多连杆膝部联结器的制造方法

多连杆膝部联结器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种能够在不产生传感器的设置空间问题、配线问题的情况下检测膝部的弯曲角度的多连杆膝部联结器。四连杆膝部联结器(10)的特征在于，该四连杆膝部联结器(10)包括：四连杆机构的膝部(30)；流体缸(40)，其用于限制膝部(30)的动作；位置检测装置(60)，其用于对作为流体缸(40)的伸缩量的、活塞杆(42)相对于缸筒(41)的位置进行检测；以及计算机，其用于对由位置检测装置(60)检测出的位置进行转换而取得膝部(30)的弯曲角度。
【专利说明】多连杆膝部联结器

【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具有多连杆机构的膝部的联结器即多连杆膝部联结器。

【背景技术】
[0002] 以往，作为具有膝部的联结器，公知有具有单轴的膝部的联结器即单轴膝部联结 器和具有多连杆机构的膝部的联结器即多连杆膝部联结器。
[0003] 与单轴膝部联结器相比，多连杆膝部联结器具有多种优点。
[0004] 例如，与单轴膝部联结器相比，多连杆膝部联结器的膝部的瞬间旋转中心位于靠 近髋关节的位置，因此，与单轴膝部联结器相比，具有在站立初期不易屈膝（日文：膝折Λ ) 这样的优点。
[0005] 另外，与单轴膝部联结器相比，多连杆膝部联结器的小腿长度在膝部弯曲时变短， 因此，多连杆膝部联结器的小腿在由于要走路而迈出的情况下，脚尖与地面之间的距离较 大，由此，具有脚尖不易勾到地面这样的优点。凭借该优点，与单轴膝部联结器相比，多连杆 膝部联结器能够获得不发生上下移动的优美的步态（日文：歩容）。
[0006] 另外，与单轴膝部联结器相比，多连杆膝部联结器具有在落座时膝盖不易突出这 样的优点。
[0007] 另外，与单轴膝部联结器相比，多连杆膝部联结器具有如下优点：即使是膝剥脱、 长残肢（日文：長断端）的假腿使用者使用，也能够将多连杆膝部联结器设为与健肢的大腿 长度相近的长度。
[0008] 并且，以往，作为多连杆膝部联结器，公知有一种膝部联结器，该膝部联结器包括 多连杆机构的膝部、用于辅助膝部的动作的气缸、以及用于控制气缸的动作的计算机（例 如，参照专利文献1、2。）。
[0009] 专利文献1 :日本特开2000 - 139974号公报
[0010] 专利文献2 :日本特开2004 - 167106号公报


【发明内容】

[0011] 发明要解决的问是页
[0012] 能够想到的是，若以往的多连杆膝部联结器中的计算机能够根据膝部的弯曲角度 而相应地控制气缸的动作，则更为优选。
[0013] 然而，多连杆膝部联结器的膝部并不是无论弯曲角度多大旋转中心的位置均恒定 的单轴的膝部，而是如图8所示那样旋转中心的位置会根据弯曲角度的变化而相应地变化 的多连杆机构的膝部，且膝部的动作范围较大，因此，仅靠对构成膝部的连杆中的相互连接 起来的特定的两根连杆所成的角度进行检测，是不能检测出膝部的弯曲角度的。此外，图8 是【背景技术】的说明图，是表示与多连杆膝部联结器90的膝部92的弯曲角度变化相对应的、 膝部92的旋转中心的位置变化的图。多连杆膝部联结器90包括框架91和多连杆机构的 膝部92。膝部92包括：上部连杆93,其具有用于与假腿使用者的大腿部侧承窝（socket) 相连接的大腿连接部93a ;下部连杆94,其固定于框架91 ;前部连杆95,其与上部连杆93及 下部连杆94连结；以及后部连杆96,其与上部连杆93及下部连杆94连结。下部连杆94 具有以能够使后部连杆96旋转的方式支承后部连杆96的轴94a。前部连杆95具有以能 够使上部连杆93旋转的方式支承上部连杆93的轴95a和以能够旋转的方式支承于下部连 杆94的轴95b。后部连杆96具有以能够使上部连杆93旋转的方式支承上部连杆93的轴 96a。标注有多个空心圆的曲线97是表示与膝部92的弯曲角度的变化相对应的膝部92的 旋转中心的位置的轨迹的线。曲线97上的空心圆示出了在该空心圆的附近标出的角度是 膝部92的弯曲角度的情况下的膝部92的旋转中心的位置。图8所示的多连杆膝部联结器 90的状态是膝部92的弯曲角度为0°的情况下的状态。
[0014] 并且，在多连杆膝部联结器中，各连杆的相对位置关系随着膝部的弯曲角度的变 化而发生较大的变化。
[0015] 也就是说，在多连杆膝部联结器中，由于设置空间上的问题、配线上的问题、外观 设计上的问题等各种问题，难以在膝部上设置用于检测膝部的弯曲角度的旋转角度传感 器。
[0016] 因此，本发明的目的在于，提供一种能够在不产生传感器的设置空间问题、配线问 题的情况下检测膝部的弯曲角度的多连杆膝部联结器。
[0017] 用于解决问题的方案
[0018] 本发明提供一种多连杆膝部联结器，其特征在于，该多连杆膝部联结器包括：多连 杆机构的膝部；工作缸，其用于限制或辅助上述膝部的动作；伸缩量检测单元，其用于检测 上述工作缸的伸缩量；以及角度取得单元，其用于对由上述伸缩量检测单元检测出的上述 伸缩量进行转换而取得上述膝部的弯曲角度。
[0019] 采用该结构，本发明的多连杆膝部联结器能够通过对用于限制或辅助膝部动作的 工作缸的伸缩量进行转换来检测膝部的弯曲（或伸展）角度。即，本发明的多连杆膝部联 结器能够在不产生传感器的设置空间问题、配线问题的情况下检测膝部的弯曲角度。
[0020] 另外，也可以是，本发明的多连杆膝部联结器的伸缩量检测单元包括磁体和用于 检测上述磁体的位置的磁传感器，上述磁体和上述磁传感器中的一者收纳于上述工作缸的 活塞杆内，上述磁体和上述磁传感器中的另一者相对于上述工作缸的缸筒固定，上述伸缩 量检测单元利用上述磁体和上述磁传感器对作为上述伸缩量的、上述活塞杆相对于上述缸 筒的位置进行检测。
[0021] 采用该结构，由于本发明的多连杆膝部联结器能够以电磁的方法来检测作为工作 缸的伸缩量的、活塞杆相对于缸筒的位置，因此，与利用接触式或光学式的方法来检测活塞 杆相对于缸筒的位置的结构相比，能够降低因使用而产生的污损所导致的检测精度降低的 可能性。
[0022] 另外，也可以是，本发明的多连杆膝部联结器的上述磁体收纳于上述活塞杆内，上 述磁传感器相对于上述缸筒固定。
[0023] 采用该结构，由于本发明的多连杆膝部联结器的磁体收纳于活塞杆内，因此能够 防止磁体因外力而破损。另外，与磁传感器收纳于活塞杆内的结构相比，在本发明的多连杆 膝部联结器中，易于配置磁传感器的配线。
[0024] 另外，也可以是，本发明的多连杆膝部联结器的上述磁体在上述活塞杆的延伸方 向上延伸且其长度比相当于上述膝部的动作范围的上述工作缸的行程长，上述磁体的磁化 方向是上述活塞杆的延伸方向，上述磁传感器根据上述磁体所产生的磁场的大小来检测上 述磁体的位置。
[0025] 采用该结构，在本发明的多连杆膝部联结器中，能够将对活塞杆相对于工作缸的 缸筒的位置进行检测所需的磁体的数量设为1个。
[0026] 另外，也可以是，本发明的多连杆膝部联结器的上述磁体在上述活塞杆的延伸方 向上延伸且其长度比相当于上述膝部的动作范围的上述工作缸的行程长，上述磁体的磁化 方向是上述活塞杆的延伸方向，上述磁传感器根据上述磁体所产生的磁场的大小来检测上 述磁体的位置，上述磁体的与延伸方向正交的截面是圆形。
[0027] 采用该结构，在本发明的多连杆膝部联结器中，即使磁体以在磁体的延伸方向上 延伸的轴线为中心进行旋转，也能够抑制磁体与磁传感器之间的位置关系发生变化。因而， 在本发明的多连杆膝部联结器中，不必将磁体固定而使其在活塞杆内不旋转，从而能够谋 求结构的简化并能够抑制对活塞杆相对于缸筒的位置进行检测的检测精度的降低。
[0028] 发明的效果
[0029] 本发明的多连杆膝部联结器能够在不产生传感器的设置空间问题、配线问题的情 况下检测膝部的弯曲角度。

【专利附图】

【附图说明】
[0030] 图1是在膝部的弯曲角度为0°的情况下的、本发明的一实施方式的四连杆膝部 联结器的侧面剖视图。
[0031] 图2是膝部的弯曲角度为90°的情况下的图1所示的四连杆膝部联结器的侧面剖 视图。
[0032] 图3是图1所示的四连杆膝部联结器的框图。
[0033] 图4是图3所示的信号处理电路的框图。
[0034] 图5(a)是图1所示的活塞杆、磁体以及磁传感器的侧面剖视图。图5(b)是图5(a) 的I - I剖视图。
[0035] 图6是表示图1所示的活塞杆相对于缸筒的位置与Vout之间的关系的图表。
[0036] 图7是图1所示的活塞杆相对于缸筒的位置与膝部的弯曲角度之间的关系的图 表。
[0037] 图8是【背景技术】的说明图，是表示多连杆膝部联结器的与膝部的弯曲角度变化相 对应的膝部的旋转中心的位置变化的图。

【具体实施方式】
[0038] 以下，使用【专利附图】

【附图说明】本发明的一实施方式。
[0039] 首先，说明作为本实施方式的多连杆膝部联结器的四连杆膝部联结器的结构。
[0040] 图1是在膝部30的弯曲角度为0°的情况下的、本实施方式的四连杆膝部联结器 10的侧面剖视图。图2是膝部30的弯曲角度为90°的情况下的四连杆膝部联结器10的 侧面剖视图。图3是四连杆膝部联结器10的框图。
[0041] 如图1?图3所示，四连杆膝部联结器10包括：框架20 ;四连杆机构的膝部30 ; 流体缸40,其将油作为工作流体，用于通过产生阻力而限制膝部30的动作；驱动装置50,其 用于使流体缸40的特性变化；位置检测装置60,其作为伸缩量检测单元，用于检测作为流 体缸40的伸缩量的、流体缸40的活塞杆42相对于缸筒41的位置；信号处理电路70,其用 于对自位置检测装置60输出的信号进行处理；计算机80,其通过控制驱动装置50的动作 来控制流体缸40的特性（产生的阻力的大小）；以及未图示的电池，其用于向驱动装置50、 信号处理电路70以及计算机80等各种部件供给电力。
[0042] 此外，驱动装置50、信号处理电路70、计算机80以及电池在图1和图2中没有图 示，但实际上安装于框架20或流体缸40。
[0043] 膝部30被固定在框架20上。框架20在与设有膝部30的一侧相反的那一侧的端 部具有用于与未图示的足部的管相连接的足连接部21。另外，框架20具有以能够使缸筒 41旋转的方式支承缸筒41的轴22。此外，四连杆膝部联结器10与足部组合而构成假腿。
[0044] 膝部30包括：上部连杆31，其具有用于与假腿使用者的大腿部侧承窝相连接的大 腿连接部31a ;下部连杆32,其固定于框架20 ;前部连杆33,其与上部连杆31及下部连杆 32连结；以及后部连杆34,其与上部连杆31及下部连杆32连结。上部连杆31具有以能够 使活塞杆42旋转的方式支承活塞杆42的轴31b。下部连杆32具有以能够使后部连杆34 旋转的方式支承后部连杆34的轴32a。前部连杆33具有以能够使上部连杆31旋转的方式 支承上部连杆31的轴33a和以能够旋转的方式支承于下部连杆32的轴33b。后部连杆34 具有以能够使上部连杆31旋转的方式支承上部连杆31的轴34a。
[0045] 轴31b配置于比将轴33a和轴34a连接起来的线靠上方的位置。另外，以能够使 缸筒41旋转的方式支承缸筒41的轴22配置于框架20的下方。因而，流体缸40以能够在 框架20的内侧进行伸缩和摆动的方式被收纳。
[0046] 流体缸40包括：缸筒41 ;活塞杆42,其能够相对于缸筒41进行移动；以及活塞 43,其以能够移动的方式收纳于缸筒41内，在该活塞43上固定有活塞杆42。活塞杆42由 非磁性材料形成。另外，活塞杆42包括：杆主体42a，其形成有用于收纳后述磁体61的空 间；杆端42b，其固定于杆主体42a ;以及间隔件42c、42d，将该间隔件42c、42d调整为规定 长度，以便在活塞杆42内夹持并固定磁体61。在杆主体42a上形成有内螺纹。在杆端42b 上形成有用于与杆主体42a的内螺纹组合的外螺纹。
[0047] 位置检测装置60包括：磁体61，其收纳于活塞杆42内；以及磁传感器62,其相对 于缸筒41固定，用于检测磁体61的位置。磁体61例如是铝镍钴磁体。磁传感器62是根 据磁体61所产生的磁场的大小来检测磁体61的位置的传感器，例如是霍尔元件。
[0048] 此外，对于活塞杆42,在按照间隔件42c、磁体61、以及间隔件42d的顺序将间隔 件42c、磁体61、以及间隔件42d收纳于杆主体42a内之后，通过将杆端42b的外螺纹和杆 主体42a的内螺纹拧紧，从而将磁体61固定于杆主体42a内部的规定位置。
[0049] 计算机80例如是MCU (Micro Control Unit :微控制单元）。计算机80用于对由磁 传感器62检测出的位置进行转换而取得膝部30的弯曲角度、即四连杆膝部联结器10相对 于与大腿连接部31a相连接的假腿使用者的大腿部的弯曲（或伸展）角度，从而构成本发 明的角度取得单元。
[0050] 图4是信号处理电路70的框图。
[0051] 如图4所示，信号处理电路70包括：基准电源部71，其具有根据来自未图示的电 池的电源电压Vcc而生成向磁传感器62输入且温度变化小的基准电压Vref的电压参考单 元（日文：電圧U 7 7 7 )71a;信号调整部72,其用于调整磁传感器62的输出电压VH; 温度校正部73,其针对信号调整部72的输出进行温度校正，以消除磁传感器62的温度特 性；以及滤波部74,其用于自温度校正部73的输出中去除噪声。
[0052] 信号调整部72包括：放大电路72a，其用于放大VH ;以及偏置电路72b，其用于对 经放大电路72a放大后的电压施加被视作偏置电压的Vref。此处，放大电路72a的放大倍 数例如是50倍。
[0053] 温度校正部73包括：电阻器73a，其电阻的温度变化小；以及PTC (Positive Temperature Coefficient :正温度系数）热敏电阻73b，其电阻以与温度上升成正比的方式 增大。此处，电阻器73a的电阻温度系数例如是±10ppm/°C。PTC热敏电阻73b的电阻温 度系数例如是大约7900ppm/°C。磁传感器62的电阻温度系数例如是大约一 2000ppm/°C。
[0054] 自信号处理电路70输出的信号的Vout能够使用磁传感器62的输出电压VH、放大 电路72a的放大倍数GAIN、PTC热敏电阻73b的电阻PTC、电阻器73a的电阻R1、以及偏置 电路72b的偏置电压Vref如下表示。
[0055] Vout = (VHXGAIN) X (1+PTC/Rl)+Vref · · ·式（1)
[0056] 图5 (a)是活塞杆42、磁体61和磁传感器62的侧面剖视图。图5 (b)是图5 (a)的 I - I剖视图。
[0057] 如图5所示，磁体61的磁化方向是活塞杆42的延伸方向、即用箭头10a表示的方 向。另外，磁体61是与箭头10a所示的方向正交的截面为圆形的圆柱磁体。
[0058] 假设以使磁传感器62的位置自磁体61的一端的附近变化到磁体61的另一端的 附近的方式使磁体61相对于磁传感器62沿箭头10a所示的方向移动。在该情况下，在磁 体61的两端、即磁体61的磁极附近，磁场的变化率急剧地变化，因此，在磁体61相对于磁 传感器62的位置与上述Vout之间不具有线性。然而，在磁体61的中央部分的附近，磁场 的变化率为大致恒定，因此，在磁体61相对于磁传感器62的位置与上述Vout之间具有线 性。因而，为了使用具有该线性的范围，作为磁体61，使用长度比在膝部30(参照图1)的 弯曲角度例如从〇°变化到90°的情况下的流体缸40(参照图1。）的行程、即相当于膝部 30的动作范围的流体缸40的行程长且沿箭头10a所示的方向延伸的磁体。具体而言，在本 实施方式中，磁体61的长度为在膝部30的弯曲角度从0°变化到90°的情况下的流体缸 40的行程的大约两倍。此外，磁体61的长度只要是能够使用具有上述线性的范围的长度即 可，不一定是在膝部30的弯曲角度从0°变化到90°的情况下的流体缸40的行程的大约 两倍的长度。但是，考虑到磁传感器62在箭头10a所示的方向上相对于磁体61的位置有 可能偏离制造四连杆膝部联结器10时的设计位置，优选将磁体61的长度以具有一定程度 裕量的方式设定为长于能够使用具有上述线性的范围的最低限度的长度。能够使用具有上 述线性的范围的最低限度的长度因磁体61的磁力的强度、磁体61的形状、磁传感器62与 磁体61之间的距离等各种条件而不同。
[0059] 此外，磁体61与磁传感器62之间的在与箭头10a所示的方向正交的方向上的距 离60a被设计为使磁体61相对于磁传感器62的位置与上述Vout之间的线性明显的距离。
[0060] 通过实验发现：在与箭头10a所示的方向正交的平面上，与磁传感器62在将磁体 61的中心轴和磁传感器62连结的直线的方向上、即箭头10c所示的方向上的位置偏移相 t匕，磁传感器62在与将磁体61的中心轴和磁传感器62连结的直线正交的方向上、即箭头 l〇b所示的方向上的位置偏移对活塞杆42相对于缸筒41的位置与Vout之间的线性产生的 影响较小。即使磁传感器62在箭头10b所示的方向和箭头10c所示的方向上自设计位置 的偏移量相同，但作为对Vout产生影响的"与磁体61之间的距离"的偏移，也能够由于磁 传感器62在箭头10b所示的方向上的位置偏移的偏移量很小，而认为对活塞杆42相对于 缸筒41的位置与Vout之间的线性的影响很小。
[0061] 图6是表示活塞杆42相对于缸筒41的位置与Vout之间的关系的图表。此处，在 图6中，0mm、22. 17mm的位置分别是膝部30的弯曲角度为0°、90°的情况下的位置。
[0062] 如图6所不，活塞杆42相对于缸筒41的位置、即磁体61相对于磁传感器62的位 置与Vout之间具有线性。
[0063] 因而，活塞杆42相对于缸筒41的位置Lx，能够使用膝部30的弯曲角度自0°变 化到90°的情况下的活塞杆42相对于缸筒41的位置的变化22. 17mm、膝部30的弯曲角度 为0°的情况下自信号处理电路70输出的信号％、膝部30的弯曲角度为90°的情况下自 信号处理电路70输出的信号V 9(l以及上述Vout如下表不。
[0064] Lx = 22. 17 X (Vout - V〇) AV9〇 - V。）...式（2)
[0065] 图7是表示活塞杆42相对于缸筒41的位置与膝部30的弯曲角度之间的关系的 图表。
[0066] 图7所示的、活塞杆42相对于缸筒41的位置与膝部30的弯曲角度之间的关系， 是由四连杆膝部联结器10的构造、即将上部连杆31、下部连杆32、前部连杆33、后部连杆 34连结起来的轴32a、轴33a、轴33b、轴34a的轴间距离、以能够使活塞杆42旋转的方式支 承活塞杆42的轴31b的位置、以及以能够使缸筒41旋转的方式支承缸筒41的轴22的位 置而通过机械方法决定的。即，对于活塞杆42相对于缸筒41的位置与膝部30的弯曲角度 之间的关系，在构造不同的四连杆膝部联结器10之间，上述关系有时不同，但在构造相同 的四连杆膝部联结器10之间，上述关系相同。
[0067] 例如，膝部30的弯曲角度Ka能够使用活塞杆42相对于缸筒41的位置Lx如下表 /_J、1 〇
[0068] Ka = 0· 0041 X Lx3 - 0· 0773 X Lx2+3. 7559 X Lx+0. 9886 · · ·式（3)
[0069] 在该情况下，根据上述式（2)和式（3)，膝部30的弯曲角度Ka能够使用上述V。、 V9Q以及Vout如下表示。
[0070] Ka = 0. 0041 X [22. 17 X (Vout - V0) / (V90 - V0) ]3 - 0. 0773 X [22. 17 X (Vout - V0) / (v90 - V0) ] 2+3. 7559 X [22. 17 X (Vout - V0) / (V90 - V0) ] +0. 9886 · · ·式（4)
[0071]
[0072] 接下来，说明四连杆膝部联结器10的动作。
[0073] 信号处理电路70如式（1)所不那样处理磁传感器62的输出电压VH并将Vout输 入计算机80。
[0074] 计算机80在自信号处理电路70输入Vout时，根据预先存储的％和V9(l以及自信 号处理电路70输入的Vout，如式（4)所示那样进行处理而生成膝部30的弯曲角度Ka。
[0075] 然后，计算机80根据生成的Ka来控制驱动装置50的动作，由此使流体缸40的特 性变化。此外，计算机80也可以根据Ka以外的信息来控制驱动装置50的动作。
[0076] 因而，膝部30的动作受到流体缸40的限制。即，通过流体缸40所产生的阻力来 限制膝部30的变形动作。
[0077] 此外，针对每个四连杆膝部联结器10,通过在膝部30的弯曲角度为0°、90°的状 态下实际从信号处理电路70输出Vp V9(l，并将该输出的V。和V9(l存储在计算机80中，从而 能够针对每个四连杆膝部联结器10维持式（4)所示的膝部30的弯曲角度Ka的检测精度。 艮P，在制造四连杆膝部联结器10时，对于每个四连杆膝部联结器10,因磁传感器62相对于 磁体61的位置有可能产生微小的不同，但通过将实际输出的％和V 9(l存储在计算机80中， 能够抑制四连杆膝部联结器10的上述个体差异对膝部30的弯曲角度Ka的检测精度造成 的影响。
[0078] 如以上说明那样，在四连杆膝部联结器10中，通过对用于限制膝部30的动作的流 体缸40的伸缩量、即活塞杆42相对于缸筒41的位置进行转换，能够检测膝部30的弯曲角 度。即，在四连杆膝部联结器10中，能够通过除了使用旋转角度传感器的方法以外的方法 来检测膝部30的弯曲（或伸展）角度。因而，在四连杆膝部联结器10中，能够在不产生传 感器的设置空间问题、配线问题的情况下检测膝部的弯曲角度。
[0079] 另外，由于四连杆膝部联结器10能够以电磁的方法来检测作为流体缸40的伸缩 量的、活塞杆42相对于缸筒41的位置，因此，与利用接触式或光学式的方法来检测活塞杆 42相对于缸筒41的位置的结构相比，能够降低因使用而产生的污损所导致的检测精度降 低的可能性。并且，由于磁体61收纳于活塞杆42内，因此，磁体61不会因外力、与四连杆 膝部联结器10中的其他部分相接触而破损或磨损。另外，对于四连杆膝部联结器10,由于 磁传感器62没有收纳于活塞杆42内，因此，与磁传感器62收纳于活塞杆42内的结构相比， 易于配置磁传感器62的配线。
[0080] 此外，在四连杆膝部联结器10中，也可以是，例如，通过对沿活塞杆42的长度方向 以白色和黑色等交替地着色于活塞杆42的外周而成的活塞杆42进行光学检测或者对在活 塞杆42的外周交替地磁化有N极和S极的活塞杆42通过电磁的方法进行检测，从而检测 活塞杆42的位置。另外，也可以是，使缸筒41为非磁性，将磁体内置于活塞43,沿着活塞 43的移动方向配置多个磁传感器以检测活塞43的位置。而且，并不限于此，也可以以接触 式或其他光学式的方法、电磁的方法来检测活塞杆42或活塞43相对于缸筒41的位置。也 就是说，无论是何种方法，只要其能够测定活塞杆42或活塞43相对于缸筒41的位置、即流 体缸40的伸缩量即可。
[0081] 在四连杆膝部联结器10中，长度比膝部30的弯曲角度自0°变化到90°的情况 下的流体缸40的行程长的磁体61在活塞杆42的延伸方向上延伸，磁体61的磁化方向是 活塞杆42的延伸方向，磁传感器62根据磁体61所产生的磁场的大小来检测磁体61的位 置，因此，能够将对流体缸40的活塞杆42相对于缸筒41的位置进行检测所需的磁体的数 量设为1个。
[0082] 在四连杆膝部联结器10中，由于磁体61的与延伸方向正交的截面是圆形，因此， 即使因活塞杆42相对于缸筒41进行旋转而使磁体61以在磁体61的延伸方向上延伸的轴 线为中心进行旋转，也能够抑制磁体61与磁传感器62之间的位置关系发生变化。因而，在 四连杆膝部联结器10中，不必将磁体61固定而使其在活塞杆42内不旋转，从而能够谋求 结构的简化并能够抑制对活塞杆42相对于缸筒41的位置进行检测的检测精度的降低。
[0083] 另外，在四连杆膝部联结器10中，由于磁体61的与延伸方向正交的截面是圆形， 因此，在将磁体61装入活塞杆42时、将流体缸40连结于框架20和膝部30时、以及将磁传 感器62安装于流体缸40时等进行组装的情况下，即使与预定的磁体61的状态相比磁体61 以在磁体61的延伸方向上延伸的轴线为中心进行旋转，也能够降低磁体61和磁传感器62 之间的位置关系与预定的位置关系变得不同的可能性。因而，在组装四连杆膝部联结器10 时，能够抑制对活塞杆42相对于缸筒41的位置进行检测的检测精度的降低。
[0084] 此外，磁体61的与延伸方向正交的截面也可以不是圆形。例如，在将磁体61固定 而使其在活塞杆42内不旋转的情况下、对活塞杆42相对于缸筒41的位置进行检测的检测 精度可以较低的情况下，磁体61也可以不是圆柱磁体，而是棱柱状的磁体。
[0085] 本发明的膝部的机构在本实施方式中为四连杆机构，但也可以为四连杆机构以外 的多连杆机构。
[0086] 本发明的工作缸在本实施方式中为利用液压的流体缸，但也可以是使用例如空气 等气体的流体缸。在该情况下，作为整个假腿，并不对站立期（日文：立脚相）进行控制，而 是对迈步期（日文：遊脚相）进行控制，流体缸产生推斥力（即用于辅助伸展的力）而不产 生阻力，该推斥力由计算机控制。
[0087] 在本实施方式中，本发明的伸缩量检测部件包括：磁体61，其收纳于活塞杆42内； 以及磁传感器62,其相对于缸筒41固定，用于检测磁体61的位置。然而，也可以是，在本发 明的伸缩量检测单元中，磁传感器收纳于活塞杆42内，磁体固定于缸筒41。
[0088] 附图标记说明
[0089] 10、四连杆膝部联结器（多连杆膝部联结器）；30、膝部；40、流体缸（工作缸）；41、 缸筒；42、活塞杆；43、活塞；60、位置检测装置（伸缩量检测单元）；61、磁体；62、磁传感器； 80、计算机（角度取得单元）。
【权利要求】
1. 一种多连杆膝部联结器，其特征在于， 该多连杆膝部联结器包括： 多连杆机构的膝部； 工作缸，其用于限制或辅助上述膝部的动作； 伸缩量检测单元，其用于检测上述工作缸的伸缩量；以及 角度取得单元，其用于对由上述伸缩量检测单元检测出的上述伸缩量进行转换而取得 上述膝部的弯曲角度。
2. 根据权利要求1所述的多连杆膝部联结器，其特征在于， 上述伸缩量检测单元包括磁体和用于检测上述磁体的位置的磁传感器， 上述磁体和上述磁传感器中的一者收纳于上述工作缸的活塞杆内， 上述磁体和上述磁传感器中的另一者相对于上述工作缸的缸筒固定， 上述伸缩量检测单元利用上述磁体和上述磁传感器对作为上述伸缩量的、上述活塞杆 相对于上述缸筒的位置进行检测。
3. 根据权利要求2所述的多连杆膝部联结器，其特征在于， 上述磁体收纳于上述活塞杆内， 上述磁传感器固定于上述缸筒。
4. 根据权利要求2或3所述的多连杆膝部联结器，其特征在于， 上述磁体在上述活塞杆的延伸方向上延伸且其长度比相当于上述膝部的动作范围的 上述工作缸的行程长，上述磁体的磁化方向是上述活塞杆的延伸方向， 上述磁传感器根据上述磁体所产生的磁场的大小来检测上述磁体的位置。
5. 根据权利要求3所述的多连杆膝部联结器，其特征在于， 上述磁体在上述活塞杆的延伸方向上延伸且其长度比相当于上述膝部的动作范围的 上述工作缸的行程长，上述磁体的磁化方向是上述活塞杆的延伸方向， 上述磁传感器根据上述磁体所产生的磁场的大小来检测上述磁体的位置， 上述磁体的与延伸方向正交的截面是圆形。
【文档编号】A61F2/68GK104066404SQ201280067789
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年3月9日 优先权日:2012年3月9日
【发明者】白田卓也, 中矢贺章, 奥田正彦 申请人:纳博特斯克有限公司