を支持部の外面に沿って位置決めされ得る複数の固定特徴のうちの別の固定特徴に固定することによって調整可能であり得る。追加のベルトおよび／またはストラップを用いて支持部の構造およびそのアンカー固定点を補強して、支持部全体に負荷を分散させ、支持部が連結される身体部分が受け得る擦れを減少させることもできる。
【００４６】
図３Ｂに示すように、各支持部１０４は外面１２８に連結される２本のストラップ１０５、１０７を含むことができるが、いくつかの実施形態では１本、３本、またはそれ以上のストラップを用いてもよい。第１のストラップ１０５は、自身の上に１つ以上の固定特徴１３６ａ（たとえば、第１の種類のフックおよびループファスナ等）を含み得る。固定特徴１３６ａは、図３Ａに示すようにストラップ１０５の長さに沿って均一に分散させることができるが、いくつかの実施形態では他の構成を用いてもよい。ストラップ１０５はさらに、支持部がたとえばユーザの脚部などの身体部分を取り囲むと、固定特徴１３６ａ、１３６ｂが大腿に対する支持部１０４の位置を固定するように、固定特徴１３６ａに重なるように構成され得る固定特徴１３６ｂ（たとえば、第２種類のフックおよびループファスナ）を自身の端部に含み得る。固定特徴のいくつかの非限定的な例として、支持部の装着時の快適さを可能にして圧縮を減らしつつ、大腿に対する支持部１０４の位置を維持するのに十分な摩擦も維持する、とりわけ、軟性弾性体、バックル、クリップ、接着剤、ならびにフックおよびループファスナ（たとえば、ベルクロ）を挙げることができる。
【００４７】
図３Ａに戻って、いくつかの実施形態では、支持部は、固定特徴１３７（たとえば、第１の種類のフックおよびループファスナ）がその端部に配置された第２のストラップ１０７を含み得る。使用時、ストラップ１０７をユーザの脚部に巻き付け、支持部の外面１２８上の固定特徴１４３（たとえば、第２の種類のフックおよびループファスナ）に固定することができる。この構成はストラップ１０５について示されているものとは異なるが、他の構成も可能である（たとえば、ストラップ１０５の固定特徴１３６ａ、１３６ｂを一致させる、等）。
【００４８】
固定特徴１３６、１３７、１４３はさまざまな方法で互いにインターフェイス接続可能である。固定特徴１３６、１３７、１４３のうちの１つ以上は、反対側の固定特徴１３６、１３７、１４３上に位置する対応するフックおよび／またはループに取り付けられるように成形されるフックおよび／またはループを含み得る。たとえば、図３Ａに示すように、第１のストラップ１０５は一連のフックを有する追加の固定特徴１３６ｂを含むことができ、固定特徴１３６ｂは、第１のストラップ１０５に沿って位置する一連のループを有する１つ以上の第２の固定特徴１３６ａに重なってフックとループとを絡み合わせて第１のストラップをそこに固定する。いくつかの実施形態では、支持部１０４は、１本以上のストラップを中に挿入可能なバックル１３８を含み得る。第１のストラップ１０５をバックルに挿入すると、第１のストラップ１０５の固定特徴１３６ｂのフックが第１のストラップ１０５上の固定特徴１３６ａのループと絡み合って支持部を脚部にさらに固定するように、第１のストラップ１０５を折り返すことができる。同様に、いくつかの実施形態では、第２のストラップは自身の上に一連のフックを有する追加の固定特徴１３７を含むことができ、固定特徴１３７は、自身の上に一連のループが位置するストリップ１４３に重なってフックとループとを絡み合わせて第２のストラップをそこに固定する。
【００４９】
使用時、支持部１０４を大腿に巻き付けて支持部を脚部に連結することができる。次いで、ストラップ１０５、１０７の各々を支持部１０４の外面１２８に巻き付けて支持部をさらに固定することができる。たとえば、自身の上にフックを有する第１のストラップ１０５の第１の端部上の固定特徴を支持部１０４に巻き付けて、支持部に追加の圧力を加えることができる。第１のストラップ１０５を支持部に巻き付けた後にバックル１３８に通して、第１のストラップ１０５上の固定特徴１３６ｂのフックが第１のストラップ１０５に沿って位置決めされたループを有する固定特徴１３６ａのうちの１つに連結するように、折り畳むことができる。次いで、第２のストラップ１０７を支持部に巻き付けて、その上の固定特徴１３７を支持部の外面１２８に沿って位置決めされたストリップ１４３に連結することができる。いくつかの実施形態では、第１のストラップ１０５の第１の端部上の固定特徴１３６ｂは、第１のストラップの固定特徴１３６ａのフックと絡み合うように構成されるループを自身の上に含み得る。
【００５０】
外面１２８は、弾性変形可能な部材を支持部１０４に固定するホルダ１４０を含み得る。図３Ｃ〜図３Ｄに示すように、ホルダ１４０は外面から支持部の距離にわたって延びることができる。ホルダ１４０は、ホルダが支持部の外面１２８からオフセットされて中を通る開口部１４２を形成することができるように複数の点で支持部に連結される材料のストラップを含み得る。いくつかの実施形態では、ホルダ１４０の内面は、自身の上に１つ以上の固定特徴（図示せず）を含み得る。装置１００の１つ以上の特徴を開口部から挿入して、および／またはホルダ１４０に巻き付けて、支持部を装置１００の残りの構成要素に連結することができる。たとえば、以下にさらに説明するように、弾性変形可能な部材１０６の一部をホルダ１４０の開口部１４２および外面１２８に通して、弾性変形可能な部材を支持部に固定することができる。いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材１０６は、ホルダ１４０の内面上の固定特徴に連結されて支持部１０４に対する部材１０６の位置を固定するように構成される固定特徴を自身の上に有し得る。いくつかの実施形態では、図３Ａに示すように、固定パッチ１３９を外面１２８上に位置決めして、弾性変形可能な部材１０６上の固定特徴とインターフェイス接続させて、支持部に対する部材の位置をさらに固定することができる。いくつかの実施形態では、第２のストラップ１０７の固定特徴１３７はストリップ１４３を越えて延びて固定パッチ１３９とインターフェイス接続して、第２のストラップを支持部１０４にさらに固定することができる。
【００５１】
図４Ａおよび図４Ｂは、弾性変形可能な部材１０６の実施形態を示す。弾性変形可能な部材１０６は、弾性変形可能な部材１０６が胴部とたとえば大腿、膝、および／または下腿などの脚の一部との間に延びてユーザが動く際に補助を提供するように、ユーザにアンカー固定されることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材１０６はハーネス１０２と支持部１０４とを連結することができる。弾性変形可能な部材１０６は、第１の弛緩状態から複数の拡張状態のうちの１つに遷移するように構成され得る。拡張状態では、弾性変形可能な部材１０６は、胴部に対する脚位置が変化する際の伸びなど、ハーネス１０２と支持部１０４との間の距離を増大させることができるように大きい長さを有することができる。この伸びは、重複歩時など、かかとが固体表面との接触位置から動いて固体表面から持ち上げられると起こり得る。弾性変形可能な部材１０６がその長さを変化させ、屈曲、伸展、および収縮できることにより、装着時のより自然な重複歩を可能にすることができ、歩行時にユーザが及ぼす力およびエネルギの量を減少させることができる。
【００５２】
いくつかの実施形態では、ハーネスおよび／または胴部にアンカー固定される弾性変形可能な部材１０６の端部を作動部によって外部から動かすことができるが、いくつかの実施形態では、部材１０６を本願に開示されるシステムの１つ以上の構成要素を有する受動的な機械的リンク機構によって動かしてもよい。たとえば、部材１０６のうちの１つの拡張および弛緩を、反対側の脚部にアンカー固定された別の弾性変形可能な部材１０６の動きによって能動的におよび／または受動的に制御することができる。この動きは、部材１０６が歩容周期中のさまざまな点で始動するように部材１０６を伸長および／または圧縮させることができる。胴部と第１の脚部との間にアンカー固定される１つの部材１０６が弛緩状態から複数の拡張状態に遷移すると、反対側の脚部にアンカー固定される第２の部材は複数の拡張状態のうちの１つから弛緩状態に遷移することができる。反対側の弾性変形可能な部材１０６を弛緩状態にすることによって、部材１０６は次の脚の振り出し時にエネルギを蓄積する準備ができている。
【００５３】
いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材１０６を、布地１４１、フックおよびループファスナ（たとえば、ベルクロ）、バックル、ならびに／またはクリップでハーネスおよび支持部に連結して、部材を装置の構成要素に固定することができる。たとえば、一片以上の布地ならびに／またはフックおよびループファスナを、図示のように弾性変形可能な部材１０６の表面に配置することができる。次いで、弾性変形可能な部材１０６上の布地１４１が固定パッチ１３９に連結するように、弾性変形可能な部材１０６を、ホルダ１４０の中心部と支持部の外面１２８との間の開口部１４２から挿入することができる。いくつかの実施形態では、布地１４１は、ホルダ１４０の内面上の１つ以上の固定特徴に連結して、部材１０６をホルダ１４０と外面１２８との間に配置して、部材１０６を支持部１０４に連結することができる。いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材１０６を支持部１０４および／または装置の他の構成要素に接着することができる。
【００５４】
いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材１０６はその表面上に１つ以上の把持部１４５を含み得る。図４Ｂに示すように、把持部１４５は布地１４１と反対側の表面に位置することができるが、いくつかの実施形態では、把持部は布地１４１と同じ表面に位置してもよい。把持部はホルダの一部に接触して、ホルダ１４０と、外面１２８と、弾性変形可能な部材との間のインターフェイスにおける摩擦を最大化して、ホルダ１４０と外面１２８との間の部材１０６の位置をさらに固定することができる。把持部は、とりわけゴムおよびナイロンなどの高摩擦材料から作られて、ホルダ１４０および外面１２８の材料に対する弾性変形可能な部材の動きに耐えることができる。
【００５５】
弾性変形可能な部材１０６は、拡張状態から弛緩状態への遷移時に用いられ得る機械的エネルギを内部に蓄積する受動要素であり得る。蓄積されたエネルギは、歩行時に脚筋が生成する正および負の仕事の一定の割合を蓄積した結果であり得る。弾性変形可能な部材１０６は、第１の弛緩状態と拡張状態のうちの１つとの間で遷移するためのばねまたはエラストマーを含み得る。たとえば、弾性変形可能な部材１０６は、その弛緩状態において、静止位置にあるユーザに固定されるハーネスおよび支持部に連結され得る。弾性変形可能な部材１０６の長さを拡張して、歩行の補助に用いられ得る機械的エネルギで部材１０６に予負荷を加えることができる。弾性変形可能な部材１０６が拡張される程度、したがって内部に蓄積されるエネルギ量は、上述のように、調整可能なストラップ１０９の長さＬによって調整することができる。弾性変形可能な部材１０６の予負荷は、人間の歩行を向上させるように長さ、張力、および生体力学的知識に基づく他のパラメータを制御するように設定することができる。歩容時、弾性変形可能な部材１０６は支持部１０４およびハーネス１０２の各々に力を及ぼして、それらの間の相対的な屈曲または伸長を助けることができる。いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材は、ユーザの歩行時に同様に屈曲伸展可能なたとえば大腿四頭筋などの脚筋と実質的に平行に延びる。歩行時に装置１００を装着すると、弾性変形可能な部材１０６は脚筋と平行にさまざまな長さに伸縮して、蓄積されたエネルギの一定の割合を用いることによってユーザを補助して、股関節屈曲伸展、および歩容時に上げた脚が歩行面に接触する前の当該脚の前進運動を助けることができる。
【００５６】
弾性変形可能な部材１０６は、たとえばボタンなどの１つ以上の固定特徴１４６を自身の上に有するカバー１４４を含み得る。カバー１４４は、１つ以上の固定特徴を自身の上に有する布片を含み得る。カバーは、たとえば、矩形、正方形、三角形など、さまざまな形状を有することができる。図４Ｂに示すように、カバー１４４は、その角部に位置決めされた４つのボタンを含み得る。固定特徴１４６は、部材を支持部１０４およびハーネス１０２に連結するように構成され得る。４つの固定特徴１４６が示されているが、３つ以下の、あるいは５つ以上の固定特徴がカバー１４４に沿って配置されてもよい。カバー１４４は、カバー１４４を曲げて各固定特徴１４６をカバーの反対側の端部の上の対応する固定特徴に連結してそれらの間に開口部（図示せず）を形成できるように、可撓性を有し得る。いくつかの実施形態では、ボタンに加えてまたはボタンの代わりに、クリップ、接着剤、またはフックおよびループファスナを用いることができる。いくつかの実施形態では、カバーは、カバーの表面に沿って配置されて、カバーを弾性変形可能な部材１０６およびその開口部内に配置された任意の物体にさらに固定する、たとえばフックおよびループファスナなどの追加の固定特徴を含み得る。開口部内に物体を配置して、支持部１０４とハーネス１０６との間の接続の確立を助けることができる。
【００５７】
弾性変形可能な部材１０６は、その遠端でコネクタ１０８に連結され得る。コネクタ１０８の一実施形態を図５Ａ〜図５Ｅに示す。コネクタ１０８は、弾性変形可能な部材１０６が連結された、ハーネス１０２と支持部１０４との間のインターフェイスであり得る剛性部品である。いくつかの実施形態では、コネクタ１０８は、歩行時の脚部の屈曲伸展時に弾性変形可能な部材１０６によって自身に加えられる負荷に耐えることができる。
【００５８】
コネクタ１０８は、カバー１４４を中に通して受けるように構成され得る開口部１５２を含み得る。図５Ａに示すように、カバー１４４の近端を開口部１５２に通して折り畳み、固定特徴１４６を互いにスナップ留めしてコネクタ１０８をそこに固定することができる。支持部をハーネスに最初に取り付ける際にコネクタ１０８の位置を調整して、弛緩状態におけるハーネス１０２と支持部１０４との間の距離を変えることができる。コネクタ１０８と調整可能なストラップ１０９との間の距離を調整できることにより、上記に詳細に説明したように、弾性変形可能な部材１０６が装置１００に与えることができる予負荷のレベルを変化させることができる。
【００５９】
コネクタ１０８は、調整可能なストラップ１０９またはハーネス１０２の別の特徴を中に通して受けるように構成され得るボア１５４を含み得る。ストラップ１０９をハーネスに巻き付ける、つなぐ、接着する、または他の方法で取り付けると、ハーネスと支持部との間の距離を調整して、弾性変形可能な部材１０６が弾性変形可能な部材１０６に与えることができる予負荷を決定することができる。たとえば部材の長さを拡張することによって弾性変形可能な部材１０６への予負荷を調整することにより、装置が提供する支持力を増加させることができる。ボア１５４は、図示のように開口部１５２よりも小さくてもよいが、いくつかの実施形態では、ボアは開口部１５２と同じサイズでもよいし、開口部１５２よりも大きくてもよい。
【００６０】
コネクタ１０８は、及ぼされる力に耐えるように適合されたポリマー材料または別の機械加工可能な材料で３Ｄ印刷を用いて作ることができる。図示のように、コネクタ１０８は、コネクタがユーザの脚部に適合できるようにする弓形形状をとることができるが、いくつかの実施形態では、コネクタは直線であってもよいし、複数の平面において湾曲していてもよい。
【００６１】
図６Ａ〜図６Ｂは、補助歩行に用いられ得る装置２００の別の実施形態を示す。たとえば、装置２００を、装置の位置がユーザに対して維持されるようにユーザの身体部分に連結することができる。装置２００を装着して、疲労および筋骨格系の関節に対する負荷を減らして、歩行および／または歩容時の適切な姿勢の維持に関連するエネルギ負担を軽くしつつ、快適さを維持することができる。図示のように、装置２００はハーネス２０２を含み得る。ハーネス２０２は、たとえば腰部および／または臀部などのユーザの身体部分の形状に適合して、装着時の快適さを可能にすることができる。図示のように、ハーネスはユーザの腰部を取り囲んで腰部に連結することができる。いくつかの実施形態では、ハーネスは、追加のクッションを提供して装着時のハーネスの快適さを高めるパッド（図示せず）または他の特徴を含み得る。ハーネス２０２は、ユーザの形状に適合することによって薄型を維持できるため、ユーザはハーネス２０２を個別的に装着することができる。
【００６２】
装置２００は１つ以上の支持部２０４を含み得る。各支持部２０４は、ハーネス２０２に接続して股関節と脚部との間に２つの接触点を作り出して補助歩行を支持することができる。支持部２０４は、たとえば大腿および／または脚の他の部分などのユーザの身体部分の形状に適合して、装着時の快適さを可能にすることができる。図示のように、支持部２０４は大腿に巻き付けることができるが、いくつかの実施形態では支持部を膝および／または下腿に巻き付けてもよい。支持部２０４を１本以上のストラップ２０５、２０７によってユーザに固定することができる。図６Ｂに示すように、支持部が脚部を取り囲んだ後、ストラップ２０５、２０７を用いて脚部に対する支持部２０４の位置をさらに固定することができる。
【００６３】
ハーネス２０２および支持部２０４は弾性変形可能な部材２０６によって互いに接続可能である。弾性変形可能な部材２０６は、歩容周期の特定の位相において機械的エネルギを蓄積および放出することができる。弾性変形可能な部材２０６は、ハーネスと支持部との間の距離に基づいて変形可能である。以下にさらに説明するように、部材２０６を伸ばして変形させてその長さを増加させて、部材２０６をより弛緩した状態から１つ以上の拡張状態に遷移させることができる。弛緩状態は、弾性変形可能な材料の真の弛緩状態であってもよいし、いくつかの実施形態では、ある程度の量の弾性変形が弛緩状態において存在するように弾性変形可能な材料に予負荷を加えてもよい。この予負荷の印加を用いて、弾性変形可能な部材が生成する力を増加させることにより、ユーザの移動（たとえば、歩行）時により大きな補助を提供することができる。
【００６４】
いくつかの実施形態では、装置２００の装着者の具体的な特性に基づいて弾性変形可能な部材２０６をカスタマイズおよび／またはチューニングすることができる。部材２０６をチューニングすることにより、ユーザの動きを妨害または邪魔することなく、部材がユーザの歩容時の所望の時点で所望のレベルの補助力を提供するように適切に調整されることを確実にすることができる。弾性変形可能な部材２０６のチューニングは、たとえば、体重、身長、脚長等を含む多数のパラメータに基づくことができる。
【００６５】
いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材の長さ、幅、厚み、剛性、および／または他のパラメータを変えて特定のユーザについての調整を助けることができる。たとえば、装置がユーザに快適にフィットすることを確実にするように、弾性変形可能な部材のサイズまたは材料をユーザの身体部分の高さ、重さ、および／または長さに基づいて変えることができる。いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材２０６がより大きな力を吸収して当該力をユーザおよび／または装置に及ぼすことができるように、当該部材の厚みを増加させることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、ハーネスと支持部とを接続する際に弾性変形可能な部材２０６を１回、２回、または３回以上折り畳むことができる。そのような実施形態では、当該部材はより大きな力に耐えることができ、耐破断性が向上し得る。
【００６６】
弾性変形可能な部材２０６はさまざまな構成を含み得る。いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材は材料の層で構成され得る。たとえば、弾性変形可能な部材は、単一材料または異なる材料の２層以上を含み得る。異なる材料を使用することにより、単一材料の使用では達成できない場合がある、単一の所望の正味の効果を生み出すことができる。材料の層は、所望量の変形、拡張、および支持を生じさせるように材料を選んで当該選択材料を積層することによってチューニングすることができる。いくつかの実施形態では、積層材料は、材料を互いに独立したさまざまな方向に伸ばすことができるように、異なる弾性を有し得る。
【００６７】
図示のように、弾性変形可能な部材２０６は支持部２０４から近位に延びてハーネス２０２の一部によって受けられることができるが、いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材２０６はハーネス２０２から延びて支持部２０４の一部によって受けられてもよいことが認識されるはずである。弾性変形可能な部材２０６は、部材を脚部の形状に適合させて装着時の快適さを可能にする、図示のような幅広の平坦な形状を有し得る。部材２０６は、脚部の形状に適合して使用時に変形することによって薄型を維持できるため、脚部の表面に実質的に平坦に接触することができるので、ユーザは装置２００を個別的に用いることができる。弾性変形可能な部材２０６は脚部の前面に沿う、たとえばユーザの大腿四頭筋に沿うことができるが、装置は、弾性変形可能な部材がたとえば膝腱などの脚部の後面、または脚部の側面に沿って延びるように設定されてもよい。
【００６８】
いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材２０６は、１つ以上のコイルを有するばねを含み得る。コイルの長さ、厚み、コイルの数、および材料弾性係数などのパラメータを変化させて特定のユーザについての調整を助けることができる。他の実施形態では、弾性変形可能な部材２０６は、圧縮されて部材２０６を拡張状態からより弛緩した状態に遷移させてユーザが動く際に補助を提供することができる圧縮ばね、コイル、ウェーブ、またはワッシャを含み得る。
【００６９】
装置２００は、弾性変形可能な部材２０６を装置の他の構成要素に取り付けるためのコネクタ２０８を含み得る。たとえば、図示のように、コネクタ２０８を弾性変形可能な部材２０６に取り付けて、支持部２０４をハーネス２０２に連結することができる。コネクタ２０８は、弾性変形可能な部材およびハーネスを中に通して受ける１つ以上の開口部を中に有し得る。コネクタ２０８は、コネクタ２０８および／または部材２０６が脚部の形状に適合することにより装着時の快適さを可能にすることができる弓形形状を有し得る。コネクタ２０８は、脚部の形状に適合することによって薄型を維持できるため、脚部の表面に接触することができる。
【００７０】
コネクタ２０８を調整可能なストラップ２０９（たとえば、ラチェットストラップ、連続調整可能なバックルストラップ等）に連結して、支持部２０４をハーネス２０２に連結することができる。たとえば、図示のように、調整可能なストラップ２０９はハーネス２０２から延びて、弾性変形可能な部材２０６に連結されるコネクタ２０８に取り付けられることができる。調整可能なストラップ２０９により、支持部およびハーネスがユーザに連結されるとストラップの長さＬ１を調整することができる。たとえば、ラチェットストラップを利用する実施形態では、ラチェットストラップは複数の段を含むことができ、隣接する段の間で動かされてコネクタとハーネスとの間の距離を変えることができる。調整可能なストラップ２０９の長さＬ１を短くするように調整することにより、弾性変形可能な部材２０６に予負荷を加えて、弛緩状態において存在する弾性変形量を変えることができ、その結果として、弾性変形可能な部材が弛緩状態からより拡張した状態に移る際に生成する力の量を調整することができる。各拡張状態において弾性変形可能な部材２０６が蓄積するエネルギ量は、ラチェットストラップ２０９の長さＬ１に反比例し得る。
【００７１】
上述のように、図６Ａ〜図６Ｂに示すように、ハーネス２０２をユーザの腰部に連結することができ、支持部２０４を脚部に連結することができるが、以下にさらに説明するように、装置２００の他の向きも可能であり得る。さらに、いくつかの実施形態では、装置２００はユーザの片脚に連結する単一の支持部２０４および弾性変形可能な部材２０６を含むことができるが、他の実施形態では、装置２００はユーザの第２の脚部に連結される第２の支持部および弾性変形可能な部材を含む第２の支持部構造体２０１を含んでもよい。
【００７２】
図７は、平らに広げたハーネス２０２の実施形態を示す。ハーネス２０２は、ハーネス２０２の第１の端部と第２の端部との間に延びる１つ以上の延在部２１０を含み得る。図７に示すように、装置２００は、ハーネスに沿って延びる第１の組の延在部２１０ａおよび第２の組の延在部２１０ｂを含み得る。第１および第２の組の延在部２１０ａ、２１０ｂは、ユーザの胴部を取り囲んで胴部に対するハーネス２０２の位置を固定するように構成され得る。各組の延在部２１０ａ、２１０ｂは、各組の延在部を互いに連結するための１つ以上のバックルを含み得る。たとえば、図示のように、第１の組の延在部２１０ａは、第２の組の延在部２１０ｂの対応するバックル２１３ａ、２１３ｂに受けられるように構成される一対のバックル２１１ａ、２１１ｂを含み得る。いくつかの実施形態では、第１および第２の組の延在部２１０ａ、２１０ｂは単一のバックルを含むことができるが、３つ以上のバックルの配置も可能である。追加の実施形態では、延在部２１０ａ、２１０ｂを互いにつないで、接着して、ステープル留めして、または他の方法で取り付けて、ハーネスの位置を固定してもよい。
【００７３】
図８は、ハーネス２０２のさまざまな構成要素をより詳細に示す。図示のように、ハーネス２０２は、ベース２１４、エアメッシュ２１６、リップストップ２１８、およびカプラ２２０を含み得る。ベース２１４は、ユーザの胴部に当接する弾性材料を含み得る。ベース２１４を伸ばしてユーザの形状に適合させて、装着時のハーネス２０２の滑りを最小限に抑えることができる。いくつかの実施形態では、ベース２１４は、追加のクッションを提供して装着時のハーネスの快適さを高めるパッド（図示せず）または他の特徴を含み得る。
【００７４】
いくつかの実施形態では、ベース２１４は、ハーネスをユーザに固定するための固定特徴（たとえば、フックおよびループファスナ）２２２を自身の上に含み得る。固定特徴２２２は、ハーネス２０２の外面の長さに沿って均一に分散させることができるが、いくつかの実施形態では、外面が自身の上に単一の固定特徴を含んでもよい。固定特徴２２２はさまざまな方法で互いにインターフェイス接続可能である。固定特徴２２２のうちの１つ以上は、対応する固定特徴の対応するループに取り付けられるように成形されるフックを含み得る。たとえば、ハーネス２０２の第１の端部は、ハーネス２０２の第２の端部に位置する第２の固定特徴２２２ｂに重なって胴部に対するハーネス２０２の位置を維持する固定特徴２２２ａを含み得る。ハーネス２０２の周囲は、さまざまなサイズのユーザにフィットするように、ハーネス２０２の第１の端部をハーネスの外面に沿って位置決めされた複数の固定特徴のうちの別の固定特徴に固定することによって調整可能であり得る。追加のベルトおよび／またはストラップを用いてハーネス２２２の構造およびそのアンカー固定点を補強して、ハーネス全体に負荷を分散させ、ハーネスが連結される身体部分が受け得る擦れを減少させることもできる。
【００７５】
エアメッシュ２１６は、外面２２４と、ユーザのためにハーネスをクッション保護する内面２２６とを含み得る。内面２２６はベース２１４の外面に当接してもよいし、いくつかの実施形態では、ベース２１４を通っておよび／またはベース２１４の周りに突き出てユーザの胴部に当接する。いくつかの実施形態では、ベース２１４に対するエアメッシュ２１６の位置は、延在部２１０ａ、２１０ｂが中を通過可能な１つ以上の溝を形成することができる。延在部２１０ａ、２１０ｂの大部分が溝の中に配置され続けるように当該延在部を溝に通すことにより、延在部が破れて、または外面および／もしくは衣類に引っ掛かって、ハーネス２０２の滑りおよび裂けを引き起こすリスクが最小限に抑えられる。
【００７６】
図示のように、内面２２６は、身体部分と位置合わせされてハーネスの快適な連結を可能にする１つ以上のインターフェイス２３０を有するクッション２２８を含み得る。クッション２２８は、ハーネス２０２がユーザに装着された際に軽量で、快適で、通気性があり、柔軟であるように、ユーザに対して位置決めされることができる。外面２２４、内面２２６、およびインターフェイス２３０のうちの１つ以上は、ナイロン、ネオプレン、穴の開いたネオプレン、ミッレリーゲ、ならびに、装着時の擦れおよび／または皮膚への刺激を最小限に抑えつつハーネス１０２の構造およびアンカー固定点を補強して装置１００の負荷を分散させる他の軟質材料および／または弾性材料から作ることができる。図示のように、クッション２２８は、装着時にクッション２２８がユーザの背中の一部に沿って位置決めされるようにハーネス２０２の中間部全体にわたって延びることができるが、いくつかの実施形態ではクッションはハーネスの全長に沿って延びてもよい。また、クッション２２８はさまざまな形状を有することができる。
【００７７】
リップストップ２１８は、リップストップがエアメッシュ２１６の少なくとも一部に重なるようにエアメッシュ２１６の外部に配置され得る。リップストップ２１８は、リップがハーネスの他の材料中に生じた場合に、構造的支持を提供してリップの伝播を防止するように機能する。リップストップ２１８はナイロンから形成されることができるが、当業者によって認識されるように、この材料に厳密には限定されない。
【００７８】
カプラ２２０は、自身の上に１つ以上の固定点２３２を含み得る。固定点２３２は、ハーネス２０２を装置２００の残りの構成要素に連結するように構成され得る。たとえば、固定点２３２は、調整可能なストラップ２０９を中に通して受けるための開口部２３４を中に含み得る。固定点２３２を、ハーネス２０２を装着しているユーザの中線のいずれかの側に位置決めしてユーザの各脚と位置合わせすることができる。固定点２３２は、装着時にハーネス２０２から遠位に延びてコネクタ２０８および／または弾性変形可能な部材２０６に連結することができる。固定点２３２は図示のようにバックルであることができるが、いくつかの実施形態では、固定点１２０は、ボタン、ベルクロストリップ、フックなどであってもよい。いくつかの実施形態では、３つ以上の固定点２３２を用いてハーネス２０２を残りの構成要素に連結することができる。
【００７９】
固定点２３２は、ハーネス２０２に摺動可能に連結されてハーネスに対する固定点２３２の位置を調整するように構成され得る。たとえば、図示のように、固定点２３２をカプラ２２０のインターフェイスに配置して、固定点２３２をカプラ２２０に沿って摺動させることができる。いくつかの実施形態では、図示されるファスナの代わりにまたはファスナに加えて、１つ以上のフック、ストラップ、フックおよびループファスナ、接着剤、針、ならびに他の同様の特徴を用いて、固定点を所与の向きに維持することができる。いくつかの実施形態では、１つ、２つ、または３つ以上のファスナが固定点２３２の表面に沿って位置して、折り畳まれた向きをさらに固定することができる。
【００８０】
固定点２３２は、弾性変形可能な部材２０６との連結の位置を決定するためにハーネス２０２に沿って位置決めされることができるが、いくつかの実施形態では、固定点をカプラ２２０に縫い込むかまたは他の方法で一体的に連結して、ハーネス２０２に対する固定点２３２の固定位置を維持してもよい。各固定点２２０は、固定点２２０に取り付けられて固定点２２０から遠位に延びる調整可能なストラップ２０９を含み得る。調整可能なストラップ２０９は、固定点２３２の開口部２３４から挿入されて開口部２３４に巻き付けられることによって、固定点２３２に連結することができる。図７に示すように、ハーネス２０２は、調整可能なストラップ２０９および固定点２３２の位置を維持および／または規制するように構成される１つ以上の横方向に延びるストラップ２３８を含み得る。
【００８１】
なお、調整可能なストラップ２０９はすべての実施形態に含まれる必要はない。いくつかの実施形態では、長さ調整が不要な場合、図９に示すように、たとえば単純な長さまたはループの材料などの固定長ストラップ２０９′が固定点の開口部２３４を通って配置され得る。固定長ストラップ２０９′はナイロンまたは別の織物材料で作ることができる。そのような実施形態では、弾性変形可能な部材２０６および／またはコネクタ２０８は、固定長ストラップ２０９′の開口部２３６′内に配置され得る。図示のように、横方向に延びるストラップ２３８を用いて、固定長ストラップ２０９′および固定点２３２の位置を維持および／または規制することができる。
【００８２】
図１０および図１１は、弾性変形可能な部材２０６の代替実施形態を示す。弾性変形可能な部材２０６は、弾性変形可能な部材２０６が胴部とたとえば大腿、膝、および／または下腿などの脚の一部との間に延びてユーザが動く際に補助を提供するように、ユーザにアンカー固定されることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材２０６はハーネス２０２と支持部２０４とを連結することができる。弾性変形可能な部材２０６は、第１の弛緩状態から複数の拡張状態のうちの１つに遷移するように構成され得る。拡張状態では、弾性変形可能な部材２０６は、胴部に対する脚位置が変化する際の伸びなど、ハーネス２０２と支持部２０４との間の距離を増大させることができるように大きい長さを有することができる。この伸びは、重複歩時など、かかとが固体表面との接触位置から動いて固体表面から持ち上げられると起こり得る。弾性変形可能な部材２０６がその長さを変化させ、屈曲、伸展、および収縮できることにより、装着時のより自然な重複歩を可能にすることができ、歩行時にユーザが及ぼす力およびエネルギの量を減少させることができる。いくつかの実施形態では、部材２０６の幅は、約１０センチメートルから約１５センチメートル、約１１センチメートルから約１４センチメートル、約１２センチメートルから約１３．５センチメートルであることができ、または約１３センチメートルの値を有することができ、弛緩状態における長さは、約３０センチメートルから約４０センチメートル、約３２センチメートルから約３８センチメートルであることができ、または約３５センチメートルの値を有することができる。部材２０６の幅および長さは、患者の身長、体重、および／または解剖学的構造に基づいて異なり得ることが認識されるはずである。
【００８３】
いくつかの実施形態では、ハーネスおよび／または胴部にアンカー固定される弾性変形可能な部材２０６の端部を作動部によって外部から動かすことができるが、いくつかの実施形態では、部材２０６を本願に開示されるシステムの１つ以上の構成要素を有する受動的な機械的リンク機構によって動かしてもよい。たとえば、部材２０６のうちの１つの拡張および弛緩を、反対側の脚部にアンカー固定された別の弾性変形可能な部材２０６の動きによって能動的におよび／または受動的に制御することができる。この動きは、部材２０６が歩容周期中のさまざまな点で始動するように部材２０６を伸長および／または圧縮させることができる。胴部と第１の脚部との間にアンカー固定される１つの部材２０６が弛緩状態から複数の拡張状態に遷移すると、反対側の脚部にアンカー固定される第２の部材は複数の拡張状態のうちの１つから弛緩状態に遷移することができる。反対側の弾性変形可能な部材２０６を弛緩状態にすることによって、部材２０６は次の脚の振り出し時にエネルギを蓄積する準備ができている。
【００８４】
弾性変形可能な部材２０６は、部材２０６をハーネス２０２および支持部２０４に連結するために、自身に連結された１つ以上のベース２４１を含み得る。支持部２４１の例示的な実施形態を図１２に示す。たとえば、図示のように、第１および第２のベース２４ｌを部材２０６の両端に配置して部材２０６をベース２４ｌに連結することができる。部材２０６を各ベース２４１に巻き付けて部材２０６をベース２４１に連結することができる。部材２０６を１回、２回、３回、または４回以上巻き付けて、部材２０６をベース２４１に確実に連結することができる。上述のように、いくつかの実施形態では、フックおよびループファスナ（たとえば、ベルクロ）、バックル、接着剤、および／またはクリップを用いて部材を装置の構成要素に固定することもできる。一実施形態では、たとえば、部材２０６をベース２４１のうちの１つに巻き付けてマスチック接着剤で固定することができ、部材２０６の第２の端部を反対側の端部でループに挿入する、および／またはベルクロでベース２４１に連結することができる。図１０および図１１に示すように、一実施形態では、部材２０６を部材２０６の各端でベース２４１に巻き付けることができ、接着剤を利用して部材がベースから分離しないことを確実にすることができる。
【００８５】
ベース２４１を、図６Ａ〜図６Ｂに示すように、コネクタ２０８のうちの１つ以上に連結して支持部２０４にグラウンドすることができる。ベース２４１をコネクタ２０８および／または支持部２０４内に受けてそこに部材２０６を連結することができる。図１１に示すように、ベース２４１は、ベース２４１の一端または両端が部材２０６から突き出るように、弾性変形可能な部材２０６の幅よりも大きい幅を有することができる。いくつかの実施形態では、ベース２４１の突出端は、図１５Ａ〜図１５Ｈに示されて、以下でさらに詳細に述べるように、支持部２０４内に配置されてそこにベースを（およびそれによって、弾性変形可能な部材を）連結することができる。
【００８６】
ベース２４１はプラスチック材料で作ることができる。図示のように、ベース２４１は、ベース２４１がハーネス２０２、支持部２０４、またはユーザの解剖学的構造の周りに屈曲および／または変形できるように湾曲を有することができる。ベース２４１の湾曲度は、ベース材料を塑性変形させるさまざまな方法（たとえば、ワックス、ヒートガン等）のいずれかを用いることによってカスタマイズすることができる。
【００８７】
図１３Ａ〜図１３Ｂは、コネクタ３０８に連結された弾性変形可能な部材３０６の代替実施形態を示す。弾性変形可能な部材３０６をその長さに沿って、ベース２４１同士の間でコネクタ３０８を貫通する複数の部材に分割することができる。たとえば、図示のように、弾性変形可能な部材３０６は第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂを含み得る。第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂは、コネクタに対する弾性変形可能な部材の相対的な位置決めを維持するのを助けることによって、力分布を改善することができる。たとえば、図示のように弾性変形可能な部材を分割することを、第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂをコネクタ３０８に形成された別個のスロットに通すことと組み合わせることができる。これにより、弾性変形可能な部材が、たとえば、小さな空間にわたって過度な力を及ぼしてコネクタ３０８を破壊し得る、またはさらには単に装着者に不快感をもたらし得るように、コネクタ３０８の片側に摺動するまたは束になることを防ぐことができる。第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂをこのように分割し、より良い力分布を提供することにより、コネクタ３０８を、より軽量、より安価等であるように、より少ない材料を用いて作ることもできることが認識されるはずである。さらに、弾性的に変形可能な部材３０６のさまざまな分割態様が、上述のような１つの部材および２つの部材の使用を含む他の実施形態、ならびに複数の部材が利用される他の実施形態において可能である。これらの変形例はすべて本開示の範囲内にあると見なされる。
【００８８】
弾性変形可能な部材３０６を、部材３０６の全長にわたって、またはその長さの一部にわたって、第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂに分割することができる。たとえば、図１３Ａに示すように、弾性変形可能な部材３０６は単一片として内側ベース２４１ａの内面に取り付けられることができ、弾性変形可能な部材３０６は、図１３Ｂに示すように、第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂが外側ベース２４１ｂに連結されるように、その残りの長さ全体にわたって第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂに分割されている。上述のように、弾性変形可能な部材３０６を複数の部材に分割することにより、弾性変形可能な部材３０６はコネクタ３０８に対する滑りおよび／または望ましくない動きを回避することができる。弾性変形可能な部材３０６が第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂに分割されるいくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材３０６を単一片としてベース２４１の１つ以上に連結した後、および／または他の方法で巻き付た後、切断して、弾性変形可能な部材３０６をベース２４１に容易に連結できるように別々の部材を形成できることが認識されるはずである。そのような実施形態では、弾性変形可能な部材３０６の分割は、その長さ全体にわたって延びてもよいし、コネクタ３０８または別のベース２４１に連結する前に終端してもよい。いくつかの実施形態では、弾性変形可能な部材を、ベース２４１同士の間に延びる３つまたは４つ以上の部材に分割することができる。
【００８９】
図１４Ａ〜図１４Ｂは、弾性変形可能な部材３０６を装置の他の構成要素に取り付けるためのコネクタ３０８の代替実施形態を示す。たとえば、図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、コネクタ３０８を第１および第２の弾性変形可能な部材３０６に取り付けて支持部２０４をハーネス２０２に連結することができる。コネクタ３０８は、弾性変形可能な部材３０６が連結された、ハーネス２０２と支持部２０４との間のインターフェイスであり得る剛性部品であり得る。いくつかの実施形態では、コネクタ１０８は、歩行時の脚部の屈曲伸展時に第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂによって自身に加えられる負荷に耐えることができる。コネクタ３０８は、コネクタ３０８ならびに／または第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂが脚部の形状に適合することにより装着時の快適さを可能にすることができる、図１４Ｂに示すような弓形形状を有し得る。コネクタ３０８は、脚部の形状に適合することによって薄型を維持できるため、脚部の表面に接触することができる。
【００９０】
コネクタ３０８は、弾性変形可能な部材およびハーネスを中に通して受ける１つ以上の開口部３５２を中に有し得る。たとえば、コネクタ３０８は、図１３Ａ〜図１３Ｂに示すように、第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂを中に通して受けるように構成される一対の開口部３５２ａ、３５２ｂを含み得る。開口部３５２ａ、３５２ｂは、第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂが中を通って折り畳まれることができるように、コネクタ３０８のスロットとして形成され得る。第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂの位置は、当該部材がそれぞれの開口部３５２ａ、３５２ｂの中で摺動できるように当該開口部の各々の内部で調整可能であるが、それぞれの部材間のもつれを回避するために互いに相互作用することは制限されている。さらに、いくつかの実施形態では、開口部３５２ａ、３５２ｂを、第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂのサイズと一致させて第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂの所望の位置決めを維持するようにサイズ決めすることができる。これにより、上述のように、コネクタ３０８上の力の均一な分布を確実にすることができ、また、コネクタは弾性変形可能な１つまたは複数の部材からの集中応力に耐える必要がないため、コネクタを、より軽量、より安価等であるように、より少ない材料を用いて作ることができる。
【００９１】
コネクタ３０８は、コネクタ３０８をハーネス２０２に連結するための１つ以上の特徴を中に受けるように構成され得るボア３５４を含み得る。たとえば、ボア３５４は、以下にさらに述べるように、調整ストラップ２０９の一部を中に受ける受け部材３６０に取り付けられるように構成され得る。ボア３５４は、図示のように開口部３５２ａ、３５２ｂよりも小さくてもよいが、いくつかの実施形態では、ボアは開口部３５２ａ、３５２ｂと同じサイズでもよいし、開口部３５２ａ、３５２ｂよりも大きくてもよい。いくつかの実施形態では、ボア３５４は、調整可能なストラップ２０９またはハーネス２０２の別の特徴を中に通して受けることができる。
【００９２】
図１５Ａ〜図１５Ｈは、第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂが中に配置されたコネクタ３０８を装置２００の支持部２０４に連結するための例示的な方法を示す。支持部２０４は、開口部２４２を露出する１つ以上のフラップ２４４、２４６を有するホルダ２４０を含むことができ、弾性変形可能な部材３０６およびベース２４１は開口部２４２を通って弾性変形可能な部材３０６を支持部２０４に固定することができる。図１５Ｂに示すように、第１および第２の部材３０６ａ、３０６ｂが連結された上下ベース２４１ａ、２４１ｂをホルダの開口部２４２に通してホルダ２４０内に配置する。ベース２４１は図１５Ｃに示されるように位置合わせされると開口部２４２よりも長い場合があるため、これはベース２４１ａ、２４１ｂを傾けて通すことによって行われる。
【００９３】
ホルダ２４０は、ベース２４１ａ、２４１ｂを中に受けて部材３０６ａ、３０６ｂを支持部２０４に固定するように構成される１つ以上のインサート２４８を含み得る。インサート２４８は、ベース２４１が内部に収まるようにサイズ決めされた、ホルダ２４０に沿って位置するポケットの形態であり得る。図１５Ｃ〜図１５Ｄに示すように、ベース２４１ａ、２４１ｂの突出端をインサート２４８内に位置決めして、支持部２０４からのベースの移動および引き抜きを制限することができる。ホルダ２４０はベースを中に受けるための複数のインサートを含み得ることが認識されるはずである。
【００９４】
ベース２４１ａ、２４１ｂの各々は、図１５Ｅ〜図１５Ｆに示すように、インサート２４８内に配置され得る。ベース２４１ａ、２４１ｂを隣接するインサート２４８内に配置して、ベースをインサートに連結することができる。図示のように、下部ベース２４１ａを開口部２４２から挿入して、開口部２４２から遠い方のインサート２４８内に配置し、上部ベース２４１ｂを開口部２４２に近い方の隣接するインサート２４８に挿入することができるが、ベースの配置は異なり得る。支持部２０４からハーネス２０２に向かって延びる部材３０６ａ、３０６ｂの長さは、ベース２４１ａ、２４１ｂが中に配置されるインサート２４８を選択することによって規制できることが認識されるはずである。ベースがそこに固定された後、図１５Ｇ〜図１５Ｈに示すように、フラップ２４４、２４６を閉じて、ベース２４１ａ、２４１ｂを支持部にさらに固定して引き抜きを防止することができる。
【００９５】
図１６は、コネクタ３０８に連結され得る受け部材３６０の例示的な実施形態を示す。受け部材３６０の内面は、コネクタ３０８のボア３５４に連結するための嵌合特徴（図示せず）を有し得る。受け部材３６０は、ハーネス２０２から中を通って延びる調整可能なストラップ２０９を受けて、支持部２０４および弾性変形可能な部材３０６をハーネス２０２に連結するように構成され得る。受け部材３６０は、調整可能なストラップ２０９を中に挿入するための内腔（図示せず）を規定する受け部３６２を有し得る。調整可能なストラップ２０９が中に挿入された受け部材３６０の例示的な実施形態を図１７により詳細に示す。上述のように、受け部材３６０はラチェット機構を含むことができ、当該ラチェット機構は、当該ラチェット機構の爪が係合可能な一連の隆起、特徴、または他の窪みを含み得るストラップ２０９に対して自身の位置を選択的にロックすることができる。したがって、（ａ）ベース２４１が支持部２０４上に配置される際に挿入されるインサート２４８を選択すること、および（ｂ）受け部材３６０のラチェット機構を用いてストラップ２０９に対するコネクタ３０８の位置を調整すること、のいずれかによって、当初の予負荷張力量を弾性変形可能な部材に加えることができる。
【００９６】
図１８Ａ〜図１８Ｂは、弾性変形可能な部材３０６ａ、３０６ｂが内部に配置されたコネクタ３０８に連結された受け部３６０の例示的な実施形態を示す。図１８Ｂに示すように、受け部３６０の嵌合特徴は、ねじ、ボルト、またはボア３５４から受けられる当業者に公知の別の機構を用いて、コネクタ３０８と嵌合することができる。受け部３６０は、コネクタ３０８から近位に延びて調整ストラップ２０９を中に受けることができる。
【００９７】
本明細書に開示される装置１００、２００は、装置が装置の上の衣類の着用を可能にするように薄型であることができるが、いくつかの実施形態では、ハーネスおよび支持部の周囲は、それが衣類の上に装着されるように調整されてもよい。本明細書に記載の装置１００、２００の実施形態はバッテリ、アクチュエータ、または剛性フレーム構成要素を含まないため、装置１００、２００の薄型設計を促進することができる。いくつかの実施形態では、装置１００、２００を体に密着したスパンデックスパンツの上に装着して、装置がユーザの脚部および腰部に対してぴったりとフィットすることを確実にすることができる。ハーネス、支持部、ストラップ、および弾性変形可能な要素を作る際に用いる材料は、汗を減少させて装着者の快適さを高めることが知られているさまざまな材料のうちのいずれかであり得る。
【００９８】
なお、上記の説明または添付の図面に表現または含意されている方法ステップの順序付けはいずれも、開示される方法をその順序でステップを実行することに限定するものと解釈されるべきではない。むしろ、本明細書に開示される方法の各々のさまざまなステップは、さまざまな順番のうちのいずれかで実行可能である。さらに、説明される方法は一実施形態に過ぎないため、追加のステップを含むまたはより少ないステップを含むさまざまな他の方法も本開示の範囲内にある。
【００９９】
特定の実施形態を上記に説明しているが、説明される概念の精神および範囲内で多数の変更が加えられ得ることを理解すべきである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１５Ｅ】
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【図１５Ｆ】
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【図１５Ｇ】
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【図１５Ｈ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】令和3年2月19日(2021.2.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歩行補助装置であって、
ユーザの胴部に連結されて前記胴部に対する自身の位置を維持するように構成されるハーネスと、
前記ユーザの膝より上で前記ユーザの脚部に連結されて前記脚部に対する自身の位置を維持するように構成される支持部と、
前記ハーネスおよび前記支持部に連結される弾性変形可能な部材とを備え、前記弾性変形可能な部材は、重複歩時に第１の弛緩状態から第２の拡張状態に遷移して、前記重複歩時に前記ユーザが必要とする力およびエネルギのいずれかを減少させるように構成され、前記歩行補助装置はさらに、
前記ハーネスから延びて、前記弾性変形可能な部材に連結されるコネクタに取り付けられる調整可能なストラップを備え、前記調整可能なストラップは、前記支持部および前記ハーネスが前記ユーザに連結されると前記調整可能なストラップの長さを調整できるように構成され、
前記弾性変形可能な部材は、前記ユーザの前記脚部の前面に沿うように構成される、歩行補助装置。
【請求項２】
前記弾性変形可能な部材は、前記支持部および前記ハーネスに力を及ぼして、前記胴部に対する前記脚部の屈曲および伸展のいずれかを助ける、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項３】
前記弾性変形可能な部材は、前記第１の弛緩状態から前記第２の拡張状態への遷移時に機械的エネルギを蓄積し、前記第２の拡張状態から前記第１の弛緩状態への遷移時に機械的エネルギを放出して、前記ユーザの股関節における屈曲および伸展のいずれかを助ける、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項４】
前記弾性変形可能な部材は、調整可能な接続部材を用いて前記ハーネスおよび前記支持部のいずれかに連結される、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項５】
前記調整可能な接続部材の長さを変えて、前記弾性変形可能な部材にさまざまなレベルの予負荷を与えることができる、請求項４に記載の歩行補助装置。
【請求項６】
前記弾性変形可能な部材は、ばねまたはエラストマーを備える、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項７】
前記弾性変形可能な部材は受動的である、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項８】
前記ハーネスはユーザの股関節に巻き付けられるように構成される、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項９】
前記弾性変形可能な部材は、ベルクロ、バックル、クリップ、および接着剤のうちの１つ以上を用いて前記ハーネスおよび前記支持部に連結される、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項１０】
前記弾性変形可能な部材に連結されるコネクタをさらに備え、前記コネクタは前記ハーネスの一部を中に通して受けるように適合される、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項１１】
前記コネクタは、前記弾性変形可能な部材の一部を中に通して受けて前記コネクタを前記弾性変形可能な部材に固定する第１の開口部と、前記ハーネスの一部を中に通して受けて前記コネクタを前記ハーネスに固定する第２の開口部とを備える、請求項１０に記載の歩行補助装置。
【請求項１２】
前記ハーネスから延びる前記調整可能なストラップはラチェットストラップであり、前記ラチェットストラップは、複数の段を含み、隣接する段の間で動かされて前記コネクタと前記ハーネスとの間の距離を変えることができる、請求項１１に記載の歩行補助装置。
【請求項１３】
前記ユーザの第２の脚部に連結されるように構成される第２の支持部と、
前記ハーネスおよび前記第２の支持部に連結される第２の弾性変形可能な部材とをさらに備える、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項１４】
前記ハーネスは、前記ハーネスの第１の端部の上の第１の固定特徴が前記ハーネスの第２の端部の上の第２の固定特徴に重なって前記胴部に対する前記ハーネスの位置を維持するように前記胴部を取り囲むことによって、前記胴部に連結される、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項１５】
前記支持部は、前記支持部の第１の端部の上の第１の固定特徴が前記支持部の第２の端部の上の第２の固定特徴に重なって前記脚部に対する前記支持部の位置を維持するように前記脚部を取り囲むことによって、前記脚部に連結される、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項１６】
前記ハーネスは、前記ハーネスの外面にわたって離間している複数の固定特徴を備える、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項１７】
前記支持部は、前記支持部の外面にわたって離間している複数の固定特徴を備える、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項１８】
前記ハーネスの周囲は、前記ハーネスの前記第１の端部を前記ハーネスの前記外面の上の前記複数の固定特徴のうちのいずれか１つに固定することによって調整可能である、請求項１６に記載の歩行補助装置。
【請求項１９】
前記支持部の周囲は、前記支持部の前記第１の端部を前記支持部の前記外面の上の前記複数の固定特徴のうちのいずれか１つに固定することによって調整可能である、請求項１７に記載の歩行補助装置。
【請求項２０】
前記支持部は、ネオプレン、ナイロン、およびミッレリーゲのうちの１つ以上で作られる、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項２１】
前記ハーネスは、ネオプレン、ナイロン、およびミッレリーゲのうちの１つ以上で作られる、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項２２】
前記支持部は、前記支持部の長さに沿って延びて前記支持部の構造を補強して前記支持部の前記長さにわたって負荷を分散させるストラップをさらに備える、請求項１に記載の歩行補助装置。
【請求項２３】
前記弾性変形可能な部材は、前記ユーザの前記脚部の後面および／または側面に沿うようにさらに構成される、請求項１に記載の歩行補助装置。
【国際調査報告】
2021528174.tif 000047