JP5098865B2 - Joint assist device - Google Patents
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Description
本願は、人体の関節部分の動きを電動的に補助する関節補助装置の技術分野に関する。 The present application relates to a technical field of a joint assist device that electrically assists movement of a joint portion of a human body.
近年、筋力の衰えた老人や傷病者の、歩行動作、階段の昇降動作、着座姿勢からの起立動作、起立姿勢からの着座動作などを補助することで、筋力低下の抑制を図る歩行補助装置が存在する(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, a walking assist device has been designed to help prevent muscle weakness by assisting elderly people and victims with weak muscles in walking, raising and lowering stairs, standing up from a sitting position, and sitting from a standing position. Exists (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1の歩行補助装置は、利用者の腹部に巻きつけられる腹帯の側面に固定される第一リンクと、利用者の大腿部に巻きつけられる脚当ての側面に固定される第二リンクとを、電気アクチュエータにより連結し、当該電気アクチュエータで第一リンクに対して第二リンクを前後方向に揺動させることで、利用者の大腿部の動きを補助するものである。なお、当該歩行補助装置における電気アクチュエータなど電気部品に電気を供給するための蓄電池などは、背中に背負うようになっている。 The walking assist device of Patent Document 1 includes a first link fixed to a side surface of an abdominal band wound around the user's abdomen and a second link fixed to a side surface of a leg pad wound around the user's thigh. Are connected by an electric actuator, and the second link is swung back and forth with respect to the first link by the electric actuator, thereby assisting the movement of the user's thigh. Note that a storage battery for supplying electricity to an electrical component such as an electrical actuator in the walking assist device is carried on the back.
また、当該歩行補助装置は、電気アクチュエータなどの電気部品を使用するため、当該電気部品に電気を供給する必要があり、そのための配線が必ず必要となる。通常、この種の装置は、外部に露出した接点を有するコネクタなどによって接続されている。 In addition, since the walking assist device uses an electrical component such as an electric actuator, it is necessary to supply electricity to the electrical component, and wiring for that is always necessary. Usually, this type of device is connected by a connector having contacts exposed to the outside.
しかしながら、従来の歩行補助装置は、コネクタなど電気的な接点を介して接続されている場合、利用者にとっては、接続も容易でなく、また、何度も着脱を繰り返すことで電気的な接触度が低下(接点における抵抗値が増大)し、これにより電気の供給が非効率になる場合や、接触不良になる場合があるという問題がある。 However, when the conventional walking assistance device is connected via an electrical contact such as a connector, the connection is not easy for the user, and the electrical contact degree can be increased by repeatedly attaching and detaching. Decreases (increases the resistance value at the contact point), which may cause inefficiency of electricity supply or contact failure.
また、歩行補助装置は、人体に装着するものであるため、長期間(時間)に渡り使用すれば、埃、汗などで脚当てが汚れ、洗濯したい場合があるが、一般に洗濯などすることについては考慮されておらず、且つコネクタを利用している場合には、そのまま洗えないという問題がある。 In addition, since the walking assistance device is worn on the human body, if it is used for a long time (time), the footrest may become dirty due to dust, sweat, etc. Is not taken into consideration, and when a connector is used, there is a problem that it cannot be washed as it is.
また、歩行補助装置は、利用者に装着されるため小型・軽量化を図る必要があるが、従来の歩行補助装置は、そのほとんどが大型であり、利用者に過度の負担をかけている。 In addition, since the walking assistance device is worn by the user, it is necessary to reduce the size and weight. However, most of the conventional walking assistance devices are large in size and place an excessive burden on the user.
そこで、このような課題の一例を解消するために、本願は、電気的な不具合が生じにくく簡易な構造の関節補助装置を提供することを目的とする。 Therefore, in order to eliminate an example of such a problem, an object of the present application is to provide a joint assist device having a simple structure that is less likely to cause an electrical failure.
上述した課題を解決するため、請求項1に記載の関節補助装置は、利用者の関節部に設けられたリンク機構部を動作させるための蓄電池が内蔵された複数の駆動ユニットを備えた関節補助装置において、複数の前記駆動ユニット間でデータ通信するための通信ユニットと、前記蓄電池に電力を供給又は当該駆動ユニットとデータ通信するための通信/給電ユニットと、を備え、前記通信ユニット及び通信/給電ユニットは、前記駆動ユニットと電気的に接続するための共通の接続部を有して前記駆動ユニットと着脱可能に接続されるものであって、前記駆動ユニットと、前記通信ユニット又は通信/給電ユニットと、は非接触な方式で電力を供給又はデータ通信可能であることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the joint assist device according to claim 1 is provided with a plurality of drive units each including a storage battery for operating a link mechanism provided in a joint of a user. The apparatus comprises: a communication unit for data communication between the plurality of drive units; and a communication / power supply unit for supplying power to the storage battery or for data communication with the drive unit, the communication unit and the communication / The power supply unit has a common connection for electrically connecting to the drive unit and is detachably connected to the drive unit, and the drive unit and the communication unit or communication / power supply The unit can supply power or perform data communication in a non-contact manner.
この構成によれば、関節補助装置は、各ユニットを接続するための接続端子をユニット毎に設ける必要がない。よって、製造上のコスト削減を図れる。また、非接触式で電力を伝送、又はデータ通信可能であるため、外部に露出した接点を有するコネクタを使用した場合に、経年劣化などによって当該接点に腐食や錆などが発生して、電力の供給が減少、及びリークなどの発生を未然に防止することが可能である。 According to this configuration, the joint auxiliary device does not need to provide a connection terminal for connecting each unit for each unit. Therefore, the manufacturing cost can be reduced. In addition, since power can be transmitted or data communication is possible in a non-contact manner, when a connector with a contact that is exposed to the outside is used, corrosion or rust may occur at the contact due to deterioration over time, etc. It is possible to prevent supply from decreasing and occurrence of leakage.
また、請求項2に記載の関節補助装置は、請求項1に記載の関節補助装置において、複数の前記駆動ユニットを制御するための制御手段が、前記複数の駆動ユニットの内、1の前記駆動ユニットに設けられ、当該制御手段によって他の前記駆動ユニットが制御されることを特徴とする。この構成によれば、1つのCPUで複数の駆動ユニットを制御するため、各駆動ユニットを同期させた動作が容易に行える。
Further, the joint assist device according to
また、請求項3に記載の関節補助装置は、請求項1、又は2に記載の関節補助装置において、前記駆動ユニットは、当該駆動ユニットに対する前記通信ユニット又は前記通信/給電ユニットの電気的な接続を検出する検出手段と、その検出結果に応じて、充電池への充電又は放電のための回路を切り替える充電/放電切替手段と、を備えていることを特徴とする。この構成によれば、接続部に接続されるユニットに応じて充電池の充電又は放電を自動的に切り替えることが可能となる。
Further, the joint assist device according to
また、請求項4に記載の関節補助装置は、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の関節補助装置において、前記駆動ユニットと前記通信/給電ユニットの接続方式は、コアに実装されるコイルを対向して配置し、一方のコイルに電圧を印加することで他方のコイルに誘起電圧を発生させ、一方のコイル側から他方のコイル側へ電力を非接触で供給可能な方式であることを特徴とする。この構成によれば、非接触で電力を伝送することが可能となる。
The joint assist device according to
また、請求項5に記載の関節補助装置は、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の関節補助装置において、前記関節補助装置を動作させる際には、前記通信ユニットと駆動ユニットが接続され、当該蓄電池に電力を供給する際には、前記通信/給電ユニットが接続され、当該電力供給時に前記通信/給電ユニットから必要なデータが前記駆動ユニットに送信されることを特徴とする。この構成によれば、電力供給時に必要なデータが合わせて駆動ユニットに送信されるので、別途データを送信するための手間が省ける。 Further, the joint assist device according to claim 5 is the joint assist device according to any one of claims 1 to 4, wherein the communication unit and the drive unit are connected when the joint assist device is operated. When supplying power to the storage battery, the communication / power supply unit is connected, and necessary data is transmitted from the communication / power supply unit to the drive unit when the power is supplied. According to this configuration, data necessary for supplying power is transmitted to the drive unit together, so that the trouble of separately transmitting data can be saved.
また、請求項6に記載の関節補助装置は、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の関節補助装置において、前記駆動ユニットと前記通信/給電ユニットが接続され、前記蓄電池に充電する際に当該充電状態を表示するための表示制御手段を備えていることを特徴とする。この構成によれば、蓄電池の充電状態を視覚的に確認することができるので、充電過多や充電不足などの恐れがない。 A joint assist device according to claim 6 is the joint assist device according to any one of claims 1 to 5, wherein the drive unit and the communication / power supply unit are connected to charge the storage battery. Is provided with display control means for displaying the state of charge. According to this configuration, the state of charge of the storage battery can be visually confirmed, so there is no fear of overcharging or insufficient charging.
また、請求項7に記載の関節補助装置は、請求項4に記載の関節補助装置において、前記電力の供給によりコア周辺に発生する熱を放熱する放熱手段を備えていることを特徴とする。この構成によれば、コア周辺の回路が熱により劣化することを防止することが可能である。 A joint assist device according to a seventh aspect is the joint assist device according to the fourth aspect, further comprising a heat radiating means for radiating heat generated around the core by the supply of the electric power. According to this configuration, it is possible to prevent the circuits around the core from being deteriorated by heat.
以下、本願を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。図1は利用者の膝部に関節補助装置を装着した際の状態図、図2は関節補助装置の使用時の状態図、図3は外部通信/給電ユニットと駆動ユニットの電気的な接続例を説明するための図、図4は給電又はデータ通信時に用いられる外部通信/給電ユニットの構成図、図5は駆動ユニットと外部通信/給電ユニットの電気的な接続例を説明するための図、図6は関節補助装置の使用時の電気的構成図、図7は関節補助装置における給電時の電気的構成図である。なお、以下に説明する実施形態は、人体の膝部における関節の動きを補助する関節補助装置Sとして本願を適用した場合の実施の形態である。 The best mode for carrying out the present application will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a state diagram when a joint assist device is mounted on a user's knee, FIG. 2 is a state diagram when the joint assist device is used, and FIG. 3 is an example of an electrical connection between an external communication / power feeding unit and a drive unit. FIG. 4 is a configuration diagram of an external communication / power supply unit used at the time of power supply or data communication, FIG. 5 is a diagram for explaining an example of electrical connection between the drive unit and the external communication / power supply unit, FIG. 6 is an electrical configuration diagram when the joint assist device is used, and FIG. 7 is an electrical configuration diagram during power feeding in the joint assist device. In addition, embodiment described below is embodiment at the time of applying this application as the joint assistance apparatus S which assists the motion of the joint in the knee part of a human body.
本実施形態の関節補助装置Sは、図1及び図2に示すように、利用者の両足にマジックテープ(登録商標)やバンドなどの固定具6によってそれぞれ取り付けられる一対の駆動ユニット10を備えている。駆動ユニット10には、図1に示すように、利用者の膝部5の関節部分に取り付けられるリンク機構部3が取り付けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the joint assist device S of the present embodiment includes a pair of
リンク機構部3は、図1に示すように、例えば、利用者の大腿部に巻きつけられる上部脚当て4の側面に取り付けられる第一リンク3aと、利用者の下腿部に巻きつけられる下部脚当て7の側面に取り付けられる第二リンク3bと、駆動ユニット10から動力を得て前記第一リンク3aに対して第二リンク3bを前後方向に揺動させる第三リンク3cと、を含んで構成される。
As shown in FIG. 1, the
第一リンク3aは、利用者の腰部側から膝部5側に延びるように取り付けられ、第二リンク3bは利用者の膝部5側から足の先端(地面)側に延びるように取り付けられており、前記第一リンク3aと第二リンク3bは利用者の膝部5近傍で回動可能に連結されている。また、第三リンク3cの端部が、前記第二リンク3bの中央近傍に連結されている。
The
前記上部脚当て4及び下部脚当て7は、図示しないが、夫々が一対の脚当て部材を含んで構成されており、当該脚当て部材は、利用者の大腿部及び下腿部の周囲を覆うように配置され、固定具6によって着脱可能に取り付けられる。
Although the upper leg rest 4 and the
また、前記上部及び下部脚当て4、7は、例えば、PP樹脂などを成形して形成されており、利用者の大腿部と接する部分には、伸縮自在のスポンジ部材などが取り付けられている。 The upper and lower leg rests 4 and 7 are formed by molding, for example, PP resin, and a stretchable sponge member or the like is attached to a portion in contact with the user's thigh. .
また、図2に示すように、両足にそれぞれ取り付けられる左足用の駆動ユニット11及び右足用の駆動ユニット12には、当該駆動ユニット11、12間でデータ通信するための通信ユニット20が着脱可能に取り付けられる。当該通信ユニット20は、ケーブル21と、そのケーブル21の途中に配置される通信用の基板や電池などが収容された中継ボックス22と、を備え、ベルト23などの固定具によって利用者の腰に取り付けられる。
In addition, as shown in FIG. 2, a
また、通信ユニット20は、図3に示すように、ケーブル21の両端に非接触でデータを通信可能な通信端子24を備えた通信ヘッド25を備えている。一方、駆動ユニット10の筐体10aには、当該通信ヘッド25を挿入可能な孔部10bを有しており、孔部10bに対して当該通信ヘッド25を着脱可能になっている。
As shown in FIG. 3, the
また、図4に示すように、関節補助装置Sは、駆動ユニット10に対して所定の情報(例えば、駆動ユニット10を動作させるための制御プログラム等)を送信又は給電するための外部通信/給電ユニット30を備えている。当該外部通信/給電ユニット30は、所定の情報を生成するためのPC本体(以下、「外部端末31」と称する。)と、例えば、AC電源と接続され、当該AC電源をDC電源に変換し駆動ユニット10に供給するととともに、外部端末31と電気的に接続され当該外部端末31によって生成されたデータを駆動ユニット10に送信するための給電/外部端末通信用装置本体35と、を備えている。なお、外部通信/給電ユニット30は、本願の通信/給電ユニットとして機能する。
As shown in FIG. 4, the joint assisting device S transmits or feeds predetermined information (for example, a control program for operating the drive unit 10) to the
給電/外部端末通信用装置本体35は、駆動ユニット10と電気的に接続するためのケーブル39を備え、図5に示すように、ケーブル39の両端に非接触でデータを通信可能な通信端子36及び非接触で電力を供給可能な給電ユニット37、を備えた通信/給電用ヘッド38を備えている。
The power supply / external terminal communication device
そして、駆動ユニット10の筐体10aに有する孔部10bは、当該通信/給電用ヘッド38を挿入可能になっており、当該孔部10bに対して通信/給電用ヘッド38を着脱可能になっている。
The
よって、通信ヘッド25と通信/給電用ヘッド38は、共通の外観形状を有しており、その用途に応じて容易に当該孔部10bに入れ替え可能となっている。
Therefore, the
一方、駆動ユニット10は、図3及び図5に示すように、電力を受電又は所定のデータを通信可能な通信/受電用ヘッド15を筐体10aの内部に備えている。そして、駆動ユニット10の筐体10aに有する孔部10bには、用途に応じて通信/給電用ヘッド38、又は通信ヘッド25が挿入されて、当該通信/給電用ヘッド38又は通信ヘッド25のいずれか一方と通信/受電用ヘッド15とが非接触で電気的に接続される。具体的には、図2に示すように関節補助装置Sを動作させる際に通信ユニット20が通信ヘッド25を介して駆動ユニット10と接続され、一方の駆動ユニット(左足用駆動ユニット11)と他方の駆動ユニット(右足用駆動ユニット12)が通信ユニット20を介してデータ通信可能となる。また、図4及び図5に示すように、駆動ユニット10に電力を供給及び駆動ユニット10の制御の際に用いられる制御プログラムの変更などの際に外部通信/給電ユニット30が通信/給電用ヘッド38を介して駆動ユニット10と接続され、外部通信/給電ユニット30から駆動ユニット10に電力を供給可能であるとともに、外部端末31と駆動ユニット10間でデータ通信可能となる。
On the other hand, as shown in FIGS. 3 and 5, the
また、駆動ユニット10は、図6、及び図7に示すように、利用者の足の動作を検出する動作検出部16と、当該動作検出部16の検出結果に応じて当該リンク機構部3を駆動する駆動部17と、前記駆動部17に電気を供給する蓄電池18と、を備え、両足に取り付けられる左右足用駆動ユニット11、12のどちらか一方には、電気的に制御が必要な各部を統括的に制御する制御部19を備えている。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the
駆動部17は、図示しないが、回転機構を有するDCモータと、当該DCモータを所定の回転方向及び速度で駆動制御する駆動制御部と、を含んで構成されている。
Although not shown, the
また、図示しないが、DCモータは、回転軸が所定の歯車群を含んで構成されるギアボックスを介して第三リンク3cと接続されている。そして、DCモータの回転軸が回転することによって得られる回転駆動力が前記歯車群を介して直線運動に変換されて第三リンク3cに伝達され、その駆動力が第二リンク3bに伝達されるようになっている。そして、第二リンク3bが、DCモータの回転方向によって第一リンク3aに対して前後方向に揺動され、利用者の膝部5における関節の動きを補助するようになっている。
Although not shown, the DC motor is connected to the
動作検出部16は、図示しないが、例えば、複数の加圧センサを含んで構成されている。当該加圧センサは、利用者が履く靴裏のつま先とかかと部分にそれぞれ配置されている。そして、動作検出部16は、利用者の体重移動により靴裏に生じる荷重を利用者の動作状態を示す動作信号として検出するようになっている。当該検出された動作信号Sfは制御部19に送信される。
Although not shown, the
制御部18は、主として演算機能を有するCPU(Central Processing Unit)、作業用RAM、及び各種データやプログラムを記憶するROMを備えて構成されている。当該CPUが、例えばROMに記憶された各種プログラムを実行することにより、駆動ユニットの双方、及び各部を制御するとともに関節補助装置S全体を統括制御する。なお、本実施形態の制御部18は、本願の検出手段、充電/放電切替手段、及び表示制御手段として機能する。
The
具体的には、制御部18は、左右両方の駆動ユニット11、12の動作検出部16により検出された動作信号Sfに基づいてDCモータを駆動制御するための駆動信号Shを生成する。具体的には、制御部18は、図6に示すように、例えば、加圧センサによって検出される動作信号Sfによって利用者の体重移動により足裏に生じる荷重のかかり具合を特定し、当該特定した利用者の足裏に生じる荷重のかかり具合に基づいて利用者の移動方向を推測して関節の動きを推定し、DCモータの回転方向、回転速度など当該DCモータを駆動制御するための駆動信号Shを生成して、当該駆動信号Shを駆動部17に送信するようになっている。
Specifically, the
また、給電時において、制御部18は、給電/外部端末通信用装置本体35の通信/給電ヘッド38と通信/受電ヘッド15の磁気結合によって発生する誘起電圧を受電し、蓄電池18に充電する。さらに、給電/外部端末通信用装置本体35の通信端子36から送信すべき必要なデータを駆動ユニット11の通信端子24を用いて受信し、記憶部(図示なし)などに記憶、又は当該受信したデータに基づいて制御プログラムを書き換える。
At the time of power feeding, the
また、制御部18は、駆動ユニット11に対する前記通信ユニット20又は前記給電/外部端末通信用装置本体35の電気的な接続を検出し、その検出結果に応じて、充電池への充電又は放電のための回路を切り替える。具体的には、通信ユニット20が接続された場合には、駆動部17を駆動するために放電する一方で、給電/外部端末通信用装置本体35が接続された場合には、蓄電池へ電力を供給するために充電するように内部の回路を切り替える。
Further, the
また、制御部18は、蓄電池に充電中に電力の蓄電状態を検出し、その蓄電池の充電状態を視覚的に表示するための表示制御を行う。図4に示すように、給電/外部端末通信用装置本体35には、充電状態を表示するための表示部が設けられており、この表示制御によって当該表示部には、例えば、充電不足であれば赤色、充電終了であれば緑色が表示される。
Moreover, the
次に、通信/受電用ヘッドと通信/給電用ヘッド、又は通信ヘッド間の電力供給又はデータ通信動作について説明する。 Next, power supply or data communication operation between the communication / power receiving head and the communication / power supply head, or the communication head will be described.
通信/受電用ヘッド15、及び通信/給電用ヘッド38は、図5に示すように、磁性体からなるコア15a、37aと、そのコア15a、37aに装着される受電又は給電コイル15b、37bと、情報の送受信を行うための通信端子15c、36と、を備えている。コア15a、37aには、環状の溝が形成されており、その溝には、環状に形成された受電又は給電コイル15b、37bが載置されて取り付けられる。
As shown in FIG. 5, the communication /
また、通信端子15c、36は、当該コア15a、37aの周囲に設けられている。当該通信端子15c、36は、例えば、IR−フォトトランジスタやIR−LEDを用いて構成される。
The
一方、通信ヘッド25は、図3に示すように、データ通信を行うための通信端子24を備えている。当該通信端子24は、通信/受電用ヘッド15に設けられた通信端子15cに対応して所定の位置に位置決めされている。当該通信端子15c、36は、例えば、IR−フォトトランジスタやIR−LEDを用いて構成される。
On the other hand, the
また、当該通信端子15c、24、36、コア15a、37a、及び受電又は給電コイル15b、37bは、防水機能をもたせるために所定の樹脂等でモールドされ、防水機能が施されている。
Further, the
そして、駆動ユニット10に対して給電/外部端末通信用装置本体35を用いて給電及びデータ通信する際には、図5に示すように、通信/受電用ヘッド15に通信/給電用ヘッド38が接続される。この時受電コイル15b上に給電コイル37bが重ね合わされ、当該受電コイル15bと給電コイル37bとが近接、且つ平行に対向する位置に配置され、これにより給電コイル37bと受電コイル15bとの間に電磁誘導回路が構成される。そして、この状態で給電コイル37bに対して制御部18の指示に基づいて給電信号が供給されると、その大きさに対応した誘導起電力(誘起電圧)が受電コイル15bに発生し当該受電コイル15bから蓄電池30に対して電力が供給される。
When power supply and data communication are performed with respect to the
一方、給電コイル37bと受電コイル15bとが、重ねあわされた状態において、双方の通信端子36、15cも、近接し、且つ同一軸状に対向配置される。よって、双方の通信端子36、15c間で相互にデータを通信可能になっている。また、本実施形態では通信方式として赤外線を用いているが、無線であっても構わない。
On the other hand, in a state where the
なお、給電コイル37bと受電コイル15b、並びに通信端子同士36、15cの距離は、例えば2ミリメートル程度に近接するように配置されることが好ましい。
In addition, it is preferable to arrange | position so that the distance of the feeding
また、左右足用駆動ユニット11、12間でデータ通信する際には、図3に示すように駆動ユニット10の通信/受電用ヘッド15に通信ヘッド25が接続される。これにより双方の通信端子15c、24は、近接し、且つ同一軸上に対向配置され、双方の通信端子15c、24間で相互にデータを通信可能になっている。
Further, when data communication is performed between the left and right
次に、図6、及び図7を参照して、関節補助装置Sの動作例について説明する。 Next, an operation example of the joint assisting device S will be described with reference to FIGS.
まず、利用者がスタートスイッチ(図示なし)を用いて関節補助装置Sを起動させると、図6に示すように、両足に取り付けられた駆動ユニット11、12の動作検出部16により検出した動作信号Sfが制御部19に送信される。制御部19は、この動作信号Sfと制御プログラムに基づいて駆動信号Shを生成し、当該駆動信号Shを双方の駆動ユニット11、12の駆動部17に送信する。具体的には、右足用駆動ユニット11の駆動部17には、制御部19から直接駆動信号Shが送信され、左足用駆動ユニット12の駆動部17には、通信ユニット20を介して駆動信号Shが送信される。
First, when the user activates the joint assisting device S using a start switch (not shown), as shown in FIG. 6, the motion signal detected by the
そして、当該駆動信号Shに基づいてDCモータの回転が制御され、リンク機構部3が動作し、利用者の関節の動きを補助する。
Then, the rotation of the DC motor is controlled based on the drive signal Sh, and the
一方、給電時には、通信ユニット20を駆動ユニット10から取り外し、給電/外部端末通信用装置本体35を駆動ユニット10と電気的に接続する。その際、例えば、駆動ユニット10の制御部19によって、給電/外部端末通信用装置本体35に対して電源信号Saが送信されて給電動作が開始される。
On the other hand, during power feeding, the
まず、給電/外部端末通信用装置本体35は、駆動ユニット10の制御部19からの電源信号Saに基づいて、当該電源信号Saを予め設定された周波数を有するパルス状の給電信号Scに変換し、当該給電信号Scを給電用ヘッド20の給電コイル37bに供給する。なお、当該予め設定された周波数は、給電コイル37b及び受電コイル15bの仕様などにより変更され得るものである。
First, the power supply / external terminal communication device
給電コイル37bに給電信号Scが供給されると、当該給電コイル37bと受電コイル15bとの間に電磁誘導回路が構成され、その大きさに対応した誘導起電力が受電コイル15bに発生することで受電コイル15bから蓄電池30に対して受電信号Sdが出力され、蓄電池30に所定の電力が充電される。
When the power supply signal Sc is supplied to the
一方、データ通信を行う必要がある場合には、蓄電池への電力供給時に外部端末31から通信/給電用ヘッド38の通信端子36にデータが送信される。制御部19は、通信/受電用ヘッド15の通信端子15cでそのデータを受信し、記憶部などに記憶、又はデータに基づいて制御用プログラムを書き換える。
On the other hand, when it is necessary to perform data communication, data is transmitted from the
なお、通信ヘッド25、通信/受電用ヘッド15、通信/給電用ヘッド38は、所定の回路や電線などが必要に応じて設けられているが、これら回路や電線なども樹脂等でモールドされ、接点などが露出しないようになっている。
The
なお、関節補助装置Sを構成する筐体は気密に保たれ、内部に水が侵入しないように防水対策が施されている。さらに、その他、脚当てに取り付けられる部品は、利用者が洗うことを考慮して水による故障対策がなされることが好ましい。 In addition, the housing | casing which comprises the joint assistance apparatus S is kept airtight, and the waterproof measure is taken so that water may not penetrate | invade inside. In addition, it is preferable that a part to be attached to the leg rest is provided with a countermeasure against water in consideration of washing by the user.
このように構成された関節補助装置Sは、コネクタなど外部に露出した接点を用いる必要性がなくなるとともに、容易に着脱可能であって、防水処理が施されているため、例えば、脚当てをそのまま洗っても、従来のように当該接点に腐食や錆などが発生し、電力の供給が減少、及びリークなどの発生を防止できるので、不具合を生じない。 The joint auxiliary device S configured as described above eliminates the need to use a contact point exposed to the outside such as a connector, and is easily detachable and waterproofed. Even if it is washed, corrosion or rust is generated at the contact as in the prior art, and the supply of power can be reduced and the occurrence of leaks can be prevented.
また、本実施形態のようにコイルを用いて電力を伝送する方式の場合には、電力を伝送することにより熱が発生する。当該熱は、電力の伝送効率を悪化させる要因ともなるため、当該熱を放熱するための放熱手段を備えることが好ましい。具体的には、コアが基板に取り付けられている場合には、当該コア側の基板の反対の面にヒートシンクを設けるようにすると良い。また、筐体の少なくとも一部をアルミなど熱容量の高い材料を用い、コア周辺で発生する熱を外部に放出すると良い。 In addition, in the case of a method of transmitting power using a coil as in this embodiment, heat is generated by transmitting power. Since the heat becomes a factor of deteriorating the power transmission efficiency, it is preferable to include a heat radiating means for radiating the heat. Specifically, when the core is attached to the substrate, a heat sink may be provided on the opposite surface of the core-side substrate. In addition, at least a part of the housing may be made of a material having a high heat capacity such as aluminum, and heat generated around the core may be released to the outside.
なお、本実施形態は一形態であって、この形態に限定されるものではない。例えば、蓄電池は駆動ユニット毎に設けられているがどちらか一方に設けるようにしても構わない。また、双方の駆動ユニット11、12を同期させて動作させる必要があるものの、制御部を双方の駆動ユニット11、12にそれぞれ設けるようにしても構わない。
In addition, this embodiment is one form and is not limited to this form. For example, a storage battery is provided for each drive unit, but may be provided on either one. Moreover, although it is necessary to operate both drive
S 関節補助装置
3 リンク機構部
10 駆動ユニット
20 通信ユニット
30 外部通信/給電ユニット
S
Claims (7)
複数の前記駆動ユニット間でデータ通信するための通信ユニットと、
前記蓄電池に電力を供給又は当該駆動ユニットとデータ通信するための通信/給電ユニットと、を備え、
前記通信ユニット及び通信/給電ユニットは、前記駆動ユニットと電気的に接続するための共通の接続部を有して前記駆動ユニットと着脱可能に接続されるものであって、前記駆動ユニットと、前記通信ユニット又は通信/給電ユニットと、は非接触な方式で電力を供給又はデータ通信可能であることを特徴とする関節補助装置。 In a joint assisting device having a plurality of drive units with built-in storage batteries for operating a link mechanism provided in a user's joint,
A communication unit for data communication between the plurality of drive units;
A communication / power supply unit for supplying power to the storage battery or for data communication with the drive unit;
The communication unit and the communication / power supply unit have a common connection for electrically connecting to the drive unit and are detachably connected to the drive unit, and the drive unit, A joint assist device capable of supplying power or data communication in a non-contact manner with a communication unit or a communication / power supply unit.
当該駆動ユニットに対する前記通信ユニット又は前記通信/給電ユニットの電気的な接続を検出する検出手段と、
その検出結果に応じて、充電池への充電又は放電のための回路を切り替える充電/放電切替手段と、を備えていることを特徴とする請求項1、又は2に記載の関節補助装置。 The drive unit is
Detection means for detecting an electrical connection of the communication unit or the communication / power supply unit to the drive unit;
The joint assisting device according to claim 1, further comprising charge / discharge switching means for switching a circuit for charging or discharging the rechargeable battery according to the detection result.
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