(57)【要約】ユーザの移動を促進するための電動外骨格装置であって、システムは電動外骨格装置と、電動外骨格装置のユーザが転倒している状態を示す１または複数のパラメータを感知する１または複数のセンサと、感知した状態に応じて展開するように構成される１または複数のエアバッグを備えるエアバッグユニットとを含む。
2015527110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外骨格システムであって、
電動外骨格装置と、
前記電動外骨格装置のユーザが転倒している状態を示す、１または複数のパラメータを感知するための１または複数のセンサと、
感知した前記状態に応じて展開するように構成される１または複数のエアバッグを備えるエアバッグユニットと、
を備える、外骨格システム。
【請求項２】
前記エアバッグユニットは、前記ユーザが着用するように構成される、請求項１のシステム。
【請求項３】
前記エアバッグユニットは、前記電動外骨格装置に結合するように構成される、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記１または複数のセンサは、前記ユーザが着用する前記エアバッグユニット内にあるように構成される、請求項１〜３のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項５】
前記１または複数のセンサは、前記電動外骨格装置に結合するように構成される、請求項１〜４のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項６】
前記信号を処理するためのプロセッサは、前記ユーザが着用する前記エアバッグユニット内にあるように構成される、請求項１〜５のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項７】
前記プロセッサは、前記電動外骨格装置に結合するように構成される、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記１または複数のセンサの第１のセットは前記ユーザが着用するように構成され、前記１または複数のセンサの第２のセットは前記電動外骨格装置に結合するように構成される、請求項１〜７のいずれか１つに記載のシステム。
【請求項９】
前記１または複数のセンサの前記セットのうち１つは、１または複数のセンサの別のセットと重複するように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
プロセッサは、１または複数のセンサの前記第１のセットが１または複数のセンサの前記第２のセットと矛盾するとき、１または複数のエアバッグを展開するかどうかを判断するように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
電動外骨格装置のユーザの安定性を強化する方法であって、
前記方法は、
前記電動外骨格装置のユーザが転倒している状態を示す、１または複数のパラメータを、１または複数のセンサが感知するように構成することと、
感知した前記状態に応じて展開するように構成される１または複数のエアバッグを備えるエアバッグユニットを構成することと、
を含む、方法。
【請求項１２】
前記電動外骨格装置のユーザが転倒している状態を示す、１または複数のパラメータを、１または複数のセンサが感知するように構成することは、前記１または複数のセンサを前記ユーザに結合するように構成することを含む、請求項１１の方法。
【請求項１３】
前記電動外骨格装置のユーザが転倒している状態を示す、１または複数のパラメータを、１または複数のセンサが感知するように構成することは、前記１または複数のセンサが前記電動外骨格装置に結合されるように構成することを含む、請求項１１または請求項１２の方法。
【請求項１４】
前記ユーザが前記エアバッグユニットを着用するように構成することをさらに含む、請求項１１〜１３のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１５】
前記エアバッグユニットが前記電動外骨格装置に結合されるように構成することをさらに含む、請求項１１〜１４のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１６】
プロセッサが前記電動外骨格装置に結合されるように構成することをさらに含む、請求項１１〜１５のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１７】
前記ユーザがプロセッサを装着するように構成することをさらに含む、請求項１１〜１６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１８】
前記ユーザが前記１または複数のセンサの第１のセットを着用するように構成することと、前記１または複数のセンサの第２のセットが前記電動外骨格装置に結合されるように構成することと、前記１または複数のセンサの前記セットのうちの１つが、１または複数のセンサの別のセットと重複するように構成することと、をさらに含む、請求項１１〜１７のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１９】
１または複数のセンサの前記第１のセットが１または複数のセンサの前記第２のセットと矛盾するとき、プロセッサが１または複数のエアバッグを展開するかどうかを判断するように構成することをさらに含む、請求項１８の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、下肢障害を持つ人々の直立可動性を回復および／または補助するための電動外骨格に関する。具体的には、本発明は、電動外骨格内に１または複数のエアバッグを含むことに関する。
【背景技術】
【０００２】
エアバッグは、一般に、自動車内で用いられるが、その他の車両（たとえばオートバイ）、さらにはその他の用途（たとえば馬に乗る乗馬者）のためにも開発されてきた。
【０００３】
車両用エアバッグに加えて、転倒の衝撃を和らげるために、個人、一般には高齢者が着用するように個人用エアバッグも開発されてきた。一部の用途では、高所で作業する必要もありえる労働者のためにエアバッグが開発されてきた。一部の用途では、特に雪崩発生時に用いるために、スキーヤー用のエアバッグが開発されている。
【０００４】
一般に、エアバッグ装置において、エアバッグ制御ユニットと通信してもよいインフレータに信号が送信されてもよい。一部の実施形態では、イグナイタは窒素ガスを迅速に発生する化学反応を開始してもよい。一部のエアバッグでは、圧縮窒素またはアルゴンを、点火作動弁、またはその他のガス発生剤と共に用いてもよい。一般に、その他のガス発生剤は、ニトログアニジン、相安定化硝酸アンモニウム（ＮＨ４ＮＯ３）またはその他の非金属酸化剤と窒素に富む燃料の混合物を含んでいてもよい。
【０００５】
エアバッグはまた、燃焼率改良剤も含有していてもよい。燃焼率改良剤は、アルカリ金属硝酸塩（ＮＯ３−）または亜硝酸塩（ＮＯ２−）、ジシアナミドまたはその塩類、またはとりわけ、水素化ホウ素ナトリウム（ＮａＢＨ４）を含む。エアバッグは、冷却剤およびスラグ形成剤を含有していてもよい。冷却剤およびスラグ形成剤は、粘土、シリカ、アルミナ、ガラス、またはその他の既知の物質であってもよい。
【０００６】
本発明の一部の実施形態では、エアバッグは、その他のガス発生剤を含んでいてもよい。ガス発生剤には、たとえば、高いガス生成率を有するが、保存性があまり良くないニトロセルロース系のガス発生剤、または、たとえば、塩素酸塩（ＣｌＯ３−）または過塩素酸塩（ＣｌＯ４−）を含むジカルボン酸、トリカルボン酸など、無機酸化剤を含む高酸素無窒素有機化合物がある。
【０００７】
個人用エアバッグは個人の体の回りに巻きつけられてもよく、たとえば、頭部および／またはウエスト部分の回りに巻きつけられてもよい。エアバッグ（またはエアバッグによって保護される個人）が地面に向かって加速していることを制御ユニットが検知すると、個人用エアバッグは、一般に、約０．１秒で膨張することができる。
【０００８】
米国だけで約２００万もの人々が、唯一の移動手段として車椅子生活を強いられている。その結果、車椅子生活を送る人々の生活は、階段、でこぼこの舗装および狭い通路などの数々の障害に直面している。さらに、多くの障害者は長時間立位を維持する能力を持たず、限定された上半身の動きしかできないことも多い。
【０００９】
一般に、障害者が長時間立位を維持しようとすることは、深刻な合併症をもたらすこともある。急激な健康悪化を避けるために理学療法／水治療法を多く取り入れることに加えて、立位補助具などの高価な器具および指導者が必要となることが多い。
【００１０】
一般に、車椅子生活を送る障害者用のリハビリ機器、さらにはリハビリ施設で利用可能な機器は訓練のためにのみ用いられる。
【発明の概要】
【００１１】
本発明は、一般に、ユーザの移動を促進するための電動外骨格装置に関連する。システムは、電動外骨格装置と、電動外骨格装置のユーザが転倒している状態を示す１または複数のパラメータを感知する１または複数のセンサと、感知した状態に応じて展開するように構成される１または複数のエアバッグを備えるエアバッグユニットとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
以下の発明を実施するための形態で例を説明し、添付図で例示する。
【００１３】
【図１】本発明の実施形態による、電動外骨格装置を用いる個人に結合されるエアバッグの概略図である。
【図２ａ】本発明の実施形態による、電動外骨格装置を用いる個人に結合されるエアバッグの概略図である。
【図２ｂ】本発明の実施形態による、電動外骨格装置に結合されるエアバッグの概略図である。
【図３】本発明の実施形態による、電動外骨格装置内の１または複数のセンサに結合されるエアバッグユニットの概略図である。
【図４】本発明の実施形態による、エアバッグが、電動外骨格装置を用いる個人および電動外骨格装置内のセンサに結合される、概略図である。
【図５】本発明の実施形態による方法のフローチャートである。
【００１４】
簡略かつ明確に例示するために、図に示す要素は必ずしも縮尺通りには描かれていないことを理解されたい。たとえば、明確にするために、ある要素の寸法は、別の要素の寸法に比べて誇張されていることもある。さらに、適当と思われる場合には、対応する要素または類似する要素を示すために、複数の図で符号が繰り返されることもある。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
発明を実施するための形態において、本発明の方法および機器を完全に理解するために、複数の具体的な詳細を説明する。ただし、本発明の方法および機器は、これらの具体的な詳細を用いなくても実行できることが当業者には理解されるであろう。その他の例では、本発明の方法および機器を明確にするために、周知の方法、手順、および構成部品は詳細には説明していない。
【００１６】
本発明で開示し、論議する本発明の実施形態はこの点で限定されないものの、本明細書で用いる「複数（ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）（ａ  ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」という用語は、たとえば、「複数（ｍｕｌｔｉｐｌｅ）」または「２つまたはそれ以上」を含んでいてもよい。「複数」という用語は、本明細書を通じて２つまたはそれ以上の構成部品、装置、要素、ユニット、パラメータなどを説明するために用いられてもよい。特に明記しない限り、本明細書で記載する方法例は、具体的な順序または手順に限定されるものではない。さらに、記載する方法例またはその要素の中には、同時点で生じ、または実行することができるものもある。
【００１７】
別途記載のない限り、以下の説明から明らかなように、本明細書を通じて、「加える」、「関連させる」、「選択する」、「評価する」、「処理する」、「演算する」、「計算する」、「決定する」、「指定する」、「割り当てる」などの用語を用いた説明は、コンピュータ、コンピュータプロセッサまたは演算システム、または類似の電子演算装置のアクションおよび／またはプロセスを指すことが理解されよう。このアクションおよび／またはプロセスは、演算システムのレジスタおよび／またはメモリ内の電子、量などの物理データとして表されるデータを操作し、実行し、および／または変換して、演算システムのメモリ、レジスタまたはその他の情報記憶、伝達または表示装置などの物理量として同様に表されるその他のデータに変える。
【００１８】
以下の発明を実施するための形態において、以下に示す本発明の実施形態を完全に理解するために、複数の具体的な詳細を説明する。ただし、本発明は、これらの具体的な詳細を用いなくても実行できることが当業者には理解されるであろう。その他の例では、本発明の本実施形態を明確にするために、周知の方法、手順、および構成部品は詳細には説明していない。
【００１９】
電動外骨格装置は、下半身および下肢の電動装具システムであってもよく、一般に、ユーザの体に取り付けてもよく、一部の実施形態では、衣服の下に取り付けてもよい。本発明の一部の実施形態では、電動外骨格装置は、衣服の上からユーザの体に取り付けてもよい。
【００２０】
一般に、電動外骨格装置は、ユーザの移動を助けることに有用であってもよい。
【００２１】
一部の実施形態では、電動外骨格装置を用いることによって、ユーザは、日々の活動、特に姿勢、および障害の結果として一般に失い、または損なわれた能力の一部またはすべてを回復することが可能であってもよい。
【００２２】
本発明の一部の実施形態では、電動外骨格装置によって、健常者のユーザは自分の筋肉が現在出すことができる以上の力を行使することができてもよい。一部の実施形態では、電動外骨格装置によって、健常者のユーザは、一般に、より少ない努力で標準的な力を行使することができてもよい。
【００２３】
姿勢および移動に加えて、電動外骨格装置は、立位から座位までの移動、および階段の昇降などの他の運動機能も支援してもよい。
【００２４】
電動外骨格装置は、一般に、対麻痺、四肢麻痺、片麻痺、ポリオによる麻痺などの障害を持つユーザに適していてもよく、一部の適用では、可動性に重大な問題がある患者に適していてもよい。
【００２５】
本発明の一部の実施形態では、電動外骨格装置によって、自立装置を用いて垂直姿勢および移動が可能となる。自立装置は、一般に、取り外し可能な軽量支持構造と共に、推進および制御手段を備える。
【００２６】
一般に、電動外骨格装置を用いることによって、筋緊張の不全を緩和すると共に、足の支持および歩行の生理学的機構を再構成することが可能となってもよい。その結果として、装置は、一部の実施形態では、障害者の共同体において車椅子の必要性が低減されることもある。電動外骨格装置によって、ユーザの独立性が増し、階段などの障害物および／または当該技術で既知のその他の障害物を克服する能力が提供されてもよい。
【００２７】
図１はユーザに結合された電動外骨格装置の一例の概略図である。ユーザはエアバッグに結合されてもよい。概略図は、本発明の一例によるユーザの正面図および側面図を示す。
【００２８】
電動外骨格装置１０は、一対の脚部材および／または装具を含んでいてもよく、一部の例では、一対の脚部材および／または装具はユーザの下肢の片側に結合するように構成される。本発明の一部の実施形態では、ユーザの片方の下肢に結合される単一の脚部材のみであってもよい。
【００２９】
電動外骨格装置１０は、ユーザ５の体に取り付けられる制御ユニット１１０を含んでいてもよい。一部の実施形態では、ユーザ５は人である、一部の例では、制御ユニット１１０は、バックパック１３０に取り付けられても、結合されても、または挿入されてもよい。
【００３０】
制御ユニット１１０は、プログラムおよびアルゴリズムを実行するように構成されてもよい。プログラムおよびアルゴリズムの一部は、当該技術で既知であるように、内蔵プロセッサによって実行される。本発明の一部の実施形態では、制御ユニット１１０は、センサを含むその他の装置と相互作用してもよい。センサは電動外骨格装置１０の構成部品であってもよく、または外部の部品であってもよい。
【００３１】
一部の実施形態では、内蔵プロセッサは常に、またはときどき、体の上半身の運動と相互作用してもよい。内蔵プロセッサが常に、またはときどき体の上半身の運動と相互作用するとき、歩行パターンおよび歩行安定性がユーザ５の助けを得て可能となってもよい。
【００３２】
本発明の一部の実施形態では、制御ユニット１１０は、電動外骨格装置１０に動力伝導部を経て指令を出してもよい。一般に、制御ユニット１１０は、専用の電子回路を含有してもよく、または一部の例では、専用の電子回路に結合してもよい。
【００３３】
一部の実施形態では、制御ユニット１１０は、１または複数のセンサユニットに結合されてもよい。１または複数のセンサユニットは、１または複数のセンサ、たとえば傾斜センサを含んでいてもよい。一部の例では、センサは、当該技術において既知のその他のセンサを含んでいてもよく、および／またはそれらに類似していてもよい。本発明の一部の実施形態では、センサユニットは、電動外骨格装置１０のパラメータを監視してもよい。一部の例では、センサは、電動外骨格装置のユーザが転倒している状態を示す１または複数のパラメータを感知する。転倒はユーザの安全上の懸念を表すこともある。電動外骨格装置１０の監視されるパラメータには、胴体の傾き角度、関節の角度、モータ負荷、ユーザおよびまたは電動外骨格装置１０の速度および方向、警告およびその他のパラメータが含まれていてもよい。
【００３４】
本発明の一部の実施形態では、センサユニット１２０は、電動外骨格装置１０の監視されたパラメータに関する情報を制御ユニット１１０および／またはプロセッサにフィードバックインタフェースを介して送信してもよい。フィードバックインタフェースは当該技術で既知である。一部の例では、センサユニット１２０は、電動外骨格装置１０の監視されたパラメータに関する情報を、下記のようにその他の装置に送信してもよい。
【００３５】
本発明の一部の実施形態では、電動外骨格装置は、１または複数の関節を含んでいてもよい。電動外骨格装置１０の１または複数の関節は、たとえば、足関節２０、膝関節３０、または股関節４０を含んでいてもよい。本発明の一部の実施形態では、電動外骨格装置１０はまた、１または複数の角度センサを備えていてもよい。１または複数の角度センサは、一部の実施形態では、１または複数の関節、つまり、足関節２０、膝関節３０、または股関節４０によって接続される部分間の相対角度を感知する。
【００３６】
一部の例では、センサユニット１２０の少なくとも１つのセンサからの出力信号は、制御ユニット１１０に通信されてもよい。出力信号は接続された部分間の現在の相対角度を示していてもよい。
【００３７】
本発明の一部の実施形態では、センサユニット１２０は、ユーザ５または後述する装具に取り付けられてもよい。センサユニット１２０は、電動外骨格装置１０の任意の構成部品に配置されてもよい。センサユニット１２０の傾斜角度は、電動外骨格装置１０の胴体支持部の傾斜角度を反映する。一部の例では、センサユニット１２０からの出力信号は、ユーザの胴体と垂直線との間の角度を示していてもよい。一部の実施形態では、出力信号は、外骨格全体と地面に対する垂直線との間の角度を示していてもよい。
【００３８】
一部の実施形態では、電動外骨格装置１０は、１または複数の追加の補助センサを含んでいてもよい。補助センサは、１または複数の感圧センサを含んでいてもよい。一般に、感圧センサは電動外骨格装置１０に行使される地面反力を測定してもよい。一部の実施形態では、地面反力センサは、ユーザの足の裏に取り付けるように設計された表面に含まれてもよい。
【００３９】
制御ユニット１１０は、電動外骨格装置１０のバックパック、たとえばバックパック１３０内に配置されてもよい。代替的に、制御ユニットの構成部品は、電動外骨格装置１０の様々な構成部品に内蔵されていてもよい。一部の例では、制御ユニット１１０は、複数の相互通信する電子装置を含んでいてもよい。制御ユニット１１０と複数の相互通信する電子装置との間の相互通信は、有線または無線であってもよい。
【００４０】
本発明の一部の実施形態では、制御ユニット１１０と、膝モータユニット９０および／または腰モータユニット１００およびセンサなどの電動外骨格装置１０の構成部品、および／または電動外骨格装置１０のその他の構成部品との間の通信は、有線または無線であってもよい。
【００４１】
電動外骨格装置１０は、マンマシンインタフェース、つまりＭＭＩを含んでいてもよい。本発明の一部の実施形態では、ＭＭＩは、たとえば、遠隔制御部１４０であってもよい。この遠隔制御部１４０を通じて、ユーザは電動外骨格装置１０の操作モードおよびパラメータを制御する。一部の例では、マンマシンインタフェースまたは遠隔制御部１４０によって制御された電動外骨格装置１０の操作モードおよびパラメータは、座位モードおよび立位モード、または当該技術において既知のその他のモードを含んでいてもよい。
【００４２】
遠隔制御部１４０は、１または複数のプッシュボタン、スイッチ、タッチパッドまたはその他のインタフェースを含んでいてもよい。本発明の一部の実施形態では、遠隔制御部１４０は、ユーザが操作することができる、その他の類似する手動で操作する制御部を含んでいてもよい。一般に、遠隔制御部１４０の操作によって、出力信号または当該技術において既知のその他の信号を生成して、制御ユニット１１０と通信してもよい。
【００４３】
遠隔制御部１４０と制御ユニット１１０との間で通信される信号は、操作モードを開始または継続するためのユーザリクエストを指示してもよい。たとえば、遠隔制御部１４０と制御ユニット１１０との間で通信される信号は、適切なセンサ信号を受信するとき、歩行を開始するための指令、または一部の例では、前進歩行を継続するための指令、または当該技術において既知のその他の操作を指示してもよい。本発明の一部の実施形態では、遠隔制御部１４０と制御ユニット１１０との間で通信される信号は、電動外骨格装置１０をオンまたはオフにする制御を含んでいてもよい。一部の実施形態では、遠隔制御部１４０と制御ユニット１１０との間で通信される信号は、電動外骨格装置を待機状態にする制御を含んでいてもよい。
【００４４】
一部の例では、遠隔制御部１４０は、ユーザ５が容易にアクセスできる場所に取り付けるように設計されてもよい。たとえば、遠隔制御部１４０は、特定の場所にバンドまたはストラップで、特定の場所に配置および／または固定されてもよい。
【００４５】
一部の例では、遠隔制御部１４０は、複数の独立した制御部を含んでいてもよい。遠隔制御部１４０の各独立した制御部は、個別に制御ユニット１１０と通信するように構成されてもよく、遠隔制御部１４０の各独立した制御部は、ユーザ５または電動外骨格装置１０の別々の場所に取り付けるように構成されてもよい。
【００４６】
本発明の一部の実施形態では、ユーザ５は様々な指示をＭＭＩから受信してもよく、またはその他のインタフェース、たとえば、コンピュータキーボードを通じたユーザの意志にしたがって、ユーザの指令を送信して、モータのギアを変更してもよい。
【００４７】
本発明の一部の実施形態では、電動外骨格装置１０は、電源ユニット１９０を含んでいてもよい。本発明の一部の実施形態では、電源ユニット１９０は、バックパック１３０内に配置されるように、または結合されるように構成されてもよい。電源ユニット１９０は、充電式バッテリおよび／または関連する回路を含んでいてもよい。一部の例では、電源ユニット１９０は、代替の電源を有していてもよい。本発明の一部の実施形態では、電源ユニット１９０は、充電式バッテリで充電されてもよい。一部の例では、電源ユニット１９０は太陽電池を電源としてもよい。一部の実施形態では、電源ユニット１９０は、周辺装置に電力を提供してもよい。
【００４８】
一部の実施形態では、装具部分はユーザ５の体の一部に隣接して着用されてもよい。
【００４９】
本発明の一部の実施形態では、装具は骨盤装具１５０を含んでいてもよい。骨盤装具１５０は、ユーザ５の胴体の上に着用されてもよい。一部の例では、装具は大腿部装具１６０を含んでいてもよい。大腿部装具１６０は、ユーザの大腿部に隣接して着用されてもよい。一部の実施形態では、装具は脚装具１７０を含んでいてもよい。脚装具１７０は、ユーザのふくらはぎに隣接して着用されてもよい。一部の実施形態では、装具は足装具１７５を含んでいてもよい。足装具１７５は、ユーザ５の足に結合するように構成されてもよい。安定靴装具は、脚装具１７０および足装具１７５の底部に取り付けられてもよい。ユーザ５のその他の部分に結合するように構成され、当該技術で既知のその他の装具も用いてもよい。
【００５０】
電動外骨格装置１０は、ストラップ１８０を含んでいてもよい。本発明の一部の実施形態では、ストラップ１８０は、前述の電動外骨格装置１０の各部品装具が、ユーザ５の体の適切に対応する部分に確実に取り付けられるようにしてもよい。一部の実施形態では、当該技術で既知の別の方法も用いて前述の部品装具を取り付け、または結合してもよい。本発明の一部の実施形態では、ストラップ１８０は、当該技術で既知の可撓性素材または繊維でできていてもよい。
【００５１】
一般に、部品装具が動くと、取り付けられた体の部分が移動してもよい。一部の例では、電動外骨格装置１０の装具またはその他の構成部品は調節可能であってもよく、それによって電動外骨格装置１０を特定のユーザの体に最適に装着することができる。一部の例では、移動する取り付けられた体の一部は、それ自体動かすことができなくてもよい。本発明の一部の実施形態では、移動する取り付けられた体の一部は、別の方法でそれ自体動かすことができてもよい。
【００５２】
本発明の一部の実施形態では、電動外骨格装置はその他の装置と一緒に用いられてもよい。その他の装置は、さらに支持および／または可動性を提供してもよい。一部の例では、その他の装置は、当該技術で既知であるその他の機能を提供してもよい。
【００５３】
一部の実施形態では、電動外骨格システムは、後述するエアバッグユニット２００と一緒に用いてもよい電動外骨格装置を含んでいてもよい。エアバッグユニット２００はユーザ５に結合されてもよい。一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は電動外骨格装置１０に結合されてもよい。
【００５４】
本発明の一部の実施形態では、電動外骨格装置１０に結合されるエアバッグユニット２００によって、設置および有資格者の関与が不要であってもよいシステムが実現する。
【００５５】
一部の例では、電動外骨格装置１０に結合されるエアバッグユニットおよび／またはユーザ５が着用するエアバッグユニットは、エアバッグが配備されるためにユーザ５が意識して行動を起こす必要がなくてもよい、受動システムとして構成される。
【００５６】
エアバッグユニットを含み、ユーザ５および／または電動外骨格装置１０に結合される電動外骨格システムは、柔軟なシステムであり、一部の実施形態では、役割と環境が独立した１または複数のエアバッグを展開するように設計されてもよい。
【００５７】
エアバッグユニット２００を含み、ユーザ５および／または電動外骨格装置１０に結合される電動外骨格システムは、ユーザ５が操作するために特別な知識または訓練を必要とすることのない相対的に簡潔なシステムであるように構成される。
【００５８】
図２ａは、一例による、ユーザに接続されるエアバッグユニットの概略図である。
【００５９】
エアバッグユニット２００は、ユーザ５にストラップ２１０によって結合されてもよい。本発明の一部の実施形態では、エアバッグユニット２００をユーザ５に結合するその他の方法を用いてもよい。エアバッグユニット２００は、ナップザックまたはユーザ５に結合することができる類似のバッグであってもよい。一部の例では、エアバッグユニットは、ベストまたはユーザ５が着用するその他の衣服の形状であってもよい。一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、その他の使用用途を持っていてもよく、エアバッグ２５０を展開することに加えて、物体を運ぶために役立ってもよい。
【００６０】
本発明の一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、ベルトを含む衣服の装飾品であってもよい。本発明の一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、機械的、有線、無線またはその他の方法で結合し、互いに通信する複数のユニットを含んでいてもよい。複数のユニットは、その他の装置とも通信してもよい。
【００６１】
エアバッグユニット２００は、転倒検知ユニット２１５を含んでいてもよい。転倒検知ユニット２１５は、加速度計２２０を含んでいてもよい。加速度計は、一般に、ユーザ５が転倒しているかどうかを判断するためにデータを提供するように構成される。転倒検知ユニット２１５はまた、角速度センサ２２５および／またはジャイロセンサ２４５を含んでいてもよい。一部の実施形態では、転倒検知ユニット２１５はまた、プロセッサ２５５を含んでいてもよい。プロセッサはユーザ５が転倒する可能性のある方向および速度を測定するように構成される。
【００６２】
本発明の一部の実施形態では、エアバッグユニットは、手動膨張制御ユニット２３５を含んでいてもよい。手動膨張制御ユニットによって、ユーザ５が１または複数のエアバッグをセンサデータとは独立して膨張させることができるように構成される。
【００６３】
一部の例では、エアバッグユニット２００はその他のセンサを含む。センサは、ユーザ５が転倒しているかを判断するデータを提供するように構成されてもよい。一部の実施形態では、センサは、１または複数のエアバッグ２５０を展開する方法を決定するためのデータを提供するように構成されてもよい。エアバッグ２５０はエアバッグユニット２００に含まれていてもよく、それによって、エアバッグ２５０は迅速に展開できる。エアバッグ２５０はクッション型、チューブ型または当該技術で既知のその他の型であってもよい。
【００６４】
エアバッグ２５０は、ユーザ５の背中上および／またはウエスト回りで展開するように構成されてもよい。エアバッグ２５０はまた、当該技術で既知であるその他の展開部分で展開するように構成されてもよい。
【００６５】
一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、制御ユニット２３０を含む。制御ユニットは、エアバッグユニット２００を制御する機能を提供するように構成されてもよい。一部の例では、エアバッグユニット２００は電源ユニット２４０を含む。電源ユニット２４０は既知のように、バッテリ、燃料電池または太陽電池であってもよい。本発明の一部の実施形態では、電源ユニット２４０によって外部電源に結合できてもよい。
【００６６】
エアバッグユニット２００は、一部の事例では、膨張ユニット２６０を含んでいてもよい。本発明の一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、１または複数の膨張ユニットを含む。各ユニットは１または複数のエアバッグ２５０に取り付けられるように構成される。
【００６７】
本発明の一部の実施形態では、膨張ユニット２６０は圧縮ガス、たとえばＣＯ２カートリッジを含む。一部の例では、トリガ機構、たとえば機械的、電子またはその他の既知の技術を使用して、圧縮ガスの放出を誘発してもよい。圧縮ガスは、シリンダまたはその他の容器に含有されてもよい。一部の実施形態では、シリンダは充填可能である。圧縮ガスの放出は、シリンダまたは容器の穴を介してもよく、または小規模で制御された爆発、またはその他の方法によってもよい。
【００６８】
一部の実施形態では、膨張ユニット２６０は、当該技術で既知のように、電子トリガ機構との化学反応の結果としてガスを生成する技術を含む。本発明の一部の実施形態では、エアバッグ２５０は、ＮａＮ３、ＫＮＯ３、およびＳｉＯ２の混合物を含有してもよい。混合物は電気的刺激によって点火されてもよい。点火された混合物は、一部の事例では、エアバッグを充填する窒素ガスを生成してもよい。一部の実施形態では、ＫＮＯ３およびＳｉＯ２を用いて、ナトリウム金属を無害な物質に変換して除去してもよい。
【００６９】
図２ｂは、一例による外骨格に結合されるエアバッグの概略図である。
【００７０】
エアバッグユニット２００は、ストラップ２１０によって電動外骨格装置１０に結合されてもよい。一部の例では、エアバッグユニット２００を電動外骨格装置１０に結合するその他の方法を用いてもよい。一般に、エアバッグユニット２００は容器であり、たとえば、電動外骨格装置１０に結合可能なバッグである。本発明の一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、前述のバックパック１３０またはその一部に結合されてもよい。
【００７１】
一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、機械的、有線、無線またはその他の方法で結合し、互いに通信する複数のユニットを含んでいてもよい。
【００７２】
エアバッグユニット２００は、転倒検知ユニット２１５を含んでいてもよい。転倒検知ユニット２１５は、加速度計２２０を含んでいてもよい。加速度計は、一般に、ユーザ５が転倒しているかどうかを判断するためにデータを提供するように構成される。転倒検知ユニット２１５はまた、角速度センサ２２５および／またはジャイロセンサ２４５を含んでいてもよい。一部の例では、転倒検知ユニット２１５はまた、プロセッサ２５５を含んでいてもよい。プロセッサはユーザ５が転倒する可能性のある方向および速度を測定するように構成される。
【００７３】
本発明の一部の実施形態では、転倒検知ユニット２１５は、無線または有線接続で、たとえば、電動外骨格装置１０上の傾斜センサなどの１または複数のセンサユニット１２０に結合されてもよい。傾斜センサは、ユーザ５が転倒しているかどうかを判断するためにデータを提供するように構成される。一部の実施形態では、傾斜センサはユーザ５が転倒しているかどうかを判断してもよい。
【００７４】
本発明の一部の実施形態では、エアバッグユニットは、手動膨張制御ユニット２３５を含んでいてもよい。手動膨張制御ユニットによって、ユーザ５が１または複数のエアバッグをセンサデータとは独立して膨張させることができるように構成される。
【００７５】
一部の実施形態では、エアバッグユニット２００はその他のセンサを含む。センサは、一部の事例では、ユーザ５が転倒しているかを判断するデータを提供するように構成されてもよい。一部の例では、センサは、１または複数のエアバッグ２５０を展開する方法を決定するためのデータを提供するように構成されてもよい。エアバッグ２５０はエアバッグユニット２００に含まれてもよく、それによって、エアバッグ２５０は迅速に展開することができる。エアバッグ２５０はクッション型、チューブ型または当該技術で既知のその他の型であってもよい。
【００７６】
一部の実施形態では、エアバッグ２５０は、ユーザ５の背中上および／またはウエスト回りで展開するように構成されてもよい。エアバッグ２５０はまた、当該技術で既知であるその他の展開部分で展開するように構成されてもよい。
【００７７】
本発明の一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、制御ユニット２３０を含む。制御ユニットは、ユーザ５が転倒しているかどうかを、一般に、アルゴリズムを用いてデータに基づき、判断するように構成されてもよい。データは加速度計２２０またはその他のセンサからのデータを含む。一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は電源ユニット２４０を含む。電源ユニット２４０は既知のように、バッテリ、燃料電池または太陽電池であってもよい。一部の例では、電源ユニット２４０によって外部電源に結合できてもよい。
【００７８】
エアバッグユニット２００は膨張ユニット２６０を含む。一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は１または複数の膨張ユニットを含む。各ユニットは１または複数のエアバッグ２５０に取り付けられるように構成される。
【００７９】
一部の実施形態では、膨張ユニット２６０は圧縮ガス技術を含む。一部の例では、圧縮ガス技術はＣ０２カートリッジを含んでいてもよい。一部の例では、トリガ機構、一般に、機械的、電子またはその他の既知の技術を用いて、前述のように、圧縮ガスの放出を誘発する。本発明の一部の実施形態では、当該技術で既知であり、前述のように、膨張ユニット２６０は、一般に、電子トリガ機構との化学反応の結果としてガスを生成する技術を含む。
【００８０】
図３は、本発明の一例による、電動外骨格装置内のセンサに接続されるエアバッグの概略図である。
【００８１】
本発明の一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、前述のように、電動外骨格装置１０に結合されてもよい。エアバッグユニット２００は容器であってもよく、たとえば、電動外骨格装置１０に結合可能なバッグであってもよい。
【００８２】
一部の例では、エアバッグユニット２００は、ユーザ５にストラップ２１０によって結合されてもよい。一部の実施形態では、エアバッグユニット２００をユーザ５に結合するその他の方法を用いてもよい。本発明の一部の実施形態では、エアバッグユニット２００はナップザック、バックパック、またはユーザ５に結合またはユーザ５が装着することができる類似のバッグであってもよい。本発明の一部の実施形態では、エアバッグユニットは、ベストまたはユーザ５が装着するその他の衣服の形状であってもよい。一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、その他の使用用途を持っていてもよく、エアバッグ２５０を展開することに加えて、物体を運ぶために役立ってもよい。
【００８３】
一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、機械的、有線、無線またはその他の方法で結合し、互いに通信する複数のユニットを含んでいてもよい。
【００８４】
エアバッグユニット２００は、機械的に、有線、および／または無線で、前述の電動外骨格装置１０内の１または複数のセンサユニット１２０および制御ユニット１１０と結合してもよい。
【００８５】
一部の例では、エアバッグユニット２００は、無線または有線接続で１または複数のセンサユニット１２０、たとえば、電動外骨格装置１０上の傾斜センサと結合してもよい。傾斜センサは、傾斜センサは、ユーザ５が転倒しているかどうかを判断するためにデータを提供するように構成される。一部の実施形態では、傾斜センサはユーザ５が転倒しているかどうかを判断する。
【００８６】
本発明の一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、手動膨張制御ユニット２３５を含んでいてもよい。手動膨張制御ユニットによって、ユーザ５が１または複数のエアバッグをセンサデータとは独立して膨張させることができるように構成される。
【００８７】
エアバッグ２５０は、エアバッグユニット２００内に含まれていてもよく、それによって、エアバッグ２５０は迅速に展開できる。エアバッグ２５０はクッション型、チューブ型または当該技術で既知のその他の型であってもよい。
【００８８】
一部の事例では、エアバッグ２５０は、ユーザ５の背中上および／またはウエスト回りで展開するように構成されてもよい。エアバッグ２５０はまた、当該技術で既知であるその他の展開部分で展開するように構成されてもよい。
【００８９】
本発明の一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、通信ユニット２７０を含む。通信ユニットは、電動外骨格装置１０内の制御ユニット１１０および／またはセンサユニット１２０と通信するように構成されてもよい。
【００９０】
一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は電源ユニット２４０を含む。電源ユニット２４０は既知のように、バッテリ、燃料電池または太陽電池であってもよい。一部の例では、電源ユニット２４０によって外部電源に結合できてもよい。一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、電力を電源ユニット１９０から受けるための連結器２８０を有していてもよい。前述した電源ユニットは電動外骨格装置１０に結合する。本発明の一部の実施形態では、電力は物理的接続によって伝達されてもよい。一部の実施形態では、電力は無線によって伝達されてもよい。
【００９１】
本発明の一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は膨張ユニット２６０を含む。一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、１または複数の膨張ユニットを含む。各ユニットは１または複数のエアバッグ２５０に取り付けられるように構成される。
【００９２】
トリガ機構は、制御ユニット１１０と通信して、１または複数のエアバッグ２５０を膨張させる時期を決定してもよい。
【００９３】
本発明の一部の実施形態では、膨張ユニット２６０は、前述の圧縮ガス技術を含む。一部の例では、膨張ユニット２６０は、前述のようにガス生成技術を含む。
【００９４】
図４は、一例によるユニットに関連する重複エアバッグを備える電動外骨格装置の概略図である。
【００９５】
前述のエアバッグユニット２００は、前述のようにユーザ５に結合されてもよい。前述のエアバッグユニット２００は、前述のように電動外骨格装置１０に結合されてもよい。
【００９６】
一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、機械的に、有線、および／または無線で、前述の電動外骨格装置１０内の１または複数のセンサユニット１２０および制御ユニット１１０と結合してもよい。
【００９７】
一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、制御ユニット２３０を含む。制御ユニットは、ユーザ５が転倒しているかどうかを、一般に、アルゴリズムを用いてデータに基づき、判断するように構成されてもよい。データは加速度計２２０またはその他のセンサからのデータを含む。
【００９８】
エアバッグユニットはまた、転倒検知ユニット２１５を含んでいてもよい。転倒検知ユニット２１５は、加速度計２２０を含んでいてもよい。加速度計は、一般に、ユーザ５が転倒しているかどうかを判断するためにデータを提供するように構成される。転倒検知ユニット２１５はまた、角速度センサ２２５および／またはジャイロセンサ２４５を含んでいてもよい。一部の実施形態では、転倒検知ユニット２１５はまた、プロセッサ２５５を含んでいてもよい。プロセッサはユーザ５が転倒する可能性のある方向および速度を測定するように構成される。
【００９９】
本発明の一部の実施形態では、センサ１２０、制御ユニット１１０、転倒検知ユニット２１５内のセンサおよび／またはプロセッサ２５５は互いに重複していてもよい。
【０１００】
一部の実施形態では、転倒検知ユニット２１５は、無線または有線接続で、たとえば、電動外骨格装置１０上の傾斜センサなどの１または複数のセンサユニット１２０に結合されてもよい。傾斜センサは、ユーザ５が転倒しているかどうかを判断するためにデータを提供するように構成される。一部の例では、傾斜センサはユーザ５が転倒しているかどうかを判断する。
【０１０１】
エアバッグユニット２００は膨張ユニット２６０を含んでいてもよい。一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は１または複数の膨張ユニットを含む。各ユニットは１または複数のエアバッグ２５０に取り付けられるように構成される。
【０１０２】
一部の実施形態では、膨張ユニット２６０は圧縮ガス技術、たとえばＣＯ２カートリッジを含む。本発明の一部の実施形態では、トリガ機構、一般に、機械的、電子またはその他の既知の技術を用いて、前述のように、圧縮ガスの放出を誘発する。
【０１０３】
一部の事例では、トリガ機構は制御ユニット１１０と通信して、１または複数のエアバッグ２５０を膨張させる時期を判断してもよい。トリガ機構はまた、制御ユニット２３０と通信してもよい。
【０１０４】
エアバッグ２５０は、圧縮空気、および／または前述のガス生成技術によって膨張されてもよい。
【０１０５】
一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は電源ユニット２４０を含む。電源ユニット２４０は既知のように、バッテリ、燃料電池または太陽電池であってもよい。一部の例では、電源ユニット２４０によって外部電源に結合できてもよい。一部の実施形態では、エアバッグユニット２００は、電力を電源ユニット１９０から受けるための連結器２８０を有していてもよい。前述した電源ユニットは電動外骨格装置１０に結合する。
【０１０６】
制御ユニット１１０は、プログラムおよびアルゴリズムを実行するように構成されてもよい。プログラムおよびアルゴリズムの一部は、当該技術で既知であるように、内蔵プロセッサ１１５によって実行される。プロセッサはアルゴリズムを実行して、矛盾するデータがセンサ１２０から返ってきたとき、および／またはセンサが矛盾するとき、転倒検知ユニット２１５が矛盾するとき、たとえば、複数のエアバッグ２５０のうち１つに関連する１または複数のセンサが矛盾するとき、１または複数のエアバッグ２５０を展開するかどうかを判断するように構成される。
【０１０７】
図５は、一例による方法を説明するフローチャートである。一般に、電動外骨格装置１０の使用に関連する１または複数のエアバッグ２５０を展開する方法は、１または複数のセンサを構成することを含む。センサは、電動外骨格装置１０またはエアバッグユニット２００、またはその両方の中にあってもよく、ブロック５００に描写するように電動外骨格装置１０のユーザ５が転倒しているかに関連するパラメータを記録する。
【０１０８】
ブロック５１０は、プロセッサを構成するステップを描写する。プロセッサはエアバッグユニット２００、制御ユニット１１０またはその一部、またはその両方にあるプロセッサ２５５であり、記録されたパラメータに基づいて、電動外骨格装置１０のユーザ５が転倒しているかを判断する。一部の例では、転倒はユーザ５の安全上の懸念を表すこともある。
【０１０９】
ブロック５２０はエアバッグユニット２００内の１または複数のエアバッグ２５０を構成するステップを描写する。エアバッグユニットはユーザ５、電動外骨格装置１０またはその両方に配置されるように構成され、前述のようにプロセッサが電動外骨格装置１０のユーザ５が転倒していると判断する場合は、展開する。
【０１１０】
本発明の例は、本明細書に記載する操作を実行するための機器を含んでいてもよい。このような機器は、所望する目的のために特別に構築されてもよく、または、選択的に起動され、またはコンピュータに記憶されたコンピュータプログラムによって再構成されるコンピュータまたはプロセッサを含んでいてもよい。このようなコンピュータプログラムは、コンピュータ可読またはプロセッサ可読非一時的記憶媒体、フロッピーディスク、光ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、光磁気ディスクを含む任意の種類のディスク、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、電気的にプログラム可能なリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能およびプログラム可能なリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気または光カード、または電子命令を記憶するのに適した任意のその他の種類の媒体に記憶されてもよい。様々なプログラミング言語を用いて、本明細書に記載するように本発明の教示を実装してもよいことが理解されよう。本発明の例は非一時的コンピュータまたはプロセッサ可読非一時的記憶媒体などの物体を含んでいてもよく、たとえば、メモリ、ディスクドライブ、またはＵＳＢフラッシュメモリエンコーディング、たとえば、コンピュータ実行可能命令を含む命令を含み、または記憶する。これらの命令をプロセッサまたはコントローラによって実行すると、プロセッサまたはコントローラは、本明細書に開示する方法を実施する。命令によって、プロセッサまたはコントローラが、本発明に開示する方法を実施するプロセスを実行してもよい。
【０１１１】
本発明の様々な実施形態を本明細書で開示する。ある実施形態の特徴をその他の実施形態の特徴と組み合わせてもよい。したがって、ある実施形態は、複数の実施形態の特徴の組み合わせであってもよい。本発明の実施形態の前述の説明は、例示および説明を目的として提示したものである。排他的であること、または本発明で開示する特定の形状に限定することを目的とするものではない。多くの修正、変形、代替、変更および同等物が前述の教示に照らして可能であることを当業者には理解されよう。したがって、添付の請求項は、本発明の真の精神の範囲内にある、このような修正および変更をすべて網羅することを目的とすることが理解されよう。
【図１】
2015527110.tif 000003
【図２ａ】
2015527110.tif 000004
【図２ｂ】
2015527110.tif 000005
【図３】
2015527110.tif 000006
【図４】
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【図５】
2015527110.tif 000008
【国際調査報告】
2015527110.tif 000009
2015527110.tif 000010
2015527110.tif 000011