(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨盤部分（１０）、脚部分（２０）及び足部分（３０）を少なくとも具備する歩行用外骨格の下肢（１）であって、
前記脚部分（２０）はその第１の端部（２１）にて前記骨盤部分（１０）に間接接合され、第２の端部（２４）にて前記足部分（３０）に間接接合され、
前記脚部分（２０）は、前記脚部分の両端部の互いに向かう動作に対抗する力を及ぼすためのバネ要素（２５）と、該バネ要素（２５）の力に対抗する力を付加するために、前記脚部分（２０）の両端部（２１、２４）を隔てる距離（ｄ）を変化させるための手段（４０、４４）であって、距離（ｄ）を変えるための前記手段（４０、４４）は前記骨盤部分（１０）によって担持される手段と、を具備し、
前記距離（ｄ）を変化させる前記手段（４０、４４）は、前記バネ要素（２５）に予張力を付与する装置（１１、１２、４６）を具備する、歩行用外骨格の下肢（１）。
【請求項２】
前記距離（ｄ）を変化させる前記手段（４０、４４）がケーブル（４４）を具備する、請求項１に記載の歩行用外骨格の下肢（１）。
【請求項３】
前記ケーブル（４４）は、前記足部分（３０）上の脚部分（２０）の関節点、又は前記脚部分（２０）の一点に結合される、請求項２に記載の歩行用外骨格の下肢（１）。
【請求項４】
前記ケーブル（４４）は前記骨盤部分（１０）と前記足部分（３０）との間に延びる、請求項２に記載の歩行用外骨格の下肢（１）。
【請求項５】
前記距離（ｄ）を変化させる前記手段は（４０、４４）は、ギア付きモータ（４０）と、前記ケーブル（４４）を巻き取り／巻き戻すための巻き取りプーリ（４３）と、を具備する、請求項２〜４の何れか一項に記載の歩行用外骨格の下肢（１）。
【請求項６】
前記距離（ｄ）を変化させる前記手段は、前記骨盤部分（１０）に対して摺動する第１の台車（７１、７４）を具備する、請求項１〜５の何れか一項に記載の歩行用外骨格の下肢（１）。
【請求項７】
前記骨盤部分（１０）に対して前記第１の台車（７４）を移動させるためのアクチュエータ（７５）を具備する、請求項６に記載の歩行用外骨格の下肢（１）。
【請求項８】
前記距離（ｄ）を変化させる前記手段（４０、４４）は、前記足部分（３０）に堅固に接続された足位置センサ（３４、３８、６２）によって制御される、請求項１〜７の何れか一項に記載の歩行用外骨格の下肢（１）。
【請求項９】
前記足位置センサ（３４、３８、６２）は、前記脚部分に機能的に接続された電位差計を具備する、請求項８に記載の歩行用外骨格の下肢（１）。
【請求項１０】
前記バネ要素（２５）は板バネ（２５）である、請求項１〜９の何れか一項に記載の歩行用外骨格の下肢（１）。
【請求項１１】
前記板バネ（２５）は前記歩行用外骨格を着用しているユーザの脚（２２）の後方に位置決めされる、請求項１０に記載の歩行用外骨格の下肢（１）。
【請求項１２】
前記板バネ（２５）は、前記歩行用外骨格を着用しているユーザの脚（２２）の前方に位置決めされる、請求項１０に記載の歩行用外骨格の下肢（１）。
【請求項１３】
前記ケーブル（４４）の弛みを吸収する手段を具備する、請求項２に記載の歩行用外骨格の下肢（１）。
【請求項１４】
屈みセンサ（７７）を具備する、請求項１に記載の歩行用外骨格の下肢（１）。
【請求項１５】
前記足部分は、ユーザ（１００）の足（１３０）を受容することを目的とする靴底を具備する、請求項１〜１４の何れか一項に記載の歩行用外骨格の下肢（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外骨格の分野に関し、さらに詳細には、歩行用外骨格の下肢に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝統的に、歩行用外骨格の下肢には、脚部分の第１の端部が股関節周りに関節接合されている骨盤部分と、脚部分の第２の端部に足首を介して関節接合されている足部分と、が備えられている。下肢の制御には、歩行中に脚部分の屈曲を駆動し、外骨格に付加される力を吸収するための少なくとも１つのアクチュエータが必要である。外骨格に付加される力は、いくつかの供給源、即ち、外骨格に付加される荷重（荷重を支える外骨格）、ユーザの動作の部分的な置換（リハビリテーション外骨格）及び、一般に、外骨格の実際の重量の大部分からのものである可能性がある。
【０００３】
脚アクチュエータは負荷自体をすべて吸収するため、静止段階での動力を含む多くの動力を消費する。このため、外骨格は、適切な寸法の動力（油圧力、熱出力又は電力）蓄積手段を備える必要がある。この手段は、外骨格の重量に影響を及ぼし、その自律性と慣性に影響を及ぼす。最後に、動力源に障害が発生した場合、外骨格の質量全体とその発生し得る負荷がユーザにのしかかるため、ユーザにとって危険な場合がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、歩行用外骨格の動力消費を低減し、動力故障又は別のソフトウェア又はハードウェアの問題が発生した場合の安全性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的のために、骨盤部分、脚部分及び足部分を少なくとも備える歩行用外骨格の下肢が提供される。脚部分は、その第１の端部にて骨盤部分に関節接合され、その第２の端部にて足部分に関節接合される。脚部分は、脚部分の両端部の互いに向かう方向への動作に対抗する力を及ぼすためのバネ要素と、バネ要素の力に対抗する力を適用するために脚部分の両端部を隔てる距離を変化させる手段とを備える。その距離を変化させるための手段は骨盤部分によって担持される。距離を変化させる手段はこのほか、バネ要素に予張力を付与する装置を備える。
【０００６】
バネ要素は、予張力付与装置が動力を消費しない状態でバネ要素の張力を維持することを可能にする静止段階にて特に、動力を消費することなく外骨格に付加される鉛直力を吸収する。脚部分の両端部を隔てる距離の変動により、ユーザは、足の揺動段階中にバネ要素がユーザの足に力を付加することのない状態で、そのような外骨格を用いて歩くことができる。
【０００７】
このため、本発明は、下肢をパラメータ化する必要のない状態で、未知の質量の負荷を吸収することを可能にする。ただし、この質量が予張力よりも小さい場合に限る。
【０００８】
脚部分の両端部を隔てる距離を変化させる手段がケーブルを備え、骨盤部分と足部分との間に有利に延びることができる場合に、特に単純な実施形態が得られる。この構成は、バネ要素が板バネである場合、さらに簡素化され、板バネがバネ要素と構成要素との二重機能を実行することが可能になる。板バネは、外骨格を装着しているユーザの脚の後方又は前方に位置決めすることができる。
【０００９】
有利には、脚部分の両端部を隔てる距離を変化させる手段は、ギア付きモータと、ケーブルを巻き取り、巻き戻すための巻き取りプーリとを備える。     
【００１０】
特定の実施形態によれば、脚部分の両端部を隔てる距離を変化させる手段は、外骨格の足部分に位置する足位置センサによって制御される。有利な代替実施形態によれば、歩行意思を検出するためのセンサは、脚部分と足部分との間に配置される足首関節に位置する。
【００１１】
次に、脚部分の両端部を隔てる距離の変化は、このセンサの測定出力に基づいて直接制御することができるため、揺動段階にて足がユーザの脚に確実に追従するようになる。
【００１２】
本発明の他の特徴及び利点が、本発明の特定の非限定的な実施形態の以下の説明を読むことにより明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は本発明による下肢外骨格の第１の実施形態を着用しているユーザの概略輪郭図である。
【図２】図２は本発明による外骨格の詳細を示す概略斜視図である。
【図３】図３は本発明による外骨格の第１の実施形態の詳細を示す概略斜視図である。
【図４】図４は本発明による下肢外骨格の第２の実施形態を着用しているユーザの概略輪郭図である。
【図５】図５は本発明による下肢外骨格の第３の実施形態を着用しているユーザの概略斜視図である。
【図６】図６は本発明による下肢外骨格の第４の実施形態を着用しているユーザの概略斜視図である。
【図７】図７は本発明の第４の実施形態の詳細を示す概略斜視図である。
【図８】図８は本発明による下肢外骨格の第５の実施形態を着用しているユーザの概略輪郭図である。
【図９】図９は本発明による下肢外骨格の第６の実施形態を着用しているユーザの概略輪郭図である。
【図１０】図１０は本発明による外骨格の第７の実施形態の詳細の概略図である。
【図１１】図１１は図１０の詳細の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１及び図２を参照すると、概ね符号１で示す歩行用外骨格の下肢は、ユーザ１００によって着用される。下肢１は、脛骨部分２３に関節接合された大腿部分２２を含む脚部分２０の第１の端部２１が間接接合された骨盤部分１０と、足部分３０とを備える。足部分３０は、脚部分２０の第２の端部２４にて脛骨部分２２に関節接合される。骨盤部分１０及び足部分３０はそれぞれ、ストラップによってユーザ１００の骨盤１１０及び足１３０に接続される。随意に、大腿部分２２及び脛骨部分２３はそれぞれ、ストラップによって、ユーザ１００の脚１２０の大腿部１２２及び脛骨１２３に接続することができる。
【００１５】
脚部分２０は、脚部分２０の後方に延びる板バネ２５であって、その第１の端部２５．１が骨盤部分１０に関節接合され、その第２の端部２５．２が足部分３０に関節接合される板バネ２５を備える。骨盤部分１０は、アキュムレータ４１によって駆動される電動ギア付きモータ４０であって、その出力シャフト４２が巻き取りプーリ４３を担持する電動ギア付きモータ４０を担持する。ケーブル４４が足部分３０と巻き取りプーリ４３との間に延びる。さらに正確には、ケーブル４４の第１の端部４５が板バネ２５の第２の端部２５．２に接続される。
【００１６】
図２に見られるように、足部分３０は、ここではユーザ１００の靴１３２の靴底１３１と一致し、ユーザの足１３０に堅固に接続される足部分３０の第１の要素３１を備える。第１の要素３１は、足部分３０の第２の要素３３にヒンジ３２によって間接接合される。第２の要素３３は、実質的に馬蹄形であり、ユーザの踵周りに延びる。第２の要素３３自体は、板バネ２５の端部２５．２に関節接合される。回転式エンコーダ３４、ここでは回転式電位差計が、足部分３０の第２の要素３３と板バネ２５との相対角度位置を測定する。この角度位置から、脚１２２の姿勢を推定（長さを推定）することが可能であり、このため、骨盤部分１０を足部分３０から隔てる距離を推定することが可能である。この角度位置に基づいて距離ｄを制御すると、脚部分１２２が（地面から持ち上げられた状態で）揺動段階にあるときに、ユーザ１００の足に追従することが可能になる。
【００１７】
図３を参照すると、プーリ４３は、骨盤部分１０に堅固に接続されたブラケット１４に形成されたネジ山１３に係合するネジ１２の端部１１に当接する止め具４６を備える。
【００１８】
ギア付きモータ４０は、骨盤部分１０に担持されたコマンド及び制御ユニット５０に接続される。図１に見られるように、ケーブル４４は、骨盤部分１０に寄生トルクを生じさせないように、骨盤部分１０上の脚部分２１の関節軸を含む平面に配置される。ただし、（特にユーザの背中の曲げを助け、それによって腰椎を保護するために）背中に対して戻りトルクを生じさせることが望ましい場合には、股関節の回転点の後ろにケーブルを設置することは興味深いことである可能性がある。骨盤部分１０上の脚部分２０の関節の回転中心にケーブル４４を通過させることにより、外転での寄生トルクを完全に排除することが可能である。そのような実施形態を図３に示す。板バネ２５の第１の端部２５．１は、骨盤部分１０に堅固に接続された第２のＵ字形金具１５の２つの第２の突起１５．１及び１５．２とそれぞれ回転して協働する２つの第１の突起２６．１及び２６．２を有する第１のＵ字形金具２６を備える。第１の突起２６．１及び２６．２は、第２の突起１５．１及び１５．２の内面を支え、ケーブル４４は、２つの第１のＵ字形金具２６．１と２６．２との間に延びる。
【００１９】
骨盤部分１０は、ペイロード６１を担持するインターフェース６０を備える。
【００２０】
動作中であって、外骨格１がユーザ１００の所定の位置に装着される前に、骨盤部分１０を足部分３０から隔てる距離ｄがユーザ１００の骨盤１１０を足１３０から隔てる距離と実質的に等しくなるように、止め具４６及び／又はケーブル４４の長さが調整される。次いで、板バネ２５には、ギア付きモータ４０によってプーリ４３にトルクが付加されなくても予張力が付与される。外骨格１がユーザ１００に接続された時点で、負荷６１がインターフェース６０に固定される。板バネ２５は、外骨格１の重量に負荷６１の重量を加えた重量下で曲がらないように寸法決めされる。板バネ２５の特性（材料、断面）に応じて、ユーザ１００によって支持され、ここではユーザの脚１２０によって吸収される負荷は、外骨格１の固有の重量ＰＥと負荷６１の重量を含む合計負荷のうちの０％（完全支援）から１００％（援助なし）まで変化する可能性がある。
【００２１】
ユーザが直立した状態で、板バネ２５は外骨格１が受ける鉛直力を吸収する。この構成では、プーリ４３がその当接に対抗している状態で、ギア付きモータ４０がトルクを供給せず、ほとんど（又はまったく）動力を消費しないため、外骨格１が消費する動力が最小量になる。ユーザ１００が歩行したい場合、自分の一方の足１３０にかかる負荷の一部を他方の足に移動させ、踵を持ち上げ始める。     
【００２２】
エンコーダ３４は、板バネ２５に対する外骨格足の相対的な角度位置の変化を測定し、この情報を制御ユニット５０に送信する。ユニット５０は、この測定値を分析し、次に、ギア付きモータ４０の回転を命令する。この回転は、ケーブル４４に作用して、設置されたケーブルの長さを足部分３０の動作に適合させる。このため、制御ユニット５０は、脚部分１２２の姿勢の測定に基づいて距離ｄを決定し、ユーザの脚１２０が（地面から持ち上げられた状態で）揺動段階にある間の距離ｄの変動を確実なものにする。例えば、トルク基準値は、ギア付きモータ４０によってケーブル４４に付加される約３００ニュートンの引張荷重に対応することができる。この引張荷重は、外骨格の重量と外骨格１の脚２２を持ち上げた場合の２０キログラムの追加の負荷とを支持することを可能にする板バネ２５の張力に対応する。ユーザの足１３０が揺動段階にある間、制御ユニット５０は、ユーザ１００の足１３０が下方に向かって移動している間に板バネ２５によって足に力が付加されないように、ユーザ１００の足１３０の位置の関数として距離ｄを決定する。     
【００２３】
このため、立脚段階にて、たとえ実際に消費されたとしても、動力の消費がわずかな量である下肢外骨格１が得られる。この外骨格の歩行段階での動力消費は、脚１２０が真っ直ぐではない場合に（即ち、脚１２０が宙に浮いている歩行段階の一部のみにて）ギア付きモータ４０が独占的に動力を消費するため、低減される。
【００２４】
上記の要素と同一又は類似の要素は、本発明の第２、第３、第４及び第５の実施形態の以下の説明では同一の参照番号を有することになる。  
【００２５】
図４を参照すると、本発明の第２の実施形態によれば、足部分３０は、外骨格１の足部分３０上にあり、ユニット５０に接続された高感度線形電位差センサ６２を含む。
【００２６】
このセンサ６２は、足部分３０の第１の要素３１を第２の要素３２から隔てる距離を測定する。この距離から、脚１２２の姿勢（角度位置及び長さ）、ひいては骨盤部分１０を足部分３０から隔てる距離を推定することが可能である。歩行のために立脚段階を離れるというユーザ１００の意図は、センサ６２が動作を測定するときに検出される。この測定値はユニット５０に送信され、ユニット５０はギア付きモータ４０を制御する。
【００２７】
このセンサ６２はこのほか、足３０と足首２５．２との間の歪みを測定するように歪みゲージから構成することができる（次に、距離ｄは、測定された歪みに基づいて、設定点がゼロの状態又はオフセットがわずかな状態で制御される）。
【００２８】
図５を参照すると、本発明の第３の実施形態によれば、骨盤部分１０は、外骨格１が水平な地面に載置されているときに実質的に垂直方向を向くボール型滑り路７０を備える。第１の台車７１は、滑り路７０上を摺動するように、単独で取り付けられるか、重量補償バネとともに取り付けられる。第１の台車７１は、負荷６１が接続されるインターフェース６０のほか、ギア付きモータ４０、プーリ４３、その止め具４６、ネジ１２及びブラケット１４を担持する。このほか、骨盤部分１０の他の要素、例えば、コマンド及び制御ユニット５０及び／又は電気アキュムレータ４１を、第１の台車７１によって担持することができる。
【００２９】
外骨格１の機能は、上記したものと同一である。ギア付きモータ４０と、負荷６１を担持するインターフェース６０とを設置することは、脚の自由な屈曲移動を可能にし（例えば、屈むことを可能にし）、その間、ギア付きモータ４０を調節する必要はない。これにより、外骨格１の消費動力を再び制限することができる。これは、外骨格の場合、脚を短い周期で頻繁に曲げることが必要な作業、例えば、地面から物（ごみ、作物）を拾う、かき集める作業などを支援する場合に特に有用であることを明確に示すことができる。
【００３０】
このほか、屈曲移動を制限するために、上部止め具７２を設けることができる。この移動はこのほか、エンコーダ３４及び制御ユニット５０を用いて管理することができる。
【００３１】
図６及び図７を参照すると、本発明の第４の実施形態によれば、骨盤部分１０は、外骨格が水平な地面に載置されたときに実質的に垂直方向を向くボール型滑り路７３を備える。第２の台車７４を、滑り路７３上を摺動するように取り付ける。ユニット５０に電気的に接続された電気アクチュエータ７５が、骨盤部分１０と第２の台車７４との間に延びる。アクチュエータ７５が収縮すると、第２の台車７４が平行移動して、脚部分２０の第１の端部２１から離れる。端部２１は骨盤部分１０に関節接合される。図６に見られるように、ケーブル４４の第１の端部４５は、板バネ２５の第２の端部２５．２に接続される。図７に見られるように、ケーブル４４の第２の端部４６は、骨盤部分１０、ここでは滑り路７３のうちの一か所に結合される。第２の台車７４は、ケーブル４４が巻き付けられる遊びプーリ７６を担持する。このため、第２の台車７４が移動すると、ケーブル４４の設置長さ、ひいては骨盤部分１０を足部分３０から隔てる距離ｄに作用することが可能になる。図７に見られるように、骨盤１０に固定された下部止め具１６が、第２の台車７４の下向きの移動を制限することを可能にし、それによりアクチュエータ７５を静止位置に配置しながら（アクチュエータ７５に力がかからないため、動力は消費されない）、距離ｄの最大長さを制限する。
【００３２】
ユーザ１００が歩行したい場合、ユーザは自分の一方の足１３０にかかる負荷の一部を他方の足に移動させ、踵を持ち上げ始める。
【００３３】
エンコーダ３４は、板バネ２５に対する外骨格の足の相対的な角度位置の変化を測定し、この情報を制御ユニット５０に送信する。ユニット５０は、この測定値を分析し、次に、アクチュエータ７５の後退を命令し、アクチュエータ７５は、第２の台車７４を移動させ、ケーブル４４を引いて、設置されたケーブル４４の長さを足部分３０の動作に適合させる。このため、制御ユニット５０は、脚１２２の姿勢の測定に基づいて距離（ｄ）を決定し、（地面から持ち上げられた状態の）揺動段階にある間の距離ｄの変動を確実なものにする。
【００３４】
第３及び第４の実施形態は組み合わせることができ、単独で取り付けられる第１の台車７１は、制御される第２の台車７４を受容することができる。  
【００３５】
図８は、板バネ２５が外骨格１の脚２２の前に位置決めされる第５の実施形態を示す。板バネ２５の湾曲はここでは前方に向けられているが、後方に向けることもできる。
【００３６】
図９に示す第６の特定の実施形態では、ケーブル４４は、第１の遊び偏向プーリ１７の上部に巻き付き、その後、第２の遊び偏向プーリ１８の下部に巻き付く。次に、ケーブル４４は、巻き取りプーリ４３周りに巻き付く。第１及び第２の遊び偏向プーリ１７及び１８は、ケーブル４４の牽引によって骨盤部分１０及びユーザ１００に引き起こされるトルクを制御するように、骨盤部分１０上のケーブル４４の牽引点を移動させることを可能にする。第１及び第２の遊び偏向プーリ１７及び１８はこのほか、予め負荷がかけられた張力ローラのように、ケーブル４４の弛みを自動的に吸収するように弾性的に装着することができることになる。このタイプの装置は、ユーザ１００が屈もうとして、板バネ２５を圧縮し、補償する必要があるケーブル４４の弛みを引き起こす状況で特に有用である。
【００３７】
ケーブルの弛みはこのほか、例えば、ギア付きモータ４０の出力に位置決めされた（図示しない）トルクセンサ４７の助力を得て、電気機械的に吸収することができる。センサ４７は制御ユニット５０に接続され、制御ユニット５０は、ギア付きモータ４０が最小トルクＣｍｉｎを巻き取りプーリ４３に付加し、それによりケーブル４４の最小張力Ｔｍｉｎを確実なものにするようにギア付きモータ４０を制御する。このため、ユーザ１００が屈もうとするとき、自分の体重が板バネ２５に圧力を付与し、その影響は距離ｄ、ひいてはケーブル４４の張力を減少させ、ギア付きモータ４３の出力シャフト４２に付与されるトルクが低下する。制御ユニット５０は、ギア付きモータ４０の回転を命令して、ギア付きモータ４０が出力プーリ４３に付与するトルクが最小トルクＣｍｉｎの値に達するまで、ケーブル４４を巻き取り、これにより、ケーブル４４の張力を値Ｔｍｉｎにし、ケーブル４４の弛みを回避する。
【００３８】
本発明の第３の実施形態では、ケーブルの弛みを吸収する装置は、台車７１の動作を検出し、制御ユニット５０に接続された動作センサ７７（ここでは電位差センサ）を備える。制御ユニット５０は、ケーブル４４を巻き取るためにギア付きモータ４０の回転を命令する。ギア付きモータ４０の回転の振幅は、動作センサ７７によって測定された台車７１の移動に依存する。台車７１の動作を測定することにより、ユーザ１００が屈もうとする意図を確認することが可能になる。
【００３９】
本発明の第７の実施形態によれば、図１０を参照すると、足部分３０は、ここではユーザ１００の靴１３２の靴底１３１と一致し、足部分３０の第１の要素３１を備える。第１の要素３１はユーザの足１３０に堅固に接続され、実質的に馬蹄形を有し、靴１３２の踵周りに延びる。第１の要素３１はブラケット３５を備える。ブラケット３５の遠位端３５．１は、ヒンジ３６によって、ケーブル４４が通過する円筒形滑動部３７に接続される。滑動部３７は、抵抗回転式電位差計３８を備える。電位差計の回転子３８．１は、その端子で測定されたゼロに等しい抵抗に対応する初期位置への弾性復帰手段を備える。ワイヤ３８．２が、板バネ２５の第２の端部２５．２を回転子３８．１に接続する。回転式電位差計３８は制御ユニット５０に接続される。制御ユニット５０は、回転式電位差計３８の端子で測定された抵抗に応じて、足部分３０の第１の要素３１と板バネ２５との相対的な角度位置を推定する。この角度位置から、脚１２２の姿勢（長さの推定）、ひいては骨盤部分１０を足部分３０から隔てる距離を推定することが可能である。この角度位置に基づいて距離ｄを制御すると、脚１２２が（地面から持ち上げられた状態の）揺動段階にあるときに、ユーザ１００の足に追従することが可能になる。
【００４０】
もちろん、本発明は、記載した実施形態に限定されず、代わりに、特許請求の範囲によって定義される本発明の分野によって網羅される任意の変形形態を包含する。
【００４１】
本実施形態において、外骨格は単一の下肢のみを有するが、本発明はこのほか、２つの下肢を備えた外骨格に適用される。
【００４２】
本実施形態において、骨盤部分、大腿部分、脛骨部分及び足部分がストラップによってユーザに接続されているが、本発明はこのほか、外骨格の部分をユーザに固定する他の手段、例えば、硬質円筒形要素又は外骨格の部分に堅固に接合された特定の衣類に適用される。
【００４３】
本実施形態において、大腿部分及び脛骨部分がユーザに接続されているが、本発明はこのほか、ユーザから独立した大腿部分又は脛骨部分に適用される。
【００４４】
本実施形態において、脚部分は、脛骨部分に関節接合された大腿部分を含むが、本発明はこのほか、大腿部分及び脛骨部分がなく、板バネ及びケーブル（この場合、板バネは構成要素として機能する）のみを備え得る脚部分に適用される。
【００４５】
本実施形態において、脚部分は板バネを備えるが、本発明はこのほか、他のタイプのバネ要素、例えば、ベルビルワッシャの束、エラストマー要素、ガスバネ、（例えば、膝用の）コイルバネ、緩衝バネ、変形可能な平行四辺形構造体又は弾性ケーブルの束に適用される。
【００４６】
本実施形態において、下肢はギア付きモータと、ケーブルに牽引力を提供するプーリとを備えているが、本発明はこのほか、脚部分の両端部を隔てる距離を変化させる他の手段、例えば、ボールネジ又はラックによって移動するブロックに適用される。
【００４７】
本実施形態において、電気アクチュエータが骨盤部分に対する台車の並進を引き起こすが、本発明はこのほか、骨盤部分に対して台車を移動させる他のタイプのアクチュエータ、例えば、構成要素の１つが電動のネジ／ナットアセンブリ、歯付きベルト駆動、台車に堅固に接続されたギア付きモータであって、その出力軸が、滑り路に堅固に接続されたラックと係合するギア付きモータに適用される。
【００４８】
本実施形態において、ケーブルは足部分に接続されるが、本発明はこのほか、脚部分の両端部を隔てる距離の変化もたらすことができる外骨格へのケーブルの他の接続点、例えば、足首、脛骨部分又は大腿部分への接続に適用される。
【００４９】
本実施形態において、作動システムは骨盤部分に固定されるが、本発明はこのほか、脚部分の両端部を隔てる距離の変化をもたらすことができる作動システムを固定する他の固定点、例えば、股関節、脚の上部、脛骨部分又は大腿部分に固定するための他の固定点に適用される。
【００５０】
本実施形態において、プーリはナットと協働する止め具を備えるが、本発明はこのほか、バネ要素に予張力をかけるための他の装置及び作動チェーン上の他の位置に適用される。
【００５１】
本実施形態において、足部分は、足又は足首に線形又は回転式の電位差センサを備えているが、本発明はこのほか、歩行意図を検出する他のタイプのセンサ、例えば、足首部分の関節に連動した圧力センサ、力センサ又は回転センサに適用されるか、非接触測定システム（例えば、光学センサ、磁気センサなど）に適用される。
【００５２】
本実施形態において、板バネはユーザの脚の後ろに位置決めされているが、本発明はこのほか、板バネの他の設定、例えば、ユーザの脚の前（前方に向かった湾曲）又はユーザの脚の外側に位置決めされた板バネに適用される。
【００５３】
本実施形態において、ギア付きモータは、ケーブルを巻き取るプーリを備えているが、本発明はこのほか、脚部分の両端部を隔てる距離を変化させる他の手段、例えば、歯付きベルト又はチェーンなどの柔軟な力伝達要素と協働するホイールに適用される。
【００５４】
本実施形態において、骨盤部分上の脚部分の関節は、板バネに堅固に接続されたＵ字形金具の２つの第１の突起であって、骨盤部分に堅固に接続されたＵ字形金具の２つの第２の突起と回転して協働する第１の突起を備えるが、本発明はこのほか、ケーブルが関節の中心を通過できるようにする、骨盤部分上の脚部分の関節の他の手段、例えば、穴あきシャフトに適用される。
【００５５】
本実施形態において、骨盤、モータ、電池及びコントローラはユーザの後ろにあるが、本発明はこのほか、外骨格が逆方向に着用される場合、即ち、ユーザの前に骨盤がある場合に適用される。
【００５６】
本実施形態において、下肢は、ギア付きモータと、ケーブルに牽引力を付与するプーリとを備えているが、本発明はこのほか、脚部分の両端部を隔てる距離を変える他の手段であって、ケーブルの長さの変化は、ケーブルを、その端子に電圧を印加してすることによって加熱することにより得られる他の手段、例えば、ＳＰＣ（スーパーコイルポリマー）アクチュエータに適用される。
【００５７】
本実施形態において、下肢は、台車の動作を検出する電位差動作センサを備えているが、本発明はこのほか、屈む姿勢を検出する他のタイプのセンサ、例えば、台車の動作を検出するための誘導式、容量式又は光学式の動作センサ、あるいは台車のない下肢外骨格の場合には、慣性ユニットに適用される。
【００５８】
本実施形態において、足部分はユーザの靴の底と一致しているが、本発明はこのほか、ロボットの足部分の他の構成、例えば、ユーザの足（又は靴）への結束、接着又は螺着によって結合されたプラットフォームに適用される。
【００５９】
本実施形態において、ケーブルの弛みを吸収する手段は、ギア付きモータの出力に位置決めされたトルクセンサを備えているが、本発明はこのほか、ケーブルの弛みを直接測定する弛みセンサを備えた、ケーブルの弛み吸収手段に適用される。
【００６０】
本実施形態において、電位差計は抵抗回転式電位差計であるが、本発明はこのほか、足の位置を検出するための他のタイプのセンサ、例えば、線形電位差計、誘導センサ、超音波センサ又は静電容量センサに適用される。
【００６１】
板バネは、足部分及び／又は股関節部分上の脚部分の関節点と同一であるか異なる箇所にて、足部分及び／又は骨盤部分に関節接合することができる。
【００６２】
有利には、ケーブル４４は、動作するか動作しない（即ち、ケーブル４４の張力の一部を吸収するか吸収しない）第２のケーブルであって、動作の安全性に貢献し、ケーブル４４の偶発的な破損の結果を防止する第２のケーブルによって補強することができる。
【００６３】
外骨格の部分の全関節が説明されたわけではないが、外骨格の特定の用途に適応させることができる。例えば、状況に応じて、股関節屈曲部を作動させるか、作動させないか、結合させることができることになる。
【００６４】
同じように、状況に応じて、股関節外転関節を作動させるか、作動させないか、股関節外転関節に（バネの有無にかかわらず、両側又は片側から）圧力を付与することができることになる。同じことが足首の関節にも当てはまる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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