(57)【要約】【課題】歩行支援へ発展させるために、下肢で最も大きな可動範囲を必要とする膝関節部の駆動系に着目し、装着性とエネルギー効率性に優れた弓状チューブアクチュエータ及びそれを用いた関節運動支援装置を提供する。【解決手段】断面が中空で、かつ内部への流体の加圧がない状態で予め偏平な形状をなすチューブ１を、この偏平部の平面が重なるように折り戻しながら束ねることによって弓状の形状に形成し、このチューブ内の流体圧力を高めることによって弓状の形状を保存しながらその厚みが増す方向に変形可能にした。【選択図】　　図１
2004008449.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面が中空で、かつ内部への流体の加圧がない状態で予め偏平な形状をなすチューブを、該偏平部の平面が重なるように折り戻しながら束ねることによって弓状の形状に形成し、前記チューブ内の流体圧力を高めることによって弓状の形状を保存しながらその厚みが増す方向に変形可能にしたことを特徴とする弓状チューブアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１記載の弓状チューブアクチュエータにおいて、前記弓状チューブの折り戻し部において、流体経路を封じないように前記弓状チューブ内部に前記流体経路を確保するためのスペーサを挿入することを特徴とする弓状チューブアクチュエータ。
【請求項３】
請求項２記載の弓状チューブアクチュエータにおいて、前記スペーサが線状体又は小型チューブであることを特徴とする弓状チューブアクチュエータ。
【請求項４】
請求項１記載の弓状チューブアクチュエータにおいて、前記チューブは熱可塑性チューブであり、断面が予め偏平な形状をなし、内部を流体で加圧するとその断面長は変化せずに膨らみ、耐圧性が高く、かつ効率的な力の伝達を行うことを特徴とする弓状チューブアクチュエータ。
【請求項５】
請求項１記載の弓状チューブアクチュエータにおいて、前記チューブの外形を保持するために前記チューブを編み上げる、弾性を有する捕縛体を具備することを特徴とする弓状チューブアクチュエータ。
【請求項６】
請求項１記載の弓状チューブアクチュエータにおいて、前記チューブが積み重ねられる長尺方向によって接着される固定部を具備することを特徴とする弓状チューブアクチュエータ。
【請求項７】
断面が中空で、かつ内部への流体の加圧がない状態で予め偏平な形状をなすチューブを、該偏平部の平面が重なるように折り戻しながら束ねて弓状の形状に形成し、前記チューブ内の流体圧力を変化させることによって弓状の形状を保存しながらその厚みが増す方向に変形可能にした弓状チューブアクチュエータを人体の関節部の上下に配置して、前記関節部には該関節部の屈伸を支援する屈伸支援手段を具備することを特徴とする弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置。
【請求項８】
請求項７記載の弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置において、前記関節部は膝関節部であり、前記関節運動支援装置は、前記膝関節部の上下に配置される弓状チューブアクチュエータに供給される流体系と、屈伸制御機構と、前記流体系を制御して前記屈伸制御機構を作動させる電子制御装置とを具備することを特徴とする弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置。
【請求項９】
請求項８記載の弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置において、足裏に設けられる油圧マットを備え、前記屈伸制御機構は、前記油圧マットの動作により支持脚相となることが検知されるとロックして膝関節を固定し、前記油圧マットの動作により遊脚相となることが検知されるとロックを解除して膝関節を駆動する、歩行時の膝関節部の運動の支援を行うことを特徴とする弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置。
【請求項１０】
請求項８記載の弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置において、足裏に設けられる圧力センサを備え、前記屈伸制御機構は、前記圧力センサにより支持脚相となることが検知されるとロックして膝関節を固定し、前記圧力センサにより遊脚相となることが検知されるとロックを解除して膝関節を駆動する歩行時の膝関節部の運動の支援を行うことを特徴とする弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弓状チューブアクチュエータ及びそれを用いた関節運動支援装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
治療のための過度な安静・臥床は、逆に関節拘縮、筋力低下、骨粗鬆症などの廃用症候群（ｄｉｓｕｓｅ　ｓｙｎｄｒｏｍｅ）という二次的障害をもたらす。この予防策として、例えば、脳卒中患者のリハビリにおいて、車椅子を使用せず術後早期の日常生活から看護師とマンツーマンの歩行訓練が取り入れられ始めており、その結果、車椅子使用の患者に比べて歩行回復率が著しく高まる効果が確認されている。
【０００３】
しかしながら、上記したような歩行支援が必要な患者の支持脚・遊脚動作を直接アシスト（支援）する看護師の負担は極めて重く、ニーズに対応しきれないのが現状である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記したような患者の身体動作を支援するためのアクチュエータとして様々なアクチュエータが開発されてきたが、その多くが、重い、突出度が大きい、身体可動範囲を狭める、装着が困難などの問題点を有していた。
【０００５】
一方、本発明者らは、患者の自立的歩行促進と看護師の負担軽減を図るために、患者個々の能力に適応した歩行支援を行えるウェアラブル・フルイドパワーの開発を目標として研究を重ねてきた。その一例として、流体、特に空気の軽量・柔軟性を生かした装着型流体制御システムがあり、すでに、本発明者らはＷｏｕｎｄ　Ｔｕｂｅ　Ａｃｔｕａｔｏｒを用いた装着感重視の腕や指の駆動系設計法を提案してきている〔参考文献１：塚越，北川，鎌田，“Ｗｏｕｎｄ　ＴｕｂｅＡｃｔｕａｔｏｒを用いたウェアラブル・フルイドパワーの実現”，計測自動制御学会ＳＩ部門講演会，３０５−３０６（２００１），参考文献２：北川，塚越，鎌田，“Ｗｏｕｎｄ　Ｔｕｂｅアクチュエータによるウェアラブル・フルイドパワーの開発（第１報アクチュエータの動作特性）”，平成１３年春季フルイドパワーシステム講演会，１０３−１０５（２００１）〕。
【０００６】
着心地のよいアクチュエータの設計指標として、本発明者らは以下の式（１）に示す「装着感指数Ｉｗ　」（０＜Ｉｗ　＜１）を導入してきた（参考文献１）。
【０００７】
Ｉｗ　＝〔（ψ１　／ψ０　）＋（ｄ０　／ｄ１　）＋（ｍ０　／ｍ１　）〕／３　…（１）
これは、装着前後における可動範囲（ψ）、突出度（ｄ）、重量（ｍ）の比率の総和をとり、その平均値が１に近づくほど、装着前の自然体に近い優れた装着感を実現できることを意味する。
【０００８】
そこで、この装着感指数ＩＷ　を高める身体駆動用アクチュエータとして、身体周部に巻きつくように装着できる偏平チューブ（Ｗｏｕｎｄ　Ｔｕｂｅ）の有効性に着目してきた（参考文献２）。これは、図９（ｂ）に示すように断面が予め潰れたウレタンチューブ１０１で構成されており、図９（ａ）に示すように、内部を空気で加圧すると、図９（ｃ）に示すように、ウレタンチューブ１０１′はその断面周長がほとんど変化せずに膨らむため、耐圧も高く、効率的な力の伝達が可能である。
【０００９】
この装置は、人体の腕や下肢の周部に巻きつける流体圧アクチュエータであるため、挫屈し難く大きい力も生成できるが、下肢に装着する際にかかとでつかえてしまうため、装着が困難であるといった問題があった。
【００１０】
本発明は、上記状況に鑑みて、歩行支援へ発展させるために、下肢で最も大きな可動範囲を必要とする膝の駆動系に着目し、装着性とエネルギー効率性に優れた弓状チューブアクチュエータ及びそれを用いた関節運動支援装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕弓状チューブアクチュエータにおいて、断面が中空で、かつ内部への流体の加圧がない状態で予め偏平な形状をなすチューブを、この偏平部の平面が重なるように折り戻しながら束ねることによって弓状の形状に形成し、前記チューブ内の流体圧力を高めることによって弓状の形状を保存しながらその厚みが増す方向に変形可能にしたことを特徴とする。
【００１２】
〔２〕上記〔１〕記載の弓状チューブアクチュエータにおいて、前記弓状チューブの折り戻し部において、流体経路を封じないように前記弓状チューブ内部に前記流体経路を確保するためのスペーサを挿入することを特徴とする。
【００１３】
〔３〕上記〔２〕記載の弓状チューブアクチュエータにおいて、前記スペーサが線状体又は小型チューブであることを特徴とする。
【００１４】
〔４〕上記〔１〕記載の弓状チューブアクチュエータにおいて、前記チューブは熱可塑性チューブであり、断面が予め偏平な形状をなし、内部を流体で加圧するとその断面長は変化せずに膨らみ、耐圧性が高く、かつ効率的な力の伝達を行うことを特徴とする。
【００１５】
〔５〕上記〔１〕記載の弓状チューブアクチュエータにおいて、前記チューブの外形を保持するために前記チューブを編み上げる、弾性を有する捕縛体を具備することを特徴とする。
【００１６】
〔６〕上記〔１〕記載の弓状チューブアクチュエータにおいて、前記チューブが積み重ねられる長尺方向によって接着される固定部を具備することを特徴とする。
【００１７】
〔７〕弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置において、断面が中空で、かつ内部への流体の加圧がない状態で予め偏平な形状をなすチューブを、この偏平部の平面が重なるように折り戻しながら束ねて弓状の形状に形成し、前記チューブ内の流体圧力を変化させることによって弓状の形状を保存しながらその厚みが増す方向に変形可能にした弓状チューブアクチュエータを人体の関節部の上下に配置して、前記関節部にはこの関節部の屈伸を支援する屈伸支援手段を具備することを特徴とする。
【００１８】
〔８〕上記〔７〕記載の弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置において、前記関節部は膝関節部であり、前記関節運動支援装置は、前記膝関節部の上下に配置される弓状チューブアクチュエータに供給される流体系と、屈伸制御機構と、前記流体系を制御して前記屈伸制御機構を作動させる電子制御装置とを具備することを特徴とする。
【００１９】
〔９〕上記〔８〕記載の弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置において、足裏に設けられる油圧マットを備え、前記屈伸制御機構は、前記油圧マットの動作により支持脚相となることが検知されるとロックして膝関節を固定し、前記油圧マットの動作により遊脚相となることが検知されるとロックを解除して膝関節を駆動する、歩行時の膝関節部の運動の支援を行うことを特徴とする。
【００２０】
〔１０〕上記〔８〕記載の弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置において、足裏に設けられる圧力センサを備え、前記屈伸制御機構は、前記圧力センサにより支持脚相となることが検知されるとロックして膝関節を固定し、前記圧力センサにより遊脚相となることが検知されるとロックを解除して膝関節を駆動する歩行時の膝関節部の運動の支援を行うことを特徴とする。
【００２１】
上記した本発明の弓状チューブアクチュエータ及びその関節運動支援装置によれば、チューブ内部を流体で加圧するという簡素な構造であるため重量が軽く、弓状チューブの曲率を装着部の身体形状と一致するように成形することによって、突出度を最低限に抑えた身体動作の支援を可能とする。この弓状チューブの外周にわたってベルトなどを巻きつけることによって、変位も拡大できるため、身体の可動範囲を狭めることもなく、また、装着も極めて容易である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２３】
図１は本発明の実施例を示す弓状チューブアクチュエータの構成図であり、図１（ａ）はその弓状チューブアクチュエータの人体への装着状態を示す上面図、図１（ｂ）はその弓状チューブアクチュエータの人体への装着状態を示す側面図、図２はその弓状チューブアクチュエータを示す図であり、図２（ａ）はその弓状チューブアクチュエータの加圧前（収縮した状態）を示す図、図２（ｂ）はその弓状チューブアクチュエータの加圧後（膨らんだ状態）を示す図、図２（ｃ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。
【００２４】
これらの図において、１は弓状チューブアクチュエータ〔Ａｒｃｈ　ＴｕｂｅＡｃｔｕａｔｏｒ（ＡＴＡ）〕、１Ａは弓状チューブアクチュエータ１を上下方向に編み上げる弾性を有する糸状捕縛体であり、弓状チューブアクチュエータ１の外形を保持することができる。その糸状捕縛体１Ａの編み上げ方は種々の方法を採用することができる。また、後述（図４参照）するが、糸状捕縛体を用いずに保持するようにしてもよい。２は弓状チューブアクチュエータ１が装着される人体の一部、３は弓状チューブアクチュエータ１が収縮した状態１′及び膨らんだ状態１″に応答するワイヤ、４は弓状チューブアクチュエータ１を保持する下部板、５は弓状チューブアクチュエータ１を把持する上部板である。
【００２５】
この実施例では、図１及び図２に示すように、周部巻きつけ型の螺旋状のＷｏｕｎｄ　Ｔｕｂｅ　Ａｃｔｕａｔｏｒ（ＷＴＡ）が半円ごとに折り曲げられた、弓状チューブアクチュエータ（ＡＴＡ）１が構成される。周部巻きつけ型のＷＴＡと比較すると、ＡＴＡ１は体の一部を通す必要がないため装着が容易になるという利点を有する。
【００２６】
また、前記チューブは熱可塑性チューブ（例えば、ウレタン）であり、断面が予め偏平な形状をなし、内部を空気で加圧するとその断面長は変化せずに膨らむために、耐圧性が高く、かつ効率的な力の伝達を行うことができる。
【００２７】
図３は本発明の第２実施例を示す弓状チューブアクチュエータの構成図（代用写真）であり、図３（ａ）はその弓状チューブの加圧前の斜視図、図３（ｂ）はその弓状チューブの加圧後の斜視図、図３（ｃ）はその弓状チューブの人体装着面を示す斜視図である。
【００２８】
弓状チューブアクチュエータ１の製作時に注意すべき点は、単にチューブを折り曲げただけでは空気経路が遮断されてしまう恐れがあるため、完全には折れにくい材料を用いるのが望ましい。
【００２９】
また、空気経路遮断の防止策として、内部に線状体（小型チューブでもよい）６をスペーサとして挿入し、常に弓状チューブの空気経路を確保するように構成するのが望ましい。
【００３０】
例えば、外径１５０ｍｍ、内径１１０ｍｍのＡＴＡ１は、６気圧で約２３０ｋｇｆの出力を生成できるが、膝のように大きな可動範囲を必要とする部位においては、力を削減しても変位量の増幅が求められる。
【００３１】
このような場合、上記したワイヤ３による変位拡大法（Ｗｉｒｅ−Ｅｘｐａｎｄｅｒ）が有効である。すなわち、図１に示すように、通過するワイヤ本数に比例した増速効果を有するとともに、ＡＴＡ１の挫屈防止、ＡＴＡ１の均一的な変位補助としても役立つ。
【００３２】
図４は本発明の他の実施例を示す弓状チューブアクチュエータの保持機構の断面図であり、図４（ａ）は流体により加圧されない状態での弓状チューブアクチュエータの保持機構を、図４（ｂ）は流体により加圧された状態での弓状チューブアクチュエータの保持機構をそれぞれ示している。
【００３３】
これらの図に示すように、折り返して積層される弓状チューブ７相互間にその弓状チューブ７の長尺方向に沿って接着剤（両面接着テープでもよい）を施した固定部８が設けられている。
【００３４】
このように隣り合う弓状チューブ７間を接着剤などで固定することにより、弓状チューブ７を糸状捕縛体で編み上げることなく保持することができる。
【００３５】
次に、歩行時の脚の各関節角の変化について説明する。
【００３６】
歩行支援に求められるアクチュエータの可動範囲や特性を明らかにするため、歩行時１周期における足関節の角度変化を各関節にポテンシオメータを装着して計測した。健常者による水平面歩行時の結果を図５に示す。
【００３７】
この図からわかるように、最も可動範囲の大きい膝関節において、支持脚相ではほとんど角度変化がみられないため、効率的な歩行支援として支持脚相では膝関節を固定し、極端に大きなトルクを要さない遊脚相のみ駆動することが有効と考えられる。
【００３８】
このような歩行支援の省エネルギー化と低トルク駆動は、屋外での稼働時間の延長に役立つだけでなく、エネルギー源が多大に存在する屋内においてもチューブサイズの縮小化につながり、装着感指数ＩＷ　を増加させるアクチュエータの構成を実現できることになる。
【００３９】
しかし、支持脚相開始時と終了時には膝関節の微小な角度変位を要することも図５より明らかである。そのため、膝関節を完全に固定するのではなく、若干の角度変位を許容するばねによる固定が有効と考えられる。
【００４０】
図６は本発明の実施例を示す弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置の全体構成図、図７はその膝関節の関節運動支援装置の屈伸制御機構の構成図であり、図７（ａ）は遊脚の関節運動支援装置の動作を示す図、図７（ｂ）は支持脚の関節運動支援装置の動作を示す図である。
【００４１】
これらの図において、１０は関節運動支援装置の装着装置、１１は膝関節部、１２は上部の弓状チューブアクチュエータ（ＡＴＡ）、１３は下部の弓状チューブアクチュエータ（ＡＴＡ）、１４は膝関節の屈伸制御機構、１５は膝関節回転軸、１６は第１の連結棒１８を有する第１の回転板、１７は第２の連結棒１９，２０を有する第２の回転板、２１は膝関節回転軸１５に固定されるブレーキアーム、２２は上部の弓状チューブアクチュエータ１２と第２の連結棒１９の先端部に掛けられる第１のワイヤ、２３は下部の弓状チューブアクチュエータ１３とブレーキアーム２１に掛けられる第２のワイヤである。また、第２の連結棒２０が下部の弓状チューブアクチュエータ１３と第２の回転板１７を繋いでいる。
【００４２】
また、腰回りには電子制御装置３０が配置され、その電子制御装置３０にはＣＰＵ（中央演算処理装置）３１、メモリ３２、入力インタフェース３３、出力インタフェース３４などが設けられる。
【００４３】
さらに、足裏には油圧マット３５が設けられ、膝関節部１１の屈伸制御機構１４のロックを可能にする。また、腰回りには流体タンク３６も配置され、電磁弁スイッチ３７の動作に応じてＡＴＡ１２，１３の加圧、減圧を行わせることができる。なお、電磁弁スイッチ３７の動作データを入力インタフェース３３から電子制御装置３０へ取り込み、その動作データにより、屈伸制御機構１４を電磁ロックするようにしてもよい。
【００４４】
このように、膝関節部１１を中心として、上部のＡＴＡ１２と下部のＡＴＡ１３が配置され、膝関節部１１には膝関節の屈伸制御機構１４が配置される。
【００４５】
以下、自重ロック式膝関節制御の原理について説明する。
【００４６】
これらの原理によって、上記した弓状チューブアクチュエータを用いた、歩行時の膝関節駆動を省エネルギーで支援することができる。
【００４７】
足裏に装備された油圧マット３５は、遊脚相から支持脚相の開始と同時に内圧が高まり、膝関節の屈伸制御機構１４のロック機構の圧力源となり、図７（ｂ）に示すように、膝関節の屈伸制御機構１４をロックし、膝関節を固定する。なお、油圧マット３５に代えて圧力センサ３８を設けて、その圧力センサ３８からのデータを電子制御装置３０に取り込み、膝関節の屈伸制御機構１４の電磁制御を行うようにしてもよい。
【００４８】
次に、油圧マット３５内部の圧力減少が、遊脚相の開始信号として働き、膝関節の屈伸制御機構１４のロックを解除するとともに、電磁弁スイッチ３７がＯＮされて流体タンク３６からの空圧によって膝関節が曲げられる。その膝関節の屈伸制御機構１４を以下に詳細に説明する。
【００４９】
図７の上下のＡＴＡ１２，１３は、関節運動支援装置の装着装置１０により、膝関節部１１を両脇から挟むように装着されており、関節運動支援装置はそれぞれ膝関節回転軸１５を中心に合わせて回転可能な２枚の第１及び第２の回転板１６，１７と１つのブレーキアーム２１、および２つのＡＴＡ１２，１３から構成されている。図７（ａ）に示すように、遊脚相では、上部のＡＴＡ１２を加圧する（膨らませる）ことにより、腿節に固定された第１の回転板１６に対して腿節に固定された第２の回転板１７が膝関節部１１を曲げるように回転駆動され、逆に、図７（ｂ）に示すように、支持脚相では上部のＡＴＡ１２を減圧する（収縮させる）と脚の自重で膝関節部１１が伸びるように反対に回転する。また、支持脚相では、油圧マット３５への加圧によってロック機能が働き、ブレーキアーム２１と第１の回転板１６が一体となる。そのため、膝関節部１１を曲げようとすると、ブレーキアーム２１に取り付けられた第２のワイヤ２３が下部のＡＴＡ１３を縮めようとする。下部のＡＴＡ１３は遊脚・支持脚を通して空圧エネルギーの出入りのない比較的高い圧力での加圧状態が保たれているため、弾性係数の高いばねとして作用し、微小変位はあるものの、十分体重を支えられるだけの回転反力を生成し得る。さらに、階段昇降時の支持脚相では下部のＡＴＡ１３の内圧の調整が有効と考えられる。
【００５０】
図８は本発明の他の実施例を示す弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置の構成図であり、図８（ａ）は遊脚の関節運動支援装置の動作を示す図、図８（ｂ）は支持脚の関節運動支援装置の動作を示す図である。
【００５１】
この実施例では、膝関節の屈伸制御機構１４として引っ張り補助バネ４１，４２を有する４本リンク機構４３を用いるとともに、上部の弓状チューブアクチュエータ４８の支持板を２枚の縦板４４Ａ，４４Ｂで組み立てるとともに、その下部に連結板４５を設け、同様に、下部の弓状チューブアクチュエータ４９の支持板を２枚の縦板４６Ａ，４６Ｂで組み立てるとともに、その上部に連結板４７を設けるようにしている。
【００５２】
そこで、遊脚相の場合には、上部ＡＴＡ４８は加圧せず、下部ＡＴＡ４９は加圧して膝関節を強く駆動し、一方、支持脚相の場合には、上部ＡＴＡ４８は加圧し、下部ＡＴＡ４９は加圧せず膝関節を確実に固定する。その他の部分は、上記した図６及び図７の膝関節の屈伸制御機構の構造と同様である。
【００５３】
また、上記実施例では、チューブアクチュエータは弓状（窪み形状も含む）であればよく、その積層の仕方や巻き方については、種々の変更を行うことができる。
【００５４】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【００５５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【００５６】
（Ａ）身体装着部の形状に合わせた形に成形することにより、突出度を最小限に抑えることができ、無理な姿勢をとることなく容易に着脱可能な、装着性のよい弓状チューブアクチュエータを実現することができる。
【００５７】
（Ｂ）弓状チューブは熱可塑性チューブであり、断面が予め偏平な形状をなし、内部を空気が加圧するとその断面長は変化せずに膨らむので、耐圧性が高く、かつ効率的な力の伝達を行うことができる。
【００５８】
（Ｃ）弓状チューブの外形を保持するためにチューブを編み上げる弾性を有する捕縛体を具備するようにしたので、弓状チューブアクチュエータはばらけることなく形状を保持することができる。
【００５９】
（Ｄ）隣り合う弓状チューブ間を接着手段により固定することにより、弓状チューブを糸状捕縛体で編み上げることなく保持することができる。
【００６０】
（Ｅ）弓状チューブアクチュエータを用いた屈伸支援手段を人体の関節部に装着することにより、その関節部の屈伸運動の支援を行うことができる。
【００６１】
（Ｆ）弓状チューブアクチュエータを用いた屈伸支援手段を人体の膝関節部に装着することにより、歩行時の膝関節部の屈伸運動の支援を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す弓状チューブアクチュエータの構成図である。
【図２】本発明の実施例を示す弓状チューブアクチュエータを示す図である。
【図３】本発明の第２実施例を示す弓状チューブアクチュエータの構成図（代用写真）である。
【図４】本発明の他の実施例を示す弓状チューブアクチュエータの保持機構の説明図である。
【図５】歩行支援に求められるアクチュエータの可動範囲や特性を明らかにするため、歩行時１周期における足関節の角度変化を各関節にポテンシオメータを装着して計測した結果を示す図である。
【図６】本発明の実施例を示す弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置の全体構成図である。
【図７】本発明の実施例を示す弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置の屈伸制御機構の構成図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す弓状チューブアクチュエータを用いた関節運動支援装置の構成図である。
【図９】従来のチューブアクチュエータの構成図である。
【符号の説明】
１　　弓状チューブアクチュエータ（ＡＴＡ）
１Ａ　　弾性を有する捕縛体
１′　　弓状チューブアクチュエータが収縮した状態（無加圧状態）
１″　　弓状チューブアクチュエータが膨らんだ状態（加圧状態）
２　　人体の一部
３　　ワイヤ
４　　下部板
５　　上部板
６　　線状体（小型チューブでもよい）
７　　弓状チューブ
８　　固定部
１０　　関節運動支援装置の装着装置
１１　　膝関節部
１２，４８　　上部の弓状チューブアクチュエータ
１３，４９　　下部の弓状チューブアクチュエータ
１４　　屈伸制御機構
１５　　膝関節回転軸
１６　　第１の回転板
１７　　第２の回転板
１８　　第１の連結棒
１９，２０　　第２の連結棒
２１　　ブレーキアーム
２２　　第１のワイヤ
２３　　第２のワイヤ
３０　　電子制御装置
３１　　ＣＰＵ（中央演算処理装置）
３２　　メモリ
３３　　入力インタフェース
３４　　出力インタフェース
３５　　油圧マット
３６　　流体タンク
３７　　電磁弁スイッチ
３８　　圧力センサ
４１，４２　　引っ張り補助バネ
４３　　４本リンク機構
４４Ａ，４４Ｂ；４６Ａ，４６Ｂ　　２枚の縦板
４５，４７　　連結板
【図１】
2004008449.tif 000003
【図２】
2004008449.tif 000004
【図３】
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【図４】
2004008449.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004008449.tif 000008
【図７】
2004008449.tif 000009
【図８】
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【図９】
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