(57)【要約】  本発明は、上部区分（１０１）と、第１の端部（１０３）及び第２の端部（１０４）を含む下部区分（１０２）とを備える移動機器（１００）に関し、第１の端部（１０３）は、上部区分（１０１）に接合されている。下部区分（１０２）は、第１の端部と第２の端部との間に位置する湾曲部分（１０５）を含み、湾曲部分（１０５）は、エネルギー蓄積状態及びエネルギー放出状態を画定するように、適合している。【選択図】図１ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部区分と、
第１の端部及び第２の端部を含む下部区分と、
を備える移動機器であって、
前記第１の端部は、前記上部区分に接合されており、
前記下部区分は、前記第１の端部と前記第２の端部との間に位置する湾曲部分を含み、
前記湾曲部分は、エネルギー蓄積状態及びエネルギー放出状態を画定するように、適合している、
移動機器。
【請求項２】
前記湾曲部分は、前記エネルギー蓄積状態に対応する第１の凹状構成及び前記エネルギー放出状態に対応する第２の凹状構成を画定するように、更に適合している、請求項１に記載の移動機器。
【請求項３】
前記第１の凹状構成は第１の曲率半径に対応し、前記第２の凹状構成は第２の曲率半径に対応し、
前記第１の曲率半径は、前記第２の曲率半径より大きい、
請求項２に記載の移動機器。
【請求項４】
前記下部区分の前記第１の端部と前記上部区分とは、それらの間に第１の角度を有するように互いに接続される、請求項１に記載の移動機器。
【請求項５】
前記第１の角度が前記エネルギー蓄積状態及び前記エネルギー放出状態のうちの１つに対応するように、当該角度は前記湾曲部分の曲率半径に基づいている、請求項４に記載の移動機器。
【請求項６】
前記下部区分の前記第２の端部は、前記上部区分の縦軸から前方に位置される、請求項１に記載の移動機器。
【請求項７】
前記下部区分は、可撓性材料、ばね及びそれらの組み合わせのうちの１つから作られる、請求項１に記載の移動機器。
【請求項８】
前記上部区分は、可撓性材料で作られる、請求項１に記載の移動機器。
【請求項９】
前記上部区分及び前記下部区分は、一体化されて単一部品に形成されている、請求項１に記載の移動機器。
【請求項１０】
歩行補助具である、請求項１に記載の移動機器。
【請求項１１】
ロボットの脚部である、請求項１に記載の移動機器。
【請求項１２】
電子回路及びセンサが埋め込まれている、請求項１に記載の移動機器。
【請求項１３】
当該移動機器は、追加の区分を更に含み、
前記追加の区分と前記上部区分とは、それらの間に第２の角度を有するように接合される、
請求項１１に記載の移動機器。
【請求項１４】
前記第２の角度が前記エネルギー蓄積状態及び前記エネルギー放出状態のうちの１つに対応するように、当該角度は前記湾曲部分の曲率半径に基づいている、請求項１３に記載の移動機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、歩行／移動補助具に関する。より具体的には、本発明は、使用者／ロボットを前方推進させることができる移動機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、病気の人々は、歩行を助けるために何らかのサポート又は歩行補助具を使用し得る。例えば虚弱、腰痛、膝が悪い等の病気は、助けを借りずに個人で歩行する能力に影響を及ぼし得、そのためサポートが必要となり得る。或いは、トレッキング、エクササイズ及び他のバランスを取るためのスポーツ等の活動の過程で歩行する間に、人々はサポートを必要とするかもしれない。しかし、そのような歩行補助具を使用している間、使用者は、歩行補助具が地面に接触する時に、手首及び他の身体の部分に圧力を感じ取ったり、及び／又は体感し得る。このような圧力を最小にするために、エネルギー蓄積ばねを備える歩行補助具が提供される。ばねは、使用者の体重で圧縮され、そのため衝撃吸収として作用する。しかしながら、このような歩行補助具は、歩行の間の使用者の前方への推進を助けることができる前方推進力を提供しない。
【０００３】
衝撃吸収及び前方推進の２つの機能を提供する様々な解決策が利用可能である。１例として、特許文献１には、交互に撓み元の形状に戻るように衝撃を吸収して力を放出する可撓性シャフトが記載されている。可撓性シャフトは、適切な方向における撓みを確保するようにわずかに湾曲している。最大撓みは約８インチであり、最大高さは５フィート１０インチの身長の使用者で４８インチ（４フィート）程度である。また、可撓性シャフトは、プラスチックグリップ及びゴム端部を含む。しかし、当該可撓性シャフトは８インチまで撓むことができるため、使用者が容易に前方推進できるよう元の形状に戻る間、十分な推進力を提供することができない。
【０００４】
別の例として、特許文献２には、剛性シャフトと当該シャフトの低端に取り付けられた曲線形状の撓みばねとを有する歩行スティックが記載されている。撓みばねは、使用者が踏み出す間における圧縮からのエネルギーを蓄積し、使用者の前方推進を補助するためにエネルギーを放出し、それによって疲労を低減してより長距離の迅速な歩行を可能にする。剛性シャフトはまた、剛性材料で作られたハンドグリップ又はアームサポートを含む。別の例として、特許文献３には、弾性材料で作られた細長いロッドを有する推進機器が記載されている。細長いロッドの第１の端部は人の手で握られ、細長いロッドの第２の端部はスケートボード等の車輪付きの乗り物を推進するためのしっかりした表面上に置かれる。エネルギーを蓄積するために人は細長いロッドを曲げて、次いで、車輪付きの乗り物を推進する推進機器を使用するために蓄積したエネルギーを放出する。
【０００５】
同様に、ドローン等の３以上の脚部を有する多脚ロボットとの関連では、そのようなロボットの脚部は、ロボット本体の重量のバランスを取ることを助け、ロボットが前方に移動することを補助する推進力を提供するように設計され得る。必要とされる推進量は、ロボット本体の構成によって異なり得る。しかしながら、現時点では、このようなロボットの脚部は十分なサポートを提供するために剛性材料で作られており、ばね、移動性部品及び所望の移動性を提供するためのモーター等の複数の機械構成要素を有し得る。これらの構成要素は摩耗しやすく、高いメンテナンスを必要とする。更に、提供される推進力は、回生制動の機能、言い換えればエネルギー回収システムである。更に、これらの構成要素は、適切な衝撃吸収及び人間工学を提供しない。
【０００６】
既存の技術と比較して適切な推進力、衝撃吸収及び人間工学を可能にし、人及びロボットの両方に使用されるように適合する、より効率的な移動補助具の必要性が存在する。更に、移動補助具は、人の様々な身体部分に最小の緊張（ｓｔｒａｉｎ）を生じさせるようなものであるべきであり、ロボットに移動性を提供するための最小の機械的動力を要求する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／０１０７９８１号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０２５０８４５号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２０１２／００２４６３４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の目的によれば、ここに具体化され広く記載される本発明は、より効率的な人間工学的推進力を提供することができる移動機器を提供する。
【０００９】
従って、上部区分と第１の端部及び第２の端部を含む下部区分とを有する移動機器が提供される。下部区分は第１の端部と第２の端部との間に位置する湾曲部分を含み、湾曲部分はエネルギー蓄積状態及びエネルギー放出状態を画定するように適合している。湾曲部分は、エネルギー蓄積状態に対応する第１の凹状構成及びエネルギー放出状態に対応する第２の凹状構成を画定するように適合している。更に、第１の凹状構成は第１の曲率半径に対応し、第２の凹状構成は第２の曲率半径に対応し、第１の曲率半径は第２の曲率半径より大きい。更に、第１の端部はその間に角度を有するように上部区分に接続され、当該角度は湾曲部分の曲率半径に基づいている。更に、上部区分及び下部区分は、可撓性材料で作られる。
【００１０】
それ故、移動機器は２つの撓みを提供する。１つは上部区分及び下部区分の接合箇所におけるものであり、もう１つは下部区分の湾曲部分におけるものであり、これらの撓みにより、衝撃吸収及び推進力を提供する。このように、人の手首から圧力を放出し、それによって手首が過度に緊張するのを防ぎ、より良い人間工学を提供する。また、移動機器は片手で使用することもでき、それによって移動機器を使用して歩行している間の手首及び他の身体部分の緊張を更に低減することができる。更に、移動機器は、弱い／損傷した膝又は下半身に影響を与える他の症状を有する人々の健康及びフィットネスのために、左右の腕で一緒に使用されてもよい。
【００１１】
更に、３以上の脚部を有する多脚ロボットとの関連では、移動機器は、移動の間のより多くのエネルギー回収及び保存メカニズムを提供する。そのため、多脚ロボットは、最小の制御で前方推進することができる。また、移動機器は可撓性材料で作られる。このように、機械的動力の変化は、最小限の機械的構成要素で適用されることができる。従って、より良い人間工学が提供され、多脚ロボットについてのより良い移動性の制御が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１ａ】本発明の実施の形態による、移動機器の斜視図である。
【図１ｂ】本発明の実施の形態による、移動機器の斜視図である。
【図２ａ】本発明の様々な実施の形態による、移動機器の斜視図である。
【図２ｂ】本発明の様々な実施の形態による、移動機器の斜視図である。
【図３】本発明の様々な実施の形態による、移動機器の斜視図である。
【図４】本発明の様々な実施の形態による、移動機器の斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態による、使用者が傾斜面上を歩行するために移動機器を使用する間の例示的な実施の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の利点及び態様を更に明確にするために、本発明のより具体的な説明が、添付の図面に示されるその特定の実施の形態を参照することによりなされるだろう。これらの図面は本発明の典型的な実施の形態のみを描いており、従ってその範囲を限定して考慮されるべきではないことが認められる。本発明は、添付の図面での更なる特定及び詳細を用いて記載及び説明されるだろう。当該添付の図面を、簡易な参照用に以下に列挙する。
【００１４】
可能な限り、図面において類似の要素を表すために類似の参照符号が使用されていることに留意されたい。更に、当業者であれば、図面中の要素は簡易化して示されており、必ずしも描かれた縮尺でなくてもよいことは認識するだろう。例えば、図面中のいくつかの要素の寸法は、本発明の態様の理解の向上を助けるために、他の要素に対して誇張され得る。更に、１又は複数の要素は従来の表象により図面中において表されていてもよく、本図面は、ここでの記載の利益を有する当業者には容易に明らかになるだろう詳細での図面を曖昧にしないような本発明の実施の形態を理解するために関連する特定の詳細のみを示し得る。
【００１５】
（詳細な説明）
本開示の実施の形態の例示的な実装を以下に示すが、本発明は現在知られている又は存在している任意の数の技術を用して実装してもよいことは最初に理解されるべきである。本開示は、ここに示され及び記載される例示的な設計及び実装を含む、以下に示す例示的な実装、図面及び技術に決して限定されるべきではなく、それらの均等物の全範囲に沿った添付の特許請求の範囲内で変形されてもよい。
【００１６】
ここに記述された任意の特定及び全ての詳細は、いくつかの実施の形態との関連で使用され、従って、必ずしも添付の特許請求の範囲への限定要因として取られるべきではない。添付の特許請求の範囲及びその法的同等物は、以下の記載中で例示的な実施例として使用されるもの以外の実施の形態との関連で実現することができる。
【００１７】
ここで、本開示の実施の形態について詳細に言及を行い、その実施例を添付の図面中に示す。可能な限り、同様の参照符号は図面全体を通して同じ又は類似の部分を示すために使用される。
【００１８】
図１ａは、本発明の実施の形態による、移動機器１００の斜視図を示す。移動機器１００は、移動補助を提供する機器として実装されることができる。実装の実施例には、人用の歩行補助具、３以上の脚部を有する多脚ロボットの脚、松葉杖及びハイキング器具が含まれるが、これらに限定されない。
【００１９】
図１ａに示すように、移動機器１００は、上部区分１０１と下部区分１０２とを含む。下部区分１０２は、第１の端部１０３及び第２の端部１０４を更に含み、第１の端部１０３は、上部区分１０１に接合されている。下部区分１０２は、第１の端部１０３と第２の端部１０４との間に位置する湾曲部分１０５（下部区分１０２に沿って括弧の片方を用いて示されている）を更に含む。更に、湾曲部分１０５は、以下の段落で説明するように、エネルギー蓄積状態及びエネルギー放出状態を画定するように適合している。
【００２０】
更に、上部区分１０１は、下部区分１０２の湾曲構成と比べて直線部分であってもよい。本発明の１つの態様では、上部区分１０１は、使用者が移動機器１００を保持することを可能にするハンドルとして使用され得る。従って、上部区分１０１は、使用者が上部区分１０１を容易に握ることを可能にするような人間工学的なカバーを含んでもよい。本発明の別の態様では、上部区分１０１は、３以上の脚部を有する多脚ロボットに接続される。従って、上部区分１０１は、ロボットの本体の上面、下面及び側壁面等において、ロボットの本体と接続されてもよい。更に、ロボットの長さ及び高さに応じて垂直及び水平の動作の範囲を調整することができるように、上部区分１０１はロボットと機械的に連結される。
【００２１】
更に、上部区分１０１と下部区分１０２の第１の端部１０３とは、それらの間に第１の角度αを有するように、互いに接続されている。第１の角度αは、湾曲部分１０５の曲率半径に基づいている。そのため、第１の角度αに基づいている上部区分１０１は、（任意の場所の間での）地面に対して、平行若しくは垂直又は角度をなしていてもよい。従って、図１ａでは、上部区分１０１は表面に対して垂直である。製造時での角度αは、移動機器１００の所望の実装に基づいている。例えば、人用の歩行補助具の第１の角度αは、多脚ロボットの脚部用の第１の角度αよりも小さくし得る。更に、上部区分１０１及び下部区分１０２の長さは、移動機器１００の様々な実装に応じて変化させてもよい。
【００２２】
更に、下部区分１０２の第２の端部１０４に、表面と係合するためのエンクロージャ（図示せず）を設けてもよい。エンクロージャの実施例には、ゴムキャップ及びゴム先端が含まれる。エンクロージャは、移動機器１００が滑るのを防止するために、所望の目的に応じて、表面に対して水平又は角度をなすことができる。更に、第２の端部１０４は、移動機器１００の縦軸ＡＡから前方に位置される。
【００２３】
更に、下部区分１０２の湾曲部分１０５は、エネルギー蓄積状態に対応する第１の凹状構成及びエネルギー放出状態に対応する第２の凹状構成を画定するように適合している。上部区分１０１に力が及ぼされていない時、湾曲部分１０５は自然状態を画定する。上部区分１０１に力が及ぼされた時、下部区分１０２は湾曲部分１０５に沿って撓むので、図１ｂに示すように、湾曲部分１０５は第１の凹状構成Ｃ１（実線で示す）を画定する。撓みの程度は、力の大きさ、使用される材料、地形、移動機器の長さ／高さ、移動機器が保持される位置を含む様々な要因に依存するが、これらに限定されない。更に、第１の凹状構成は、第１の曲率半径に対応する。更に、下部区分１０２が撓むと、上部区分１０１と第１の端部１０３との間の第１の角度αも変化する。このように、第１の角度αの変化は、下部区分１０２の曲率半径に依存する。図１ｂに示すように、湾曲部分１０５が第１の凹状構成Ｃ１を画定するとき、上部区分１０１と第１の端部１０３との間に角度α’が画定される。従って、上部区分１０１に及ぼされた力は、上部区分１０１と第１の端部１０３との間の接合箇所及び湾曲部分１０５に蓄積され、それによりエネルギー蓄積状態を画定する。
【００２４】
図１ｂに示す実施例では、使用者が（好ましくはおよそ胸の高さ及び／又は肩の高さで）上部区分１０１を保持して歩行する時、下部区分１０２は、上部区分１０１に使用者により及ぼされた圧力に基づき撓む。同時に、上部区分１０１と第１の端部１０３との間の接合箇所は、上部区分１０１に使用者により及ぼされた圧力に基づき撓む。これにより、地面との衝突の間における圧力を手首及び背中から移すことが可能となる。
【００２５】
力が上部区分１０１から放出された時、下部区分１０２は湾曲部分１０５に沿った自然状態に戻り、それに従って、湾曲部分１０５は、図１ｂに示す第２の凹状構成Ｃ２を画定する。更に、第２の凹状構成Ｃ２は第２の曲率半径に対応し、第１の曲率半径は第２の曲率半径より大きい。湾曲部分１０５の第２の凹状構成Ｃ２は、上部区分１０１に力が及ぶ前のものと同様であることは理解されるだろう。上述したように、第１の角度αは下部区分１０２の曲率半径に依存する。従って、第２の凹状構成Ｃ２が達成された時、上部区分１０１と第１の端部１０３との間の角度は、α’からαに変化する。
【００２６】
それ故、湾曲部分１０５及び上部区分１０１と第１の端部１０３との間の接合箇所に蓄積された力は、放出されてエネルギー放出状態を画定する。エネルギーは、エネルギー蓄積状態に達するのに要した時間よりも短い最小の時間内に放出される。それに従って、推進力が体感される。上記の実施例では、使用者が上部区分１０１から圧力を放出する時、蓄積エネルギーが放出され、使用者に前方推進力を提供する。
【００２７】
このように、移動機器１００は２つの撓みを提供する。１つは上部区分１０１と下部区分１０２の第１の端部１０３との接合箇所であり、もう１つは下部区分１０２の湾曲部１０５である。これらの撓みにより、より良好なエネルギーの移動及び蓄積が可能となり、良好な衝撃吸収をもたらす。更に、手首及び他の身体の部分から多くの緊張が取り除かれる。更に、エネルギーが放出されると、推進力が提供され、それによって使用者は最小の労力で前方移動が可能となる。
【００２８】
更に、上部区分１０１及び下部区分１０２は、一体化されて単一部品に形成されている。本発明の１つの態様では、上部区分１０１は、撓みを可能にする結合を用いて下部区分１０２の第１の端部１０３と接合される。そのような結合の実施例は、ボール及びソケットジョイントを含む。
【００２９】
更に、移動機器１００の長さは、移動機器１００の所望の実装に応じて変化させることができる。例えば、使用者が移動機器１００を松葉杖として使用することを望む場合、移動機器１００の長さは肩までの長さであってもよく、一方、移動機器１００が上り坂のクライミングのために使用される場合、移動機器１００の長さは腰までの長さ、又は、腰までの長さよりわずかに長く、大体胸及び／若しくは肩までの高さまでの長さであってもよい。本発明の１つの態様では、上部区分１０１の長さを固定したまま、下部区分１０２の長さのみを移動機器１００の所望の実装に応じて変化させてもよい。本発明の別の態様では、下部区分１０２及び上部区分１０１の長さは、移動機器１００の所望の実装に応じて変化させてもよい。
【００３０】
更に、上部区分１０１及び下部区分１０２は、必要とされる弾力性及び最大引張強度の可撓性材料で製造することができる。可撓性材料の実施例は、ガラス繊維の複合材料、ケブラーの複合材料、グラファイトの複合材料、ばね、コイル構造及びそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。本発明の１つの態様では、上部区分１０１及び下部区分１０２の両方が、共通の可撓性材料で製造される。本発明の別の態様では、上部区分１０１及び下部区分１０２は、異なる可撓性材料で製造される。
【００３１】
更に、下部区分１０２の湾曲部分１０５は、移動機器１００の所望の実装に従った様々な形状で製造することができる。本発明の１つの態様では、湾曲部分１０５は、複数の小さい曲率の湾曲部分の組み合わせとして設計される。本発明の別の態様では、湾曲部分１０５は、単一の湾曲部分が形成されるように、複数の小さい直線部分の組み合わせとして設計される。
【００３２】
更に、上部区分１０１及び下部区分１０２の厚さは、移動機器１００の所望の剛性、引張強度及び弾力性の範囲に応じるように、移動機器１００の全長に沿って変化させることができる。例えば、下部区分１０２は、第２の端部１０４で先細になっていてもよい。本発明の１つの態様では、断面のサイズ及び形状は、上部区分１０１及び下部区分１０２の厚さを決定し得る。例えば、断面が矩形／楕円である場合、上部区分１０１及び下部区分１０２の厚さは、下部区分１０２が撓む方向に依存して変化し得る。上部区分１０１及び下部区分１０２の可撓性材料、長さ並びに断面形状及びサイズは、移動機器１００の剛性、可撓性及び弾力性を決定し得ることは理解されるべきである。更に、本発明の別の態様では、上部区分１０１及び下部区分１０２は中空であってもよく、その場合でも移動機器１００の所望の剛性、引張強度及び弾力性の範囲に応じ得る。
【００３３】
図２ａは、本発明の別の実施の形態による、移動機器２００の斜視図を示す。図１と同様に、移動機器２００は、上部区分２０１と下部区分２０２とを含む。更に、下部区分は、第１の端部２０３、第２の端部２０４及び湾曲部分２０５を含む。更に、第２の端部２０４は、移動機器２００の縦軸ＡＡから前方に位置される。上述したように、角度αに基づいて、移動機器２００の上部区分は、地面に対して、平行若しくは垂直又は角度をなしていてもよい。従って、図２ａでは、上部区分２０１は表面に対して角度をなしている。従って、グリップは、下向きの方向から前向きのグリップに変更されるだろう。実施例では、そのような移動機器２００は、トレッキングの目的で使用される。そのような実施例では、移動機器２００の長さは、胸及び／又は肩の高さ程度であり得る。
【００３４】
更に、別の実施例では、移動機器２００を多脚ロボットの本体に取り付けることができる。多脚ロボットの実施例は、無人地上車両（ＵＧＶ）及び無人航空機（ＵＡＶ）を含むが、これらに限定されない。図２ｂは、本体２０７及び当該本体２０７に接合された複数の脚部２０８を有する例示的な多脚ロボット２０６の等角図を示す。本発明によれば、複数の脚部２０８は、移動機器２００を用いて実装される。本発明の１つの態様では、均衡のとれた動力学のために外向き及び内向きの湾曲の組み合わせが提供されるように、複数の移動機器２００をロボットに結合することができる。１つの実施例では、ロボットの後脚部は内向きの湾曲を有することができ、ロボットの前脚部は外向きの湾曲を有することができる。そのため、移動機器２００は、吸収及び潜在的な“ジャンプ”又は推進能力のために、着陸及び離陸の両方に有利である。
【００３５】
図３は、本発明の１つの別の実施形態による、移動機器３００の斜視図を示す。図１と同様に、移動機器３００は、上部区分３０１と下部区分３０２とを含む。更に、移動機器３００は、上部区分３０１に対して第２の角度βで取り付けられた追加の区分３０３を含む。製造時における第２の角度βは、移動機器１００の所望の実装に基づいている。更に、第１の角度αと同様に、第２の角度βは、図１ｂに示すように、力が加えられると変化する。このように、第２の角度βの変化は、下部区分３０２の曲率半径に依存する。そのため、追加の区分３０３は、更なるサポート及びより大きい移動性を提供する。
【００３６】
図４は、本発明の更に別の実施形態による、移動機器４００の斜視図を示す。図１と同様に、移動機器４００は、上部区分４０１と下部区分４０２とを含む。更に、下部区分４０２の撓みは、移動機器４００の下部区分４０２に、ばね／コイル構造を取り付けることによって達成され得る。下部区分１０２は、第１のバー４０３、第２のバー４０４及びそれらの間のばね又はコイル構造４０５を有する３つの部品からなる１つの構造であってもよい。第１のバー４０３及び第２のバー４０４は、剛性材料で作られている。力を適用すると、上部区分４０１に及ぼされた力を負担するため、ばね又はコイル構造４０５が圧縮し得る及び／又は第１のバー４０３及び第２のバー４０４がばね又はコイル構造４０５との接合箇所で湾曲し得るように、下部区分４０２が撓み得る。このように、下部区分４０２の湾曲部分４０６（括弧の片方を用いて示されている）は、ばね又はコイル構造４０５、第１のバー４０３及び第２のバー４０４で作られている。この撓みは、背中を真っ直ぐに保つ間、使用者の腕の緊張を緩和する。
【００３７】
更に、本発明の１つの態様では、図１−２を参照して記載した移動機器は、スマートデバイスとして機能させてもよく、スマートフォン又は任意の他のスマート電子デバイスと互換性があるように構成してもよい。移動機器には、ＬＥＤディスプレイが備えられていてもよく、磁気コンパス、圧力センサ、タッチセンサ等の追加のセンサが埋め込まれてもよい。移動機器は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ−Ｆｉと互換性があってもよく、ＵＳＢポート及び追加の入力／出力ポートを含んでもよい。前述の構成要素の機能を提供及び制御するために、電子回路及びスマートチップが移動機器内に埋め込まれてもよい。
【００３８】
図５は、使用者５０１が傾斜面５０２上を歩行するために移動機器１００を歩行補助具として使用する場合の移動機器１００の例示的な実装５００を示す。図１ａの移動機器１００を用いて説明するが、他の図面に示される実施の形態でも同様に機能することは理解されるだろう。
【００３９】
図５に描かれているように、参照を簡潔及び容易とするために、傾斜面５０２は平面となっている。このように、移動機器１００はその元の構成のままであり、即ち、湾曲部分１０５が使用者５０１の方向から内側に向いており、上部区分１０１が使用者５０１により握られている間、移動機器１００の下部区分１０２は使用者５０１の足から前方に位置している。更に、移動機器１００の長さは、使用者５０１の肩までの長さにほぼ等しい。使用者５０１が傾斜面５０２上の上り坂を登る際、下部区分１０２の第２の端部１０４は使用者５０１の足と比べて高い箇所に配置される。移動機器１００を傾斜面５０２上の前方へ配置した後に、使用者５０１が前方へ一歩踏み出す際、使用者５０１は移動機器１００に力を及ぼす。理解されるように、この力は使用者の体重の移動機器１００への移動をもたらす。そのため、下部区分１０２は湾曲部分１０５に沿って撓み、湾曲部分１０５の曲率半径に応じて角度αが変化し、上部区分１０１と第１の端部１０３との間の接合箇所が撓む。このように、エネルギーは、下部区分１０２及び上部区分１０１と第１の端部１０３との間の接合箇所に蓄積される。使用者５０１が上向きに一歩踏み出すと、移動機器１００に蓄積されたエネルギーが放出され、下部区分１０２が元の形状となり、それにより、使用者５０１を前方に推進させることができる。
【００４０】
同様に、使用者５０１が傾斜面５０２上の下り坂を降りる際、使用者５０１は、湾曲部分１０５が使用者５０１の方向から外側に向くように、移動機器１００を反転させることができる。
【００４１】
更に、本発明の１つの態様では、使用者５０１は、湾曲部分１０５が使用者５０１の方向から外側に向くように、移動機器１００を反転させることができる。このようなシナリオでは、移動機器１００が十分な質量を有する場合、移動機器１００が傾斜面上に緩く支えられた時に、重心により、移動機器１００は元の構成に戻り、即ち、湾曲部分１０５が使用者５０１の方向から内側に向く。この現象は、一般的に、自己復元（ｓｅｌｆ−ｒｉｇｈｔｉｎｇ）として呼ばれている。
【００４２】
本発明の特定の提示する好ましい実施の形態をここに示して記載したが、本発明はそれに限定されないことを理解されたい。明らかに、本発明は他の形で様々に具現化されてもよく、以下の特許請求の範囲内で実践されてもよい。
【００４３】
（付記）
（付記１）
上部区分と、
第１の端部及び第２の端部を含む下部区分と、
を備える移動機器であって、
前記第１の端部は、前記上部区分に接合されており、
前記下部区分は、前記第１の端部と前記第２の端部との間に位置する湾曲部分を含み、
前記湾曲部分は、エネルギー蓄積状態及びエネルギー放出状態を画定するように、適合している、
移動機器。
【００４４】
（付記２）
前記湾曲部分は、前記エネルギー蓄積状態に対応する第１の凹状構成及び前記エネルギー放出状態に対応する第２の凹状構成を画定するように、更に適合している、付記１に記載の移動機器。
【００４５】
（付記３）
前記第１の凹状構成は第１の曲率半径に対応し、前記第２の凹状構成は第２の曲率半径に対応し、
前記第１の曲率半径は、前記第２の曲率半径より大きい、
付記２に記載の移動機器。
【００４６】
（付記４）
前記下部区分の前記第１の端部と前記上部区分とは、それらの間に第１の角度を有するように互いに接続される、付記１に記載の移動機器。
【００４７】
（付記５）
前記第１の角度が前記エネルギー蓄積状態及び前記エネルギー放出状態のうちの１つに対応するように、当該角度は前記湾曲部分の曲率半径に基づいている、付記４に記載の移動機器。
【００４８】
（付記６）
前記下部区分の前記第２の端部は、前記上部区分の縦軸から前方に位置される、付記１に記載の移動機器。
【００４９】
（付記７）
前記下部区分は、可撓性材料、ばね及びそれらの組み合わせのうちの１つから作られる、付記１に記載の移動機器。
【００５０】
（付記８）
前記上部区分は、可撓性材料で作られる、付記１に記載の移動機器。
【００５１】
（付記９）
前記上部区分及び前記下部区分は、一体化されて単一部品に形成されている、付記１に記載の移動機器。
【００５２】
（付記１０）
歩行補助具である、付記１に記載の移動機器。
【００５３】
（付記１１）
ロボットの脚部である、付記１に記載の移動機器。
【００５４】
（付記１２）
電子回路及びセンサが埋め込まれている、付記１に記載の移動機器。
【００５５】
（付記１３）
当該移動機器は、追加の区分を更に含み、
前記追加の区分と前記上部区分とは、それらの間に第２の角度を有するように接合される、
付記１１に記載の移動機器。
【００５６】
（付記１４）
前記第２の角度が前記エネルギー蓄積状態及び前記エネルギー放出状態のうちの１つに対応するように、当該角度は前記湾曲部分の曲率半径に基づいている、付記１３に記載の移動機器。
【図１ａ】
2017530837.tif 000003
【図１ｂ】
2017530837.tif 000004
【図２ａ】
2017530837.tif 000005
【図２ｂ】
2017530837.tif 000006
【図３】
2017530837.tif 000007
【図４】
2017530837.tif 000008
【図５】
2017530837.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月21日(2016.12.21)
【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】
上部区分と、
第１の端部及び第２の端部を含む下部区分と、
を備える移動機器であって、
前記第１の端部は、前記上部区分に接合されており、
前記下部区分は、前記第１の端部と前記第２の端部との間に位置する湾曲部分を含み、
前記下部区分の前記第１の端部と前記上部区分とは、それらの間に角度を有するように互いに接続され、
当該機器は、前記上部区分及び前記下部区分の前記第１の端部の接合箇所における第１の撓みと、前記湾曲部分における第２の撓みとを画定しており、
前記上部区分と前記下部区分の前記第１の端部との間の前記接合箇所及び前記湾曲部分は、エネルギー蓄積状態及びエネルギー放出状態を画定するように、適合しており、
エネルギー蓄積状態では、前記湾曲部分は第１の曲率半径（Ｃ１）を有し、且つ前記下部区分の前記第１の端部は第１の角度（α）を有するように前記上部区分に接続され、
エネルギー放出状態では、前記湾曲部分は第２の曲率半径（Ｃ２）を有し、且つ前記下部区分の前記第１の端部は第２の角度（α’）を有するように前記上部区分に接続され、
前記第１の曲率半径（Ｃ１）は、前記第２の曲率半径（Ｃ２）より大きい、
移動機器。
【請求項２】
前記湾曲部分は、前記エネルギー蓄積状態に対応する第１の凹状構成及び前記エネルギー放出状態に対応する第２の凹状構成を画定するように、更に適合している、請求項１に記載の移動機器。
【請求項３】
前記下部区分の前記第２の端部は、前記上部区分の縦軸から前方に位置される、請求項１に記載の移動機器。
【請求項４】
前記下部区分は、可撓性材料、ばね及びそれらの組み合わせのうちの１つから作られる、請求項１に記載の移動機器。
【請求項５】
前記上部区分は、可撓性材料で作られる、請求項１に記載の移動機器。
【請求項６】
前記上部区分及び前記下部区分は、一体化されて単一部品に形成されている、請求項１に記載の移動機器。
【請求項７】
歩行補助具である、請求項１に記載の移動機器。
【請求項８】
ロボットの脚部である、請求項１に記載の移動機器。
【請求項９】
電子回路及びセンサが埋め込まれている、請求項１に記載の移動機器。
【請求項１０】
当該移動機器は、追加の区分を更に含み、
前記追加の区分と前記上部区分とは、それらの間に追加の角度を有するように接合される、
請求項１に記載の移動機器。
【請求項１１】
前記追加の角度が前記エネルギー蓄積状態及び前記エネルギー放出状態のうちの１つに対応するように、前記追加の角度は前記湾曲部分の曲率半径に基づいている、請求項１０に記載の移動機器。
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月21日(2017.4.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
更に、下部区分１０２の湾曲部分１０５は、エネルギー蓄積状態に対応する第１の凹状構成及びエネルギー放出状態に対応する第２の凹状構成を画定するように適合している。上部区分１０１に力が及ぼされていない時、湾曲部分１０５は自然状態を画定する。上部区分１０１に力が及ぼされた時、下部区分１０２は湾曲部分１０５に沿って撓むので、図１ｂに示すように、湾曲部分１０５は第１の凹状構成Ｃ１（実線で示す）を画定する。撓みの程度は、力の大きさ、使用される材料、地形、移動機器の長さ／高さ、移動機器が保持される位置を含む様々な要因に依存するが、これらに限定されない。更に、第１の凹状構成は、第１の曲率半径に対応する。更に、下部区分１０２が撓むと、上部区分１０１と第１の端部１０３との間の第１の角度αも変化する。このように、第１の角度αの変化は、下部区分１０２の曲率半径に依存する。図１ｂに示すように、湾曲部分１０５が第１の凹状構成Ｃ１を画定するとき、上部区分１０１と第１の端部１０３との間に第２の角度α’が画定される。従って、上部区分１０１に及ぼされた力は、上部区分１０１と第１の端部１０３との間の接合箇所及び湾曲部分１０５に蓄積され、それによりエネルギー蓄積状態を画定する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
図３は、本発明の１つの別の実施形態による、移動機器３００の斜視図を示す。図１と同様に、移動機器３００は、上部区分３０１と下部区分３０２とを含む。更に、移動機器３００は、上部区分３０１に対して追加の角度βで取り付けられた追加の区分３０３を含む。製造時における追加の角度βは、移動機器１００の所望の実装に基づいている。更に、第１の角度αと同様に、追加の角度βは、図１ｂに示すように、力が加えられると変化する。このように、追加の角度βの変化は、下部区分３０２の曲率半径に依存する。そのため、追加の区分３０３は、更なるサポート及びより大きい移動性を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
上部区分と、
第１の端部及び第２の端部を含む下部区分と、
を備える移動機器であって、
前記第１の端部は、前記上部区分に接合されており、
前記下部区分は、前記第１の端部と前記第２の端部との間に位置する湾曲部分を含み、
前記下部区分の前記第１の端部と前記上部区分とは、それらの間に角度を有するように互いに接続され、
当該機器は、前記上部区分及び前記下部区分の前記第１の端部の接合箇所における第１の撓みと、前記湾曲部分における第２の撓みとを画定しており、
前記上部区分と前記下部区分の前記第１の端部との間の前記接合箇所及び前記湾曲部分は、エネルギー蓄積状態及びエネルギー放出状態を画定するように、適合しており、
エネルギー蓄積状態では、前記湾曲部分は第１の曲率半径（Ｃ１）を有し、且つ前記下部区分の前記第１の端部は第２の角度（α’）を有するように前記上部区分に接続され、
エネルギー放出状態では、前記湾曲部分は第２の曲率半径（Ｃ２）を有し、且つ前記下部区分の前記第１の端部は第１の角度（α）を有するように前記上部区分に接続され、
前記第１の曲率半径（Ｃ１）は、前記第２の曲率半径（Ｃ２）より大きい、
移動機器。
【国際調査報告】
2017530837.tif 000010
2017530837.tif 000011