BRPI0610312B1

BRPI0610312B1 - Dispositivo de assistência à caminhada

Info

Publication number: BRPI0610312B1
Application number: BRPI0610312-0A
Authority: BR
Inventors: Ikeuchi Yasushi; Noda Tatsuya
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd
Priority date: 2005-05-27
Filing date: 2006-05-29
Publication date: 2018-05-22
Also published as: US8079967B2; BRPI0610312B8; KR20080014831A; CA2608459A1; WO2006126708A1; EP1905406B1; BRPI0610312A2; EP1905406A4; US20090048686A1; CA2608459C; KR100911417B1; EP1905406A1

Abstract

é proposto um composto representado pela fórmula geral (i) abaixo, um sal seu farmaceutícamente aceitável, ou um pró-medicamento seu. [fórmula química 1] (i) (na fórmula, r1 representa um átomo de hidrogênio, um grupo alquíla c1-c6 opcionalmente substituído, um grupo cícloalquíla c3-c6 opcionalmente substituído ou semelhante; r2 representa um átomo de hidrogênio, um átomo de halogênio, um grupo carbóxi, um grupo alcóxi c2-c7-carboníla, um grupo carbamoila, um grupo cíano, um grupo alquila c1-c6, um grupo halo-alquila c1-c6, um grupo alquila c1-c6 substituido com um grupo heteroarila ou semelhantes; r3 representa um grupo alquíla c1-c6, um grupo heterociclila, ou um grupo heterocíclíla mono ou penta-substítuído; x1 , x2 , x3 , x4 e x5 representam indepen- dentemente um átomo de hidrogênio, um átomo de halogênio, um grupo amino, um grupo carbóxi, um grupo carbamoila, um grupo ciano, um grupo nitro, um grupo alquila c1-c6, ou semelhante; e n representa um número inteiro de 0-2).

Description

(54) Título: DISPOSITIVO DE ASSISTÊNCIA À CAMINHADA (51) Int.CI.: A61H 3/00 (30) Prioridade Unionista: 27/05/2005 JP 2005-155329, 27/07/2005 JP 2005-216635, 28/04/2006 JP 2006-125224, 31/05/2005 JP 2005-158516 (73) Titular(es): HONDA MOTOR CO., LTD (72) Inventor(es): YASUSHI IKEUCHI; TATSUYA NODA “DISPOSITIVO DE ASSISTÊNCIA À CAMINHADA”

Campo Técnico

A presente invenção relaciona-se com um dispositivo de assistência à caminhada para assistir um usuário (pessoa) na caminhada.

Técnica Anterior

Convencionalmente, como este tipo de dispositivo de assistência à caminhada, é conhecido um apresentado na FIG. 4 do Pedido Japonês Exposto Hei 7(1995)-112035 (daqui em diante, referido como Documento de Patente 1), por exemplo. O dispositivo de assistência à caminhada apresentado na FIG. 4 do Documento de Patente 1 possui um par de conexões de perna esquerda e direita se estendendo a partir de uma armação transportada na parte traseira do corpo do usuário e membros de pé nas extremidades inferiores das conexões de perna são ligados com os pés do usuário. É então pretendido que um membro de suporte em formato de selim estendido a partir da armação até a virilha do usuário suporte uma parte do peso do usuário. Cada conexão de perna possui uma primeira articulação (correspondendo a uma articulação da bacia) relativamente mais próxima da armação, uma segunda articulação (correspondendo a uma articulação do joelho) em uma parte média, e uma terceira articulação (correspondendo a uma articulação do tornozelo) na extremidade inferior.

Revelação da Invenção

No dispositivo de assistência à caminhada possuindo a estrutura como apresentada na FIG. 4 do Documento de Patente 1, as primeiras articulações das conexões de perna de 05/02/2018, pág. 16/149 são proporcionadas no lado dorsal do usuário. Portanto, por exemplo, mesmo se for tentado que uma parte do peso do usuário seja suportada por acionar somente a segunda articulação em cada conexão de perna utilizando um atuador, ocorre um acoplamento devido a uma força ascendente aplicada junto à armação no lado dorsal do usuário e uma forma descendente aplicada junto ao membro de suporte a partir do usuário. Então, o acoplamento causa que o membro de suporte se incline para frente e para baixo. Isto facilmente causa um deslocamento da posição de contato do usuário com respeito ao membro de suporte e portanto é praticamente impossível causar que o usuário aplique uma força de sustentação desejada de forma estável enquanto suportando uma parte do peso do usuário. O acoplamento acima pode ser cancelado por se acionar a primeira articulação. Neste caso, entretanto, existe uma necessidade de um controle complicado de coordenadas dos atuadores para a primeira articulação e para a segunda articulação de cada conexão de perna. Em adição, quando a força de levantamento é aplicada para o usuário a partir do membro de suporte pelo dispositivo de assistência à caminhada revelado no Documento de Patente 1, a força de sustentação é dividida entre as conexões de perna esquerda e direita. O dispositivo de assistência à caminhada do Documento de Patente 1, entretanto, não possui uma tecnologia para apropriadamente dividir a força de sustentação entre as conexões de perna. Portanto, tem existido uma possibilidade de que uma força que não corresponda ao movimento de cada perna do usuário seja aplicada para a perna correspondente.

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A presente invenção foi proporcionada em vista dos antecedentes acima e portanto, é um objetivo da presente invenção proporcionar um dispositivo de assistência à caminhada capaz de estavelmente aplicar uma força de sustentação desejada para reduzir um peso que deve ser transmitido pelo usuário com suas pernas para o usuário. Adicionalmente, é outro objetivo da presente invenção proporcionar um dispositivo de assistência à caminhada capaz de apropriadamente dividir a força de sustentação entre as conexões de perna correspondendo às pernas do usuário.

Para alcançar os objetivos acima, de acordo com uma primeira invenção da presente invenção, é proporcionado um dispositivo de assistência à caminhada possuindo: uma parte de recepção disposta entre a base de ambas pernas de um usuário de modo a receber uma parte do peso do usuário a partir de cima; um par de armações de coxa esquerda e direita respectivamente conectado com a parte de recepção através das primeiras articulações; um par de armações de perna respectivamente conectadas com as armações de coxa através das segundas articulações; um par de partes de fixação de pé esquerda e direita que são respectivamente conectadas com as armações de perna através das terceiras articulações e respectivamente ligadas com os pés das pernas esquerda e direita do usuário e que entram em contato com o solo quando as pernas do usuário são pernas em posição vertical; um atuador para a esquerda que aciona a segunda articulação entre as articulações da conexão da perna esquerda composta da primeira articulação, da armação de coxa, da segunda articulade 05/02/2018, pág. 18/149 ção, da armação de perna, da terceira articulação, e da parte de ligação com o pé no lado esquerdo; e um atuador para a direita que aciona a segunda articulação entre as articulações da conexão de perna direita composta da primeira articulação, da armação de coxa, da segunda articulação, da armação de perna, da terceira articulação, e da parte de ligação com o pé no lado direito; as segundas articulações das conexões de perna sendo acionadas pelos atuadores de modo que forças de sustentação para cima são aplicadas para o usuário a partir da parte de recepção, onde: cada conexão de perna é conectada com a parte de recepção, de modo que uma linha de ação de uma força de suporte, aplicada junto à armação de perna a partir da terceira articulação de cada conexão de perna correspondendo à perna quando cada perna do usuário é uma perna na posição vertical, passa através de um ponto predeterminado localizado superior à parte de recepção dentro da largura da frente para trás de uma superfície de contato entre a parte de recepção e o usuário a partir da terceira articulação, quando a conexão de perna é vista no plano sagital do usuário; e o dispositivo de assistência à caminhada compreende o dispositivo que aplica a força de sustentação para o usuário por controlar os atuadores de modo que as forças a serem controladas alcancem valores predeterminados desejados para as respectivas conexões de perna com as forças de suporte como as forças a serem controladas.

De acordo com a primeira invenção, a força de suporte (vetor) transmitida a partir da terceira articulação de cada conexão de perna para a armação da região crural é de 05/02/2018, pág. 19/149 gerada a partir da terceira articulação em direção ao ponto predeterminado localizado superior à parte de recepção dentro da largura da frente para trás da parte de contato entre a parte de recepção e o usuário. Portanto, é possível de forma suficiente reduzir uma diferença entre uma linha de ação (uma linha vertical que passa através do centro de gravidade de uma carga distribuída sobre a superfície de contato entre o usuário e a parte de recepção) de uma carga (uma gravidade correspondendo a uma parte do peso do usuário) aplicada junto à parte de recepção a partir do usuário e uma linha de ação de uma força de suporte aplicada junto à armação da região crural a partir da terceira articulação de cada conexão de perna. Em outras palavras, é possível de forma suficiente reduzir um acoplamento que ocorre na parte de recepção devido à carga aplicada junto à parte de recepção a partir do usuário e a força de suporte aplicada junto à armação da região crural a partir da terceira articulação de cada conexão de perna. Como resultado, a posição ou postura da parte de recepção com respeito ao usuário pode ser estabilizada. Então, a força de suporte a partir da terceira articulação de cada conexão de perna em direção ao ponto predeterminado é para ser controlada como descrito acima na presente invenção. Adicionalmente, a força de sustentação é aplicada junto ao usuário por se acionar cada um dos atuadores de modo que a força a ser controlada alcance o valor predeterminado desejado para cada conexão de perna. Desse modo, a força de sustentação requerida pode ser aplicada junto ao usuário de forma estável.

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Na presente invenção, a força de suporte (vetor) aplicada junto à armação da região crural a partir da terceira articulação de cada conexão de perna corresponde a uma porção de cada conexão de perna da força total de suporte para suportar a soma total de uma parte do peso do usuário (o peso suportado pela força de sustentação aplicada ao usuário a partir da parte de recepção) e o peso (o peso é substancialmente igual ao peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada em geral) obtido por se subtrair o peso das partes (as partes de ligação com o pé e assim por diante) localizadas abaixo da terceira articulação de cada uma das conexões de perna esquerda e direita do peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada no solo.

Na primeira invenção, mais especificamente, a primeira articulação de cada conexão de perna de preferência é uma articulação que conectada a armação de coxa da conexão de perna e a parte de recepção, de um modo tal que a conexão de perna está livre para balançar pelo menos na direção para frente / para trás com o ponto predeterminado como um ponto central de balanço (a segunda invenção).

Alternativamente, de preferência, a primeira articulação de cada conexão de perna é uma articulação que conecta a armação de coxa da conexão de perna com a parte de recepção de um modo al que a conexão de perna está livre para balançar na direção para frente / para trás e na direção esquerda / direita e pelo menos o ponto de balanço central para frente / para trás da conexão de perna está localizado acima da parte de recepção como o ponto predeterminado (a de 05/02/2018, pág. 21/149 terceira invenção).

De acordo com a segunda e terceira invenções, a força de suporte aplicada junto à armação da região crural a partir da terceira articulação de cada conexão de perna é um vetor a partir da terceira articulação da conexão de perna em direção ao ponto central de balanço na direção para frente / para trás (a saber, o ponto predeterminado) da estrutura de coxa da conexão de perna. O ponto central de balanço na direção para frente / para trás da conexão de perna (daqui para frente, referido como ponto central de balanço para frente / para trás, nesta seção) está localizado superior á parte de recepção dentro da largura da frente para trás da superfície de contato entre a parte de recepção e o usuário, quando visto no plano sagital. Portanto, por exemplo, se a parte de recepção se inclinar para frente e para baixo, desde que a linha de ação da carga a partir do usuário até a parte de recepção se desloca para frente do ponto central de balanço para frente / para trás devido a uma inclinação para frente do corpo superior do usuário e assim por diante, o ponto de ação de força a partir do usuário para a parte de recepção é deslocado para trás sob o ponto central de balanço para frente / para trás. Eventualmente, a posição e a postura da parte de recepção são para convergir automaticamente para um estado onde, a linha de ação da carga a partir do usuário até a parte de recepção, passa através do ponto central de balanço para frente / para trás. Adicionalmente, no estado onde a linha de ação da carga a partir do usuário até a parte de recepção passa através do ponto central de de 05/02/2018, pág. 22/149 balanço para frente / para trás, não ocorre um acoplamento devido á carga e à força de suporte transmitidas a partir de terceira articulação de cada conexão de perna para a armação da região crural, e portanto, a posição da parte de recepção com respeito ao usuário fica estabilizada. Como descrito acima, de acordo com a segunda invenção ou com a terceira invenção, é possível impedir um deslocamento da parte de recepção com respeito ao usuário. Eventualmente, a força de sustentação a partir da parte de recepção para o usuário pode ser estabilizada. Na terceira invenção, o ponto central de balanço na direção para a esquerda (Es) / direita (Di) da conexão de perna pode estar localizado superior (Su) ou inferior (In) à parte de recepção.

De forma suplementar, na segunda invenção, a primeira articulação é formada como descrito abaixo, por exemplo. Especificamente, um par de trilhos guia esquerdo e direito em formato de arco ou em formato de arco elíptico (formatado em uma parte da periferia de um formato oval), estão conectados com a parte de recepção de um modo tal que o centro do arco está localizado acima da parte de recepção. Adicionalmente, a armação de coxa de cada conexão de perna é suportada pelo trilho guia de modo a balançar ao longo do trilho guia, pelo que a primeira articulação pode ser formada. Além disso, na terceira invenção, por exemplo, o trilho guia é conectado com a parte de recepção através de um pino pivô na direção da frente para trás, de modo que o trilho guia ao redor do eixo geométrico central do pino pivô pode balançar livremente. Desse modo, a primeira articulação na de 05/02/2018, pág. 23/149 terceira invenção pode ser formada.

Além disso, na primeira até a terceira invenções, de preferência o atuador para a esquerda e o atuador para a direita são proporcionados como sendo conectados com as armações de coxa em locais mais próximos da parte de recepção do que das segundas articulações, respectivamente, e o dispositivo de assistência à caminhada adicionalmente inclui um par de dispositivos de transmissão d força esquerdo e direito que transmitem forças de acionamento dos atuadores para as segunda articulações, respectivamente (a quarta invenção).

De acordo com a quarta invenção, os atuadores possuindo pesos relativamente grandes são proporcionados nos locais mais próximos da parte de recepção, e portanto, uma força inercial acompanhando o movimento do atuador de uma perna livre pode ser reduzida no caminhar do usuário equipado com o dispositivo de assistência à caminhada. Portanto, a carga sobre o usuário pode ser reduzida. O dispositivo de transmissão de força pode ser um fio, uma haste, ou um tubo ou eixo através do qual um fluido passa.

Na primeira até a quarta invenções, com respeito ao controle da força a ser controlada, mais especificamente, é preferível que o dispositivo de assistência à caminhada compreenda: dispositivo de medição de força de pisada que mede uma força de pisada de cada perna do usuário baseado em um valor de força detectado indicado por uma saída de um primeiro sensor de força proporcionado em cada uma das partes de ligação com o pé; dispositivo de estabelecimento de força de sustentação desejada que estabelece uma força de de 05/02/2018, pág. 24/149 sustentação desejada, a qual é um valor desejado de uma força de sustentação para cima a ser aplicada junto ao usuário a partir da parte de recepção; um segundo sensor de força que é inserido entre uma extremidade inferior da armação da região crural de cada conexão de perna e a terceira articulação da mesma ou entre a terceira articulação de cada conexão de perna e a parte de ligação com o pé da mesma; dispositivo de medição de força a ser controlada, o qual mede a força de suporte realmente aplicada junto à armação da região crural a partir da terceira articulação de cada conexão de perna como uma força a ser controlada com base no valor de força detectado, indicado por uma saída do segundo sensor de força; dispositivo de determinação de força de sustentação total desejada, o qual determina a soma total da força de sustentação desejada e uma força de suporte para suportar o peso obtido por se subtrair o peso total das partes abaixo dos segundos sensores de força do peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada do dispositivo de assistência à caminhada no solo ou a soma total da força de sustentação desejada e uma força de suporte para suportar o peso de todo o dispositivo de assistência a caminhar no solo como a força de sustentação total desejada; dispositivo de distribuição, o qual determina uma porção desejada para a conexão de perna esquerda e um porção desejada para a conexão de perna direita da força de sustentação total desejada por distribuir a força de sustentação total desejada para as conexões de perna baseado na proporção entre a força de pisar da perna esquerda e a força de pisar da perna direita do usuário; e de 05/02/2018, pág. 25/149 dispositivo de controle de atuador, o qual controla o atuador para a esquerda de modo que uma diferença entre a força a ser controlada para a conexão de perna esquerda e a porção desejada para a mesma se aproxime de zero baseado na força a ser controlada para a conexão de perna esquerda e a porção desejada para a conexão de perna esquerda e que controla o atuador para a direita de modo que uma diferença entre a força a ser controlada para a conexão de perna direita e a porção desejada para a mesma se aproxime de zero baseado na força a ser controlada para a conexão de perna direita e a porção desejada para conexão de perna direita (a quinta invenção).

De acordo com a quinta invenção, a soma total da força de sustentação desejada estabelecida pelo dispositivo de estabelecimento de força de sustentação desejada com a força de suporte para suportar o peso (daqui em diante, o peso é referido como peso X nesta seção), obtida por se subtrair o peso total das partes abaixo dos segundos sensores de força do dispositivo de assistência à caminhada do peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada no solo ou da soma total da força de sustentação desejada e de uma força de suporte para suportar o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada no solo, é determinada como a força de sustentação total desejada. Esta força de sustentação total desejada significa uma força de suporte necessária para suportar a soma total da carga aplicada junto à parte de recepção a partir do usuário (uma força que é equilibrada com a força de sustentação) e a gravidade correspondendo ao peso de 05/02/2018, pág. 26/149

X do dispositivo de assistência à caminhada ou o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada no solo com ambas ou uma das conexões de perna. O peso X do dispositivo de assistência à caminhada é substancialmente igual ao peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada como um todo.

Adicionalmente, na quinta invenção, a força de sustentação total desejada é distribuída de acordo com a proporção entre a força de pisar da perna direita e a força de pisar da perna esquerda do usuário, medidas pelo dispositivo de medição de força de pisar. Isto determina a porção desejada para a conexão de perna esquerda e a porção desejada para a conexão de perna direita da força de sustentação total. Neste caso, a proporção entre a força de pisar da perna direita e a força de pisar da perna esquerda do usuário, medida pelo dispositivo de medição de força de pisar, reflete uma intenção de como o usuário vai suportar o peso do próprio usuário com as pernas no solo. Por exemplo, se a força de pisar da perna esquerda for maior do que a força de pisar da perna direita, o usuário vai suportar seu peso principalmente com a perna direita. Portanto, é possível distribuir a força de sustentação desejada para as conexões de perna de modo a associar o estado de operação de cada perna que o usuário deseja. Em outras palavras, a proporção entre a porção desejada para a conexão d perna direita e a porção desejada para conexão de perna esquerda pode ser determinada de acordo com a proporção entre a força de pisar da perna direita e a força de pisar da perna esquerda, a qual reflete a operação das pernas que o usuário deseja.

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Mais especificamente, por exemplo, a porção de força de sustentação desejada para a conexão de perna direita pode ser determinada de modo que a proporção da porção de força de sustentação desejada para conexão de perna direita com respeito á força de sustentação desejada seja igual à proporção da força de pisar da perna direita com respeito à soma total da força de pisar da perna direita e a força de pisar da perna esquerda do usuário. Além disso, a porção de força de sustentação desejada para a conexão de perna esquerda pode ser determinada de modo que a proporção da porção de força de sustentação desejada para a conexão de perna esquerda com respeito à força de sustentação desejada seja igual à proporção da força de pisar da perna esquerda com respeito à soma total da força de pisar da perna direita e a força de pisar da perna esquerda do usuário. De forma suplementar, a porção desejada para a conexão de perna esquerda possui um significado de um valor desejado da força a ser controlada da conexão de perna esquerda e a porção desejada para a conexão de perna direita possui um significado de um valor desejado da força a ser controlada da conexão de perna direita.

Adicionalmente, na quinta invenção, o atuador para a esquerda é controlado de modo que a diferença entre a força a ser controlada para a conexão de perna esquerda e a porção desejada para a mesma se aproxime de zero baseado na força a ser controlada para a conexão de perna esquerda medida pelo dispositivo de medição de força a ser controlada (a força de suporte realmente aplicada junto à armação da região crural a partir da terceira articulação da conexão de de 05/02/2018, pág. 28/149 perna esquerda) e a porção desejada para a conexão de perna esquerda determinada pelo dispositivo de distribuição. De forma similar, o atuador para a direita é controlado de modo que a diferença entre a força a ser controlada para a conexão de perna direita e a porção desejada para a mesma se aproxime de zero baseado na força a ser controlada para a conexão de perna direita medida pelo dispositivo de medição de força a ser controlada (a força de suporte realmente aplicada junto à armação da região crural a partir da terceira articulação da conexão de perna direita) e a porção desejada para a conexão de perna direita determinada pelo dispositivo de distribuição.

Por controlar os atuadores, as porções reais para as respectivas conexões de perna podem ser controladas de forma confiável em relação às porções desejadas. Adicionalmente, nesta hora, a força de sustentação real aplicada junto ao usuário a partir da parte de recepção pode ser controlada para a força de sustentação desejada.

Desse modo, na quinta invenção, a força de sustentação desejada estabelecida pode ser apropriadamente aplicada junto ao usuário a partir da parte de recepção enquanto as força de sustentação total desejada é distribuída para as conexões de perna esquerda e direita de modo a se ajustar ao estado de operação de cada perna pretendida pelo usuário em consideração ao peso do dispositivo de assistência à caminhada. Como resultado, a carga em cada perna do usuário pode ser efetivamente reduzida.

Adicionalmente, na primeira até a quarta invende 05/02/2018, pág. 29/149 ções, como uma forma diferente desta da quinta invenção, o dispositivo de assistência à caminhada pode compreender: dispositivo de medição de força de pisar, o qual mede uma força de pisar de cada perna do usuário baseado em um valor de força detectado indicado por uma saída de um primeiro sensor de força proporcionado em cada uma das partes de ligação com o pé; um segundo sensor de força, o qual é inserido entre uma extremidade inferior da armação da região crural de cada conexão de perna e a terceira articulação da mesma ou entre a terceira articulação de cada conexão de perna e a parte de ligação com o pé da mesma; dispositivo de medição de força a ser controlada, o qual mede a força de suporte realmente aplicada junto à armação da região crural a partir da terceira articulação de cada conexão de perna como uma força a ser controlada baseado no valor de força detectado indicado por uma saída do segundo sensor; dispositivo de estabelecimento de proporção de assistência desejada, o qual estabelece uma proporção de assistência desejada, a qual é um valor desejado de uma proporção de uma força a ser assistida pelo dispositivo de assistência à caminhada da força de pisar total que é a soma total das forças de pisar das pernas do usuário com respeito à força de pisar total; dispositivo de determinação de porção de força de sustentação desejada, o qual determina uma porção de força de sustentação desejada que é um valor desejado de uma porção para a conexão de perna esquerda e uma porção de força de sustentação desejada que é um valor desejado de uma porção para a conexão de perna direita das forças de sustentação para cima de 05/02/2018, pág. 30/149 a serem aplicadas junto ao usuário a partir da parte de recepção por se multiplicar as forças de pisar das respectivas pernas do usuário pela proporção de assistência desejada; dispositivo de distribuição, o qual determina uma porção para a conexão de perna esquerda e uma porção para a conexão de perna direita da força de suporte como as porções de força de suporte do dispositivo desejadas para as respectivas conexões de perna por distribuir uma força de suporte para suportar o peso, o qual é obtido por se subtrair o peso total das partes abaixo do segundo sensor de força do dispositivo de assistência à caminhada do peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada no solo, ou uma força de suporte para suportar o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada no solo para as conexões de perna de acordo com a proporção entre a força de pisar da perna esquerda do usuário e a força de pisar da perna direita do usuário; dispositivo de determinação de valor desejado de força a ser controlada, o qual determina uma soma total da porção de força de sustentação desejada para a conexão de perna esquerda e a porção de força de suporte do dispositivo desejada para a mesma como um valor desejado da força a ser controlada da conexão de perna esquerda e determina uma soma total da porção de força de sustentação desejada para a conexão de perna direita e a porção de força de suporte do dispositivo desejada para a mesma como um valor desejado da força a ser controlada da conexão de perna direita; e dispositivo de controle de atuador, o qual controla o atuador para a esquerda de modo que uma diferença entre a força a ser de 05/02/2018, pág. 31/149 controlada para a conexão de perna esquerda e o valor desejado para a mesma se aproxime de zero baseado na força a ser controlada para a conexão de perna esquerda e no valor desejado da força a ser controlada para a conexão de perna esquerda e o qual controla o atuador para a direita de modo que uma diferença entre a força a ser controlada para a conexão de perna direita e o valor desejado para a mesma se aproxime de zero baseado na força a ser controlada para a conexão de perna direita e no valor desejado da força a ser controlada para a conexão de perna direita (sexta invenção).

Na sexta invenção, a porção de força de sustentação desejada para a conexão de perna esquerda e a porção de força de sustentação desejada para a conexão de perna direita são determinadas das forças de sustentação para cima a serem aplicadas junto ao usuário a partir da parte de recepção por se multiplicar as forças de pisar das respectivas pernas do usuário, as quais foram medidas pelo dispositivo de medição de força de pisar, pela proporção de assistência desejada estabelecida pelo dispositivo de estabelecimento de proporção de assistência desejada. Em outras palavras, a porção de força de sustentação desejada para a conexão de perna esquerda é determinada por se multiplicar a força de pisar medida para a perna esquerda do usuário pela proporção de assistência desejada, e a porção de força de sustentação desejada para a conexão de perna direita é determinada por se multiplicar a força de pisar medida para a perna direita do usuário pela proporção de assistência desejada. A soma total da porção de força de sustentação desejada para a code 05/02/2018, pág. 32/149 nexão de perna esquerda com a porção de força de sustentação desejada para a conexão de perna direita corresponde ao valor desejado da força de sustentação total aplicada junto ao usuário a partir da parte de recepção. Isto é substancialmente equilibrado com a força obtida por se multiplicar a força de pisar total do usuário pela proporção de assistência desejada.

Neste caso, a força de pisar na perna direita e a força de pisar da perna esquerda do usuário, medidas pelo dispositivo de medição de força de pisar, refletem a intenção de como o usuário é para suportar seu peso com as pernas no solo, como descrito com respeito à quinta invenção. Portanto, o valor desejado da força de sustentação total aplicada junto ao usuário a partir da parte de recepção (a soma total das porções de força de sustentação desejadas das respectivas conexões de perna) pode ser distribuído para as respectivas conexões de perna de modo a se ajustar ao estado de operação de cada perna que o usuário deseja por determinar as porções de força de sustentação desejadas das conexões de perna como descrito acima.

Adicionalmente, na sexta invenção, a força para suportar o peso obtido por se subtrair o peso total das partes abaixo dos segundos sensores de força do dispositivo de assistência à caminhada a partir do peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada no solo (ou seja, o peso X) ou uma força de suporte para suportar o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada no solo é distribuída para as conexões de perna de acordo com a proporção entre a de 05/02/2018, pág. 33/149 força de pisar da perna esquerda do usuário e a força de pisar da perna direita do usuário medidas pelos dispositivo de medição de força de pisar. Isto determina a porção para a conexão de perna esquerda e a porção para a conexão de perna direita do valor desejado da força de suporte como as porções desejadas de força de suporte do dispositivo para as respectivas conexões de perna. Em outras palavras, a força de suporte para suportar o peso X do dispositivo de assistência à caminhada ou o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada no solo (o que significa uma força equilibrada com a gravidade correspondendo ao peso X do dispositivo de assistência à caminhada ou o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada: daqui para frente, a força é referida como a força de suporte do dispositivo nesta seção) é distribuída para as respectivas conexões de perna de acordo com a proporção entre a força de pisar da perna direita e a força de pisar da perna esquerda, as quais refletem as operações das pernas pretendidas pelo usuário, pelo que as porções desejadas de força de suporte do dispositivo para as conexões de perna são determinadas. Mais especificamente, por exemplo, a porção desejada de força de suporte do dispositivo para a conexão de perna direita pode ser determinada de um modo tal que a proporção da porção desejada de força de suporte do dispositivo para a conexão de perna direita com respeito ao valor desejado da força de suporte do dispositivo é a mesma que a proporção da força de pisar da perna direita com respeito à soma total da força de pisar da perna direita e a força de pisar da perna esquerda do usuáde 05/02/2018, pág. 34/149 rio. De forma similar, a porção desejada da força de suporte do dispositivo para a conexão de perna esquerda pode ser determinada de um modo tal que a proporção da porção desejada de força de suporte do dispositivo para a conexão de perna esquerda com respeito ao valor desejado da força de suporte do dispositivo é a mesma que a proporção da força de pisar da perna esquerda com respeito à soma total da força de pisar da perna direita e a força de pisar da perna esquerda do usuário.

Adicionalmente, na sexta invenção, a soma total da porção desejada da força de sustentação para a conexão de perna esquerda determinada pelo dispositivo de determinação de porção de força de sustentação desejada e com a porção desejada de força de suporte de dispositivo para a conexão de perna esquerda determinada pelo dispositivo de distribuição é determinada como o valor desejado da força a ser controlada da conexão de perna esquerda. De forma similar, a soma total da porção desejada de força de sustentação para a conexão de perna direita determinada pelo dispositivo de determinação de porção de força de sustentação desejada e a porção desejada de força de suporte do dispositivo para a conexão de perna direita determinada pelo dispositivo de distribuição é determinada como o valor desejado da força a ser controlada da ligação de perna direita. De forma suplementar, o valor desejado da força a ser controlada da conexão de perna esquerda e o valor desejado da força a ser controlada da conexão de perna direita na sexta invenção correspondem à porção desejada para a conexão de perna esquerda de 05/02/2018, pág. 35/149 e à porção desejada para a conexão de perna direita na sexta invenção, respectivamente.

Desse modo, o valor desejado da força a ser controlada para cada conexão de perna é determinado de acordo com a proporção entre a força de pisar da perna direita e a força de pisar da perna esquerda, as quais refletem as operações das pernas pretendidas pelo usuário. Neste caso, o valor desejado da força a ser controlada de cada conexão de perna é a soma da porção desejada de força de sustentação para conexão de perna e a porção desejada de força de suporte para a mesma. Portanto, a soma total dos valores desejados das forças a serem controladas das conexões de perna corresponde à soma total da força de sustentação a ser aplicada junto ao usuário a partir da parte de recepção e a força de suporte para suportar o peso X do dispositivo de assistência à caminhada ou peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada no solo.

Adicionalmente, na sexta invenção, o atuador para a esquerda é controlado de modo que a diferença entre a força a ser controlada para a conexão de perna esquerda e o valor desejado para a mesma se aproxime de zero baseado na força a ser controlada para a conexão de perna esquerda medida pelo dispositivo de medição de força a ser controlada e o valor desejado da força a ser controlada para a conexão de perna esquerda determinado pelo dispositivo de determinação de valor desejado de força a ser controlada. De forma similar, o atuador para a direita é controlado de modo que a diferença entre a força a ser controlada para a conexão de de 05/02/2018, pág. 36/149 perna direita e o valor desejado para a mesma se aproxime de zero baseado na força a ser controlada para a conexão de perna direita medida pelo dispositivo de medição de força a ser controlada e o valor desejado da força a ser controlada para a conexão de perna direita determinado pelo dispositivo de determinação d valor desejado de força a ser controlada.

Isto proporciona um controle confiável da força real a ser controlada para cada conexão de perna (a força real a ser controlada corresponde à carga (uma força equilibrada com a força de sustentação para cima realmente aplicada junto ao usuário a partir da parte de recepção) realmente aplicada junto à parte de recepção a partir do usuário e a porção real para cada conexão de perna com respeito à força de suporte total para suportar o peso X do dispositivo de assistência à caminhada ou o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada) para o valor desejado. Além disso, neste estado, a força de sustentação real aplicada junto ao usuário a partir da parte de recepção pode ser controlada para a força de sustentação correspondendo à força obtida por se multiplicar a força de pisar total do usuário pela proporção de assistência desejada.

Desse modo, na sexta invenção, enquanto distribuindo a força de sustentação que suporta o peso obtido por se multiplicar o peso total do usuário pela proporção de assistência desejada para as conexão de perna esquerda e direita de um tal modo a ajustar aos estados de operação das pernas pretendidos pelo usuário em consideração ao peso do dispositivo de assistência à caminhada, as forças de sustentação de 05/02/2018, pág. 37/149 podem ser apropriadamente aplicadas junto ao usuário a partir da parte de recepção. Como resultado, as cargas nas pernas do usuário podem ser reduzidas mais efetivamente.

Portanto, de acordo com a sexta invenção, é possível reduzir as forças que devem ser suportadas pelo usuário no solo com suas pernas com as partes ligadas com as pernas do usuário reduzidas e distribuir a força de assistência (força de sustentação) para a redução para as conexões de perna correspondendo às pernas do usuário de forma apropriada.

De forma suplementar, na primeira até a sexta invenções descritas acima, a parte de recepção pode ser, por exemplo, uma parte onde o usuário senta montado no membro de assento (o usuário senta no membro de assento com o membro de assento localizado entre as extremidade de raiz das pernas do usuário) (por exemplo, uma parte em formato de sela). Neste caso, a primeira articulação de cada conexão de perna de preferência é proporcionada abaixo da parte de recepção. Além disso, de preferência, a primeira articulação de cada conexão de perna possui um grau de liberdade de rotação ao redor de dois eixos geométricos que permitem não somente, por exemplo, o movimento de balanço na direção para frente (Fr) / para trás (Pt) das conexões de perna, mas também a adução e a abdução das conexões de perna. Adicionalmente, a primeira articulação pode ser uma articulação possuindo um grau de liberdade de rotação ao redor de três eixos geométricos, o que permite o movimento rotativo de cada conexão de perna ao redor de um eixo geométrico vertical. Em adição, a segunda articulação de cada conexão de perna pode ser, por de 05/02/2018, pág. 38/149

4 exemplo, uma articulação possuindo um grau de liberdade de rotação ao redor de um eixo geométrico horizontal, mas pode ser uma articulação de translação. Além disso, a terceira articulação de cada conexão de perna de preferência é uma articulação possuindo um grau de liberdade de rotação ao redor de três eixos geométricos, mas pode ser uma articulação possuindo um grau de liberdade de rotação ao redor de dois eixos geométricos incluindo uma direção de inclinação. Em adição, a parte de ligação com o pé de cada conexão de perna de preferência é proporcionada, por exemplo, com um membro anular dentro do qual o pé do usuário usando a parte de ligação com o pé é inserido a partir do lado dos dedos e de preferência é conectado com a terceira articulação da conexão de perna através do membro anular.

Adicionalmente, por exemplo, quando cada perna do usuário é uma perna em posição vertical, o primeiro sensor de força da parte de ligação com o pé é montado na parte de ligação com o pé de modo a ficar localizado entre a sola do pé da perna em posição vertical e o solo. Alternativamente, por exemplo, se a parte de ligação com o pé de cada conexão de perna possuir o membro anular, ao membro de suporte de pé que suporta o pé do usuário fica disposto dentro do membro anular de um modo tal que ele não fica em contato com o membro anular. Então, o membro de suporte de pé é suspenso no membro anular através do primeiro sensor de força.

Melhor Modo para Realizar a Invenção

Uma primeira modalidade da presente invenção será descrita abaixo com referência aos desenhos acompanhantes. A de 05/02/2018, pág. 39/149 primeira modalidade corresponde à primeira até a quinta invenções da presente invenção.

Primeiro, a estrutura de um dispositivo de assistência à caminhada de acordo com esta modalidade será descrita abaixo com referência à FIG. 1 até a FIG. 3. A FIG. 1 é uma vista lateral do dispositivo de assistência à caminhada; a FIG. 2 é uma vista na seta pega ao longo a linha II na FIG. 1; e a FIG. 3 é uma vista em seção pega ao longo da linha III-III apresentada na FIG. 1. O dispositivo de assistência à caminhada 1 na FIG. 1 até a FIG. 3 é apresentado em uma condição onde ele é montado em um usuário A (indicado por uma linha virtual) com ele sendo operado. Neste caso, o usuário A apresentado está em posição vertical em uma postura substancialmente ereta. Entretanto, observe que o usuário A está em uma posição com suas pernas separadas, de modo que a estrutura do dispositivo de assistência à caminhada 1 pode ser facilmente entendida.

Referindo-se à FIG. 1 e à FIG. 2, o dispositivo de assistência à caminhada 1 é um dispositivo de assistência de alívio de peso que suporta uma parte do peso do usuário A (o que reduz o peso suportado pelo usuário com suas próprias pernas (pernas em posição vertical) para o nível inferior ao seu peso). O dispositivo de assistência à caminhada 1 possui um membro de assento 2 no qual o usuário A senta em cima e um par de conexões de perna esquerda e direita 3L e 3R conectadas com o membro de assento 2. As conexões de perna 3L e 3R possuem a mesma estrutura. Na FIG. 1, as conexões de perna 3L e 3R estão dispostas lado a lado uma e outra na dide 05/02/2018, pág. 40/149 reção esquerda / direita (na direção perpendicular à superfície do papel da FIG. 1) na mesma postura. Neste estado, as pernas são sobrepostas no desenho (a conexão de perna esquerda 3L está localizada no lado frontal da figura).

Na descrição das modalidades neste relatório descritivo, uma referência R é utilizada para indicar uma coisa relacionada com a perna direita do usuário A ou com a conexão de perna direita 3R do dispositivo de assistência à caminhada 1 e uma referência L é utilizada para indicar uma coisa relacionada com a perna esquerda do usuário A ou com a conexão de perna esquerda 3L do dispositivo de assistência à caminhada 1. Entretanto, observe que as referências R e L são freqüentemente omitidas se não existir necessidade de particularmente distinguir entre esquerda e direita.

O membro de assento 2 é em formato de selim e o usuário A pode sentar na superfície de cima (superfície de suporte) do membro de assento 2 de um modo tal a montar no membro de assento 2 (de modo que o membro de assento 2 fique disposto entre as extremidades de raiz das pernas do usuário A). Esta ação de sentar aplica uma parte do peso do usuário A para o membro de assento 2 a partir de cima do mesmo. O membro de assento 2 corresponde à parte de recepção na presente invenção.

Uma extremidade frontal 2f e uma extremidade traseira 2r do membro de assento 2 estão se projetando para cima como apresentado na FIG. 1 e desse modo a posição de sentar (a posição na direção da frente para trás) do usuário A com respeito ao membro de assento 2 é limita para entre a de 05/02/2018, pág. 41/149 extremidade frontal 2f e a extremidade traseira 2r do membro de assento 2. A extremidade frontal 2f do membro de assento 2 é formada em um formato bifurcado como apresentado na FIG. 2.

Cada conexão de perna 3 inclui uma armação de coxa conectada com a superfície inferior do membro de assento através de uma primeira articulação 10, uma armação da região crural 13 conectada com a armação de coxa 11 através de uma segunda junção 12, e uma parte de ligação com o pé 15 conectada com a armação da região crural 13 através de uma terceira articulação 14.

A primeira articulação 10 de cada conexão de perna é uma articulação que corresponde a uma articulação de quadril do usuário A e pode fazer um movimento de balanço ao redor do eixo geométrico na direção esquerda / direita da conexão de perna 3 (um movimento de balanço na direção da frente para trás da conexão de perna 3) e um movimento de balanço ao redor do eixo geométrico na direção da frente para trás (os movimentos de adução ou de abdução). A primeira articulação 10, a qual é disposta abaixo do membro de assento 2, inclui um par de pinos pivô 20f e 20r dispostos de forma coaxial um com o outro em um eixo geométrico central C na direção da frente para trás indicada por uma linha tracejada apresentada na FIG. 1 em uma posição frontal e na extremidade traseira, os suportes angulares 21f e 21r de forma pivotante suportados pelos pinos pivô 20f e 20r, respectivamente, de modo a ficarem livres para girar, um trilho guia em formato de arco 22 que é fixo junto à extremidade inferior dos suportes angulares 21f e 21e, e uma chapa móvel sude 05/02/2018, pág. 42/149 portada pelo trilho guia 22 ao longo do trilho guia 22. A armação de coxa 11 é então estendida a partir da chapa 23 de forma diagonal para frente e para baixo. A armação de coxa 11 é um membro em formato aproximadamente de haste e formado de forma inteiriça com a chapa 23.

Os pinos pivô 20f e 20r são fixos junto ao membro de assento 2 através dos mancais 24f e 24r, os quais são fixos junto à superfície de baixo do membro de assento 2 em ambas extremidades (na extremidade frontal e na extremidade traseira). O suporte angular 21f é encaixado junto à periferia externa da parte do meio do pino pivô 20f em sua extremidade superior e de forma pivotante suportado pelo pino pivô 20f de modo a girar livremente ao redor do eixo geométrico central C do pino pivô 20f. De forma similar, o suporte angular 21r é encaixado junto à periferia externa da parte do meio do pino pivô 20r em sua extremidade superior e de forma pivotante suportado pelo pino pivô 20r de modo a girar livremente ao redor do eixo geométrico central C do pino pivô 20r. Portanto, o trilho guia 22 de cada primeira articulação 10 balança com o eixo central C dos pinos pivô 20f e 20r como um eixo geométrico de rotação junto com os suportes angulares 21f e 21r. Nesta modalidade, as primeiras articulações 10R e 10L das conexões de perna 3R e 3L utilizam o eixo geométrico de rotação C em comum, e a primeira articulação 10R da conexão de perna 3R e a primeira articulação 10L da conexão de perna 3L utilizam os pinos pivô 20f e 20r em comum. Em outras palavras, tanto o suporte angular 21fR da primeira articulação direita 10R como o suporte angular de 05/02/2018, pág. 43/149

21fR da primeira articulação esquerda 10L, são de forma pivotante suportados pelo pino pivô comum 20f, e tanto o suporte angular 21fL da primeira articulação direita 10R como o suporte 21rL da primeira articulação esquerda 10L, são de forma pivotante suportados pelo pino pivô comum 20r.

A chapa 23 da primeira articulação 10 de cada conexão de perna 3 é disposta adjacente ao trilho guia 22 em uma postura paralela a uma superfície incluindo um arco do trilho guia 22. Como apresentado na FIG. 2, um suporte 26 possuindo vários (por exemplo, quatro) roletes giratórios 25 é fixo junto à chapa 23. Os roletes 25 do suporte 26 são engatados com a superfície superior (superfície periférica interna) e com a superfície inferior (superfície periférica externa) do trilho guia 22 pelo mesmo número de modo a rolar livremente. Isto permite que a chapa 23 se mova livremente ao longo do trilho guia 22. Neste caso, a relação de posição entre o trilho guia 22 e o membro de assento 2 e o raio do arco do trilho guia 22 são estabelecidos de modo que o ponto central do arco do trilho guia 22 exista acima do membro de assento 2 dentro da largura da superfície de contato entre o membro de assento 2 e o usuário A na direção da frente para trás quando o dispositivo de assistência à caminhada 1 é visto no plano sagital como apresentado na FIG. 1. O ponto central P corresponde ao ponto predeterminado da presente invenção.

De acordo com a configuração da primeira articulação 10 descrita acima, a armação de coxa 11 integrada com a chapa 23 pode livremente oscilar ao redor do eixo geométrico de 05/02/2018, pág. 44/149 de rotação C na direção da frente para trás do usuário A. Este movimento de oscilação permite que cada conexão de perna 3 faça os movimentos de adução / abdução. A armação de coxa 11 integrada com a chapa 23 é livre para oscilar ao redor de eixo geométrico horizontal passando através do ponto central (ponto predeterminado) P (mais precisamente, ao redor do eixo geométrico perpendicular à superfície incluindo o arco do trilho guia 22 e passando através do ponto central P). Este movimento de oscilação permite que as conexões de perna 3 oscilem para trás e para frente. Nesta modalidade, a primeira articulação 10 pode fazer os movimentos giratórios ao redor de dois eixos geométricos nas direções da frente para trás e horizontal. Alternativamente, entretanto, a primeira articulação pode ser feita de modo que ela possa fazer uma movimento giratório ao redor do eixo geométrico vertical (movimento de rotação interna / externa) (em outras palavras, de modo que ela possa fazer movimentos giratórios ao redor de três eixos). Alternativamente, a primeira articulação pode ser uma articulação que pode fazer um movimento giratório somente ao redor de um eixo geométrico horizontal (uma articulação de cada conexão de perna 3 capaz somente do movimento de balanço para frente e para trás).

Adicionalmente, a chapa 23 da primeira articulação 10 da cada conexão de perna 3 se estende a partir da localização do suporte 26 em direção à parte de trás do membro de assento 2 quando o dispositivo de assistência à caminhada 1 é visto no plano sagital como apresentado na FIG.1. Além disso, na extremidade traseira da chapa 23, um motor eléde 05/02/2018, pág. 45/149 trico 27 e um codificador rotativo 28 como o dispositivo de detecção de ângulo de rotação, o qual detecta um ângulo de rotação (ângulo de rotação a partir de uma posição de referência predeterminada) de um rotor do motor elétrico 27, são ligados com a chapa 23 de forma coaxial um com o outro. Nesta modalidade, a segunda articulação 12 da primeira até a terceira articulações 10, 12 e 14 de cada conexão de perna 3 é acionada e o motor elétrico 27 acima é um atuador que aciona a segunda articulação 12. Em adição, o codificador rotativo 28 possui uma função de um sensor de deslocamento que detecta um deslocamento (ângulo de rotação) da segunda articulação 12. O ângulo de rotação detectado pelo codificador rotativo é utilizado para medir um ângulo de rotação (ângulo de curvatura) da segunda articulação 12. Um motor elétrico 27L da conexão de perna esquerda 3L e um motor elétrico 27R da conexão de perna direita 3R correspondem ao atuador para a esquerda e ao atuador para a direita da presente invenção, respectivamente. Cada atuador pode ser um atuador hidráulico ou pneumático. Em adição, cada atuador pode ser fixo, por exemplo, junto á parte traseira do membro de assento 2 através e um suporte angular apropriado. Alternativamente, cada atuador pode ser ligado com a segunda articulação 12 de cada conexão de perna 3 de modo a acionar a segunda articulação 12 diretamente. Adicionalmente, o sensor de deslocamento que detecta o deslocamento da segunda articulação 12 pode ser diretamente ligado com a segunda articulação 12 de cada conexão de perna 3. Além disso, o sensor de deslocamento pode ser um potenciômetro ou coisa parecida, ao invés do codifide 05/02/2018, pág. 46/149 cador rotativo.

A segunda articulação 12 de cada conexão de perna 3 é uma articulação que corresponde a uma articulação de joelho do usuário A e permite os movimento de estiramento e de curvatura da conexão de perna 3. A segunda articulação 12 conecta a extremidade inferior da armação de coxa 11 com a extremidade superior da armação da região crural 14 através de um pino pivô 29 possuindo um eixo geométrico central na direção horizontal (mais precisamente, um eixo geométrico central perpendicular à superfície incluindo o arco do trilho guia 22), de modo que a armação da região crural 13 é relativamente rotativa com respeito à armação de coxa 11 ao redor do eixo geométrico central do pino pivô 29. A segunda articulação 12 é proporcionada com um entrave, o qual não é apresentado, para limitar a faixa rotativa da armação da região crural 13 com respeito à armação de coxa 11.

A armação da região crural 13 de cada conexão de perna 3 é um membro aproximadamente em formato de haste se estendendo de forma diagonal para baixo a partir da segunda articulação 12 da conexão de perna 3. Mais especificamente, a armação da região crural 13 é formada por se conectar uma armação da região crural inferior 13b, a qual forma uma parte mais próxima da terceira articulação 14, com uma armação da região crural superior em formato de haste 13a que forma uma parte acima da armação da região crural inferior 13b com um sensor de força 30 (o qual corresponde ao segundo sensor de força na presente invenção) interposto entre as mesmas. A armação da região crural inferior 13b é suficientemente mais de 05/02/2018, pág. 47/149 curta do que a armação da região crural superior 13a. Desse modo, o sensor de força 30 é disposto nas vizinhanças da terceira articulação 14. O sensor de força 30 é conhecido e descrito como um sensor Kistler (marca registrada) e ele é um sensor de força com três eixos geométricos que detecta as forças de translação de três eixos geométricos (uma força de translação na direção axial perpendicular à superfície do sensor de força 30 e forças de translação em duas direções axiais que são paralelas à superfície do sensor de força 30 e que são ortogonais uma à outra). Entretanto, nesta modalidade, somente os valores detectados das forças de translação de dois eixos geométricos, das forças de translação detectadas dos três eixos geométricos, são utilizadas como descrito posteriormente. Portanto, o sensor de força 30 pode ser formado de um sensor de força de dois eixos geométricos utilizado para detectar as forças de translação de dois eixos geométricos.

Uma polia 31, a qual é rotativamente integral com o armação da região crural 13 ao redor do pino pivô 29 da segunda articulação 12 é segura junto à extremidade superior da armação da região crural superior 13a da armação da região crural 13. As extremidades de um par de arames 32a e 23b, servindo como dispositivos de transmissão de força, os quais transmitem uma força de acionamento rotacional do motor elétrico 27 para a polia 31, são seguras junto à periferia externa da polia 31. Os arames 32a e 32b são puxados na direção tangencial da polia 31 a partir de dois locais opostos ao diâmetro da periferia externa da polia 31. Os arames 32a de 05/02/2018, pág. 48/149 e 32b passam através de um tubo de borracha (um tubo de proteção para os arames), o qual não é apresentado, situado ao longo da armação de coxa 11 e conectado com um eixo de acionamento rotativo (não apresentado) do motor elétrico 27. Neste caso, o motor elétrico 27 aplica tensões junto a estes arames 32a e 32, de modo que um dos arames 32a e 32b é rebobinado pela polia 31, enquanto o outro é puxado da polia 31 quando o eixo de acionamento rotativo do motor elétrico 27 gira na direção para frente, e um dos arames 32a e 32b é rebobinado pela polia 31 e o outro é puxado da polia 31 quando o eixo de acionamento rotativo do motor elétrico 27 gira na direção inversa. Assim, a força de acionamento rotativo do motor elétrico 27 é transmitida para a polia 31 através dos arames 32a e 32b de modo a acionar de forma rotativa a polia 31 (a armação da região crural 13 junto a qual a polia 31 é segura gira ao redor do eixo geométrico central do pino pivô 29 da segunda articulação 12 em relação à armação de coxa 11) .

A extremidade inferior da armação da região crural inferior 13b da armação da região crural 13 possui uma parte bifurcada 13bb formada em um formato bifurcado, como apresentado na FIG. 3.

A terceira articulação 14 de cada conexão de perna 3 é uma articulação correspondendo a uma articulação de tornozelo do usuário A. Nesta modalidade, a terceira articulação 14 é composta e uma articulação livre (veja a FIG. 3) que permite rotações ao redor de três eixos geométricos, como apresentado na FIG. 3, e a articulação livre 33 é ligada com a parte bifurcada 13bb da armação da região crural infede 05/02/2018, pág. 49/149 rior 13b da armação da região crural 13 para conectar a extremidade inferior (a parte bifurcada 13bb) da armação da região crural 13 com uma parte de conexão 34 na parte de cima da parte de ligação com o pé 15. Isto permite que a parte de ligação com o pé 15 gire com três graus de liberdade em relação à armação da região crural 13. A faixa de rotação da parte de ligação com o pé 15 ao redor de um eixo geométrico de rotação na direção da frente para trás é limitada pela parte bifurcada 13bb da armação da região crural 13.

A parte de ligação com o pé 15 de cada conexão de perna 3 inclui um sapato 35 na qual um pé do usuário A é para ser colocado e um membro anular em formato de estribo 36 alojado no sapato 35 e seguro junto à parte de conexão 34 em sua extremidade superior. Como apresentado na FIG. 3, o membro anular 36 é alojado no sapato 35 de modo que a chapa plana de baixo do membro anular 36 entre em contato com a superfície interna de baixo do sapato 35 e a parte curva do membro anular 36 se estendendo até ambas extremidades da chapa de baixo entre em contato com a parede lateral da seção transversal do sapato 35. Adicionalmente, um membro de palmilha flexível 37 (não apresentado na FIG. 1) é inserido no sapato 35 de um modo tal que ele cobre a superfície interna de baixo do sapato 35 e a chapa de baixo do membro anular 36. A parte de conexão 34 é inserida no sapato 35 através de uma abertura de uma parte de ligação de cordão de sapato do sapato 35.

Para colocar a parte de ligação com o pé 15 de cada conexão de perna 3 em cada pé do usuário A, o pé do usuáde 05/02/2018, pág. 50/149 rio A é inserido no sapato 35 a partir da abertura de cima do sapato 35 por passar a parte de dedo do pé através do membro anular 36 e por se colocar o membro de palmilha 37 na superfície de baixo do pé e apertando o cordão do sapato, pelo que a parte de ligação com o pé 15 é ligada com o pé.

Na superfície de baixo do membro de palmilha 37 da parte de ligação com o pé 15, sensores de força 38 e 39 são ligados com uma localização no lado frontal do sapato 35 (uma localização mais próxima da frente do que a chapa de baixo do membro anular 3). E em uma localização no lado traseiro do sapato 35 (uma localização mais próxima da traseira do que da chapa de baixo do membro anular 36). O sensor de força 38 no lado frontal é disposto de modo a ficar substancialmente diretamente abaixo de uma articulação metatarsofalangeal (articulação MP) do pé do usuário A utilizando a parte e ligação com o pé 15. O sensor de força 39 no lado traseiro é disposto de modo a ficar substancialmente diretamente abaixo do calcanhar do pé. Nesta modalidade, estes sensores de força 38 3 39 são sensores de força de um eixo geométrico, os quais detectam as forças de translação em uma direção perpendicular à superfície de baixo (superfície de contato com o solo) da parte de ligação com o pé 15 (uma direção substancialmente perpendicular a uma superfície do solo em um estado onde uma perna ou as pernas do usuário A estão em posição vertical). Daqui para frente, os sensores de força 38 e 39 serão referidos como um sensor MP 38 e um sensor de calcanhar 39, respectivamente. O sensor MP 38 e o sensor de calcanhar 39 constituem o primeiro sensor de força de 05/02/2018, pág. 51/149 na presente invenção. O membro de palmilha 37 não tem necessariamente que ser uma chapa rígida; ele pode alternativamente ser formado de um material flexível. Se o membro de palmilha 37 for formado de um material flexível, proporcionar a superfície de baixo do mesmo com vários primeiros sensores de força permite a detecção altamente precisa de uma força aplicada junto a cada parte da superfície de baixo de um pé do usuário A. Por outro lado, se o membro e palmilha 37 for formado de uma chapa rígida, uma força de pisar de todo o pé do usuário A pode ser facilmente detectada. Isto torna possível reduzir o número de primeiros sensores de força ligados com a superfície de baixo do membro de palmilha 37.

O dito acima descreve a construção do dispositivo de assistência à caminhada 1 de acordo com esta modalidade. De forma suplementar, em um estado onde a parte de ligação com o pé 15 é ligada com cada pé do usuário A e o usuário A senta no membro de assento 2 com o dispositivo de assistência à caminhada 1 em operação (enquanto a segunda articulação 12 está sendo acionada pelo motor elétrico 27) como descrito posteriormente, se o usuário A e o dispositivo de assistência à caminhada 1 forem vistos a partir de um plano frontal (quando vistos a partir do lado da frente do usuário A), a armação de coxa 11L da conexão de perna esquerda 3L, por exemplo, se estende ao longo da superfície interna da perna esquerda do usuário A (veja a FIG. 2), e a segunda articulação 12L na extremidade inferior da segunda conexão 11L é posicionada no lado interno da perna esquerda. Apesar de de 05/02/2018, pág. 52/149 não apresentado, a parte superior da armação da região crural 13L (a parte superior da armação da região crural superior 13L) conectada com a segunda articulação 12L se estende ao longo da superfície interna da perna esquerda do usuário A à partir da segunda articulação 12L quando vista a partir do plano frontal. A armação da região crural 13L é formada de modo que a parte inferior da armação da região crural 13L gradualmente se curve e alcance um ponto diretamente acima do dorso do pé do é da perna esquerda na frente da canela da perna esquerda. O mesmo se aplica à conexão de perna direita 3R.

Quando o usuário A possuindo uma compleição típica levanta-se em uma postura ereta, as segundas articulações 12 das conexões de perna 3 projetam-se para frente além das pernas do usuário A, como apresentado na FIG. 1. Mais especificamente, os comprimentos da armação de coxa 11 e da armação da região crural 13 são estabelecidos de modo que a soma dos comprimentos seja ligeiramente maior do que a dimensão do comprimento de uma perna do usuário A possuindo a compleição típica. Os comprimentos da armação de coxa 11 e da armação da região crural 13 estabelecidos como descrito acima e o entrave da segunda articulação 12 descrito acima restringem a ocorrência de um estado de ponto singular no qual a armação de coxa 11 e a armação da região crural 13 ficam alinhadas ou um estado no qual a armação de coxa 11 e a armação da região crural 13 curvam-se na direção oposta a partir desta apresentada na FIG. 1. Isto restringe o controle do dispositivo de assistência à caminhada 1 de falhar dede 05/02/2018, pág. 53/149 vido ao estado de ponto singular ou ao estado de curvatura inversa das conexões de perna 3.

A segunda articulação de cada conexão de perna 3 pode ser uma articulação de translação.

Apesar dos detalhes serem discutidos posteriormente, no dispositivo de assistência à caminhada 1 construído como descrito acima, uma força de sustentação para cima é aplicada a partir do membro de assento 2 para o usuário A por segar torques das segundas articulações 12 pelos motores elétricos 27, com as partes de ligação com o pé 15 sendo ligadas com os pés das pernas do usuário A. Nesta hora, por exemplo, em um estado onde o usuário A está em pé com ambas pernas como pernas de postura (as pernas para suportar o peso do usuário A) (no assim chamado período de suporte com duas pernas), as partes de ligação com o pé 15, 15 entram em contato com um piso e as forças de reação do piso atuam sobre as respectivas superfícies de contato com o solo. As forças de reação do piso atuando sobre as superfícies de contato com o solo das partes de ligação com o pé 15 são tais que a força resultante das mesmas é uma força que equilibra a soma da gravidade atuando no usuário A e a gravidade atuando no dispositivo de assistência à caminhada 1, ou seja, a força para suportar o peso total do usuário A e o dispositivo de assistência à caminhada 1 em um piso (a força de translação, a qual será daqui para frente referida como a força total de suporte). Quando as pernas do usuário A estão em locomoção junto com as conexões de perna 3 do dispositivo de assistência à caminhada 1, mais precisamente, uma de 05/02/2018, pág. 54/149 força para suportar uma força inercial gerada pelos movimentos da perna livre do usuário A e esta do dispositivo de assistência à caminhada 1, será adicionada para a força total de suporte. Entretanto, no dispositivo de assistência à caminhada 1, de acordo com esta modalidade, os motores elétricos 27 (atuadores) e os codificadores 28 possuindo pesos maiores são dispostos próximos da cintura ao invés do que na vizinhança dos joelhos das conexões de perna 3. Somente as partes de ligação com o pé 15 das conexões de perna 3 são restritas (ligadas com) pelo usuário A, de modo que o número de membros a serem ligados com o usuário A é menor, o que torna as conexões de perna 3 mais leves. Portanto, uma força inercial a partir de um movimento da perna livre do dispositivo de assistência à caminhada 1 permanece suficientemente pequena.

Neste caso, no dispositivo de assistência à caminhada 1 de acordo com esta modalidade, somente as duas partes de ligação com o pé 15, 15 são restritas por serem ligadas com o usuário A. Cada parte de ligação com o pé 15 inclui o membro de conexão anular 36. Portanto, a gravidade atuando sobre o dispositivo de assistência à caminhada 1 e a carga recebida pelo dispositivo de assistência à caminhada 1 a partir do usuário A (uma força de translação para baixo) através do membro de assento 2 dificilmente atua sobre o usuário A; ao invés disso, elas atuam sobre uma superfície do solo a partir das duas conexões de perna 3, 3, através dos membros de conexão anulares 36, 36 das duas partes de ligação com o pé 15, 15, respectivamente.

de 05/02/2018, pág. 55/149

Por conseqüência, ambas conexões de perna 3, 3 do dispositivo de assistência à caminhada 1 são sujeitas a uma força de suporte para suportar a gravidade atuando sobre o dispositivo de assistência à caminhada 1 e a uma carga recebida pelo dispositivo de assistência à caminhada 1 a partir do usuário A através do membro de assento 2 da força total de suporte. A força de suporte é realizada pelo dispositivo de assistência à caminhada 1 através das duas conexões de perna 3, 3. Daqui para frente, a força de suporte realizada pelo dispositivo de assistência à caminhada 1 como descrita acima é referida como força de suporte realizada pelo dispositivo de assistência. Em outras palavras, a força de suporte realizada pelo dispositivo de assistência é para suportar o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1 e um peso correspondendo a uma carga recebida pelo membro de assento 2 a partir do usuário A (uma parte do peso do usuário A) sobre o solo. Se ambas pernas do usuário A estiverem na posição vertical (se ambas partes de ligação com o pé 15 do dispositivo de assistência à caminhada 1 estiverem em contato com o solo), a força de suporte realizada pelo dispositivo de assistência é realizada de forma dividida pelas duas conexões de perna 3, 3 (uma parte da força de suporte realizada pelo dispositivo de assistência é realizada por uma conexão de perna 3 e o restante da mesma é realizada pela outra conexão de perna 3). Se somente uma perna do usuário A estiver na posição vertical (se a outra perna estiver livre), a força de suporte realizada pelo dispositivo de assistência é realizada pela conexão de perna na posição verde 05/02/2018, pág. 56/149 tical 3. Daqui para frente, a força de suporte realizada por uma das conexões de perna 3 (a força de suporte atuando sobre uma das conexões de perna 3) da força de suporte realizada pelo dispositivo de assistência. é referida como força de suporte da conexão de perna, uma força de suporte realizada pela conexão de perna direita 3 é referida como força de suporte da conexão de perna direita; e uma força de suporte realizada pela conexão de perna esquerda 3 é referida como força de suporte da conexão de perna esquerda. A soma total da força de suporte da conexão de perna esquerda com a força de suporte da conexão de perna direita coincide com a força de suporte realizada pelo dispositivo de assistência.

Entretanto, uma força de suporte, a qual é obtida por se subtrair a força de suporte realizada pelo dispositivo de assistência da força total de suporte, atua a partir da superfície do piso junto a ambas pernas do usuário A, e esta força de suporte é realizada pelo usuário A com suas pernas. Daqui para frente, a força de suporte realizada pelo usuário A é referida como força de suporte realizada pelo usuário. Em outras palavras, a força de suporte realizada pelo usuário é uma força de suporte suportando o peso, o qual é obtido por se subtrair um peso correspondente a uma carga a ser aplicada pelo usuário A junto ao membro de assento 2 do dispositivo de assistência à caminhada 1 do peso do usuário A, em um piso. Se ambas pernas do usuário A estiverem na posição vertical, a força de suporte realizada pelo usuário é dividida e realizada por ambas pernas do usuário A (uma parte da orça de suporte realizada pelo usuário é reade 05/02/2018, pág. 57/149 lizada por uma perna e o restante da mesma é realizada por outra perna) . Se somente uma perna do usuário A estiver na posição vertical, toda a força de suporte realizada pelo usuário é realizada por uma perna. Daqui para frente, a força de suporte realizada por cada perna (a força de suporte atuando sobre cada perna a partir de uma superfície do piso) da força de suporte realizada pelo usuário, é referida como força de suporte da perna do usuário, uma força de suporte realizada pela perna direita é referida como força de suporte da perna direita do usuário; e uma força de suporte realizada pela perna esquerda é referida como força de suporte da perna esquerda do usuário. A soma total da força de suporte da perna esquerda do usuário com a força de suporte da perna direita do usuário coincide com a força de suporte realizada pelo usuário. A força que o usuário A aplica para empurrar o pé de cada perna contra uma superfície do piso para se suportar é referida como força de pisar da perna. A força de pisar de cada perna equilibra-se a partir da força de suporte da perna do usuário.

De forma suplementar, o sensor de força 30 proporcionado em cada conexão de perna 3 está localizado na terceira articulação 14, e portanto, a força de suporte que é obtida por se subtrair a força de suporte para suportar o peso da parte abaixo do sensor de força 30 (a parte de ligação com o pé 15 ou coisa parecida) da conexão de perna 3 da força de suporte da conexão de perna relacionada com a conexão de perna 3, atua sobre o sensor de força 30. Então, os componentes nas direções de três eixos geométricos (ou os de 05/02/2018, pág. 58/149 componentes nas direções de dois eixos geométricos) da força de suporte atuante são detectados pelo sensor de força 30. Em outras palavras, a força atuando sobre cada sensor de força 30 (a qual corresponde à força a ser controlada na presente invenção) corresponde à porção para a conexão de perna 3 proporcionada com o sensor de força 30 da força total de suporte para suportar o peso, o qual é obtido por se subtrair a soma total dos pesos das partes abaixo dos sensores de força 30 do peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1, e do peso correspondendo à carga comunicada para o membro de assento 2 a partir do usuário A. Adicionalmente, a soma total das forças de suporte detectadas pelos dois sensores de força 30, 30, respectivamente, coincide com a força total de suporte para suportar o peso, o qual é obtido por se subtrair a soma total dos pesos das partes abaixo dos sensores de força 30 do peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1, e do peso correspondendo a uma carga concedida para o membro de assento 2 a partir do usuário A (daqui para frente, os sensores de força 30 são referidos como sensores de força de suporte 30). A soma total dos pesos das partes abaixo dos sensores de força de suporte 30 do dispositivo de assistência à caminhada 1 é suficientemente pequena, se comparado com o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1. Por conseqüência, a força de suporte atuando sobre cada um dos sensores de força de suporte 30 é substancialmente igual à força de suporte da conexão de perna. Adicionalmente, cada sensor de força de suporte 30 é proporcionado de forma adjacente à terceira artide 05/02/2018, pág. 59/149 culação 14 da conexão de perna 3 proporcionada com o mesmo. Por conseqüência, uma força de suporte atuando sobre o sensor de força de suporte 30 é substancialmente igual a uma força de translação atuando sobre a armação da região crural 13 a partir da terceira articulação 14 da conexão de perna 3 (igual à força de suporte da força de suporte da conexão de perna que é transmitida a partir do piso para a armação da região crural 13 através da terceira articulação 14). Daqui para frente, a soma total das forças de suporte atuando sobre os sensores de força de suporte 30 ou as forças de translação atuando sobre as armações da região crural 13 a partir das terceiras articulações 14 das conexões de perna 3 com respeito a ambas conexões de perna 3, 3,, são referidas como força total de sustentação. Da força total de sustentação, a porção para cada conexão de perna 3 é referida como porção da força total de sustentação.

A soma total das forças atuando sobre o sensor MP 38L e sobre o sensor de calcanhar 39L da parte de ligação com o pé esquerda 15L corresponde à força de suporte da perna esquerda do usuário mencionada acima (ou a força de pisar da perna esquerda), e a soma total das forças atuando sobre o sensor MP e sobre o sensor de calcanhar 39R da parte de ligação com o pé direito 15R corresponde á força de suporte da perna direita do usuário mencionada acima (ou a força de pisar da perna direita). Nesta modalidade, o sensor MP 38 e o sensor de calcanhar 39 são sensores de força de um eixo geométrico; entretanto, eles alternativamente podem ser sensores de força de dois eixos geométricos que também detectam de 05/02/2018, pág. 60/149 forças de translação nas direções substancialmente paralelas à superfície de baixo do sapato 33, ou eles podem ser sensores de força de três eixos geométricos. O sensor MP 38 e o sensor de calcanhar 39 de forma desejável são sensores capazes de detectar as forças de translação em direções substancialmente perpendiculares pelo menos à superfície de baixo do sapato 33 ou à superfície do piso.

O controlador do dispositivo de assistência à caminhada 1 construído como descrito acima será agora descrito.

A FIG. 4 é um diagrama de blocos esquematicamente apresentando a configuração (configuração de hardware) do controlador 50. Como apresentado na figura, o controlador 50 inclui um unidade de processamento aritmético 51 composta de um microcomputador (uma CPU, uma RAM, e uma ROM) e um circuito de entrada / saída (um conversor A / D ou coisa parecida), circuitos acionadores 52R e 52L para os motores elétricos 27R e 27L, respectivamente, um comutador de chave de estabelecimento de força de sustentação 53 para estabelecer um valor desejado da magnitude de uma força de sustentação para o usuário A pelo dispositivo de assistência à caminhada 1 (uma força de translação para cima a ser aplicada junto ao usuário A a partir do membro de assento 2), uma chave LIGA / DESLIGA do controle de sustentação 54 para selecionar se gera ou não uma força de sustentação para o usuário A, uma bateria de energia 55, e um circuito de alimentação 57 que é conectado com a bateria de energia 55 através de uma chave de alimentação 56 (chave LIGA / DESLIGA) e fornece energia a partir da bateria de energia 55 para os circuitos 51, 52R e de 05/02/2018, pág. 61/149

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52L do controlador 50 quando a chave de alimentação 56 é ligada (fechada). O comutador de chave de estabelecimento de força de sustentação 53 corresponde ao dispositivo de estabelecimento de força de sustentação desejada na presente invenção.

O controlador 50 é seguro junto à extremidade traseira do membro de assento 2 ou junto à chapa 23R ou 23L ou coisa parecida através de um suporte angular (não apresentado). O comutador de chave de estabelecimento de força de sustentação 53, a chave LIGA / DESLIGA do controle de sustentação 54, e a chave de alimentação 56 são montadas na superfície externa do alojamento (não apresentado) do controlador 50, de modo que elas são acessíveis para controle. O comutador de chave de estabelecimento de força de sustentação 53 é formado de um comutador de dez chaves ou de uma pluralidade de chaves seletoras para permitir o estabelecimento direto de um valor desejado pretendido de uma força de sustentação ou o estabelecimento seletivo dentre vários tipos de valores desejados preparados antecipadamente.

Conectados com o controlador 50 estão os sensores MP 38R, 38L, os sensores de calcanhar 39R, 39L, os sensores e força de suporte 30R, 30L, e os codificadores rotativos 28R, 28L via as linhas de conexão que não são apresentadas. Os sinais de saída destes sensores são fornecidos para a unidade de processamento aritmético 51. A unidade de processamento aritmético 51 recebe os sinais de controle do comutador de chave de estabelecimento de força de sustentação 53 e da chave LIGA / DESLIGA do controle de sustentação 54 (inde 05/02/2018, pág. 62/149 cluindo os sinais indicando as condições de operação das chaves). Adicionalmente, o controlador 50 é conectado com os motores elétricos 27R, 27L via as linhas de conexão, as quais não são apresentadas, para fornecer corrente para os motores elétricos 27R e 27L a partir dos circuitos acionadores 52R, 52L. A unidade de processamento aritmético 51 determina valores de comando de corrente (daqui para frente referidos como valores indicadores de corrente) para energizar os motores elétricos 27R, 27L pelo processamento aritmético (processamento de controle) descrito posteriormente. A unidade de processamento aritmético 51 controla os circuitos acionadores 52R, 52L baseada nos valores indicadores de corrente de modo a controlar os torques gerados dos motores elétricos 27R, 27L.

Os sinais de saída (sinais de tensão elétrica) dos sensores MP 38R, 38L, dos sensores de calcanhar 39R, 39L, e dos sensores de força de suporte 30R, 30L podem ser amplificados por um pré-amplificador na vizinhança destes sensores e então informados para o controlador 50. Os valores de tensão elétrica dos sinais de saída amplificados dos sensores MP 38R, 38L, dos sensores de calcanhar 39R, 39L, e dos sensores de força 30R, 30L são sujeitos à conversão A / D antes dos sinais de saída amplificados serem fornecidos para a unidade de processamento aritmético 51.

A unidade de processamento aritmético 51 possui o dispositivo funcional como apresentado no diagrama de blocos da FIG. 5 como seu dispositivo funcional principal. O dispositivo funcional é uma função implementada por um programa de 05/02/2018, pág. 63/149 armazenado na ROM.

Referindo-se à FIG. 5, a unidade de processamento aritmético 51 possui o dispositivo de medição de força de pisar direito 60R para o qual os sinais de saída do sensor MP 38L e do sensor de calcanhar 39L da conexão de perna direita 3R são fornecidos e o dispositivo de medição de força de pisar esquerdo 60L para o qual os sinais de saída do sensor MP 38R e do sensor e calcanhar 39R da conexão de perna esquerda 3L são fornecidos. O dispositivo de medição de força de pisar direito 60R é o dispositivo para realizar o processamento para medir a magnitude de uma força de pisar da perna direita do usuário A (a magnitude da força de suporte da perna direita do usuário) a partir dos valores de tensão elétrica dos sinais de saída do sensor MP 38R e do sensor de calcanhar 39R. De forma similar, o dispositivo de medida de força de pisar esquerdo 60L é o dispositivo para realizar o processamento para medir a magnitude de uma força de pisar da perna esquerda do usuário A (a magnitude da força de suporte da perna esquerda do usuário) a partir dos valores de tensão elétrica dos sinais de saída do sensor MP 38L e do sensor de calcanhar 39L. Os dispositivos de medição e força de pisar 60R e 60L correspondem ao dispositivo de medição de força de pisar na presente invenção.

A unidade de processamento aritmético 51 inclui o dispositivo de medição de ângulo de joelho direito 61R e o dispositivo de medição de ângulo de joelho esquerdo 61L para os quais os sinais de saída (sinais de pulso) dos codificadores rotativos 28R e 28L são fornecidos. Estes dispositivos de 05/02/2018, pág. 64/149 de medição de ângulo de joelho 61R e 61L são dispositivos para medir os ângulos de curvatura nas segundas articulações 12 (os deslocamentos das segundas articulações 12) das conexões de perna 3 associadas com os mesmos. A segunda articulação 12 de cada conexão de perna 3 corresponde à articulação do joelho da conexão de perna 3 e portanto, o ângulo de curvatura na segunda articulação é daqui para frente referido como ângulo do joelho. Estes dispositivos de medição e ângulo de joelho 61R e 61L correspondem ao dispositivo de medição de deslocamento de articulação na presente invenção. A unidade de processamento aritmético 51 também inclui um dispositivo de medição de força de suporte direito 62R para o qual os sinais de saída do sensor de força de suporte 30R da conexão de perna direita 3R e os ângulos de joelho da conexão de perna direita 3R medidos pelo dispositivo de medição de ângulo de joelho direito 61R são fornecidos, e um dispositivo de medição de força de suporte esquerdo 62L para o qual os sinais de saída (tensões elétricas de saída) do sensor de força de suporte 30L da conexão de perna esquerda 3L e os ângulos de joelho da conexão de perna esquerda 3L medidos pelo dispositivo de medição de ângulo de joelho esquerdo 61L são fornecidos. O dispositivo de medição de força de suporte direito 62R é o dispositivo que realiza o processamento para medir a força de suporte atuando sobre o sensor de força de suporte 30R da força de suporte da conexão de perna direita, isto é, a porção da força total de sustentação para a conexão de perna direita 3R, baseado em um sinal de saída recebido do sensor de força de suporte de 05/02/2018, pág. 65/149

30R, e em um valor de medição de um ângulo de joelho da conexão de perna direita 3R. De forma similar, o dispositivo de medição de força de suporte esquerdo 62L é o dispositivo que realiza o processamento para medir a força de suporte atuando sobre o sensor de força de suporte 30Ç da força de suporte da conexão de perna esquerda, isto é, a porção da força total de sustentação para a conexão de perna esquerda 3L, baseado em um sinal de saída recebido do sensor de força de suporte 30L, e em um valor de medida de um ângulo de joelho da conexão de perna esquerda 3L. Estes dispositivos de medição de força de suporte 62R e 62L correspondem ao dispositivo de medição de força a ser controlada na presente invenção.

A unidade de processamento aritmético 51 inclui um dispositivo de determinação de porção desejada da força de sustentação 63, o qual recebe os valores de medição dos dispositivos de medição 60R, 60L, 61R, 61L, 62R e 62L e os sinais de controle do comutador de chave de estabelecimento de força de sustentação 53 e da chave LIA / DESLIGA do controle de sustentação 54. O dispositivo de determinação de porção desejada de força de sustentação direita / esquerda 63 é o dispositivo que realiza o processamento para determinar uma força total de sustentação desejada, a qual é um valor desejado da força total de sustentação, e também para determinar o valor desejado de uma porção de cada conexão de perna 3 em relação à força total de sustentação desejada, isto é, o valor desejado da porção da força de sustentação total para cada conexão de perna 3 (daqui para frente, referida simde 05/02/2018, pág. 66/149 plesmente como valor de controle desejado). O valor de controle desejado corresponde a uma porção desejada na presente invenção (a quarta invenção).

A unidade de processamento aritmético 51 inclui um dispositivo de determinação de entrada de controle de realimentação direito 64R que recebe uma porção da força total de sustentação para a conexão de perna direita 3R medida pelo dispositivo de medição de força de suporte direito 62R e um valor de controle desejado da conexão de perna direita 3R, determinado pelo dispositivo de determinação de porção desejada de força de sustentação esquerda / direita 63, um dispositivo de determinação de entrada de controle de realimentação esquerdo 64L que recebe uma porção da força total de sustentação para a conexão de perna esquerda 3L medida pelo dispositivo de medição de força de suporte esquerdo 62L e um valor de controle desejado da conexão de perna esquerda 3L, determinado pelo dispositivo de determinação de porção desejada de força de sustentação esquerda / direita 63, um dispositivo de determinação de entrada de controle de alimentação direita 65R que recebe a porção da força total de sustentação para a conexão de perna direita 3R, medida pelo dispositivo de medição de força de suporte direita 62R, o valor de controle desejado da conexão de perna direita 3R, determinado pelo dispositivo de determinação de porção desejada de força de sustentação esquerda / direita 63, e o ângulo de joelho da conexão de perna direita 3R medido pelo dispositivo de medição de ângulo de joelho direito 61R, e um dispositivo de determinação de entrada de controle de alide 05/02/2018, pág. 67/149 mentação esquerda 65L que recebe a porção da força total de sustentação para a conexão de perna esquerda 3L, medida pelo dispositivo de medição de força de suporte esquerda 62L, o valor de controle desejado da conexão de perna esquerda 3L, determinado pelo dispositivo de determinação de porção desejada de força de sustentação esquerda / direita 63, e o ângulo de joelho da conexão de perna esquerda 3L medido pelo dispositivo de medição de ângulo de joelho esquerdo 61L. Cada um dos dispositivos de determinação de entrada de controle de realimentação 64 é o dispositivo que calcula uma entrada de controle de realimentação (o componente de realimentação do valor indicador de corrente relativo a cada motor elétrico 27), de acordo com uma lei de controle de realimentação predeterminada, baseado em uma diferença entre um valor de media de uma porção da força total de sustentação informada e um valor de controle desejado de modo que a diferença convirja para zero. O dispositivo de determinação de entrada de controle de alimentação 65 é o dispositivo que calcula uma entrada de controle de alimentação (o componente de alimentação do valor indicador de corrente relativo a cada motor elétrico 27) para ajustar o valor de medição da porção da força total de sustentação para um valor de controle desejado, de acordo com uma lei de controle de alimentação predeterminada, baseado em um valor de medição de entrada de uma porção da força total de sustentação, em um valor de controle desejado, e em um valor de medição de um ângulo de joelho.

A unidade de processamento aritmético 51 inclui o de 05/02/2018, pág. 68/149 dispositivo de adição 66R que determina um valor indicador de corrente para o motor elétrico 27R da conexão de perna direita 3R por adicionar uma entrada de controle de realimentação calculada pelo dispositivo de determinação de entrada de controle de realimentação direito 64R e uma entrada de controle de alimentação calculada pelo dispositivo de determinação de entrada de alimentação direito 65R, e o dispositivo de adição 66L que determina um valor indicador de corrente para o motor elétrico 27L da conexão de perna esquerda 3L por adicionar uma entrada de controle de realimentação calculada pelo dispositivo de determinação de entrada de controle de realimentação esquerdo 64L e uma entrada de controle de alimentação calculada pelo dispositivo de determinação de entrada de alimentação esquerdo 65L.

O dispositivo de determinação de entrada de controle de realimentação 64R, 64L, o dispositivo de determinação de entrada de controle de alimentação 65R, 65L, e o dispositivo de adição 66R, 66L correspondem ao dispositivo de controle do atuador na presente invenção.

O dito acima é uma vista geral da função de processamento aritmético da unidade de processamento aritmético 51.

O processamento de controle do controlador 50 de acordo com esta modalidade será agora descrito abaixo, incluindo a descrição detalhada do processamento da unidade de processamento aritmético 51. No dispositivo de assistência à caminhada, de acordo com esta modalidade, se a chave de alimentação 56 estiver DESLIGADA, nenhuma força de acionamento é concedida para as segundas articulações 12 das conexões de de 05/02/2018, pág. 69/149 perna 3. Isto permite que as articulações 10, 12 e 14 se movam livremente. Neste estado, as conexões de perna 3 são dobradas por seus próprios pesos. Neste estado, cada parte de ligação com o pé 15 está ligado com cada pé do usuário A, e então, o usuário A ou um acompanhante levanta o membro de assento 2 e posiciona o mesmo sob sua virilha.

Subseqüentemente, quando a chave de alimentação 56 é ligada, a energia é fornecida para os circuitos do controlador 50, assim ativando o controlador 50. À medida que o controlador 50 é ativado, a unidade de processamento aritmético 51 executa o processamento, o qual é descrito abaixo, nos ciclos predeterminados de processamento de controle.

Em cada ciclo de processamento de controle, a unidade de processamento aritmético 51 primeiro executa o processamento do dispositivo de medição de força de pisar 60R e 60L. Este processamento será descrito abaixo com referência à FIG. 6. A FIG. 6 é um diagrama de blocos apresentando os fluxos do processamento pelo dispositivo de medição de força de pisar 60R e 60L. O dispositivo de medição de força de pisar 60R e 60L compartilham o mesmo algoritmo de processamento. Portanto, quaisquer componentes relacionados com o dispositivo de medição de força de pisar esquerdo 60L são apresentados entre parênteses na FIG. 6.

Como processamento representativo, o processamento do dispositivo de medição de força de pisar direito 60R será descrito abaixo. Primeiro, um valor detectado do sensor MP 36R (o valor detectado de uma força indicada por um valor de tensão elétrica de saída do sensor MP 38R) e um valor detecde 05/02/2018, pág. 70/149 tado do sensor de calcanhar 39R (o valor detectado de uma força indicado por uma tensão elétrica de saída do sensor de calcanhar 39R) da conexão de perna 3R são passados através e filtros passa-baixa em S101 e S102, respectivamente. Os filtros passa-baixa removem os componentes de alta freqüência, tal como ruídos, dos valores detectados dos sensores 38R e 39R, e as freqüências de corte dos filtros passa-baixa são estabelecidas, por exemplo, para 100 Hz.

Subseqüentemente, as saídas dos filtros passabaixa são adicionadas em S103. Isto proporciona um valor de medição provisório FRF_p_R da força de pisar da perna direita do usuário A. O valor de medição provisório FRF_p_R contém um componente de erro resultante principalmente do aperto do cordão do sapato da parte de ligação com o pé direito 15R.

Por conseqüência, nesta modalidade, o valor de medição provisório FRF_p_R é sujeito ao processamento de conversão em S104, o qual proporciona um valor final de medição FRF_R da força de pisar da perna direita (Pdir) do usuário A. O processamento de conversão de S104 é executado de acordo com a tabela apresentada na FIG. 7. Mais especificamente, se FRF_p_R for igual ou menor do que um primeiro valor limite predeterminado FRF1, o valor de medição FRF_R é estabelecido para zero. Isto impede um componente de erro muito pequeno atribuível principalmente ao aperto do cordão de sapato da parte de ligação com o pé 15R de ser obtido como o valor de medição FRF_R. Se o valor de medição provisório FRF_p_R for maior do que o primeiro valor limite FRF1 e igual ou menor do que um segundo valor limite FRF2 (>FRF1), de 05/02/2018, pág. 71/149 o valor de medição FRF_R é linearmente aumentado à medida que o valor de FRFD_p_R aumenta. Se FRF_p_R exceder o segundo valor limite FRF2, o valor de FRF_R é retido em um de limite superior predeterminado (o valor de FRF_R obtido quando FRF_p_R é igual ao segundo valor limite FRF2). A razão para estabelecer o limite superior de FRF_R é descrita posteriormente.

O dito acima descreveu o processamento do dispositivo de medição de força de pisar direito 60R. O mesmo processamento se aplica para o dispositivo de medição de força de pisar esquerdo 60L.

A unidade de processamento aritmético 51 então seqüencialmente executa o processamento do dispositivo de medição de ângulo de joelho 61R, 61L e o processamento do dispositivo de medição de força de suporte 62R, 62L. Estes processamentos serão explicados abaixo com referência à FIG. 8 e à FIG. 9. A FIG. 8 é um diagrama de blocos apresentando os fluxos do processamento do dispositivo de medição de ângulo de joelho 61R, 61L e o processamento do dispositivo de medição de força de processamento 62R, 62L. Os dispositivos de processamento de ângulo de joelho 61R e 61L compartilham o mesmo algoritmo de processamento. Os dispositivos de medição de força de suporte 62R e 62L também compartilham o mesmo algoritmo de processamento. Por esta razão, quaisquer componentes relacionados com o dispositivo de processamento de ângulo de joelho esquerdo 61L e com o dispositivo de processamento de força de suporte esquerdo 62L são apresentados entre parênteses na FIG. 8.

de 05/02/2018, pág. 72/149

Como processamento representativo, o processamento do dispositivo de medição de ângulo de joelho direito 61R e do dispositivo de medição de força de suporte direito 62R serão descritos abaixo. Primeiro, o dispositivo de processamento de ângulo de joelho direito 61R executa o processamento de S201 e S202 para desse modo obter um valor de medição θ1_ _R e um ângulo de joelho da conexão de perna direita 3R (o ângulo de curvatura da conexão de perna 3R na segunda articulação 12R). Em S201, um valor de medição provisório ^p_R de um ângulo de joelho da conexão de perna 3R é calculado a partir de uma saída do codificador rotativo 28R.

Referindo-se agora à FIG. 9, nesta modalidade, um ângulo ^_R formado por um segmento S1 que se conecta com o ponto central P relacionado com a primeira articulação 10R da conexão de perna 3R (o ponto P proporciona o centro de rotação dos movimentos de oscilação para frente / para trás da armação de coxa 11R; o ponto P é daqui para frente referido como o ponto central de oscilação para frente / para trás P) e com o ponto central da segunda articulação 12R e por um segmento S2 que conecta o ponto central da segunda articulação 12R com o ponto central da terceira articulação 14R, é medido como o ângulo de joelho da conexão de perna direita 3R. O mesmo se aplica ao ângulo de joelho da conexão de perna esquerda 3L. A FIG. 9 esquematicamente apresenta a construção da seção essencial da conexão de perna 3.

Neste caso, em S201 descrita abaixo. A posição rotacional de referência da segunda articulação 12R é definida em um estado onde a armação de coxa 11R e a armação da regide 05/02/2018, pág. 73/149 ão crural 13R da conexão de perna 3R possuem uma relação de postura predeterminada (por exemplo, o estado de postura apresentado na FIG. 1), ou seja, no estado onde o ângulo de joelho 01_R assume um valor predeterminado, e então, uma quantidade de rotação a partir da posição rotacional de referência (a quantidade de alteração no ângulo de rotação, e ela é proporcional à quantidade de rotação do rotor do motor elétrico 27R) é medida a partir de um sinal de saída do codificador rotativo 28R. O valor obtido por se adicionar a quantidade de rotação medida da segunda articulação 12R para o valor de um ângulo de joelho da conexão de perna 3R na posição rotacional de referência acima (a qual é armazenada e retida em uma memória, a qual não é apresentada, anteriormente), é determinado como o valor de medição provisório 01p_R.

O valor de medição provisório 01p_R algumas vezes contém um componente de ruído de alta freqüência. Por conseqüência, o 01p_R é passado através de um filtro de passabaixa em S202 para finalmente se obter um valor de medição 01_ P de um ângulo de joelho da conexão de perna 3R.

O dito acima descreveu o processamento do dispositivo de medição de ângulo de joelho direito 61R. O mesmo processamento se aplica ao dispositivo de medição de ângulo de joelho esquerdo 61L.

De forma suplementar, nesta modalidade, a razão para medir o ângulo 01 formado pelos segmentos S1 e S2 como o ângulo de joelho da conexão de perna 3 é porque o valor de medição do ângulo 01 é utilizado principalmente no processade 05/02/2018, pág. 74/149 mento do dispositivo de determinação de porção desejada da força de sustentação esquerda / direita 63, cujos detalhes serão discutidos posteriormente. Neste caso, no dispositivo de assistência à caminhada 1 de acordo com esta modalidade, o ângulo formado pelo eixo geométrico central da armação de coxa 11 de cada conexão de perna 3 e o segmento S1 é constante. Portanto, em cada dispositivo de medição de ângulo de joelho 61, o ângulo formado, por exemplo, pelo eixo geométrico central da armação de coxa 11 da conexão de perna 3 e o segmento S2 relacionado com a armação da região crural 13 pode ser determinado anteriormente como o ângulo de joelho da conexão de perna 3, e então, o ângulo Θ1 pode ser determinado a partir do ângulo de joelho pelo processamento do dispositivo de determinação de porção desejada da força de sustentação esquerda / direita 63, o qual será descrito posteriormente.

Após o valor de medição Θ1_R do ângulo de joelho da conexão de perna 3R ser determinado como descrito acima, o processamento do dispositivo de medição de força de suporte direito 62R é executado em S203 para calcular um valor de medição Fankle_R de uma força de suporte atuando sobre o sensor de força de suporte 30R (em outras palavras, a porção da força total de suporte para a conexão de perna 3R) a partir do valor de medição Θ1_R do ângulo de joelho obtido em S202 e dos valores detectados do sensor de força de suporte 30R (os valores detectados das forças de dois eixos geométricos indicados pelos valores de tensão elétrica dos sinais de saída do sensor de força de suporte 30R). Este processade 05/02/2018, pág. 75/149 mento será descrito em detalhes abaixo com referência à FIG. 9.

A força de suporte (a porção da força de suporte total) Fankle_R atuando sobre o sensor de força de suporte 30R da conexão de perna 3R é substancialmente igual à força de translação atuando sobre a armação da região crural 13R a partir da terceira articulação 14R da conexão de perna 3R, como descrito acima. Adicionalmente, a força de translação é substancialmente igual a um vetor (um vetor com um segmento S3 como uma linha de ação) em direção ao ponto central de oscilação para frente / para trás P da conexão de perna 3R a partir da terceira articulação 14R. Portanto, no dispositivo de assistência a caminha 1 de acordo com esta modalidade, a direção de Fankle_R é paralela ao segmento S3 que conecta o ponto central da terceira articulação 14 da conexão de perna 3R e o ponto central de oscilação para frente / para trás P.

Observe que aqui rigorosamente a direção de Fankle_R pode ser ligeiramente não paralela ao segmento S3 devido aos efeitos das forças de fricção ou da gravidade na primeira até a terceira juntas 10, 12 e 14, da aceleração e da desaceleração na caminhada, da magnitude da força total de sustentação do dispositivo de assistência à caminhada 1, e assim por diante. Entretanto, estes efeitos são muito pequenos e desse modo eles são ignorados nesta modalidade.

Entretanto, o sensor de força de suporte 30R detecta uma força Fz em uma direção do eixo geométrico z perpendicular à superfície (a superfície superior ou a superfície inferior) do sensor de força de suporte 30R e uma força Fx em uma direção do eixo geométrico x, a qual é perpendicude 05/02/2018, pág. 76/149 lar ao eixo geométrico z e paralela à superfície do sensor de força de suporte 30R, como apresentado na figura. O eixo geométrico x e o eixo geométrico z são eixos geométricos de coordenada para o sensor de força de suporte 30R, e são paralelos a um plano que inclui o arco do trilho guia 22. Nesta hora, a Fz e a Fx determinadas denotam um componente na direção do eixo geométrico z e um componente na direção do eixo geométrico x, respectivamente, de Fankle_R. Por conseqüência, como ilustrado, se o ângulo formado por Fankle_R e pelo eixo geométrico z for denotado como 0k, Fankle_R pode ser calculado de acordo com a expressão (1) seguinte a partir dos valores detectados de Fz, Fx e de 0k.

Fankle_R = Fx*sen 0k + Fz*cos 0k (1)

O ângulo 0k é determinado como se segue: Se o ângulo formado pelo segmento S2 e pelo segmento S3 (= ângulo formado pela direção de Fankle e do segmento S2) for denotado como 02, os comprimentos L1 e L2 dos segmentos S1 e S2, respectivamente, em um triângulo possuindo os segmentos S1, S2 e S3 como seus três lados, são estabelecidos para valores constantes (valores conhecidos estabelecidos antecipadamente). O ângulo 01 formado pelos segmentos S1 e S2 é o valor de medição 01_R obtido como descrito acima em relação ao dispositivo de medição de ângulo de joelho direito 61R. Portanto, o ângulo 02 é determinado pelo cálculo geométrico a partir dos comprimentos L1 e L2 (estes valores são armazenados e retidos em uma memória antecipadamente) dos segmentos S1 e S2, respectivamente, e o valor de medição 01_R do ângulo 01.

de 05/02/2018, pág. 77/149

Assim, no processamento de S203 do dispositivo de medição de força de suporte direito 62R nesta modalidade, o valor de medição Fankle_R da porção da força total de sustentação para a conexão de perna direita 3R pode ser obtido de acordo com a expressão (1) acima a partir do 0k calculado como descrito acima e dos valores detectados de Fx e Fz do sensor de força de suporte 30 da conexão de perna 3R.

O dito acima descreveu a descrição detalhada do processamento de S203 do dispositivo de medição e força de suporte direito 62R. O mesmo se aplica ao processamento do dispositivo de medição de força de suporte esquerdo 62L.

Apesar do sensor de força de suporte 30 ser um sensor de força de três eixos geométricos ou um sensor de força de dois eixos geométricos de modo a obter o valor de medição Fankle da porção da força total de sustentação para cada conexão de perna de acordo com a expressão (1) acima nesta modalidade, mesmo se o sensor de força de suporte 30 for um sensor de força de um eixo geométrico, é possível obter o valor de medição Fankle. Por exemplo, se o sensor de força de suporte 30 for um sensor que detecta somente a força Fx na direção do eixo geométrico x apresentado na FIG. 9, o valor de medição Fankle pode ser determinado de acordo com a expressão (4) dada abaixo. Se o sensor de força de suporte 30 for um sensor que detecta somente a força Fz na direção do eixo geométrico z apresentado na FIG. 9, o valor de medição de Fankle pode ser determinado de acordo com a expressão (5) dada abaixo.

Fankle = Fx / sen 0k (4) de 05/02/2018, pág. 78/149

Fankle = Fz / cos 0k (5)

Entretanto, utilizar a expressão (4) ou (5) acima leva à precisão deteriorada no valor de Fankle à medida que o valor do ângulo 0k se aproxima de 0 graus ou de 90 graus. Por esta razão, é desejável utilizar a expressão (1) para obter os valores de medição de Fankle.

Alternativamente, o valor de medição Fankle pode ser obtido por se determinar a raiz quadrada da soma de um valor quadrado de Fx e um valor quadrado de Fz. Neste caso, o valor de medição Θ1 do ângulo de joelho é desnecessário.

De forma suplementar, os processamentos dos dispositivos de medição 60, 61 e 62 descritos acima não necessariamente têm que ser executados em ordem seqüencial, mas eles podem alternativamente ser executados em paralelo de uma maneira com compartilhamento de tempo ou coisa parecida. Entretanto, se Θ1 for utilizado no processamento do dispositivo de medição de força de suporte 62R e 62L, então o processamento do dispositivo de medição de ângulo de joelho 61R e 61L precisa ser executado antes do processamento do dispositivo de medição de força de suporte 62R e 62L.

Nesta modalidade, um sensor de força de suporte 30 (o segundo sensor de força) para medir a porção da força total de sustentação para as conexões de perna 3 está localizado entre a terceira articulação 14 e a armação da região crural 13 (mais precisamente, a armação da região crural superior 13a). Alternativamente, entretanto, o sensor de força de suporte pode ser instalado entre a terceira articulação 14 e a parte de ligação com o pé 15 (por exemplo, entre a de 05/02/2018, pág. 79/149 terceira articulação 14 e a parte de conexão 34 da parte de ligação com o pé 15). Neste caso, a força de suporte atuando sobre a armação da região crural 13 a partir da terceira articulação 14 pode ser medida por se medir o ângulo de rotação da terceira articulação 14 e fazer a transformação de coordenadas da força de suporte detectada pelo sensor de força de suporte posicionado entre a terceira articulação 14 e a parte de ligação com o pé 15.

Subseqüentemente, a unidade de processamento aritmético 51 executa o processamento do dispositivo de determinação de porção desejada da força de sustentação esquerda / direita 63. Este processamento será descrito em detalhes abaixo com referência à FIG. 10. A FIG. 10 é um diagrama de blocos apresentando o fluxo de processamento do dispositivo de determinação de porção desejada da força de sustentação esquerda / direita 63.

Primeiro, o valor de medição Fankle_R da porção da força total de sustentação para a conexão de perna direita 3R e o valor de medição Fankle_L da porção da força total de sustentação para a conexão de perna esquerda 3L determinados pelo dispositivo de medição de força de suporte 62 como descrito acima são adicionados para se obter uma força total de sustentação Fankle_t. Esta força total de sustentação Fankle_t corresponde ao valor de medição da soma total de ambas conexões de perna 3 e 3 das forças de suporte atuando sobre os sensores de força de suporte 30 ou as forças de translação atuando sobre as armações da região crural 13 a partir das terceiras articulações 14 das conexões de perna 3 como de 05/02/2018, pág. 80/149

6 descrito acima. A força total de sustentação Fankle_t é substancialmente igual à força de suporte realizada pelo dispositivo de assistência.

Subseqüentemente, o valor obtido por se subtrair um valor de saída de S307 e um valor de saída de S312, os quais serão descritos posteriormente, da força total de sustentação Fankle_t ou o valor estabelecido da força total de sustentação associado com a força de sustentação (força de sustentação desejada) aplicada para o usuário A à partir do membro de assento 2 estabelecida pelo comutador de chave de estabelecimento de força de sustentação 53, é seletivamente emitido em S302 de acordo com um sinal de controle da chave de LIGA / DESLIGA do controle de sustentação 54 (um sinal indicando se a chave 54 está ligada ou desligada). Neste caso, de acordo com esta modalidade, a chave LIGA / DESLIGA do controle de sustentação é ligada quando o usuário A deseja receber uma força de sustentação a partir do membro de assento 2; caso contrário, a chave LIGA / DESLIGA do controle de sustentação 54 é mantida DESLIGADA. Em S302, se a chave LIGA / DESLIGA do controle de sustentação 54 estiver DESLIGADA, a força total de sustentação Fankle_t é selecionada e emitida. Se a chave LIGA / DESLIGA do controle de sustentação 54 estiver LIGADA, o valor estabelecido de força total de sustentação é selecionado e emitido.

De forma suplementar, o valor estabelecido de força total de sustentação é obtido por se adicionar a magnitude da força de suporte para suportar o peso, o qual é determinado por se subtrair o peso total das partes abaixo dos de 05/02/2018, pág. 81/149 sensores de força de suporte 30 do peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1 (em outras palavras, a força de suporte que equilibra a gravidade gerada pelo peso obtido pela subtração), para o valor estabelecido de uma força de sustentação informada através do comutador de chave 53. A magnitude da força de suporte é armazenada e retida em uma memória, a qual não é apresentada, antecipadamente. O peso total das partes abaixo dos sensores de força de suporte 30 é suficientemente menor do que o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1. Portanto, o resultado obtido pela adição da magnitude de uma força de suporte para suportar o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1 (a força de suporte que equilibra a gravidade atuando sobre todo o dispositivo de assistência à caminhada 1) para o valor estabelecido de força de sustentação (força de sustentação desejada) pode ser determinado como o valor estabelecido da força total de sustentação. Alternativamente, pode ser feita uma disposição de modo que um valor estabelecido da força total de sustentação possa ser diretamente informado pela operação do comutador de chave 53.

Subseqüentemente, a saída de S302 é passada através de um filtro passa-baixa em S303, e desse modo, a força total de sustentação desejada é determinada. O filtro passabaixa em S303 funciona para impedir alteração repentina em uma força total de sustentação desejada se uma saída em S303 repentinamente se alterar (o que ocorre, por exemplo, quando um valor estabelecido da força total de sustentação é alterado ou quando uma saída em S302 é trocada entre o valor obde 05/02/2018, pág. 82/149 tido por se subtrair um valor de saída em S307 e um valor de saída em S312, os quais serão descritos posteriormente, da força total de sustentação Fankle_t e de um valor estabelecido de força total de sustentação) e por conseqüência para impedir uma alteração repentina na força de sustentação atuando sobre o usuário A à partir do membro de assento 2. A freqüência de corte do filtro de passa-baixa é, por exemplo, 0,5 Hz. O processamento de S301 até S303 corresponde ao dispositivo de determinação de força total de sustentação desejada na presente invenção.

Subseqüentemente, em S304, uma proporção de distribuição, a qual é uma proporção para distribuir uma força total de sustentação desejada para as conexões de perna esquerda e direita 3, é determinada baseada na magnitude do valor de medição FRF_R de uma força de pisar da perna direita e na magnitude do valor de medição FRF_L de uma força de pisar da perna esquerda (Pesq) que foram determinados pelo dispositivo de medição de força de pisar 60, como descrito acima. Esta proporção de distribuição é composta de uma proporção de distribuição direita, a qual é a proporção de alocação para a conexão de perna direita 3R, e de uma proporção de distribuição esquerda, a qual é a proporção de alocação para a conexão de perna esquerda 3L, da força total de sustentação desejada, e a soma de ambas proporções de distribuição é 1.

Neste caso, a proporção de distribuição direita é determinada para ser FRF_R / (FRF_R + FRF_L) , a qual é a proporção da magnitude de FRF_R em relação à soma da magnide 05/02/2018, pág. 83/149 tude do valor de medição FRF_R com a magnitude do valor de medição FRF_L. De forma similar, a proporção de distribuição esquerda é determinada para ser FRF_L / (FRF_R + FRF_L), a qual é a proporção da magnitude de FRF_L em relação à soma da magnitude do valor de medição FRF_R com a magnitude do valor de medição FRF_L. Neste caso, em um estado onde uma das pernas do usuário A é uma perna em posição vertical, enquanto a outra perna é uma perna livre (em outras palavras, em um estado de suporte com uma perna), a proporção de distribuição para a perna livre é zero, e a proporção de distribuição para a perna em posição vertical é 1. O processamento de S304 pode ser executado em paralelo com os processamentos de S301 até S303 descritos acima.

O dito a seguir descreve a razão para estabelecer um limite superior do valor de medição FRF de uma força de pisar de cada perna no processamento de conversão em S104 de cada dispositivo de medição de força de pisar 60 (veja a FIG. 6). Em um estado onde ambas pernas do usuário A estão na posição vertical (em outras palavras, o estado em um período de suporte com as duas pernas), o valor de medição provisório FRF_p de uma força de pisar de cada perna geralmente não se altera suavemente, mas tende a flutuar freqüentemente. Em tal caso, se as proporções e distribuição esquerda e direita forem determinadas baseadas no valor de medição provisório FRF_p, então a proporção de distribuição freqüentemente se alteraria e a proporção de alocação de cada conexão de perna 3 de uma forma total de sustentação desejada estaria apta a por conseqüência se alterar. Como rede 05/02/2018, pág. 84/149 sultado, uma alteração minúscula facilmente ocorreria em uma força de sustentação atuando sobre o usuário A à partir do membro de assento 2, e por conseqüência, a alteração minúscula pode causar que o usuário A se sinta inconfortável. Por esta razão, nesta modalidade, um limite superior do valor de medição FRF de uma força de pisar de cada perna foi estabelecido para impedir alterações freqüentes nas proporções de distribuição esquerda e direita no estado de período de suporte com as duas pernas. Neste caso, no estado de período de suporte com a duas pernas, ambas proporções de distribuição esquerda e direita são basicamente mantidas em 1/2, exceto para um período imediatamente após o início do período de suporte com as duas perna e para um período imediatamente antes do fim do mesmo, assim estabilizando as proporções de distribuição esquerda e direita.

Na FIG. 7 acima, o valor de medição FRF_R(L) pode ser obtido de acordo com a tabela que possui somente o valor limite FRF1 e na qual o valor de medição FRF_R(L) de uma força de pisar linearmente aumenta se o valor de medição provisório FRF_p_R(L) de uma força de pisar de cada perna do usuário A for igual ou maior do que o valor limite FRF1. Os valores limite FRF1, FRF2 e assim por diante da tabela para obter FRF_R(L) a partir do valor de medição provisório FRF_p podem ser apropriadamente determinados de acordo com a força de sustentação que parece confortável para o usuário A, com o peso do dispositivo de assistência à caminhada 1, com a capacidade de cálculo do controlador 50, e assim por diante.

Retornando à explicação da FIG. 10, o processamende 05/02/2018, pág. 85/149 to e S305 e de S310 é executado. Os processamentos de S305 e de S310 podem ser executados em paralelo com os processamentos de S301 até S303 ou com o processamento de S304.

O processamento de S305 é executado para determinar uma força de operação para gerar uma força de restauração de postura tipo esta de uma mola na conexão de perna direita 3R. Daqui para frente, a força de operação é referida como uma força de mola de restauração.

Desde que o processamento de S305 e o processamento de S310 compartilham o mesmo algoritmo, o dito a seguir tipicamente descreve o processamento de S305 relacionado com a conexão de perna direita 3R com referência à FIG. 9.

No processamento de S305, primeiro, o comprimento L3 do segmento S3 na FIG. 9, a saber, o comprimento L3 do segmento S3 conectando o ponto central da terceira articulação 14 da conexão de perna 3R com o ponto central P do ponto central de oscilação para frente / para trás P, é calculado de acordo com a expressão (2) por utilizar o valor de medição 01_R do ângulo de joelho da conexão de perna 3R, determinado pelo processamento do dispositivo de medição de ângulo de joelho direito 61R descrito acima. Então, um valor obtido por se multiplicar o valor (L3 - L3S), o qual foi obtido por se subtrair um valor de referência predeterminado L3S do L3 calculado, por uma constante de mola predeterminada k, é determinado como uma força de mola de restauração da conexão de perna direita 3R.

Mais especificamente, a força de mola de restauração é calculada de acordo com a expressão seguinte (6).

de 05/02/2018, pág. 86/149

Força de mola de restauração = k*(L3 - LS3)(6)

O mesmo se aplica para o processamento de S310 relacionado com a conexão de perna esquerda 3L. A força de mola de restauração de cada conexão de perna 3 calculada como descrito acima corresponde à força de suporte (um valor de requisição da força de suporte) a ser adicionalmente aplicada junto ao dispositivo de assistência à caminhada 1, de modo a restaurar a postura da conexão de perna 3 de volta para a postura na qual o comprimento L3 do segmento S3, apresentado na FIG. 9, concorda com o valor de referência L3S.

Nesta modalidade, a força de restauração de mola é determinada de acordo com uma lei de controle proporcional como uma lei e controle de realimentação; alternativamente, entretanto, outras técnicas, tal como a lei de controle PD, podem ser utilizadas. O comprimento L3 do segmento S3 é igual ao comprimento obtido por se adicionar um valor de deslocamento substancialmente constante para o intervalo entre a terceira articulação 14 de cada conexão de perna 3 e o membro de assento 2. Assim, calcular uma força de mola de restauração de modo que a diferença (L3 - L3S) se aproxime de zero é equivalente a calcular a força de restauração de mola de modo que a diferença entre o intervalo entre a terceira articulação 14 de cada conexão de perna 3 e o membro de assento 2 e o valor de referência predeterminado (o valor obtido por se subtrair o valor de deslocamento de L3S) se aproxime de zero.

Subseqüentemente, os processamentos de S306 até S309 relacionados com a conexão de perna direita 3R e os de 05/02/2018, pág. 87/149 processamentos de S311 até S314 relacionados com a conexão de perna esquerda 3L, são executados. Nos processamentos de S306 até S309 relacionados com a conexão de perna direita 3R, primeiro, a força total de sustentação desejada, obtida em S303, é multiplicada por uma proporção de distribuição direita. Isto determina um valor de referência desejado da porção da força total de sustentação a ser realizada pela conexão de perna direita 3R da força total de sustentação desejada. Este valor de referência desejado significa a soma total da porção para a conexão de perna direita 3R da força de sustentação desejada, a qual é o valor desejado de uma força de sustentação a ser aplicada junto ao usuário A à partir do membro de assento 2, e a porção para a conexão de perna direita 3R de uma força de suporte para suportar o peso obtido por se subtrair o peso total das partes abaixo dos sensores de força de suporte 30 do peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1 (ou o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1).

Adicionalmente, em S307, a força de mola de restauração determinada em S305 é multiplicada pela proporção de distribuição direita. Então, o valor obtido como resultado da multiplicação (o qual corresponde à quantidade de correção de uma porção desejada na presente invenção) é adicionado para o valor de referência desejado da porção da força total de sustentação para a conexão de perna direita 3R em S308, pelo que um valor desejado provisório Tp_Fankle_R da porção da força total de sustentação para a conexão de perna direita 3R é determinado. Depois disso, o valor desejado de 05/02/2018, pág. 88/149 provisório Tp_Fankle_R é passado através de um filtro de passa-baixa em S309, desse modo finalmente determinando um valor de controle desejado T_Fankle_R, o qual é o valor desejado da porção da força total de sustentação para a conexão de perna direita 3R. O filtro de passa-baixa de S309 funciona para remover os componentes de ruído que podem ser atribuídos às alterações no ângulo de joelho Θ1. A freqüência de corte é estabelecida, por exemplo, para 15 Hz.

De forma similar, no processamento de S311 até S314 relacionado com a conexão de perna esquerda 3L, primeiro, em S311, a força de sustentação total desejada obtida em S303 é multiplicada por uma proporção de distribuição esquerda. Isto determina um valor de referência desejado da porção da força total de sustentação a ser realizada pela conexão de perna esquerda 3L da força total de sustentação desejada. Este valor de referência desejado significa a soma total da porção para a conexão de perna esquerda 3L da força de sustentação desejada, a qual é o valor desejado de uma força de sustentação a ser aplicada junto ao usuário A à partir do membro de assento 2, e a porção para a conexão de perna esquerda 3L de uma força de suporte para suportar o peso obtido por se subtrair o peso total das partes abaixo dos sensores de força de suporte 30 do peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1 (ou o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1).

Adicionalmente, em S312, a força de restauração de mola determinada em S310 é multiplicada pela proporção de distribuição esquerda. Então, o valor obtido como resultado de 05/02/2018, pág. 89/149 da multiplicação (o qual corresponde à quantidade de correção de uma porção desejada na presente invenção) é adicionado para o valor de referência desejado da porção da força total de sustentação para a conexão de perna esquerda 3L em

5313, pelo que um valor desejado provisório Tp_Fankle_L da porção da força total de sustentação para a conexão de perna esquerda 3L é determinado. Então, o valor provisório desejado Tp_Fankle_L é passado através de um filtro passa-baixa em

5314, desse modo finalmente determinando um valor de controle desejado T_Fankle_L, o qual é o valor desejado da porção da força total de sustentação para a conexão de perna esquerda 3L. Por exemplo, se uma força total de sustentação desejada, a qual é uma saída de S303, for 200 N (Newton) e a proporção de distribuição esquerda e direita (uma saída em S304) de acordo com as forças de pisar esquerda e direita do usuário A for 0,4:0,6, então a saída em S306 é 120 N e a saída em S311 é 80 N.

O dito acima é o processamento do dispositivo de determinação de porção desejada de força de sustentação esquerda / direita 63. Como descrito acima, basicamente, os valores de controle desejados T_Fankle_L e T_Fankle_R das conexões de perna esquerda e direita 3 são determinado de um modo tal que as proporções dos mesmos serão as mesmas que as proporções das forças de pisar esquerda e direita do usuário A. Adicionalmente, as forças de mola de restauração relacionadas com a conexão de perna esquerda 3L e com a conexão de perna direita 3R são adicionadas para os valores de controle desejados T_Fankle_L e T_Fankle_R, respectivamente. A soma de 05/02/2018, pág. 90/149 total da força de mola de restauração adicionada para o valor de controle desejado T_Fankle_L e a força de mola de restauração adicionada para o valor de controle desejado T_Fankle_R será um valor médio ponderado, o qual utiliza as proporções de distribuição esquerda e direita das forças de mola de restauração calculadas em S305 e S310, respectivamente, como fatores de ponderação. Por conseqüência, a soma total dos valores de controle desejados T_Fankle_L e T_Fankle_R será um valor obtido por se adicionar o valor médio ponderado da força de mola de restauração para a força total de sustentação desejada determinada em S303.

O processamento de S304, S306 e S311 corresponde ao dispositivo de distribuição na presente invenção.

Após o processamento do dispositivo de determinação de porção desejada de força de sustentação esquerda / direita 63 ser executado como descrito acima, a unidade de processamento aritmético 51 executa o processamento dos dispositivos de determinação de entrada de controle de realimentação 64R e 64L e dos dispositivos de determinação de entrada de controle de alimentação 65R e 65L em seqüência ou em paralelo.

O processamento do dispositivo de determinação de entrada de controle de realimentação 64R e 64L será descrito abaixo com referência à FIG. 11. A FIG.11 é um diagrama de blocos apresentando os fluxos do processamento dos dispositivos de determinação de entrada de controle de realimentação 64R e 64L. Os dispositivos de determinação de entrada de controle de realimentação 64R e 64L compartilham o mesmo alde 05/02/2018, pág. 91/149 goritmo e portanto, quaisquer componentes relacionados com o dispositivo de determinação de entrada de controle de realimentação esquerdo 64L são apresentados entre parênteses na

FIG. 11.

O processamento do dispositivo de determinação de entrada de controle de realimentação 64R é tipicamente descrito abaixo. Primeiro, uma diferença (T_Fankle_R - Fankle_R) entre um valor de controle desejado T_Fankle_R da conexão de perna direita 3R determinado pelo dispositivo de determinação de porção desejada da força de sustentação esquerda / direita 63 e um valor de medição Fankle_R da porção da força total de sustentação para a conexão de perna direita 3R medida pelo dispositivo de medição de força de suporte direita 62, é calculada em S401. Então, a diferença é multiplicada pelos ganhos Kp e Kd em S402 e S403, respectivamente. O resultado do cálculo de S403 é diferenciado em S404 (s na figura denotando um operador diferencial), e o valor diferencial e o resultado do cálculo de S402 são adicionados em S405. Desse modo, uma entrada de controle Ifb_R da corrente do motor elétrico direito 27 é calculada de acordo com a lei e controle PD, a qual serve como a lei de controle d realimentação, de modo que a diferença (T_Fankle_R - Fankle_R) converge para zero. A entrada de controle Ifb_R significa um componente de realimentação de um valor indicador de corrente do motor elétrico direito 27.

Neste caso, de acordo com esta modalidade, os valores dos ganhos Kp e Kd são variavelmente estabelecidos de acordo com o valor de medição 01_R de um ângulo de joelho da de 05/02/2018, pág. 92/149 conexão de perna 3R. Isto é por causa da sensibilidade do motor elétrico 27R às alterações na força de sustentação do membro de assento 2 em resposta ás alterações na corrente (alterações no torque) do motor elétrico 27R variar de acordo com o ângulo de joelho da conexão de perna 3R. Neste caso, à medida que o ângulo de joelho 01_R aumenta (à medida que a conexão de perna se estende), a sensibilidade do motor elétrico 27R às alterações na força de sustentação do membro de assento 2 em resposta às alterações na corrente (alterações no torque) aumenta. Portanto, em S406, os valores dos ganhos Kp e Kd são basicamente estabelecidos de modo que os valores dos ganhos Kp e Kd sejam reduzidos à medida que o valor de medição 1_R do ângulo de joelho da conexão de perna 3R aumenta de acordo com uma tabela de dados, a qual não é apresentada.

O dito acima é o processamento do dispositivo de determinação de entrada de controle de realimentação direito 64R. O mesmo se aplica ao processamento do dispositivo de determinação de entrada de controle de realimentação esquerdo 64L. Nesta modalidade, a lei de controle PD é utilizada como a lei de controle de realimentação de modo a permitir o controle rápido e estável das forças de sustentação. Alternativamente, entretanto, uma lei de controle de realimentação diferente da lei de controle PD pode ser utilizada. Referindo-se agora à FIG. 12, o processamento dos dispositivos de determinação de entrada de controle de alimentação 65R e 65L serão descritos. A FIG. 12 é um diagrama de blocos apresentando os fluxos de processamento dos disposide 05/02/2018, pág. 93/149 tivos de determinação de entrada de controle de alimentação 65R e 65L. O algoritmo dos dispositivos de determinação de entrada de controle de alimentação 65R e 65L compartilham o mesmo algoritmo, e portanto, quaisquer componentes relacionados com o dispositivo de determinação de entrada de controle de alimentação esquerdo 65L são apresentados entre parênteses na FIG.12.

O processamento do dispositivo de determinação de entrada de controle de alimentação direito 65R tipicamente será descrito. Em S501, o valor de medição 01_R do ângulo de joelho da conexão de perna 3R medido pelo dispositivo de medição de ângulo de joelho 61R é diferenciado para calcular uma velocidade angular ®1_R de um ângulo de curvatura da segunda articulação 12 da conexão de perna 3R. Adicionalmente, em S502, o valor de medição 01_R do ângulo de joelho da conexão de perna 3R e o valor de medição Fankle_R da porção da força total de sustentação para a conexão de perna 3R medida pelo dispositivo de medição de força de suporte 62R são utilizados para calcular uma tensão real T1, a qual é uma tensão real dos arames 32a e 32b da conexão de perna 3R. O processamento para calcular a tensão real T1 será descrito com referência á FIG. 13. Na FIG. 13, as conexões de perna 3 tipicamente são apresentadas. Adicionalmente, na FIG. 13, elementos iguais aos da FIG. 9 são designados com números de referência iguais.

Primeiro, um componente Fankle_a que é ortogonal ao segmento S2 do valor de medição Fankle_R de uma porção da força total de sustentação para a conexão de perna 3R é calde 05/02/2018, pág. 94/149 culado de acordo com a expressão (7) seguinte.

Fankle_a = Fankle_R*sen θ2(7)

O ângulo θ2 é um ângulo formado por Fankle_R e o segmento S2, e o θ2 é calculado pelo cálculo geométrico utilizando o valor de medição ^_R, como descrito acima com referência à FIG. 9 (veja as expressões (2) e (3)).

Então, Fankle_a determinado como descrito acima é multiplicado pelo comprimento L2 do segmento S2, como apresentado na expressão (8) seguinte, pelo que um momento M1 gerado na segunda articulação 12 (articulação de joelho) é calculado baseado em Fankle_R.

M1 = Fankle_a*L2(8)

O momento gerado na polia 31 pela tensão real T1 dos arames 32a e 32b equilibra o momento M1 em um estado constante. Adicionalmente, o momento M1 é dividido por um raio efetivo r da polia 31 de acordo com a expressão (9) seguinte de modo a calcular a tensão real T1 dos arames 32a e 32b.

T1 = M1/r(9)

O dito acima são os detalhes do processamento em

S502.

Retornando à descrição da FIG. 12, adicionalmente, uma tensão desejada T2 dos arames 32a e 32b da conexão de perna 3R é calculada em S503. A tensão desejada T2 é uma tensão a ser gerada nos arames 32a e 32b, baseada em um valor de controle desejado (o valor desejado de uma porção da força total de sustentação) da conexão de perna 3R determinado no processamento do dispositivo de determinação de porção desejada da força de sustentação esquerda / direita 63.

de 05/02/2018, pág. 95/149

A tensão desejada T2 é calculada da mesma maneira que no processamento de cálculo em S502. Mais especificamente, um componente ortogonal ao segmento S2 do valor de controle desejado T_Fankle_R (veja a FIG. 13) é calculado de acordo com uma expressão na qual Fankle_R no lado direito da expressão (7) acima foi substituído pelo valor de controle desejado T_Fankle_R da conexão de perna 3R determinado pelo processamento do dispositivo de determinação de porção desejada da força de sustentação esquerda / direita 63. Então, o componente calculado substitui Fankle_a no lado direito da expressão (8) acima, pelo que um momento desejado da segunda articulação 12 da conexão de perna 3R é calculado. Adicionalmente, o momento desejado substitui M1 no lado direito da expressão (9) acima, pelo que a tensão desejada T2 dos arames 32a e 32b é calculada.

O dito acima é o processamento de S503.

Após os processamentos de S501 até S503 serem executados, é determinada uma entrada de controle de corrente do motor elétrico 27R Iff_R em S504 pelo processamento de alimentação predeterminado por utilizar a velocidade angular ®1_R da segunda articulação 12, a tensão real T1 dos arames 32a e 32b, e a tensão desejada T2 calculada como descrito acima. A entrada de controle Iff_R significa um componente de alimentação de um valor indicador de corrente do motor elétrico 27R.

No processamento de S504, a entrada de controle Iff_R é calculada de acordo com uma expressão modelo representada pela expressão (10) seguinte.

de 05/02/2018, pág. 96/149

Iff_R = B1*T2 + B2*roi_R + B3*sgn(®1_R)(10)

Onde B2 = b0 + b1*T1, B3 = d0 + d1*T1

Na expressão (10), B1 é um fator constante, e B2 e B3 são fatores, cada um representado por uma função linear da tensão real T1 como descrito na cláusula condicional da expressão (10). Em adição, b0, b1, d0 e d1 são constantes. Adicionalmente, sgn ( ) é uma função de sinal.

Esta expressão (10) é uma expressão modelo representando a relação entre a corrente do motor elétrico 27R, a tensão dos arames 32a e 32b, e a velocidade angular ®1 da segunda articulação 12. Um primeiro termo do lado direito da expressão (10) significa o termo de tensão proporcional, um segundo termo significa o termo baseado na força de fricção viscosa entre os arames 32a, 32b e a polia 31 ou o tubo de borracha (o tubo de proteção para os arames 32a e 32b), e um terceiro termo significa um termo baseado em uma força de fricção dinâmica entre os arames 32a, 32b e a polia 31 ou o tubo de borracha (o tubo de proteção para os arames 32a e 32b). Um termo baseado na aceleração angular da segunda articulação 12 (em outras palavras, um termo baseado em uma força inercial) pode ser adicionalmente adicionado para o lado direito da expressão (10).

De forma suplementar, as constantes B1, b0, b1, d0, e d1 utilizadas para o cálculo da expressão (10) são experimentalmente identificados por um algoritmo de identificação que minimiza o valor quadrado da diferença entre um valor do lado esquerdo e um valor do lado direito da expressão (10) antecipadamente. Então, as constantes identificadas de 05/02/2018, pág. 97/149

B1, b0, b1, d0 e dl são armazenadas e retidas em uma memória, a qual não é apresentada, e utilizadas quando o dispositivo de assistência à caminhada 1 é operado.

O dito acima é o processamento do dispositivo de determinação de entrada de controle de alimentação direito 65R. O mesmo se aplica ao dispositivo de determinação de entrada de controle de alimentação esquerdo 65L.

Referindo-se à FIG. 5, após calcular as entradas de controle Ifb_R e Iff_R da corrente do motor elétrico 27R e as entradas de controle Ifb_L e Iff_L da corrente do motor elétrico 27L, como descrito acima, a unidade de processamento aritmético 51 adiciona as entradas de controle Ifb_R e Iff_R pelo dispositivo de adição 66R. Desse modo, o valor indicador de corrente do motor elétrico 27R é determinado. Adicionalmente, a unidade de processamento aritmético 51 adiciona as entradas de controle Ifb_L e Iff_L pelo dispositivo de adição 66L. Desse modo, o valor indicador de corrente do motor elétrico 27L é determinado. Então, a unidade de processamento aritmético 51 emite estes valores indicadores de corrente para os circuitos acionadores 52 associados com os motores elétricos individuais 27. Nesta hora, o circuito acionador 52 energiza os motores elétricos 27 baseado nos valores indicadores de corrente fornecidos.

O processamento de controle da unidade de processamento aritmético 51 descrito acima é executado em ciclos predeterminados de controle. Assim, o torque a ser gerado nos motores elétricos 27 e eventualmente, a força de acionamento da de 05/02/2018, pág. 98/149 segunda articulação 12 (articulação de joelho) da conexão de perna 3, são controlados, de modo que o valor de medição Fankle, de uma porção da força total de sustentação real para cada conexão de perna 3, combine (convirja para) com o valor de controle desejado T_Fankle, correspondendo à conexão de perna 3.

Na primeira modalidade descrita acima neste documento, a linha de ação da força de suporte (força de translação) transmitida a partir da terceira articulação 14 de cada conexão de perna 3 para a armação da região crural 13, é substancialmente a mesma que uma linha reta que passa através do ponto central de oscilação para frente / para trás P existindo acima do membro de assento 2 dentro da largura na direção da frente para trás da superfície de contato entre o membro de assento 2 e o usuário A à partir do ponto central da terceira articulação 14. Então, cada conexão de perna 3 está livre para oscilar na direção para frente / para trás com respeito ao membro de assento 2 com o ponto central de oscilação para frente / para trás P como um fulcro. Portanto, a posição e a postura do membro de assento 2 equilibram-se em um estado onde um ponto de ação (mais especificamente, um centro de gravidade de uma carga distribuída sobre a superfície de contato entre o usuário A e o membro de assento 2) de uma carga aplicada junto ao membro de assento 2 a partir do usuário A (uma força de translação que é equilibrada com uma força de sustentação a partir do membro de assento 2 para o usuário A) existe logo abaixo do ponto central de oscilação para frente / para trás P, em outras palade 05/02/2018, pág. 99/149 vras, um estado onde a linha de ação da carga é uma linha reta vertical que passa através do ponto central de oscilação para frente / para trás P. Além disso, se o ponto de ação da carga a partir do usuário A junto ao membro de assento 2 se deslocar devido à inclinação do corpo superior do usuário A ou coisa parecida, a posição e a postura do membro de assento 2 automaticamente tentar restaurar o estado de equilíbrio acima. Portanto, quando vista em um plano sagital, a linha de ação da carga a partir do usuário A para o membro de assento 2 e a linha de ação da força de suporte (força de translação) transmitida a partir da terceira articulação 14 de cada conexão de perna 3 para a armação da região crural 13 basicamente passam através do ponto comum P. Como resultado, estas linhas de ação são separadas uma da outra na direção da frente para trás, o que desse modo impede a carga e a força de suporte de atuarem no membro de assento 2 com forças opostas em equilíbrio. Portanto, é possível impedir o membro de assento 2 de ser deslocado com respeito ao usuário A ou coisa parecida de modo a permitir que o membro de assento 2 fique estável em posição e postura. Por conseqüência, uma força de sustentação pretendida pode ser aplicada junto ao usuário A à partir do membro de assento 2 de forma estável e apropriada.

Em adição, uma força total de sustentação desejada é distribuída para as conexões de perna esquerda e direita 3R e 3L de modo a corresponder à proporção da força de pisar da perna direita e à força de pisar da perna esquerda do usuário A, desse modo determinando a porção da força total de 05/02/2018, pág. 100/149 de sustentação para cada conexão de perna 3, e esta porção da força total de sustentação é gerada em cada conexão de perna 3. Portanto, especialmente em um estado onde a chave LIGA / DESLIGA de controle de sustentação 54 está LIGADA, uma força de sustentação estabelecida utilizando o comutador de chave 53 (uma força de sustentação desejada) pode ser aplicada suavemente e de forma estável junto ao usuário A à partir do membro de assento 2. Isto torna possível efetivamente reduzir uma carga sobre as pernas do usuário A.

De forma suplementar, uma força total de sustentação desejada é igual ao valor obtido por se adicionar um valor estabelecido de uma força de sustentação estabelecida através do comutador de chave 53 (uma força de sustentação desejada) e a magnitude de uma força de suporte para suportar o peso obtido por se subtrair o peso total das parte abaixo dos sensores de força de suporte 30 do peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1 (ou o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1) (mais precisamente, um valor obtido por se passar o resultado da adição através do filtro de passa-baixa) como descrito acima. Portanto, determinar a porção da força total de sustentação para cada conexão de perna como descrito acima eventualmente distribui uma força de sustentação desejada, a qual é o valor desejado da força de sustentação a ser aplicada junto ao usuário A à partir do membro de assento 2, para as conexões de perna esquerda e direita 3L e 3R de acordo com a proporção entre a força de pisar da perna direita e a força de pisar da perna esquerda do usuário A. Então, os motores elétricos de 05/02/2018, pág. 101/149

27L e 27R das conexões de perna 3L e 3R são controlados de modo que as porções distribuídas da força de sustentação desejada sejam realizadas pelas conexões de perna 3L e 3R, respectivamente, atuem no membro de assento 2 a partir das conexões de perna 3L e 3R.

Adicionalmente, a força de mola de restauração é gerada em cada conexão de perna 3, e portanto, o dispositivo de assistência à caminhada proporciona uma força de sustentação maior à medida que o usuário A curva seu joelho ou joelhos mais intensamente. Esta disposição permite ao usuário A facilmente adquirir o sentimento de ser assistido pelo dispositivo de assistência à caminhada 1. Adicionalmente, estabelecer a constante de mola k relacionada com uma força de mola de restauração (veja a expressão (6) acima) para um valor apropriado torna possível impedir a postura das conexões de perna 3 de divergirem para posturas impróprias.

Quando a chave LIGA / DESLIGA do controle de sustentação 54 está DESLIGADA, um valor correspondendo ao peso das partes localizadas acima dos sensores de força de suporte 30 do dispositivo de assistência à caminhada 1 é determinado como uma força total de sustentação desejada. Neste estado, é possível manter o membro de assento 2 e o usuário A em um estado equilibrado onde nenhuma força de atuação é gerada entre os mesmos, enquanto o membro de assento 2 está em contato com o usuário A, a não ser que o usuário A intencionalmente aplique seu peso junto ao membro de assento 2. Neste estado, quando a chave LIGA / DESLIGA do controle de sustentação 54 é ligada, uma força de sustentação pode ser suade 05/02/2018, pág. 102/149 vemente aplicada junto ao usuário A enquanto impedindo uma força de sustentação de ser repentinamente aplicada junto ao usuário A à partir do membro de assento 2 pelo filtro de passa-baixa (veja S303 na FIG. 10).

Além disso, os valores indicadores de corrente dos motores elétricos 27 são determinados de acordo com a lei de controle PD (a lei de controle de realimentação) e a lei de controle de alimentação em combinação, assim permitindo o controle rápido e estável da força de sustentação.

Na modalidade acima, uma força de mola de restauração foi adicionada para o valor desejado (o valor de controle desejado) de uma porção da força total de sustentação para cada conexão de perna 3; alternativamente, entretanto, a adição da força de mola de restauração pode ser omitida (mais especificamente, os processamentos de S305, S307, S310 e S312 apresentados na FIG. 10 podem ser omitidos). Neste caso, o Fankle_t determinado em S301 da FIG. 10 é diretamente informado para S302.

Adicionalmente, o trilho guia 22 apresentado na FIG. 1 não está limitado a um trilho guia em formato de arco, mas qualquer outro formato pode ser aplicado somente se ele permitir que a armação de coxa 11 oscile na direção para frente / para trás tal como uma parte da periferia de um formato oval (um arco elíptico). A não ser que o trilho guia 22 seja em formato de arco, a posição do ponto central de oscilação para frente / para trás P varia dentro de uma região predeterminada de acordo com a operação do dispositivo de assistência à caminhada 1. Neste caso, quando Fankle é de 05/02/2018, pág. 103/149 determinado, o centro de rotação da armação de coxa 11 neste instante é estabelecido como o ponto central de oscilação para frente / para trás P em cada período predeterminado de processamento aritmético. Então, a linha reta conectando o ponto central P com a terceira articulação 14 é utilizada como uma linha de ação de Fankle para calcular Fankle da mesma maneira que na modalidade acima.

Além disso, se o dispositivo de assistência à caminhada 1 for proporcionado com uma correção de obliqüidade (um cinturão ou coisa parecida) que impeça o membro de assento 2 de girar insignificantemente, o ponto central de oscilação para frente / para trás P pode ser estabelecido em uma posição que não seja dentro da largura na direção da frente para trás do membro de assento 2.

Subseqüentemente, uma segunda modalidade da presente invenção será descrita com referência à FIG. 14 e à FIG.15. A configuração funcional do dispositivo de assistência à caminhada de acordo com esta modalidade é a mesma que uma na primeira modalidade e a segunda modalidade difere somente em parte do processamento de controle da primeira modalidade. Portanto, na descrição desta modalidade, os mesmos componentes ou mesmos elementos funcionais que na primeira modalidade são denotados pelos mesmos números de referência como na primeira modalidade, e suas descrições são omitidas. Adicionalmente, esta modalidade corresponde à primeira modalidade e às modalidades da primeira até a quarta invenções e à sexta invenção da presente invenção.

de 05/02/2018, pág. 104/149

A FIG. 14 é um diagrama de blocos apresentando os dispositivos funcionais da unidade de processamento aritmético 51 do controlador 50 nesta modalidade. Como apresentado, nesta modalidade, é proporcionado um comutador de chave de estabelecimento de proporção de assistência 70 (o qual corresponde ao dispositivo de estabelecimento de proporção de assistência desejada na presente invenção) para uso em estabelecer uma proporção de assistência desejada que é um valor desejado de uma proporção com respeito à força total de pisar de uma força de assistência pelo dispositivo de assistência à caminhada 1 da força total de pisar (a soma total da força de pisar da perna esquerda com a força de pisar da perna direita) do usuário A, ao invés do comutador de chave de estabelecimento de força de sustentação 53. O comutador de chave de estabelecimento de proporção de assistência 70 é formado por uma chave com dez teclas ou de uma pluralidade de chaves seletoras para permitir o estabelecimento direto de um valor desejado pretendido de uma proporção de assistência ou o estabelecimento seletivo dentre uma pluralidade de tipos e valores desejados preparados antecipadamente.

Então, um sinal de controle do comutador de chave de estabelecimento de proporção de assistência 70 (um valor estabelecido de uma proporção de assistência desejada indicado pelo sinal de controle) é informado para o dispositivo de determinação de porção desejada de força de sustentação esquerda / direita 71 da unidade de processamento aritmético 51. Nesta modalidade, o dispositivo funcional da unidade de procesde 05/02/2018, pág. 105/149 samento aritmético difere da primeira modalidade somente no processamento do dispositivo de determinação de porção desejada de força de sustentação esquerda / direita 71, mas os dispositivos funcionais da unidade aritmética 51 diferentes do dispositivo de determinação de porção desejada de força de sustentação esquerda / direita 71 são os mesmos no processamento que estes da primeira modalidade. Portanto, a descrição seguinte desta modalidade irá focar o processamento do dispositivo de determinação de porção desejada de força de sustentação esquerda / direita 71.

O dispositivo de determinação de porção desejada de força de sustentação esquerda / direita 71 de acordo com esta modalidade recebe valores de medição dos dispositivos de medição 60R, 60L, 61R, 61L, 62R e 62L e os sinais de controle do comutador de chave de estabelecimento de proporção de assistência 70 e da chave LIGA / DESLIGA de controle de sustentação 54. Então, o dispositivo de determinação de porção desejada de força de sustentação esquerda / direita 71 determina o valor de controle desejado de cada conexão de perna 3 (o valor desejado de uma força de suporte transmitida a partir da terceira articulação 14, de cada conexão de perna 3, para a armação da região crural 13 ou o valor desejado de uma força de suporte atuando sobre o sensor de força de suporte 30 da conexão de perna 3) baseado nos valores de entrada acima.

O dispositivo de determinação de porção desejada de força de sustentação esquerda / direita 71 determina o valor de controle desejado de cada conexão de perna 3 como de 05/02/2018, pág. 106/149 descrito abaixo em cada ciclo de processamento de controle da unidade de processamento aritmético 51. A FIG.15 é um diagrama de blocos apresentando o fluxo de processamento.

Primeiro, em S1301, o valor de medição Fankle_R da porção da força total de sustentação para a conexão de perna direita 3R e o valor de medição Fankle_L da porção da força total de sustentação para a conexão de perna esquerda 3L determinados pelos respectivos dispositivos de medição de força de suporte 62, são adicionados um com o outro. Desse modo, a força total de sustentação Fankle_t é calculada.

Subseqüentemente, em S1302, uma proporção real de assistência, a qual é uma proporção da força realmente assistindo pelo dispositivo de assistência à caminhada 1 da força de pisar total com respeito à força de pisar total, é determinada baseada em um valor obtido por se subtrair uma força de suporte do peso do dispositivo de assistência, a qual é descrita posteriormente, da força total de sustentação Fankle_t e da soma total dos valores de medição FRF_R e FRF_L das forças de pisar das pernas obtidas pelo dispositivo de medição de força de pisar 60, em outras palavras, o valor de medição da força de pisar total (FRF_R + FRF_L). mais especificamente, a força de suporte de peso do dispositivo de assistência acima é considerada como sendo uma força de suporte necessária para suportar o peso obtido por se subtrair a soma total do peso das partes abaixo dos sensores de força de suporte 30 do peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1 (uma força de suporte equilibrada com a gravidade correspondendo ao peso) ou uma força de sude 05/02/2018, pág. 107/149 porte necessária para suportar o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1 (uma força de suporte equilibrada com a gravidade correspondendo a todo o peso) , e a magnitude da força de suporte do peso do dispositivo de assistência é armazenada e retida em uma memória, a qual não é apresentada, antecipadamente. Então, um valor obtido por se subtrair a força de suporte do peso do dispositivo de assistência a partir da força total de sustentação Fankle_t (o valor significa uma força de sustentação para cima que é correntemente aplicada junto ao usuário A à partir do membro de assento 2) é dividido pelo valor de medição da força total de pisar (FRF_R + FRF_L). Desse modo, a proporção de assistência real é determinada. Em outras palavras, a proporção de assistência real é determinada por um cálculo: a proporção de assistência real = (Fanke_t - força de suporte do peso do dispositivo de assistência) / (FRF_R + FRF_L).

Subsequentemente, em S1303, um dentre a proporção de assistência real e o valor estabelecido da proporção de assistência desejada estabelecido através do comutador de chave de estabelecimento de proporção de assistência 70 é seletivamente emitido de acordo com o sinal de controle da chave LIGA / DESLIGA de controle de sustentação 54 (um sinal indicando se a chave 54 está ligada ou desligada). Mais especificamente, se a chave LIGA / DESLIGA de controle de sustentação 54 estiver desligada, a proporção de assistência real determinada em S1302 é selecionada e emitida. Se a chave LIA / DESLIGA de controle de sustentação 54 estiver ligade 05/02/2018, pág. 108/149 da, o valor estabelecido da proporção de assistência desejada é selecionado e emitido.

Subseqüentemente, a saída em S1303 é passada através do filtro passa-baixa em S1304, pelo que uma proporção de assistência prática desejada é determinada como uma proporção de assistência desejada a ser realmente utilizada. Este filtro de passa-baixa em S1304 é para uso em impedir uma alteração repentina na proporção de assistência prática desejada e eventualmente uma alteração repentina na força de sustentação aplicada junto ao usuário A à partir do membro de assento 2 quando a saída em S1303 se altera repentinamente (quando o valor estabelecido da proporção de assistência desejada é alterado, quando a saída em S1303 se altera da proporção de assistência real para o valor desejado da proporção de assistência desejada, ou coisa parecida). A freqüência de corte do filtro passa-baixa, por exemplo, é 0,5 Hz.

Subseqüentemente, em S1305, o valor de medição FRF_R da força de pisar da perna direita do usuário A determinado pelo dispositivo de medição de força de pisar direito 60R é multiplicado pela proporção de assistência prática desejada. Isto determina a porção desejada da força de sustentação direita que é um valor desejado da porção para a conexão de perna direita 3R da força de sustentação aplicada junto ao usuário A à partir do membro de assento 2. De forma similar, em S1306, o valor de medição FRF_L da força de pisar da perna esquerda do usuário A determinado pelo dispositivo de medição de força de pisar esquerdo 60L é multiplicado pela proporção de assistência prática desejada. Isto dede 05/02/2018, pág. 109/149 termina a porção desejada da força de sustentação esquerda que é um valor desejado da porção para a conexão de perna esquerda 3L da força de sustentação aplicada junto ao usuário A à partir do membro de assento 2.

Os processamentos de S1301 até S1306 correspondem ao dispositivo de determinação de porção desejada da força de sustentação na quinta invenção e na sexta invenção.

Subseqüentemente, em S1307, uma proporção de distribuição, a qual é uma proporção para distribuir a força de suporte do peso do dispositivo de assistência para as conexões de perna esquerda e direita 3, é determinada baseada na magnitude do valor de medição FRF_R da força de pisar da perna direita e na magnitude do valor de medição FRF_L da força de pisar da perna esquerda que foram determinadas pelo dispositivo de medição de força de pisar 60. Este processamento em S1307 é o mesmo que em S304 da FIG. 10 na primeira modalidade.

Subseqüentemente, em S1308, a força de suporte do peso do dispositivo de assistência é multiplicada pela proporção de distribuição direita determinada em S1307. Isto proporciona uma porção desejada da força de suporte do dispositivo direito, a qual é um valor desejado da porção da conexão de perna direita 3R da força de suporte do peso do dispositivo de assistência. De forma similar, em S1311, a força de suporte do peso do dispositivo de assistência é multiplicada pela proporção de distribuição esquerda determinada em S1307. Isto determina uma porção desejada da força de suporte do dispositivo esquerdo, a qual é um valor desede 05/02/2018, pág. 110/149 jado da porção para a conexão de perna esquerda 3L da força de suporte do peso do dispositivo de assistência. Os processamentos de S1307, S1308 e S1311 podem ser executados em paralelo com os processamentos de S1301 até S1306.

Subseqüentemente, os processamentos de S1309 até A1310 relacionados com a conexão de perna direita 3R e os processamentos de A1312 e S1313 relacionados com a conexão de perna esquerda 3L são executados. Nos processamentos de S1309 e S1310 relacionados com a conexão de perna direita 3R, primeiro, em S1309, a porção desejada da força de suporte do dispositivo direito obtida em S1308 é adicionada para a porção desejada da força de sustentação direita obtida em S1305. Isto determina um valor de controle desejado provisório Tp_Fankle_R como um valor provisório do valor de controle desejado da conexão de perna direita. Então, o valor desejado provisório Tp_Fankle_R é passado através do filtro passa-baixa em S1310, pelo que o valor de controle desejado T_Fankle_R da conexão de perna direita 3R é finalmente obtido. O filtro passa-baixa em S1309 é para uso ao se remover componentes de ruído que podem ser atribuídos a uma variação do ângulo de joelho Θ1 ou coisa parecida. A freqüência de corte, por exemplo, é 15 Hz.

De forma similar, nos processamentos de S1312 e S1313 relacionados com a conexão de perna esquerda 3L, primeiro, em S1312. a porção desejada de força de suporte do dispositivo esquerdo obtida em S1311 é adicionada para a porção desejada de força de sustentação esquerda obtida em S1306. Isto determina uma valor de controle desejado provide 05/02/2018, pág. 111/149 sório Tp_Fankle_L como um valor provisório do valor de controle desejado da conexão de perna esquerda 3L. Então, o valor desejado provisório Tp_Fankle_L é passado através do filtro passa-baixa em S1313, pelo que o valor de controle desejado T_Fankle_L da conexão de perna esquerda 3L é finalmente obtido.

O valor de controle desejado de cada conexão de perna 3 determinado como descrito acima significa um valor desejado da porção par cada conexão de perna 3 da soma total da força de suporte do peso do dispositivo de assistência e da força de sustentação total aplicada junto ao usuário A à partir do membro de assento 2 (em outras palavras, a força total de sustentação).

O dito acima é o processamento do dispositivo de determinação de porção desejada da força de sustentação esquerdo / direito 71 nesta modalidade. De forma suplementar, os processamentos para calcular as porções desejadas da força de sustentação esquerda e direita em S1305 e S1306 são equivalentes á distribuição de força, a qual é obtida por se multiplicar a soma total dos valores de medição FRF_R e FRF_L das forças de pisar das pernas esquerda e direita do usuário A pela proporção de assistência prática desejada (a qual corresponde ao valor desejado da força de sustentação como um todo, aplicada junto ao usuário A à partir do membro de assento 2), para as conexões de perna esquerda e direita 3 de acordo com a proporção de distribuição direita e com a proporção de distribuição esquerda.

Os processamentos de S1307, S1308 e S1311 corresde 05/02/2018, pág. 112/149 pondem ao dispositivo de distribuição na quinta invenção e na sexta invenção. Adicionalmente, os processamentos de S1309, S1310, S1312 e S1313 correspondem ao dispositivo de determinação de valor desejado de força a ser controlada na sexta invenção.

Na segunda modalidade descrita acima, a linha de ação da força de suporte (força de translação) transmitida a partir da terceira articulação 14 para a armação da região crural 13 de cada conexão de perna 3 é a linha reta que passa através do ponto central de oscilação para frente / para trás P que existe acima do membro de assento 2 dentro da largura na direção da frente para trás da superfície de contato entre o membro de assento 2 e o usuário A à partir do ponto central da terceira articulação 14. Além disso, cada conexão de perna 13 está livre para oscilar na direção para frente / para trás com respeito ao membro de assento 2 com o ponto central de oscilação para frente / para trás P como um fulcro. Portanto, de forma similar à primeira modalidade, é possível impedir o membro de assento 2 de ser deslocado com respeito ao usuário A ou coisa parecida de modo a permitir ao membro de assento 2 ficar estável na posição e postura. Por conseqüência, uma força de sustentação pretendida pode ser aplicada junto ao usuário A à partir do membro de assento 2 de forma estável e apropriada.

Adicionalmente, um valor desejado de uma força de sustentação como um todo pode ser aplicada junto ao usuário A à partir do membro de assento 2 é distribuído para as conexões de perna esquerda e direita 3L e 3R de modo a estar de 05/02/2018, pág. 113/149 associada com a proporção entre a força de pisar da perna direita e a força de pisar da perna esquerda do usuário A, e a força de suporte do peso do dispositivo de assistência para suportar o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada 1 é distribuída para as conexões de perna esquerda e direita 3L e 3R de modo a ser associada com a proporção entre a força de pisar da perna direita e a força de pisar da perna esquerda do usuário A. Isto determina o valor de controle desejado que é um valor desejado da porção da força total de sustentação para cada conexão de perna 3, pelo que a força de suporte com o valor de controle desejado é gerada em cada conexão de perna 3. Portanto, particularmente, no estado onde a chave LIGA / DESLIGA do controle de sustentação 54 está ligada, a força de sustentação correspondendo à proporção de assistência estabelecida através do comutador de chave 70 pode ser aplicada junto ao usuário A à partir do membro de assento 2 suavemente e de forma estável, pelo que, a cara em cada perna do usuário A pode ser efetivamente reduzida.

Adicionalmente, no estado onde a chave liga / desliga do controle de sustentação 54 está desligada, a proporão real de assistência é determinada como uma proporção de assistência prática desejada. Portanto, neste estado, é possível manter o membro de assento 2 e o usuário A em um estado equilibrado, onde nenhuma força atuando é gerada entre os mesmos, enquanto o membro de assento e está em contato com o usuário A, a não ser que o usuário A intencionalmente aplique seu peso junto ao membro de assento 2. Neste estado, de 05/02/2018, pág. 114/149

100 quando a chave LIA / DESLIGA de controle de sustentação 54 é ligada, uma força de sustentação pode ser suavemente aplicada junto ao usuário A enquanto impedindo uma força de sustentação de ser repentinamente aplicada junto ao usuário A à partir do membro de assento 2 pelo filtro passa-baixa (veja S1304 na FIG. 15).

Além disso, os valores indicadores de corrente dos motores elétricos 27 são determinados de acordo com a lei de controle PD (lei de controle de realimentação) e pela lei de controle de alimentação em combinação, assim permitindo o controle rápido e estável da força de sustentação, de forma similar à primeira modalidade.

Na segunda modalidade, a força de mola de restauração descrita na primeira modalidade não foi adicionada para cada um dos valores de controle desejados T_Fankle_L e T_Fankle_L. Entretanto, alternativamente, a força de mola de restauração de cada conexão de perna 3 pode ser determinada e adicionada para cada um dos valores de controle desejados

T_Fankle_L e T_Fankle_R.

Adicionalmente, na primeira e na segunda modalidades, o controle de operação foi executado para o motores elétricos 27R e 27L também no estado onde a chave LIA / DESLIGA do controle de sustentação 54 está desligada. Alternativamente, entretanto, no estado onde a chave 54 está desligada, a saída para cada circuito acionador 52 pode ser parada para parar a energização para cada motor elétrico 27, enquanto a unidade de processamento aritmético 51 executa o cálculo. Isto gera uma força de sustentação correspondendo a uma ligeira força de 05/02/2018, pág. 115/149

101 (ou zero) que foi aplicada junto ao membro de assento 2 a partir do usuário A no momento quando a chave LIA / DESLIGA do controle de sustentação é ligada. Então, depois disso, até a força total de sustentação final ser aplicada, um estado de transição a partir da geração da força de sustentação até o aumento da mesma, pode ser muito suavemente alcançado com uma redução de um impacto junto ao usuário A devido ao efeito do filtro de passa baixa (veja S303 na FIG. 1). Em adição, o consumo de energia dos motores elétricos 27 pode ser reduzido quando a chave 54 está desligada.

Adicionalmente, apesar a parte de recepção ter sido formada de um membro de assento no formato de selim 2 na primeira e na segunda modalidade, ele também pode ser formado de um membro flexível, por exemplo. Este caso será descrito abaixo como uma terceira modalidade. Na terceira modalidade, por exemplo, como apresentado na FIG. 16, um cinto 100 é enrolado ao redor da cintura do usuário A (o cinto 100, entretanto, não precisa ser completamente seguro junto ao usuário A), com dois membros flexíveis em formato de arnês 101L e 101R pendurados nas extremidades inferiores do cinto 100 como partes de recepção. Os membros flexíveis 101R e 101L são seguros em uma extremidade dos mesmos junto ao cinto 100 no lado da frente do usuário A e na outra extremidade do cinto 100 no lado traseiro do usuário A. Então, o membro flexível 101R passa pelo interior da raiz da perna direita do usuário A de modo a ser levado ao contato com a virilha do usuário A, enquanto o membro flexível 101L passa pelo interior da raiz da perna esquerda do usuário A de modo de 05/02/2018, pág. 116/149

102 a entrar em contato com a virilha do usuário A. Isto causa que a parte de virilha de cada um dos membros flexíveis 101R e 101L funcionem como uma parte de recepção que recebe uma parte do peso do usuário A à partir de cima. Além disso, a armação de coxa 11 de cada conexão de perna 3 é estendida de modo que ela pode oscilar pelo menos na direção para frente / para trás (oscilar com a primeira articulação 102 como um fulcro) via a primeira articulação 102 proporcionada em cada um dos lados esquerdo e direito do cinto 100. Neste caso, quando visto no plano sagital, o ponto central de oscilação (o ponto predeterminado na presente invenção) existe acima das partes de recepção dos membros flexíveis 101R e 101L. A configuração dos componentes abaixo da armação de coxa 11 de cada conexão de perna 3 pode ser a mesma que na primeira e na segunda modalidade. O atuador que aciona a segunda articulação é ligado, por exemplo, com a segunda articulação relacionada.

Além disso, apesar da tabela apresentada na FIG. 7 ter sido utilizada em cada dispositivo de medição de força de pisar 60 na primeira e na segunda modalidades, o valor de medição provisório FRF_p da força de pisar de cada perna pode ser convertido para um valor de medição FRF por utilizar, por exemplo, uma tabela apresentada na FIG.17. Este caso será descrito abaixo como uma quarta modalidade. Na tabela apresentada na FIG. 17 na quarta modalidade, uma FRF assume um valor negativo se um valor de medição provisório FRF_p for menor do que um valor limite FRF1. Mais especificamente, de acordo com a tabela apresentada na FIG. 17, se FRF_p asde 05/02/2018, pág. 117/149

103 sumir um valor entre o valor limite FRF1 e um valor limite

FRF3 (FRF3 > 0 neste exemplo) , o qual é ligeiramente menor do que FRF1, então FRF linearmente diminui à medida que FRF_p diminui: se FRF_P adicionalmente diminuir para ser menor do que o valor limite FRF3 (incluindo um caso onde FRF_p < 0), então FRF é mantida em um valor constante negativo (o valor de FRF quando FRF_p = FRF3).

Enquanto o usuário A está caminhando, por exemplo, se a perna direita for levantada, então as saídas do sensor MP 38R e do sensor de calcanhar 39R serão valores extremamente pequenos (valores na faixa de zero) ou valores negativos, causando que o valor de medição provisório FRF_p_R seja menor do que o valor limite FRF1. Nesta hora, o valor de medição FRF_R da força de pisar da perna direita obtido utilizando a tabela apresentada na FIG. 17 assume um valor negativo.

Adicionalmente, se o valor de medição FRF_R com um valor negativo for obtido utilizando a tabela apresentada na FIG. 17, então, uma parte do processamento apresentado na FIG. 10 (o processamento do dispositivo de determinação de porção desejada da força de sustentação esquerda /direita 63) é alterada, por exemplo, como descrito abaixo na primeira modalidade. Se o valor de medição FRF_R com um valor negativo for obtido em S304 da FIG. 10, então, a proporção entre as duas proporções de distribuição é estabelecida para uma proporção predeterminada estabelecida anteriormente. Por exemplo, se FRF_R < 0, como descrito acima, a proporção de distribuição esquerda para a proporção de distribuição dide 05/02/2018, pág. 118/149

104 reita é estabelecida para 1,1 até -0,1. Em outras palavras, da proporção de distribuição esquerda e da proporção de distribuição direita, a proporção de distribuição associada com o FRF com um valor negativo é estabelecida como um valor negativo predeterminado (-0,1 nesta modalidade), enquanto a outra proporção de distribuição é estabelecida para um valor positivo predeterminado (1,1 nesta modalidade). Estes valores predeterminados de preferência são determinados antecipadamente de modo que a soma das proporções de distribuição esquerda e direita seja 1. Então, as proporções de distribuição são utilizadas para executar o processamento de S306 e S311. Nesta hora, se, por exemplo, a força total de sustentação desejada, a qual é uma saída de S303 apresentada na FIG. 10, for 200 N, então, as saías de S306 e de S311 são 20 N e 220 N, respectivamente. Uma perna para a qual o valor de medição provisório FRF_p, que é menor do que o valor limite FRF1, tiver sido obtido (a perna direita no exemplo acima) é determinada como uma perna livre, e o processamento para calcular uma força de mola de restauração para a perna livre em S305 ou S310 não é executado (a força de mola de restauração associada com a perna livre é estabelecida para zero). Com esta disposição, no início de um período de suporte com uma perna (um período no qual somente uma perna está na posição vertical), a segunda articulação 12 da conexão de perna 3 da perna livre é acionada para curvar, tornando possível assistir o usuário A em sustentar a perna livre.

De forma similar, na segunda modalidade, uma parte do processamento (o processamento do dispositivo de determide 05/02/2018, pág. 119/149

105 nação de porção desejada da força de sustentação esquerda /direita 71) na FIG. 15 é alterada, por exemplo, como descrito abaixo. Se o valor de medição FRF_R com um valor negativo for obtido em S1307 da FIG. 15, como descrito acima com respeito à primeira modalidade, a proporção de distribuição associada com o FRF com um valor negativo das proporções de distribuição esquerda e direita é estabelecida para um valor negativo predeterminado (por exemplo, -0,1), enquanto a outra proporção de distribuição é estabelecida para um valor positivo predeterminado (por exemplo, 1,1) (de preferência, a proporção de distribuição esquerda + a proporção de distribuição direita = 1). Então, as proporções de distribuição são utilizadas para executar o processamento de S1308 e de S1311. Com esta disposição, de forma similar ao caso descrito com respeito á primeira modalidade, no início de um período de suporte com uma perna (um período no qual somente uma perna está na posição vertical), a segunda articulação 12 da conexão de perna 3 da perna livre é acionada para curvar, tornando possível assistir o usuário A em sustentar a perna livre.

Nas modalidades descritas acima, o primeiro sensor de força é composto do sensor MP 38 e do sensor de calcanhar 39, estes sensores 38 e 39 sendo proporcionados nas partes de ligação com o pé 15, de modo que eles estão localizados entre a sola do pé de uma perna em posição vertical do usuário A e um piso, como apresentado na FIG. 3. A posição de montagem do primeiro sensor, entretanto, não está limitada a esta. O primeiro sensor de força pode alternativamente ser de 05/02/2018, pág. 120/149

106 proporcionado na parte de ligação com o pé como apresentado, por exemplo, na FIG.18. Este caso será descrito abaixo como uma quinta modalidade.

Referindo-se à FIG.18, na quinta modalidade, um membro de suporte de pé 100 é proporcionado interior ao membro anular 36 de uma parte de ligação com o pé 15. O membro de suporte de pé 100 em formato de uma sapatilha é composto de um membro de sola de pé do tipo chapa 101 (um membro como uma palmilha de um sapato) que entra em contato com substancialmente toda a sola de um pé de um usuário A e um membro arqueado 102 (um membro possuindo uma seção transversal de um formato em arco aproximadamente semicircular) que é conectado com o membro de sola do pé 101. O membro arqueado 102 possui ambas as suas extremidades inferiores conectadas de forma inteiriça com ambos lados do membro de sola do pé 101 A parte de dedo de um pé do usuário A pode ser inserida no membro arqueado 102. Coma parte de dedo inserida no mesmo, o pé é suportado no membro de sola do pé 101. O membro de sola de pé 101 e o membro arqueado 102 são formados de uma material tal como, por exemplo, um metal ou uma resina, possuindo uma rigidez predeterminada.

Adicionalmente, um sensor de força de tensão 103 constituindo um primeiro sensor de força é proporcionado entre a superfície exterior da parte de cima do membro arqueado 102 e a superfície interna da parte de cima do membro anular 36. O sensor de força de tensão 103 é conectado com o membro arqueado 102 e com o membro anular 36. O sensor de força de tensão 103 é formado, por exemplo, de uma célula de de 05/02/2018, pág. 121/149

107 carga de tração. Neste caso, o membro de suporte de pé 100 é disposto interior ao membro anular 36, de modo que ele está não está em contato nem com o membro anular 36 nem com o sapato 35. Com esta disposição, o membro de suporte de pé 100 é suspenso no membro anular 36 através do sensor de força de tensão 103, de modo que uma força para suportar o membro de suporte de pé 100 a partir de baixo não atua a partir do membro anular 36 nem do sapato 35,

Um acolchoamento para proteger o pé do usuário A pode ser proporcionado na superfície superior do membro de sola do pé 101 ou na superfície interna do membro arqueado 102.

O dito acima é a estrutura da parte de ligação com o pé 15 nesta modalidade. A parte de ligação com o pé 15 nesta modalidade não possui o sensor MP 38, o sensor de calcanhar 39 e o membro de palmilha 37. Para ligar a parte de ligação com o pé 15 desta modalidade com cada pé do usuário A, a parte de dedo do pé é inserida no membro arqueado 102 do membro de suporte de pé 100, e o pé é inserido dentro do sapato 35 através da abertura de cima do sapato 35, colocando o pé no membro de sola do pé 101.

No dispositivo de assistência à caminhada desta modalidade possuindo a parte de ligação com o pé 15 construída como descrito acima, a força de pisar de uma perna do usuário A que é uma perna na posição vertical, é detectada pelo sensor de força de tensão 103 como uma força de tensão atuando sobre o sensor de força de tensão 103.

Nesta modalidade, as saídas do sensor de força de tensão 103 das partes de ligação com o pé esquerdo e direito de 05/02/2018, pág. 122/149

108

15, ao invés das saídas do sensor MP e do sensor de calcanhar 39, são fornecidas para o dispositivo de medição de força de pisar 60 de uma unidade de processamento aritmético 51. Cada um dos dispositivos de medição de força de pisar 60 obtém um valor de força detectado, o qual é representado por uma saída do sensor de força de tensão 103 associado com o mesmo (a força de tensão assumindo um valor positivo) e que foi passado através de um filtro de passa-baixa, como o valor de medição provisório FRF_p de cada perna do usuário A. Adicionalmente, cada dispositivo de medição de força de pisar 60 determina o valor de medição FRF de uma força de pisar de acordo com a tabela apresentada na FIG. 7 (ou com a tabela apresentada na FIG. 17) a partir do valor de medição provisório FRF_p.

A configuração e o processamento diferentes destes explicados acima são os mesmos que estes da primeira modalidade (ou da segunda modalidade) descritos acima.

Aplicabilidade Industrial

Como descrito acima neste documento, a presente invenção é útil porque ela é capaz de apropriadamente assistir a um usuário na caminhada.

Breve Descrição dos Desenhos

A FIG. 1 é uma vista lateral (diagrama visto no plano sagital) de um dispositivo de assistência à caminhada de acordo com uma primeira modalidade da presente invenção;

A FIG. 2 é uma vista na seta pega ao longo da linha II na FIG. 1;

de 05/02/2018, pág. 123/149

109

A FIG.3 é uma vista em seção pega ao longo da linha III-III da FIG. 1;

A FIG. 4 é um diagrama de blocos esquematicamente apresentando uma configuração (configuração de hardware) de um controlador para o dispositivo de assistência à caminhada de acordo com a primeira modalidade na FIG. 1;

A FIG.5 é um diagrama de blocos apresentando uma configuração funcional de uma unidade de processamento aritmético proporcionada no controlador na primeira modalidade;

A FIG.6 é um diagrama de blocos apresentando um fluxo de processamento do dispositivo de medição de força de pisar na FIG. 5;

A FIG. 7 é um gráfico apresentando uma tabela utilizada no processamento de S104 na FIG. 6;

A FIG. 8 é um diagrama de blocos apresentando um fluxo de processamento do dispositivo de medição de ângulo de joelho e do dispositivo de medição de força de suporte na FIG. 5;

A FIG. 9 é um diagrama para explicar o processamento de S201 e de S203 na FIG. 8;

A FIG. 10 é um diagrama de blocos apresentando um fluxo de processamento do dispositivo de determinação de porção desejada da força de sustentação esquerda e direita;

A FIG.11 é um diagrama de blocos apresentando um fluxo de processamento do dispositivo de determinação de entrada de controle de realimentação na FIG. 5;

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110

A FIG. 12 é um diagrama de blocos apresentando um fluxo de processamento do dispositivo de determinação de entrada de controle de alimentação na FIG. 5;

A FIG.13 é um diagrama para explicar o processamento de S502 na FIG. 12;

A FIG.14 é um diagrama de blocos apresentando uma configuração funcional de uma unidade de processamento aritmético proporcionada em um controlador para um dispositivo de assistência à caminhada de acordo com uma segunda modalidade da presente invenção;

A FIG.15 é um diagrama de blocos apresentando um fluxo de processamento do dispositivo de determinação de porção desejada da força de sustentação esquerda e direita na FIG. 14;

A FIG. 16 é um diagrama de blocos para explicar um exemplo de configuração de uma parte de recepção em uma terceira modalidade da presente invenção;

A FIG. 17 é um gráfico apresentando um exemplo de uma tabela utilizada no processamento de S104 na FIG. 6 em uma quarta modalidade da presente invenção; e

A FIG. 18 é um diagrama apresentando uma configuração de uma parte de ligação com o pé em uma quinta modalidade da presente invenção.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Dispositivo de assistência à caminhada, que possui: uma parte de recepção (2) em uso disposta entre a base de ambas pernas de um usuário, de modo a receber uma parte do peso do usuário a partir de cima; um par de armações de coxa esquerda e direita (11L, 11R) respectivamente conectadas com a parte de recepção através das primeiras articulações (10); um par de armações da região crural direita e esquerda (13L, 13R) respectivamente conectadas com as armações de coxa (11L, 11R) através das segundas articulações (12); um par de partes de ligação com o pé esquerdo e direito (15L, 15R) que são respectivamente conectadas com as armações da região crural (13L, 13R) através das terceiras articulações (14), e em uso respectivamente ligadas com os pés das pernas esquerda e direita do usuário e que entram em contato com o solo quando as pernas do usuário são pernas em posição vertical; um atuador para a esquerda (27L) que aciona a segunda articulação (12) entre as articulações da conexão da perna esquerda (3L) composta da primeira articulação (10), da armação de coxa (11L), da segunda articulação (12), da armação da região crural (13L), da terceira articulação (14), e da parte de ligação com o pé (15L) no lado esquerdo; e um atuador para a direita (27R) que aciona a segunda articulação (12) entre as articulações da conexão de perna direita (3R) composta da primeira articulação (10), da armação de coxa (11R), da segunda articulação (12), da armação da região crural (13R), da terceira articulação (14), e da parte de ligação com o pé (15R) no lado direito; a primeiras de 05/02/2018, pág. 126/149 articulação (10) de cada conexão de perna (3L, 3R) é uma articulação que conecta a armação da coxa (11L, 11R) da conexão de perna (3L, 3R) e a parte de recepção (2) de tal forma que a conexão de perna (3L, 3R) é livre para balançar pelo menos na direção de frente e para trás com um ponto predeterminado como um ponto central de balanço; as segundas articulações (12) das conexões de perna (3L, 3R) sendo acionadas pelos atuadores (27) de modo que forças de sustentação para cima são aplicadas para o usuário a partir da parte de recepção (2); e são fornecidos dispositivos que controlam os atuadores (27) para aplicar as forças de sustentação ao usuário, de modo que as forças a serem controladas alcancem valores predeterminados desejados para as respectivas conexões de perna;

CARACTERIZADO pelo fato de que cada primeira articulação (10) é formada por trilho guia em formato de arco (22) que tem um centro de curvatura do arco do trilho de guia (22) correspondente ao referido ponto central de balanço, sendo a armação da coxa (11L,11R) de cada conexão de perna (3L, 3R) suportada por o respectivo trilho guia de modo a balançar ao longo do referido trilho guia, em que:

cada conexão de perna (3L, 3R) é conectada com a parte de recepção (2) através da referida primeira articulação (10), de modo que uma linha de ação de uma força de suporte aplicada junto à armação da região crural (13) a partir da terceira articulação (14) de cada conexão de perna (3L, 3R) quando a perna correspondente do usuário é uma perde 05/02/2018, pág. 127/149 na na posição vertical, passa através do ponto central de balanço localizado superior à parte de recepção (2) dentro da largura da frente para trás de uma superfície de contato entre a parte de recepção (2) e o usuário a partir da terceira articulação (14), quando a conexão de perna (3L, 3R) é vista no plano sagital do usuário.
2. Dispositivo de assistência à caminhada, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a primeira articulação (10) de cada conexão de perna (3L, 3R) conecta a armação de coxa (11) da conexão de perna (3L, 3R) com a parte de recepção (2), de um tal modo que a conexão de perna (3L, 3R) fica livre para balançar na direção esquerda / direita.
3. Dispositivo de assistência à caminhada, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o atuador (27L) para a esquerda e o atuador (27R) para a direita são conectados com as armações de coxa (11L, 11R) em locais mais próximos da parte de recepção (2) do que das segundas articulações (12), respectivamente, e em que o dispositivo de assistência à caminhada adicionalmente compreende um par de dispositivos de transmissão de força esquerdo e direito (32a, 32b) que transmitem forças de acionamento dos atuadores (27L,27R) para as segundas articulações (12), respectivamente.
4. Dispositivo de assistência à caminhada, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por adicionalmente compreender:

dispositivo de medição de força de pisar (60R,60L) de 05/02/2018, pág. 128/149 que mede uma força de pisar de cada perna do usuário baseado em um valor de força detectado indicado por uma saída de um primeiro sensor de força (38,39) proporcionado em cada uma das partes de ligação com o pé (15L,15R);

dispositivo de estabelecimento de força de sustentação desejada (53) que estabelece uma força de sustentação desejada, a qual é um valor desejado de uma força de sustentação para cima a ser aplicada junto ao usuário a partir da parte de recepção (2);

um segundo sensor de força (30) que é inserido entre uma extremidade inferior da armação da região crural (13) de cada conexão de perna (3L, 3R) e a terceira articulação (14) da mesma, ou entre a terceira articulação (14) de cada conexão de perna (3L, 3R) e a parte de ligação com o pé (15L, 15R) da mesma;

dispositivo de medição de força a ser controlada (62R, 62L), o qual mede a força de suporte realmente aplicada junto à armação da região crural (13) a partir da terceira articulação (14) de cada conexão de perna (3L, 3R) como uma força a ser controlada com base no valor de força detectado, indicado por uma saída do segundo sensor de força (30);

dispositivo de determinação de força de sustentação total desejada (63), o qual determina a soma total da força de sustentação desejada e uma força de suporte para suportar o peso obtido por se subtrair o peso total das partes abaixo dos segundos sensores de força (30) do peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada do dispositivo de 05/02/2018, pág. 129/149 de assistência à caminhada no solo ou a soma total da força de sustentação desejada e uma força de suporte para suportar o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada no solo como a força de sustentação total desejada;

dispositivo de distribuição (63), o qual determina uma porção desejada para a conexão de perna esquerda (3L) e uma porção desejada para a conexão de perna direita (3R) da força de sustentação total desejada por distribuir a força de sustentação total desejada para as conexões de perna baseado na proporção entre a força de pisar da perna esquerda e a força de pisar da perna direita do usuário; e dispositivo de controle de atuador (64R,64L,65R,65L,66R,66L), o qual controla o atuador para a esquerda, de modo que uma diferença entre a força a ser controlada para a conexão de perna esquerda (27L) e a porção desejada para a mesma se aproxime de zero baseado na força a ser controlada para a conexão de perna esquerda (27L) e na porção desejada para a conexão de perna esquerda (27L), e que controla o atuador para a direita de modo que uma diferença entre a força a ser controlada para a conexão de perna direita (27R) e a porção desejada para a mesma se aproxime de zero baseado na força a ser controlada para a conexão de perna direita (27R) e na porção desejada para conexão de perna direita (27R).
5. Dispositivo de assistência à caminhada, de acordo com a reivindicação 1, compreendendo adicionalmente um controlador (50), CARACTERIZADO por compreender:

dispositivo de medição de força de pisar (60L, de 05/02/2018, pág. 130/149

60R), o qual mede uma força de pisar de cada perna do usuário baseado em um valor de força detectado indicado por uma saída de um primeiro sensor de força (38,39), proporcionado em cada uma das partes de ligação com o pé (15L,15R);

um segundo sensor de força (30), o qual é inserido entre uma extremidade inferior da armação da região crural (13L,13R) de cada conexão de perna (3L, 3R) e a terceira articulação (14) da mesma ou entre a terceira articulação de cada conexão de perna (3L, 3R) e a parte de ligação com o pé (15) da mesma;

dispositivo de medição de força a ser controlada (62R, 62L), o qual mede a força de suporte realmente aplicada junto à armação da região crural (13) a partir da terceira articulação (14) de cada conexão de perna (3L, 3R) como uma força a ser controlada, baseado no valor de força detectado indicado por uma saída do segundo sensor de força (30);

dispositivo de estabelecimento de proporção de assistência desejada (70), o qual estabelece uma proporção de assistência desejada, a qual é um valor desejado de uma proporção de uma força a ser assistida pelo dispositivo de assistência à caminhada da força de pisar total que é a soma total das forças de pisar das pernas do usuário com respeito à força de pisar total;

dispositivo de determinação de porção desejada da força de sustentação (71), o qual determina uma porção desejada da força de sustentação que é um valor desejado de uma porção para a conexão de perna esquerda (3L) e uma porção desejada da força de sustentação que é um valor desejado de de 05/02/2018, pág. 131/149 uma porção para a conexão de perna direita (3R) das forças de sustentação para cima a serem aplicadas junto ao usuário a partir da parte de recepção (2) por se multiplicar as forças de pisar das respectivas pernas do usuário pela proporção de assistência desejada;

dispositivo de distribuição (71), o qual determina uma porção para a conexão de perna esquerda (3L) e uma porção para a conexão de perna direita (3R) da força de suporte como as porções desejadas da força de suporte do dispositivo para as respectivas conexões de perna por distribuir uma força de suporte para suportar o peso, o qual é obtido por se subtrair o peso total das partes abaixo do segundo sensor de força (30) do dispositivo de assistência à caminhada do peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada no solo, ou uma força de suporte para suportar o peso de todo o dispositivo de assistência à caminhada no solo para as conexões de perna (3L,3R), de acordo com a proporção entre a força de pisar da perna esquerda do usuário e a força de pisar da perna direita do usuário;

dispositivo de determinação de valor desejado de força a ser controlada (71), o qual determina uma soma total da porção desejada da força de sustentação para a conexão de perna esquerda (3L) e a porção desejada da força de suporte do dispositivo para a mesma como um valor desejado da força a ser controlada da conexão de perna esquerda (3L), e determina uma soma total da porção desejada da força de sustentação para a conexão de perna direita (3R) e a porção de força de suporte do dispositivo desejada para a mesma como um vade 05/02/2018, pág. 132/149 lor desejado da força a ser controlada da conexão de perna direita (3R); e dispositivo de controle de atuador (64L,64R,65L,65R,66L,66R), o qual controla o atuador para a

5 esquerda (27L), de modo que uma diferença entre a força a ser controlada para a conexão de perna esquerda (3L) e o valor desejado para a mesma se aproxime de zero baseado na força a ser controlada para a conexão de perna esquerda (3L) e no valor desejado da força a ser controlada para a conexão
10 de perna esquerda (3L), e o qual controla o atuador para a direita (27R) de modo que uma diferença entre a força a ser controlada para a conexão de perna direita (3R) e o valor desejado para a mesma se aproxime de zero baseado na força a ser controlada para a conexão de perna direita (3R) e no va15 lor desejado da força a ser controlada para a conexão de perna direita (3R).

Petição 870180010000, de 05/02/2018, pág. 133/149

Petição 870180010000, de 05/02/2018, pág. 134/149

Petição 870180010000, de 05/02/2018, pág. 135/149

Petição 870180010000, de 05/02/2018, pág. 136/149

Petição 870180010000, de 05/02/2018, pág. 137/149

Petição 870180010000, de 05/02/2018, pág. 138/149

Petição 870180010000, de 05/02/2018, pág. 139/149