CN105267007A - 驱动装置以及其驱动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及驱动装置以及其驱动方法。发明的驱动装置具备被佩戴于被佩戴部的佩戴机构、驱动佩戴机构的致动器、和设于佩戴机构来检测力的第一力传感器以及第二力传感器。第一力传感器以及第二力传感器被设置在从第一力传感器获得的第一检测值与从第二力传感器获得的第二检测值根据被佩戴部的动作而变化的位置。致动器在第一检测值与第二检测值之差小于预先决定的第一阈值、并且第一检测值或者第二检测值大于预先决定的第二阈值的情况下，驱动佩戴机构以使第二检测值成为恒定状态。

Description

驱动装置以及其驱动方法
技术领域
本发明涉及驱动装置以及其驱动方法。
背景技术
以往，提出了如专利文献1的手指动作辅助装置、专利文献2的佩戴型动作支援装置那样被佩戴于手而在该佩戴状态下辅助手指的动作、即使指关节屈伸(弯曲或者伸展)的驱动装置。
【专利文献1】日本特开2002－345861号公报
【专利文献2】日本特开2011－115248号公报
但是，难以检测驱动装置的佩戴者是想要使手指弯曲、还是想要使手指伸展这一与动作相关的佩戴者的意向，在上述任意一个现有技术中，虽然都能够控制手指的姿势位置，但存在难以适当地辅助(帮助)手指的屈伸动作这一问题。此外，除了对人手的指关节的动作进行辅助的驱动装置之外，该问题在对脚趾、肘、手臂、膝、头、腰等各部位的动作进行辅助的驱动装置中是共通的问题。另外，除了人之外，在对动物等生物体的各部、机器人等生物体以外的物体的动作进行辅助的驱动装置中也是共通的问题。
发明内容
本发明为了解决上述课题的至少一部分而提出，能够作为以下的方式来实现。
(1)根据本发明的一个方式，提供一种驱动装置。该驱动装置具备：佩戴机构，被佩戴于被佩戴部；致动器，驱动所述佩戴机构；和第一力传感器以及第二力传感器，被设于所述佩戴机构来检测力。所述第一力传感器以及所述第二力传感器被设置在从所述第一力传感器获得的第一检测值与从所述第二力传感器获得的第二检测值根据所述被佩戴部的动作而变化的位置。
所述致动器在所述第一检测值与所述第二检测值之差小于预先决定的第一阈值、并且所述第一检测值或者所述第二检测值大于预先决定的第二阈值的情况下，驱动所述佩戴机构以使所述第二检测值为恒定状态。
在该方式的驱动装置中，能够根据第一力传感器的第一检测值以及第二力传感器的第二检测值来对佩戴机构进行驱动。具体而言，能够在第一检测值与第二检测值之差小于预先决定的第一阈值、并且第一检测值或者第二检测值大于预先决定的第二阈值的情况下，驱动佩戴机构以使第二检测值为恒定状态。
(2)在上述方式的驱动装置中，所述致动器可以在所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上的情况下，基于所述第一检测值或者所述第二检测值来驱动所述佩戴机构。根据该方式的驱动装置，能够根据第一力传感器的第一检测值以及第二力传感器的第二检测值来检测被佩戴了佩戴机构的被佩戴部的动作的状态，并驱动佩戴机构来辅助被佩戴部的动作。
(3)在上述方式的驱动装置中，所述被佩戴是手指，所述第一力传感器被配置在所述手指的背侧，所述第二力传感器被配置在所述手指的腹侧。根据该方式的驱动装置，通过由第一力传感器以及第二力传感器检测被佩戴了佩戴机构的手指的动作的状态，并基于第一检测值或者第二检测值来驱动佩戴机构，能够辅助手指的动作。
(4)在上述方式的驱动装置中，所述第一力传感器与所述第二力传感器可以沿着所述手指转动的方向对置配置。根据该方式的驱动装置，能够从第一力传感器以及第二力传感器的检测值排除手指的屈伸动作中的的力矩分量，高精度地检测手指的部分的动作的状态。
(5)在上述方式的驱动装置中，所述佩戴机构具有至少一个辅助单元，该辅助单元包括被配置在所述手指的背侧的辅助部、和被固定于所述辅助部并以覆盖的方式夹持所述手指的腹侧的夹持部，所述第一力传感器被配置在所述辅助部的所述手指的背侧的面，所述第二力传感器被配置在所述夹持部的所述手指的腹侧的面，所述驱动装置还具备对所述致动器的动作进行控制的控制部，所述控制部在a)所述第一检测值与所述第二检测值之差小于所述第一阈值、并且所述第一检测值或者所述第二检测值小于所述第二阈值的情况下，判定包括所述手指的手是不把持把持对象物而静止的自由静止状态，在b)所述第一检测值与所述第二检测值之差小于所述第一阈值、并且所述第一检测值或者所述第二检测值为所述第二阈值以上的情况下，判定所述手是以恒定的把持力把持所述把持对象物的把持力维持状态，在c)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值大于所述第一检测值且所述第一检测值小于所述第二阈值的情况下，判定所述手从不把持所述把持对象物的状态变化为将所述手攥紧的自由把握动作状态，在d)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值大于所述第一检测值且所述第一检测值为所述第二阈值以上的情况下，判定所述手从把持了所述把持对象物的状态变化为将所述手攥紧的把持进展状态，在e)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值为所述第一检测值以下且所述第二检测值为所述第二阈值以上的情况下，判定所述手从把持了所述把持对象物的状态变化为将所述手张开的把持释放动作状态，在f)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值为所述第一检测值以下且所述第二检测值小于所述第二阈值的情况下，判定所述手从不把持所述把持对象物的状态变化为将所述手张开的自由释放动作状态。
根据该方式的驱动装置，能够基于第一力传感器的第一检测值以及第二力传感器的第二检测值来判定手的动作状态，通过致动器基于此来驱动佩戴机构，能够对手的动作，具体而言为被佩戴了驱动装置的手指的动作进行辅助。
(6)在上述方式的驱动装置中，所述佩戴机构具有至少一个辅助单元，该辅助单元包括被配置于所述手指的背侧的辅助部、和被固定于所述辅助部并以覆盖的方式夹持所述手指的腹侧的夹持部，所述第一力传感器被配置在所述辅助部的所述手指的背侧的面，所述第二力传感器被配置在所述夹持部的与所述手指的腹侧相反侧的面，所述第一检测值是将与由于所述佩戴机构佩戴于所述手指而产生的佩戴加压对应的偏移值减去后的值，所述驱动装置还具备控制所述致动器的动作的控制部，所述控制部在a)所述第一检测值与所述第二检测值之差小于所述第一阈值、并且所述第二检测值小于所述第二阈值的情况下，判定包括所述手指的手是不把持把持对象物地静止的自由静止状态，在b)所述第一检测值与所述第二检测值之差小于所述第一阈值、并且所述第二检测值为所述第二阈值以上的情况下，判定所述手是以恒定的把持力把持所述把持对象物的把持力维持状态，在c)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值为所述第二阈值以下且所述第一检测值小于所述第二检测值的情况下，判定所述手从不把持所述把持对象物的状态变化为将所述手攥紧的自由把握动作状态，在d)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值大于所述第二阈值且所述第一检测值小于所述第二检测值的情况下，判定所述手从把持了所述把持对象物的状态变化为将所述手攥紧的把持进展状态，在e)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值大于所述第二阈值且所述第一检测值为所述第二检测值以上的情况下，判定所述手从把持了所述把持对象物的状态变化为将所述手张开的把持释放动作状态，在f)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值为所述第二阈值以下且所述第一检测值为所述第二检测值以上的情况下，判定所述手从不把持所述把持对象物的状态变化为将所述手张开的自由释放动作状态。
通过该方式的驱动装置，也能够基于第一力传感器的第一检测值以及第二力传感器的第二检测值来判定手的动作状态，通过致动器基于此来驱动佩戴机构，能够对手的动作，具体而言为被佩戴了驱动装置的手指的动作进行辅助。
(7)在上述方式的驱动装置中，所述控制部可以基于判定出的动作状态来切换所述致动器对所述佩戴机构的驱动状态。根据该方式的驱动装置，能够根据判定出的动作状态来对手的动作，具体而言为被佩戴了驱动装置的手指的动作进行辅助。例如，能够在空手的情况下加快动作，在把持的情况下减慢动作。
(8)在上述方式的驱动装置中，所述致动器包括压电驱动装置，该压电驱动装置产生对所述佩戴机构进行驱动的驱动力，所述压电驱动装置具有：具有第一面以及第二面的振动板、和被配置在所述振动板的所述第一面以及第二面中的至少一个面的振动构造体，所述振动构造体具有压电体、和夹持所述压电体的第一电极以及第二电极。根据该方式的驱动装置，由于能够使致动器成为简单、小型、薄型的构造，所以能够实现驱动装置的小型化、薄型化。
(9)根据本发明的其他方式，提供一种驱动装置。该驱动装置具备：佩戴机构，被佩戴于被佩戴部；致动器，对所述佩戴机构进行驱动；和第一力传感器以及第二力传感器，被设于所述佩戴机构来检测力。所述第一力传感器以及所述第二力传感器被设置在从所述第一力传感器获得的第一检测值与从所述第二力传感器获得的第二检测值根据所述被佩戴部的动作而变化的位置。所述致动器在所述第一检测值与所述第二检测值之差小于预先决定的第一阈值、并且所述第一检测值或者所述第二检测值大于预先决定的第二阈值的状态下，所述被佩戴部与设有对力进行检测的第三力传感器的物体接触的情况下，驱动所述佩戴机构以使所述第二检测值以及所述第三检测值成为恒定状态。
根据该方式的驱动装置，能够根据第三力传感器的第三检测值为恒定状态来确认正在以第二检测值为恒定状态的方式驱动佩戴机构。
(10)根据本发明的一个方式，提供一种用于对生物体的动作进行辅助的驱动装置。该驱动装置具备：佩戴机构，被佩戴于被佩戴部；致动器，对所述佩戴机构进行驱动；和多个第一力传感器，被配置在所述佩戴机构与所述被佩戴部之间。在上述方式的驱动装置中，当移动了被佩戴有佩戴机构的被佩戴部时，由于能够通过多个第一力传感器检测出取决于被佩戴部的位置而在佩戴机构与被佩戴部之间产生的力的偏颇、分布，所以能够高精度检测在佩戴机构与被佩戴部之间产生的力，可高精度地检测被佩戴了佩戴机构的被佩戴部的动作的状态。
(11)在上述方式的驱动装置中，所述致动器可以基于根据所述被佩戴部的动作而变化的从所述多个第一力传感器获得的多个第一检测值，来驱动所述佩戴机构。根据该方式的驱动装置，能够基于由多个第一力传感器获得的多个第一检测值来高精度地检测被佩戴了佩戴机构的被佩戴部的动作的状态，可根据被佩戴部的动作的状态来驱动佩戴机构。由此，能够对被佩戴部的动作进行辅助。
(12)在上述方式的驱动装置中，可以还具备夹着所述被佩戴部与所述多个第一力传感器对置配置的至少一个第二力传感器。根据该方式的驱动装置，能够还检测夹着被佩戴部与第一力传感器对置配置的第二力传感器侧的佩戴机构与被佩戴部之间产生的力。
(13)在上述方式的驱动装置中，所述致动器可以基于从所述多个第一力传感器获得的多个第一检测值以及从所述至少一个第二力传感器获得的至少一个第二检测值、即根据所述被佩戴部的动作而变化的多个第一检测值以及至少一个第二检测值，来驱动所述佩戴机构。根据该方式的驱动装置，能够基于夹着被佩戴部对置配置的多个第一力传感器的多个第一检测值以及至少一个第二力传感器的第二检测值，来高精度检测被佩戴了佩戴机构的被佩戴部的动作的状态，根据被佩戴部的动作的状态来驱动佩戴机构。由此，能够对被佩戴部的动作进行辅助。
(14)在上述方式的驱动装置中，可以具备夹着所述被佩戴部与所述多个第一力传感器对置配置的多个所述第二力传感器。根据该方式的驱动装置，由于能够由多个第一力传感器检测第一力传感器侧的佩戴机构与被佩戴部之间的接触力的分布，并且，由多个第二力传感器检测取决于与第一力传感器相反的第二力传感器侧的被佩戴了佩戴机构的被佩戴部的位置而在佩戴机构与被佩戴部之间产生的力的偏颇、分布，所以能够更高精度地检测在佩戴机构与被佩戴部之间产生的力。而且，能够基于多个第一力传感器的多个第一检测值以及多个第二力传感器的第二检测值，更高精度地检测被佩戴了佩戴机构的被佩戴部的动作的状态，根据被佩戴部的动作的状态来驱动佩戴机构。由此，能够对被佩戴部的动作进行辅助。
(15)在上述方式的驱动装置中，可以在所述多个第一力传感器与所述被佩戴部之间具备被配置成与所述多个第一力传感器相接的受压板。根据该方式的驱动装置，由于能够经由受压板向多个第一力传感器高效地传递在辅助驱动装置与被佩戴部之间产生的力，所以能够提高第一力传感器对接触力的检测精度。
(16)在上述方式的驱动装置中，所述被佩戴是手指，所述多个第一力传感器在所述手指的背侧至少沿着手指的长度方向配置。根据该方式的驱动装置，能够高精度地金策在佩戴机构与手指之间产生的力的偏颇、分布，可高精度地检测被佩戴了佩戴机构的手指的动作的状态，根据手指的动作的状态来驱动佩戴机构。由此，能够高精度地对手指的动作进行辅助。
(17)在上述方式的驱动装置中，所述致动器包括压电驱动装置，该压电驱动装置产生对所述佩戴机构进行驱动的驱动力，所述压电驱动装置具有：具有第一面以及第二面的振动板、和被配置在所述振动板的所述第一面以及第二面中的至少一个面的振动体，所述振动体具有压电体、和夹持所述压电体的第一电极以及第二电极。根据该方式的驱动装置，由于能够使致动器成为简单、小型、薄型的构造，所以能够实现驱动装置的小型化、薄型化。
除了上述驱动装置之外，本发明还能够通过对上述驱动装置进行驱动的驱动方法等各种方式来实现。
附图说明
图1是表示第一实施方式的指关节驱动装置的使用状态的立体图。
图2是图1中的A－A线剖视图。
图3是表示从图2所示的状态将手指弯曲了的状态的剖视图。
图4是表示图1所示的致动器的一个例子的说明图。
图5是对压电驱动装置的动作原理进行表示的说明图。
图6是表示在控制部中根据第一力传感器以及第二力传感器的检测值进行的致动器的动作的控制的例子的说明图。
图7是对控制部执行的与第一力传感器以及第二力传感器的输出对应的控制处理进行表示的流程图。
图8是表示与图6同样地在控制部中根据第一力传感器以及第二力传感器的检测值进行的致动器的动作的控制的其他例的说明图。
图9是表示图7的控制流程的变形例的说明图。
图10是对确认把持力维持状态的方法进行表示的说明图。
图11是表示与图6同样地在控制部中根据第一力传感器以及第二力传感器的检测值进行的致动器的动作的控制的例子的说明图。
图12是第二实施方式的指关节驱动装置的剖视图。
图13是表示在控制部中根据第一力传感器以及第二力传感器的检测值进行的致动器的动作的控制的例子的说明图。
图14是对控制部执行的与第一力传感器以及第二力传感器的输出对应的控制处理进行表示的流程图。
图15是表示图14的控制流程的变形例的说明图。
图16是第三实施方式的指关节驱动装置的剖视图。
图17是表示从图16所示的状态将手指弯曲了的状态的剖视图。
图18是对控制部执行的与多个第一力传感器以及一个第二力传感器的输出对应的控制处理进行表示的流程图。
图19是对通过配设多个第一力传感器而获得的效果进行表示的说明图。
图20是第四实施方式的指关节驱动装置的剖视图。
图21是对控制部执行的与多个第一力传感器以及多个第二力传感器的输出对应的控制处理进行表示的流程图。
图22是第五实施方式的指关节驱动装置的剖视图。
图23是对控制部执行的与多个第一力传感器的输出对应的控制处理进行表示的流程图。
具体实施方式
以下，作为本发明的驱动装置，以被佩带于作为被佩戴部的手指来辅助(帮助)手指进行弯曲或者伸展的动作的指关节驱动装置为例来进行说明。其中，在以下的实施方式中，有时对相同的构成部件赋予相同的附图标记而省略或者简化它们的说明。
A.第一实施方式：
图1是表示第一实施方式的指关节驱动装置1的使用状态的立体图。图2是图1中的A－A线剖视图。图3是表示从图2所示的状态将手指弯曲了的状态的剖视图。
假定为指关节驱动装置1被佩戴在例如因事故或疾病等而影响手指的弯曲伸展的人、或握力降低的人、因老龄而力量变弱的老人等的手100。在本实施方式中，指关节驱动装置1被佩带于食指101，被用于辅助食指101的指关节的屈伸(即，转动)。该指关节驱动装置1具备第一基底部2、第一连杆部3、第二连杆部4、和第二基底部5，这些部件彼此从手臂侧朝向指尖侧按顺序连结。也将这4个部件2～5称为“第一部件2”、“第二部件3”、“第三部件4”、“第四部件5”。如图1所示，指关节驱动装置1还具备致动器6A和控制部10。
第一基底部2在佩戴状态下被配置于食指101的基节102的手背105侧。第一基底部2是外形形状呈偏平的块状的部件。另外，第一基底部2使用第一佩戴绑带20A被佩带于食指101的基节102。第一佩戴绑带20A由能够长度的带体构成，其各端部201分别被固定在第一基底部2的各侧面22。该第一佩戴绑带20A绕到食指101的基节102的手掌106侧、即图1的纸面里侧，通过使第一基底部2紧贴于基节102，来防止第一基底部2从基节102脱离。
第二基底部5被配置在比第一基底部2靠指尖侧、即食指101的中节103的手背105侧。第二基底部5是外形形状呈偏平的块状的部件。另外，第二基底部5与第一基底部2同样地使用第二佩戴绑带20B被佩带于食指101的中节103。
第一连杆部3被设在第一基底部2的指尖侧。第一连杆部3是全长比第一基底部2、第二基底部5的全长长的部件。该第一连杆部3具有顶板31、和从顶板31的两个边缘部分别突出的侧壁32。而且，在两个侧壁32之间夹入第一基底部2。另外，各侧壁32与第一基底部2的侧面22之间经由转动支承部11连结。转动支承部11由设于侧壁32以及第一基底部2中的一方的轴(省略图示)、和设于另一方并被插入轴的轴承(省略图示)构成。另外，当假设了食指101的基节102与中节103之间的近位指节间关节107因屈伸而转动时的转动轴O107时，转动支承部11的转动轴O11与转动轴O107平行。通过这样的构成的转动支承部11，第一连杆部3能够相对于第一基底部2绕转动轴O11进行转动。
第二连杆部4被设在第一连杆部3的指尖侧。第二连杆部4具有相对第二基底部5进行滑动的滑动部41、和从滑动部41上突出的突出部42。
如图2、图3所示，第二连杆部4的滑动部41是具有中空部411的筒状的部分，第二基底部5的导轨部53在该中空部411中进行插通。导轨部53的全长被设定得比滑动部41的全长充分长。通过滑动部41在被导轨部53引导的同时进行滑动，第二基底部5能够相对于第一基底部2相对接近或者分离。其中，图2表示了第二基底部5接近了第一基底部2的状态、即近位指节间关节107伸展而将食指101伸开的状态。图3表示了第二基底部5远离了第一基底部2的状态、即近位指节间关节107弯曲而将食指101弯曲了的状态。
第二连杆部4的突出部42被夹在第一连杆部3的两个侧壁32之间，突出部42与各侧壁32之间经由转动支承部12连结。转动支承部12由设于突出部42以及侧壁32中的一方的轴(省略图示)、和设于另一方并被插入了轴的轴承(省略图示)构成。另外，转动支承部12的转动轴O12与转动轴O107平行。通过这样的构成的转动支承部12，第二连杆部4能够与第一连杆部3同样地绕与转动轴O107平行的转动轴O12进行转动。通过转动轴O11以及转动轴O12分别与转动轴O107平行，能够利用指关节驱动装置1使近位指节间关节107容易屈伸、即在防止对近位指节间关节107施加不合理的力的同时，使其屈伸。
作为第一基底部2、第一连杆部3、第二连杆部4、第二基底部5的构成材料，没有特别限定，例如能够使用聚乙烯等那样的各种树脂材料、或铝等那样的各种金属材料。另外，作为第一佩戴绑带20A、第二佩戴绑带20B的构成材料，没有特别限定，例如能够使用硅酮橡胶等那样的各种橡胶材料。
如图2、3所示，在第二基底部5的中节103的背侧的面51配设有第一力传感器S1，在第二佩戴绑带20B的中节103的腹侧的面配设有第二力传感器S2。即，作为两个力传感器的第一力传感器S1以及第二力传感器S2隔着中节103而对置。优选第一力传感器S1以及第二力传感器S2沿着食指101转动的方向对置配置。具体而言，当假定了将第一力传感器S1与第二力传感器S2相互相向的面的中心彼此连接的直线Lp时，优选被配置在该直线Lp与近位指节间关节107的转动轴O107垂直、且与近位指节间关节107进行转动的面平行的位置。优选该配置的理由如后述那样，当人想要屈伸食指101时，从两个力传感器S1、S2的检测值中将手指的屈伸动作中的力矩分量排除，基于两个力传感器S1、S2的检测值来容易地推断该屈伸的意图。不过，并不限定于该配置，只要第一力传感器S1被配置于手指的背，第二力传感器S2被配置于手指的腹侧即可。
第一力传感器S1是在利用后述的致动器6A对近位指节间关节107的转动进行辅助时，用于检测从第二基底部5的面51对中节103的背侧施加的力、以及从中节103的背侧向第二基底部5的面51侧施加的力的力觉传感器。第二力传感器S2是用于检测从中节103的腹侧向第二佩戴绑带20B侧施加的力、以及食指101把持了把持对象物(不图示)时从把持对象物经由第二佩戴绑带20B对中节103的腹侧施加的力的力觉传感器。第一力传感器S1以及第二力传感器S2的检测值被用于控制部10对致动器6A的动作的控制。控制部10基于第一力传感器S1以及第二力传感器S2的检测值来控制致动器6A的动作状态，具体而言控制第一连杆部3的转动状态，使近位指节间关节(第二关节)107屈伸。
图4是表示图1所示的致动器6A的一个例子的说明图。其中，以下为了便于说明，将图4中的纸面近前侧称为“表侧”，将其相反侧称为“里侧”。致动器6A是在第一连杆部3相对于第一基底部2进行转动时，对转动支承部11的轴赋予力的机构部。致动器6A具有与转动支承部11的轴同心连结的第一转子61、使第一转子61旋转的第二转子62、使第二转子62旋转的第三转子63、和使第三转子63旋转的压电驱动装置64。第一转子61、第二转子62和第三转子63构成1组齿轮传动链(Geartrain)，若通过压电驱动装置64使第三转子63旋转，则第一转子61与之对应进行旋转。另外，转动支承部11的轴根据第一转子61的旋转而旋转，与之对应，第一连杆部3相对第一基底部2进行旋转。
压电驱动装置64是具有包含5个压电元件651的2组振动构造体65、和插入贴合在它们之间的振动板66的层叠体。其中，振动构造体也被称为“振动体”。
振动构造体65的5个压电元件651分别具有压电体、和夹持压电体的第一电极以及第二电极(省略图示)。其中，第一电极与第二电极中的任意一个电极可以作为共用电极。这些压电元件651与控制部10(图1)电连接。其中，只要具有至少一个振动构造体65所含的压电元件651即可，其数量、配置能够采用除此以外的各种方式。另外，振动构造体65只要设在振动板66的两个面(第一面以及第二面)中的至少一个面即可。
在压电驱动装置64的端部设有突起部67。在压电驱动装置64的两侧面，用于支承压电驱动装置64的多个支承部68被设在与振动的节对应的位置。这些支承部68与振动板66形成为一体。其中，优选从振动板66的同一侧面突出的多个支承部68彼此经由连结板69而连结。
图5是对压电驱动装置64的动作原理进行表示的说明图。压电驱动装置64在以恒定周期对各压电驱动装置64的压电元件651施加了电压时，通过压电驱动装置64的突起部67进行伸缩或者椭圆运动来进行动作。即，若如图5(a)所示，将相互位于对角线的位置的两个压电元件651作为1组，并施加特定频率的电压，则压电驱动装置64弯曲而变形为蜿蜒形状(S字形状)，突起部67的前端向特定的方向进行往复运动、或者进行椭圆运动。结果，与突起部67相接的第三转子63(图4)向规定的方向旋转。另外，若如图5(b)所示，对另1组的压电元件651施加特定频率的电压，则第三转子63向相反方向旋转。其中，关于压电驱动装置64(或者振动构造体65)的这样的动作，被记载于先行技术文献(日本特开2004－320979号公报、或者对应的美国专利第7224102号)，可通过参照将其公开内容引入。
这样，在指关节驱动装置1中，能够可靠地进行使用了压电驱动装置64的第一连杆部3的转动。另外，压电驱动装置64能够实现指关节驱动装置1的小型化、薄型化。
控制部10(图1)基于预先存储的程序来控制致动器6A的动作，如后述那样，根据上述第一力传感器S1以及第二力传感器S2的检测值来控制致动器6A的动作。该控制部10与纽扣电池等电池(未图示)一起被内置于例如第二连杆部4。此外，作为控制部10的构成，没有特别限定，例如可以作为专用电路来实现，或者能够采用具有微处理器和存储器的电路构成。
对以上说明了的构成的指关节驱动装置1的动作简要进行说明。在图2所示的状态下，指关节驱动装置1的第一基底部2被佩带于食指101的基节102，第二基底部5被佩带于中节103。而且，若从该状态起致动器6A为了使第一连杆部3相对第一基底部2旋转而动作，则如图3所示，能够使第一连杆部3与第二连杆部4沿图中的逆时针转动。由此，食指101的中节103连同第二基底部5朝向图3中的右斜下方按压。结果，食指101的近位指节间关节107弯曲，能够向攥紧食指101的方向移动。另外，若从图3所示的状态使第一连杆部3顺时针转动，则如图2所示，食指101的中节103连同第二基底部5朝向图中的左斜上方拉动。结果，食指101的近位指节间关节107伸展，能够向展开食指101的方向移动。此外，如果近位指节间关节107弯曲(或者伸展)，则第二基底部5与第一基底部2分离(或者接近)，由于如上述那样第二连杆部4与第二基底部5能够相对移动，所以第二基底部5相对第一基底部2的分离(或者接近)能迅速且顺利地进行。由此，能够容易地弯折近位指节间关节107，可减轻对食指101的负担。
其中，指关节驱动装置1的佩戴者(使用者)能够使不受该指关节驱动装置1的辅助的食指101的远位指节间关节109、大拇指、中指、无名指、小指(参照图1)与食指101的近位指节间关节107独立地屈伸。
另外，对佩戴状态的指关节驱动装置1而言，在本实施方式中，第一基底部2被配置于食指101的基节102，第二基底部5被配置于中节103，但并不限定于这样的配置。例如，也可以是在佩戴状态下，第一基底部2被配置于手背105，第二基底部5被配置于食指101的基节102。该情况下，能够通过指关节驱动装置1使中手指节关节(第三关节)108屈伸。此外，也可以是在佩戴状态下，第一基底部2被配置于食指101的中节103，第二基底部5被配置于末节104。该情况下，能够通过指关节驱动装置1使远位指节间关节(第一关节)109屈伸。另外，也可以是在佩戴状态下，第一基底部2被配置于食指101的中节103，第二基底部5被配置于与第一基底部2相比靠向指尖相反侧、即手臂侧的基节102。该情况下，能够与本实施方式的佩戴状态同样地通过指关节驱动装置1使近位指节间关节107屈伸。
另外，指关节驱动装置1相对于手100的佩戴位置(被佩戴部)在本实施方式中为食指101，但并不局限于此，例如，也可以是大拇指、中指、无名指、小指。
此外，致动器6A在本实施方式中承担第一连杆部3的转动，但并不局限于此，也可以承担第二连杆部4的转动。该情况下，也同样能够可靠地进行第二连杆部4的转动，另外，还有助于指关节驱动装置1的小型化、薄型化。
其中，第一基底部(第一部件)2、第一连杆部(第二部件)3、第二连杆部(第三部件)4、第二基底部(第四部件)5、第一佩戴绑带20A、和第二佩戴绑带20B相当于本发明的“佩戴机构”。另外，第二基底部5相当于本发明的“辅助部”，第二佩戴绑带20B相当于本发明的“夹持部”，第二基底部5以及第二佩戴绑带20B相当于本发明的“辅助单元”。
图6是表示在控制部10中根据第一力传感器S1以及第二力传感器S2的检测值进行的致动器6A的动作的控制的例子的说明图。图6表示了指关节驱动装置1的佩戴者(使用者)在握紧手100把持了把持对象物之后，将手100张开而放开把持对象物的一系列的动作中的各种参数的变化。作为参数，表示了第一力传感器S1的输出(检测值：s1)以及第二力传感器S2的输出(检测值：s2)、二者之差的绝对值|s1－s2|、第一连杆部3的动作速度(转动速度)、以及由致动器6A赋予的辅助力(以下也称为“把持力”)。其中，以下将不抓住把持对象物的状态也称为“自由(状态)”，将抓住把持对象物的状态也称为“把持(状态)”。
在图6的开始时刻，手100处于什么也不把持的自由的静止状态，指关节驱动装置1的动作状态为“自由静止状态U6”。该情况下，第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出为零。实际上，对这些力传感器S1、S2施加佩戴时的来自佩戴绑带的加压，但这里假定为这些加压被校准而输出变为“0”。以下，以校准时的加压为基准，将从加压开始被施加的力称为“正的力”，将从加压开始减少的力称为“负的力”。在时刻t1，如果佩戴者向弯曲食指101的方向开始该动作，则第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出产生变化。具体而言，第一力传感器S1的输出暂时降低，第二力传感器S2的输出增大。然后，从在时刻t2输出差|s1－s2|变为动作判定阈值Ta以上的时刻起，开始致动器6A对第一连杆部3的辅助。将从该时刻t2起的指关节驱动装置1的动作状态称为“自由把握动作状态U2”。在该自由把握动作状态U2下，对第二力传感器S2施加正的力，对第一力传感器S1施加负的力。此时，致动器6A使第一连杆部3以与输出差|s1－s2|对应的动作速度转动，以便食指101弯曲来辅助手100的攥紧。
然后，若在时刻t3食指101与把持对象物接触，则对第二力传感器S2施加与攥紧把持对象物的程度对应的正的力，并且，对第一力传感器S1也从中节103的背侧施加正的力，输出差|s1－s2|减少。此时，虽然第一连杆部3的转动速度减少，但与此相伴，致动器6A对第一连杆部3进行驱动的力(扭矩)增加，会增强食指101的把持力。而且，从在时刻t4第一力传感器S1的输出变为把持判定阈值Tb以上的时刻起，指关节驱动装置1的动作状态成为进一步握紧所把持的把持对象物的“把持进展状态U1”。此时，由致动器6A引起的第一连杆部3的动作速度成为在非常小的状态下向“0”进一步减少的状态，但致动器6A对第一连杆部3进行驱动的力(扭矩)进一步增加。而且，从在时刻t5输出差|s1－s2|变得小于动作判定阈值Ta的时刻起，指关节驱动装置1的动作状态变为维持把持对象物的把持力的状态。将该状态称为“把持力维持状态U5”。在该状态下，第一力传感器S1与第二力传感器S2的输出几乎相等，被指关节驱动装置1施加恒定的辅助力，把持对象物被手100以恒定的把持力把持。
如果在把持力维持状态U5的最后，佩戴者开始将手100张开的动作，则第二力传感器S2的输出变得比第一力传感器S1的输出小并减少，在时刻t6输出差|s1－s2|变为动作判定阈值Ta以上。从此，指关节驱动装置1的动作状态从把持力维持状态U5变为开始了将手100张开来使把持对象物从手100离开的动作的“把持释放动作状态U3”。该情况下，由致动器6A引起的第一连杆部3的动作速度从“0”缓缓增加，与之对应，辅助力逐渐减少。而且，手100的张开变大，第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出变小，从在时刻t7第二力传感器S2的输出变得小于把持判定阈值Tb的时刻起，指关节驱动装置1的动作状态成为“自由释放动作状态U4”。而且，在时刻t8第二力传感器S2的输出变为“0”的时刻，把持对象物被实际释放，手100实际上成为自由的状态，辅助力变为“0”。其中，在自由释放动作状态U4下，伴随着将手100张开的动作，对第一力传感器S1施加正的力。此时，致动器6A使第一连杆部3以与输出差|s1－s2|对应的动作速度转动，来辅助近位指节间关节107的转动而辅助食指101的伸展，使得手100的张开受到辅助。
而且，在佩戴者即将停止将手100张开的动作之前，第一力传感器S1的输出也变小，在时刻t9输出差|s1－s2|变得小于动作判定阈值Ta。此时，指关节驱动装置1的动作状态返回到佩戴者停止了将手100张开的动作的“自由静止状态U6”。图6所示的指关节驱动装置1的动作通过控制部10根据第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出，进行以下说明的控制处理来执行。
图7是针对控制部10执行的与第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出对应的控制处理进行表示的流程图。该控制流程在起动了指关节驱动装置1的电源之后被反复执行，直至切断电源为止。
首先，在步骤S102中，取得第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出的值，在步骤S104中，判定佩戴者的动作意向的有无。具体而言，以第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出差|s1－s2|是否是动作判定阈值Ta以上来判定佩戴者的动作意向的有无。例如，在图6的时刻t2以及时刻t6判定为有佩戴者的动作意向，在图6的时刻t5以及时刻t9判定为没有佩戴者的动作意向。其中，考虑防止误动作以及能够判定佩戴者的动作意向等，而预先通过实验确认设定了动作判定阈值Ta的值。而且，如以下说明那样，在判定为有动作意向的情况下执行步骤S106～步骤S124的处理，在判定为没有动作意向的情况下执行步骤S128～步骤S132的处理。
当在步骤S104中判定为有动作意向时，接下来，在步骤S106中，将第一力传感器S1的输出与第二力传感器S2的输出进行比较，来判定佩戴者意图的动作的方向。而且，如以下说明那样，在第二力传感器S2的输出大于第一力传感器S1的输出的情况下，判定为动作方向是将手攥紧的方向(弯曲手指的方向)而执行步骤S108～步骤S114的处理，在第二力传感器S2的输出为第一力传感器S1的输出以下的情况下，判定为动作方向是将手张开的方向(伸开手指的方向)而执行步骤S118～步骤S124的处理。
在判定为动作方向是将手攥紧的方向时，在步骤S108中，判定第一力传感器S1的输出是否为把持判定阈值Tb以上。这里，在第一力传感器S1的输出小于把持判定阈值Tb的情况下，将指关节驱动装置1的动作状态设为自由把握动作状态U2(参照图6)，在步骤S110中根据输出差|s1－s2|来决定用于将手攥紧的动作速度。与此相对，在第一力传感器S1的输出为把持判定阈值Tb以上的情况下，将指关节驱动装置1的动作状态设为把持进展状态U1(参照图6)，在步骤S112中根据输出差|s1－s2|来决定用于在把持状态下进一步将手攥紧的动作速度。而且，在步骤S114中对致动器6A指示以所决定的动作速度将手攥紧的动作，致动器6A使第一连杆部3以被指示的动作速度转动。
另一方面，当在步骤S106中判定为动作方向是将手张开的方向时，在步骤S118中与步骤S108同样地判定第二力传感器S2的输出是否为把持判定阈值Tb。这里，在第二力传感器S2的输出为把持判定阈值Tb以上的情况下，将指关节驱动装置1的动作状态设为把持释放动作状态U3(参照图6)，在步骤S120中根据输出差|s1－s2|来决定从把持状态将手张开的动作速度。与此相对，在第二力传感器S2的输出小于把持判定阈值Tb的情况下，将指关节驱动装置1的动作状态设为自由释放动作状态U4(参照图6)，在步骤S122中根据输出差|s1－s2|来决定用于在空手(freehand)状态下进一步将手张开的动作速度。而且，在步骤S124中与步骤S114同样地对致动器6A指示以所决定的动作速度将手张开的动作，致动器6A使第一连杆部3以被指示的动作速度转动。
另外，当在步骤S104中判定为没有动作意向时，判定第一力传感器S1的输出是否为把持判定阈值Tb。这里，在第一力传感器S1的输出为把持判定阈值Tb以上的情况下，将指关节驱动装置1的动作状态判定为把持力维持状态U5(参照图6)，指示致动器6A以在该时刻产生的驱动力维持动作，致动器6A维持第一连杆部3的驱动的状态。与此相对，在第一力传感器S1的输出小于把持判定阈值Tb的情况下，将指关节驱动装置1的动作状态判定为自由静止状态U6(参照图6)，对致动器6A指示自由的静止状态，致动器6A停止第一连杆部3的驱动。
在以上说明的控制流程中，取得两个力传感器S1、S2的输出的值，通过基于所取得的输出值的动作意向判定(有无活动手的意向)、动作方向判定(将手攥紧/张开)和把持判定(把持/自由)，来判定指关节驱动装置1的动作状态。具体而言，判定将指关节驱动装置1的动作状态设为把持进展状态U1、自由把握动作状态U2、把持释放动作状态U3、自由释放动作状态U4、把持力维持状态U5和自由静止状态U6中的哪一个状态，使致动器6A驱动第一连杆部3，以便指关节驱动装置1成为与该动作状态对应的动作。由此，能够与两个力传感器S1、S2的输出来检测佩戴者的动作意向，并与之对应地使指关节驱动装置1动作，可对佩戴了指关节驱动装置1的手100，更具体而言，对食指101的动作进行辅助。其中，根据上述说明可知，动作判定阈值Ta以及把持判定阈值Tb相当于本发明的第一阈值以及第二阈值。
图8是与图6同样地表示在控制部10中根据第一力传感器S1以及第二力传感器S2的检测值进行的致动器6A的动作的控制的其他例的说明图。如上所述，图6的例子表示了在对与佩戴时的加压对应的检测值进行校准而第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出变为“0”的状态的情况下，在自由把握动作状态U2下对第一力传感器S1施加负的力的情况。与此相对，图8的例子表示了未施加佩戴时的加压的状态，或者由于佩戴时的加压小所以在自由把握动作状态U2下对第一力传感器S1施加的负的力小到能够忽略的程度，因此在自由把握动作状态U2下第一力传感器S1的输出为“0”的状态。其他方面与图6相同。
图9是表示图7的控制流程的变形例的说明图。该控制流程进行了对与在图7的控制流程的步骤S110、S112、S120、S122、S130、S132中分别判定出的动作状态对应的动作速度进行决定的处理。与此相对，图9的控制流程是将图7的控制流程的步骤S110、S112、S120、S122、S120分别作为步骤S110b、S112b、S120b、S122b、S130b、S132b，来决定与各自判定出的动作状态对应的动作距离的处理。决定致动器6A对第一连杆部3的驱动量的参数不是动作速度而是动作距离。该情况下，也同样能够基于第一力传感器S1以及第二力传感器S2这两个力传感器的输出来检测佩戴者的动作意向，通过据此使指关节驱动装置1动作，例如图6所示那样辅助佩戴了指关节驱动装置1的手，更具体而言为食指101的动作。
其中，在把持力维持状态U5下维持恒定的把持力的状态也包括以维持恒定的把持力的方式在恒定的变动范围内进行变动的状态。例如，也可以是第一力传感器S1的输出与第二力传感器S2的输出以能够获得恒定的把持力的状态为基准而进行变动，同时整体维持恒定的把持力的状态。作为在把持力维持状态U5下由致动器6A赋予的辅助力，例如能够利用以下那样的各种力。
(1)不随时间变化的恒定的力
(2)力以振动方式周期性变化，但能够将把持状态维持为恒定的力
(3)力以振动方式随机变化，但能够将把持状态维持为恒定的力
这些力在进行用于稳定地把持把持对象物的辅助这一意义下，都具有大致同样的作用。这样，本说明书中“恒定的力”这一用语在广义上具有包括与上述(1)～(3)同样的各种力的广泛的意思。另一方面，“不随时间变化的恒定的力”这一语句具有包括上述(1)但不包括上述(2)、(3)的狭义的意思。其中，优选力的振动的宽幅度例如为±0.001N/mm2以内。这样的把持力维持状态U5能够根据以下说明的方法来确认。其中，在力以振动方式变化的情况下，两个力传感器S1、S2的检测值也根据变化而以振动方式发生变化。
图10是对确认把持力维持状态U5的方法进行表示的说明图。图10示意性地表示了图2的剖视图的指关节驱动装置1以及把持对象物。如图10所示，利用设有使用了与第一力传感器S1以及第二力传感器S2相同的力觉传感器的第三力传感器S3的把持对象物。第三力传感器S3的设置位置为与设于第二佩戴绑带20B的第二力传感器S2对置的把持对象物的面。而且，通过把持该把持对象物，能够确认把持力维持状态U5。
图11是表示与图6同样地在控制部10中根据第一力传感器S1以及第二力传感器S2的检测值进行的致动器6A的动作的控制的例子的说明图。图11表示了通过与图6同样的步骤，指关节驱动装置1的佩戴者在将手100攥紧而把持了具有第三力传感器S3的把持对象物之后，将手100张开而放开把持对象物的一系列动作中的各种参数的变化。作为参数，表示了第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出、第二力传感器S2以及第三力传感器S3的输出(检测值：s3)、以及第一连杆部3的动作速度(转动速度)。
如图11所示，在时刻t2～时刻t3之间的自由把握动作状态U2下，把持对象物的第三力传感器S3的输出为“0”，但在时刻t3与把持对象物接触之后，第三力传感器S3的输出根据把持对象物被手100的手掌捏握的状态而急剧变大。而且，在时刻t4第一力传感器S1的输出变为把持判定阈值Tb以上而成为把持进展状态U1之后，第三力传感器S3的输出与经由第二佩戴绑带20B而相接的第二力传感器S2的输出一致地变大。而且，在成为把持力维持状态U5的时刻t5～时刻t6之间，第三力传感器S3的输出维持与第二力传感器S2以及第一力传感器S1的输出相同的恒定的大小。而且，在时刻t6变为把持释放动作状态U3之后，根据将手100张开的程度，第三力传感器S3的输出与第二力传感器S2的输出一致地逐渐减少，在时刻t8把持对象物被释放的时刻，变为“0”。
根据以上的说明可知，通过确认第三力传感器S3的输出的值(检测值)，能够确认在把持力维持状态U5的状态下指关节驱动装置1的把持力维持恒定的大小。
B.第二实施方式：
图12是第二实施方式的指关节驱动装置1B的剖视图。图12对应于图2所示的第一实施方式的指关节驱动装置1的A－A线剖视图。
本实施方式的指关节驱动装置1B与第一实施方式的指关节驱动装置1的不同之处在于，第二力传感器S2不设于第二佩戴绑带20B的朝向中节103的腹侧的面，而设于与中节103相反侧的第二佩戴绑带20B的面，。另外，本实施方式的指关节驱动装置1B根据第二力传感器S2的配置的不同，由控制部10执行的控制动作不同。此外，本实施方式的指关节驱动装置1B关于其他方面与第一实施方式的指关节驱动装置1相同。鉴于此，以下，仅对由控制部10执行的控制动作进行说明。
图13是表示在控制部10中根据第一力传感器S1以及第二力传感器S2的检测值进行的致动器6A的动作的控制的例子的说明图。图13表示了与图6同样地指关节驱动装置1B的佩戴者在将手100攥紧而把持了把持对象物之后，将手100张开而放开把持对象物的一系列动作中的各种参数的变化。作为参数，表示了第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出(检测值)、它们之差的绝对值|s2－((s1－BL)|、以及第一连杆部3的动作速度(转动速度)。
如图13所示，首先，手100处于空手的静止的状态，指关节驱动装置1B的动作状态成为自由静止状态U6。该情况下，由于不对第二力传感器S2施加佩戴时的加压，所以为“0”。与此相对，对第一力传感器S1施加佩戴时的加压，作为其输出值(检测值)，例如产生基值BL的偏移。因此，在本实施方式的第二力传感器S2的配置构造的情况下，由于在空手的状态下，对第二力传感器S2不施加力，所以第二力传感器S2的输出保持“0”不变。另一方面，即便是空手的状态，第一力传感器S1的输出也根据佩戴者活动手100的动作而以基值BL为基准来变化。例如，由于将手100攥紧的动作向不对第一力传感器S1施加力的方向活动，所以第一力传感器S1的输出比基值BL减少。另一方面，由于将手100张开的动作向对第一力传感器S1施加力的方向活动，所以第一力传感器S1的输出比基值BL增大。另外，在把持状态下，对第二力传感器S2施加因被把持对象物按压而引起的正的力，并且，经由中节103对第一力传感器S1也施加力。因此，能够如后述那样，基于第二力传感器S2的输出、从第一力传感器S1的输出减去了作为偏移的基值BL之后的第一力传感器S1的输出(以下也称为“第一力传感器S1的输出(s1－BL)”)、以及这些输出之差的绝对值(输出差|s2－(s1－BL)|)，来进行佩戴者活动手100的动作状态的判定，并且，控制指关节驱动装置1的动作状态。
如果在时刻t1佩戴者为了对把持对象物进行把持而向弯曲食指101的方向开始该动作，则第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出产生变化。具体而言，第一力传感器S1的输出(s1－BL)比第二力传感器S2的输出(“0”)变小。而且，从在时刻t2输出差|s2－(s1－BL)|变为动作判定阈值Ta以上的时刻起，指关节驱动装置1B的动作状态成为自由把握动作状态U2。此时，致动器6A使第一连杆部3以与输出差|s2－(s1－BL)|对应的动作速度转动，以便食指101弯曲来辅助手100的攥紧。
而且，如果在时刻t3食指101与把持对象物接触，则对第二力传感器S2施加与攥紧把持对象物的程度对应的正的力，并且，从中节103的背侧对第一力传感器S1也施加正的力，指关节驱动装置1B的动作状态从自由把握动作状态U2变为把持进展状态U1。该情况下，由致动器6A引起的第一连杆部3的动作速度减少，成为朝向“0”减少的状态，但与输出差|s2－(s1－BL)|对应的驱动力(扭矩)作为用于对把持对象物的把持进行辅助的辅助力，被从致动器6A施加给第一连杆部3。由此，第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出在保持第二力传感器S2的输出比第一力传感器S1的输出(s1－BL)大的状态不变的情况下上升，用于对用手100攥紧把持对象物的把持力进行辅助的辅助力增加(参照图6)。
而且，从在时刻t5输出差|s2－(s1－BL)|变得小于动作判定阈值Ta的时刻起，指关节驱动装置1B的动作状态变为把持力维持状态U5。在该状态下，第一力传感器S1的输出(s1－BL)与第二力传感器S2的输出几乎相等，通过指关节驱动装置1B被施加恒定的辅助力，把持对象物被手100以恒定的把持力把持。
如果在把持力维持状态U5的最后，佩戴者开始将手100张开的动作，则第一力传感器S1的输出(s1－BL)变得比第二力传感器S2的输出小并减少，如果在时刻t6输出差|s2－(s1－BL)|变为动作判定阈值Ta以上，则指关节驱动装置1B的动作状态从把持力维持状态U5变为把持释放动作状态U3。而且，对应于手100的张开变大，第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出变小，在第二力传感器S2的输出为“0”的时刻，成为把持对象物被释放的状态。这里，在输出差|s2－(s1－BL)|为动作判定阈值Ta以上的情况下，如图13所示，指关节驱动装置1B的动作状态成为自由释放动作状态U4。在自由释放动作状态U4下，对第一力传感器S1施加比基值BL大的正的力，第二力传感器S2处于为“0”的状态。此时，致动器6A使第一连杆部3以与输出差|s2－(s1－BL)|对应的动作速度转动，对近位指节间关节107的转动进行辅助来辅助食指101的伸展，从而辅助手100的张开。
而且，在佩戴者即将停止将手100张开的动作之前，第一力传感器S1的输出也变小，输出差|s2－(s1－BL)|变得小于动作判定阈值Ta。此时，指关节驱动装置1B的动作状态返回到自由静止状态U6。图13所示的指关节驱动装置1B的动作通过控制部10根据第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出进行以下说明的控制处理来执行。
图14是针对控制部10执行的与第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出对应的控制处理进行表示的流程图。该控制流程在起动了指关节驱动装置1B的电源之后被反复执行，直到切断电源而停止动作为止。该控制流程是将图7所示的控制流程的步骤S104～S108、S118、S128置换成步骤S204～S212的流程，步骤S102、S110～S114、S120～S124、S130、S132的各处理是相同的。
在步骤S102中取得了第一力传感器S1以及第二力传感器S2的输出的值之后，在步骤S204中判定是否是把持状态。具体而言，判定所取得的第二力传感器S2的输出值是否大于“0”。其中，“0”相当于把持判定阈值Tb。例如，在图13的时刻t3以前，由于第二力传感器S2的输出值为“0”，所以判定为不是把持状态，在时刻t3到时刻t7以前，由于第二力传感器S2的输出大于“0”，所以判定为把持状态。
在判定为把持状态的情况下，在步骤S206中判定佩戴者的动作意向的有无。具体而言，判定输出差|s2－(s1－BL)|是否为动作判定阈值Ta以上。例如，在图13的时刻t2～时刻t5、以及时刻t6～时刻t8判定为有佩戴者的动作意向。另外，在时刻t5～时刻t6判定为没有佩戴者的动作意向。
在判定为不是把持状态的(非把持状态(空手状态))的情况下，与步骤S206同样在步骤S210中判定佩戴者的动作意向的有无。其中，在步骤S210中，由于不是把持状态、第二力传感器S2的输出为“0”，所以实际上以基值BL与第一力传感器S1的输出的输出差|s1－BL|是否为动作判定阈值Ta以上来判定佩戴者的动作意向。例如，在图13的时刻t2～t3、以及时刻t8～时刻t9判定为有佩戴者的动作意向。另外，在时刻t1以前以及时刻t9以后判定为没有佩戴者的动作意向。
当在步骤S206中判定为在把持状态下有动作意向时，在步骤S208中，将第二力传感器S2的输出与第一力传感器S1的输出(s1－BL)进行比较，来判定佩戴者意图的动作的方向。在第二力传感器S2的输出大于第一力传感器S1的输出(s1－BL)的情况下，判定动作方向为将手攥紧的方向(弯曲手指的方向)，将指关节驱动装置1B的动作状态设为把持进展状态U1(参照图13)，并在步骤S112中根据输出差|s2－(s1－BL)|来决定用于在把持状态下进一步将手攥紧的的动作速度。而且，在步骤S114中对致动器6A指示以所决定的动作速度将手攥紧的动作，致动器6A使第一连杆部3以被指示的动作速度转动。另一方面，在第二力传感器S2的输出为第一力传感器S1的输出(s1－BL)以下的情况下，判定动作方向为将手张开的方向(伸开手指的方向)，将指关节驱动装置1B的动作状态设为把持释放动作状态U3(参照图13)，并在步骤S120中根据输出差|s2－(s1－BL)|来决定从把持状态将手张开的动作速度。而且，在步骤S124中与步骤S114同样地对致动器6A指示以所决定的动作速度将手张开的动作，致动器6A使第一连杆部3以被指示的动作速度转动。
另一方面，当在步骤S206中判定为在把持状态下没有动作意时，将指关节驱动装置1B的动作状态设为把持力维持状态U5(参照图13)，在步骤S130中，指示致动器6A维持在该时刻产生的驱动力下的动作，致动器6A维持第一连杆部3的驱动的状态。
另外，当在步骤S210中判定为在非把持状态(空手状态)下有动作意向时，在步骤S212中与步骤S208同样地判定佩戴者意图的动作的方向。在第二力传感器S2的输出大于第一力传感器S1的输出(s1－BL)的情况下，判定动作方向为将手攥紧的方向，将指关节驱动装置1B的动作状态设为自由把握动作状态U2(参照图13)，并在步骤S110中根据输出差|s2－(s1－BL)|来决定用于将手攥紧的动作速度。而且，在步骤S114中指示致动器6A以所决定的动作速度将手攥紧的动作，致动器6A使第一连杆部3转动。另一方面，在第二力传感器S2的输出为第一力传感器S1的输出(s1－BL)以下的情况下，判定动作方向为将手张开的方向，将指关节驱动装置1B的动作状态设为自由释放动作状态U4(参照图13)，在步骤S122中根据输出差|s2－(s1－BL)|来决定在空手状态下进一步将手张开的动作速度。而且，在步骤S124中与步骤S114同样地指示致动器6A以所决定的动作速度将手张开的动作，致动器6A使第一连杆部3转动。
另一方面，当在步骤S210中判定为在非把持状态(空手状态)下没有动作意向时，将指关节驱动装置1B的动作状态设为自由静止状态U6(参照图13)，在步骤S132中，对致动器6A指示自由的静止状态，致动器6A停止对第一连杆部3的驱动。
在以上说明的本实施方式中，也能够通过基于第一力传感器S1以及第二力传感器S2这两个力传感器的输出检测佩戴者的动作意向，并与之对应使指关节驱动装置1B动作，来例如图13所示那样辅助佩戴了指关节驱动装置1B的手100，更具体而言为食指101的动作。
图15是表示图14的控制流程的变形例的说明图。该控制流程是将图14的控制流程的步骤S110、S112、S114、S120、S122、S124、S130、S132与图9的控制流程同样设为步骤S110b、S112b、S114b、S120b、S122b、S124b、S130b、S132b，并决定与各自判定出的动作状态对应的动作距离，根据所决定的动作距离使致动器6A动作的流程。胡额定致动器6A对第一连杆部3的驱动量的参数不是动作速度而只是动作距离，通过基于第一力传感器S1以及第二力传感器S2这两个力传感器的输出检测佩戴者的动作意向，并与之对应使指关节驱动装置1B动作，能够例如图13所示那样辅助佩戴了指关节驱动装置1B的手100，更具体而言为食指101的动作。
另外，在本实施方式的把持力维持状态U5下，也与第一实施方式同样地利用设有第三力传感器S3的把持对象物，通过确认第三力传感器S3的输出的值(检测值)，能够确认指关节驱动装置1B的把持力维持恒定的大小(参照图12、图13)。
另外，如果将第一力传感器S1的输出(s1－BL)设为第一力传感器S1的输出，则在本实施方式中能够应用图7、9所示的控制流程。
C.第三实施方式：
图16是第三实施方式的指关节驱动装置的剖视图。图16对应于图2所示的第一实施方式的指关节驱动装置1的A－A线剖视图。图17是表示从图16所示的状态将手指弯曲了的状态的剖视图。
本实施方式的指关节驱动装置1001与第一实施方式的指关节驱动装置1的不同之处在于，取代第一力传感器S1而设有多个第一力传感器S11，取代第二力传感器S2而设有第二力传感器S12，并且设有遍布多个第一力传感器S11的整体延伸的受压板Ps。另外，本实施方式的指关节驱动装置1001与第一实施方式的指关节驱动装置1相比，由控制部10执行的控制动作根据多个第一力传感器S11的配置而不同。此外，本实施方式的指关节驱动装置1001关于其他方面与第一实施方式的指关节驱动装置1相同。鉴于此，以下对与第一实施方式的指关节驱动装置1的不同点进行说明。
指关节驱动装置1001如图16、图17所示，在第二基底部5的中节103的背侧的面51，多个(在图的例子中为第一力传感器S11a、S11b这两个)第一力传感器S11沿食指101的长度方向配设，在多个第一力传感器S11上设有遍布多个第一力传感器S11整体延伸的受压板Ps。另外，在第二佩戴绑带20B的中节103的腹侧的面配设有一个第二力传感器S12。
即，第一力传感器S11以及第二力传感器S12夹着中节103对置。优选第一力传感器S11以及第二力传感器S12沿食指101转动的方向对置配置。优选该配置的理由在于，当如后述那样人想要屈伸食指101时，容易基于第一力传感器S11以及第二力传感器S12的检测值来推断该屈伸的意图。但是，并不限定于该配置，只要第一力传感器S11被配置在手指的背侧，第二力传感器S12夹着食指101(中节103)被配置在手指的腹侧即可。
多个第一力传感器S11是用于在通过后述的致动器6A对近位指节间关节107的转动进行辅助时，检测从第二基底部5的面51侧向中节103的背侧施加的力、以及从中节103的背侧向第二基底部5的面51侧施加的力的力觉传感器。一个第二力传感器S12是用于检测从中节103的腹侧向第二佩戴绑带20B侧施加的力、以及食指101把持了把持对象物(未图示)时从把持对象物经由第二佩戴绑带20B向中节103的腹侧施加力的力觉传感器。受压板Ps被设置成抑制从第二基底部5的面51向中节103的背侧施加的力、以及从中节103的背侧向第二基底部5的面51侧施加的力的分散，来向两个第一力传感器S11高效地传递。但是，能够省略该受压板Ps。其中，以下将从第二基底部5的面51侧向中节103的背侧施加的力、以及从中节103的背侧向第二基底部5的面51侧施加的力也称为“在第二基底部5与食指101的中节103之间产生的力”。
多个第一力传感器S11以及一个第二力传感器S12的检测值被用于控制部10对致动器6A的动作的控制。控制部10基于两个第一力传感器S11以及一个第二力传感器S12的检测值来控制致动器6A的动作状态，具体而言，控制第一连杆部3的转动状态，使近位指节间关节(第二关节)107屈伸。
其中，第一基底部(第一部件)2、第一连杆部(第二部件)3、第二连杆部(第三部件)4、第二基底部(第四部件)5、第一佩戴绑带20A、和第二佩戴绑带20B相当于本发明的“佩戴机构”。另外，第二基底部5相当于本发明的“辅助部”，第二佩戴绑带20B相当于本发明的“夹持部”，第二基底部5以及第二佩戴绑带20B相当于本发明的“辅助单元”。
图18是针对控制部10执行的与多个第一力传感器S11以及一个第二力传感器S12的输出对应的控制处理进行表示的流程图。该控制流程在起动了指关节驱动装置1001的电源之后，被反复执行到切断电源为止。
首先，在步骤S302中，取得多个第一力传感器S11以及一个第二力传感器S12的输出的值，在步骤S304中，判定佩戴者的动作意向的有无。具体而言，以多个第一力传感器S11的输出(s11)之和与第二力传感器S12的输出(s12)之差的绝对值|s12－Σs11|是否为动作判定阈值Ta以上来判定佩戴者的动作意向的有无。其中，考虑防止误动作以及能够判定佩戴者的动作意向等，来预先通过实验确认设定动作判定阈值Ta的值。而且，如以下说明那样，在判定为有动作意向的情况下执行步骤S306～步骤S322的处理，在判定为没有动作意向的情况下执行步骤S330的处理。此外，对第一力传感器S11以及第二力传感器S12实际上施加来自佩戴时的佩戴绑带的加压，这里，设这些加压被校准而使得输出为“0”。
当在步骤S304中判定为有动作意向时，接下来，在步骤S306中判定佩戴者意图的动作方向。具体而言，根据第二力传感器S12的输出与多个第一力传感器S11的输出之和的差(s12－Σs11)是否大于“0”、即第二力传感器S12的输出是否大于多个第一力传感器的输出之和(Σs11)，来判定佩戴者意图的动作方向。而且，如以下说明那样，在输出差(s12－Σs11)大于“0”的情况下，判定动作方向为将手攥紧的方向(弯曲手指的方向)而执行步骤S310～步骤S312的处理，在输出差(s12－Σs11)为“0”以下的情况下，判定动作方向为将手张开的方向(伸展手指的方向)而执行步骤S320～步骤S322的处理。
在判定了动作方向为将手攥紧的方向的情况下，在步骤S310中根据输出差|s12－Σs11|来决定用于将手攥紧的的动作速度(把握动作速度)或者动作距离(把握动作距离)。而且，在步骤S312中指示致动器6A以所决定的动作速度或者动作距离将手攥紧的动作(把握动作)，致动器6A基于被指示的动作速度或者动作距离使第一连杆部3转动。
另一方面，在判定了动作方向是将手张开的方向的情况下，在步骤S320中根据输出差|s11－Σs12|来决定用于将手张开的动作速度(释放动作速度)或者动作距离。而且，在步骤S322中与步骤S312同样地指示致动器6A以所决定的动作速度或者动作距离将手张开的动作(释放动作)，致动器6A基于被指示的动作速度或者动作距离使第一连杆部3转动。
另外，当在步骤S304中判定为没有动作意向时，在步骤S330中，对致动器6A指示维持动作速度或者动作距离为“0”而维持之前的状态(状态维持)，致动器6A以维持被指示的状态的方式进行动作。例如，在手100正把持东西的状态的情况下，致动器6A以维持该时刻下第一连杆部3的驱动的状态的方式进行动作。另外，在手100处于什么也没把持的自由的状态的情况下，致动器6A以维持了该时刻下的第一连杆部3的位置的状态停止动作。
如以上说明那样，在本实施方式的指关节驱动装置1001中，取得多个第一力传感器S11的输出的值以及一个第二力传感器的输出的值，通过基于所取得的输出值的动作意向判定(活动手的意向的有无)以及动作方向判定(将手攥紧[把握]/张开[释放])能够高精度检测手指的动作状态。而且，能够根据结果，使致动器6A驱动第一连杆部3。由此，能够对佩戴了指关节驱动装置1001的手100，更具体而言为食指101的动作进行辅助。特别是在本实施方式的指关节驱动装置1001中，在第二基底部5的中节103的背侧的面51沿食指101的长度方向配设有多个第一力传感器S11(参照图16)，如以下说明那样，能够高精度检测在第二基底部5与食指101的中节103之间产生的力，而高精度地进行佩戴者的动作意向的判定以及动作方向的判定，可高精度地检测手指的动作状态。
图19是针对因配设多个第一力传感器S11引起的效果进行表示的说明图。图19(A)以及(B)示意性地表示了作为比较例而在配设了一个第一力传感器S11的状态下向将手张开的方向(伸展手指的方向)动作的情况以及向将手攥紧的方向(弯曲手指的方向)动作的情况的指关节驱动装置1001R。另外，图19(C)示意性地表示了在本实施方式中向图19(A)的将手张开的方向(伸展手指的方向)动作的情况的指关节驱动装置1001。
在将一个第一力传感器S11夹着食指101的中节103与第二力传感器S12对置配置的比较例的情况下，如图19(A)以及(B)所示，当佩戴者使食指屈伸时，在第二基底部5与食指101(特别是中节103)的背侧接触的部位可能产生偏颇。在食指101(特别是中节103)与第一力传感器S11以外的部分、例如第二基底部5接触的情况下，作用于第一力传感器S11负载扩散，与食指101仅与第一力传感器S11接触的情况相比减少。因此，尤其难以准确地检测佩戴者想要将手张开时作用的力(想要伸展手指时作用的力)。因此，通过一个第一力传感器S11中，难以根据佩戴者的动作意向，准确地检测在第二基底部5与食指101的中节103之间产生的力。另外，由于第一力传感器S11所使用的力觉传感器(接触力传感器)是检测对1个轴方向(与传感器的面垂直的方向)施加的力的器件，所以在如图19(A)以及(B)所示那样产生了偏颇的情况下，检测出的输出的值加有与手指的屈伸相伴的力矩分量，难以高精度地进行检测。
与此相对，在本实施方式中，由于如图19(C)所示，沿食指101的长度方向配设有多个第一力传感器S11，所以能够按配设有多个第一力传感器S11的每个位置检测不同的力的分布。由此，能够高精度地检测佩戴者想要将手张开时作用的力(想要伸展手指时作用的力)。另外，通过第二力传感器S12能够还检测佩戴者想要将手攥紧时作用的力(想要弯曲手指的力)。结果，例如如在图18的控制流程中说明那样，通过将多个第一力传感器S11的输出之和(Σs11)、以及一个第二力传感器S12的输出用于动作意向的判定、动作方向的判定，能够高精度地进行动作意向的判定、动作方向的判定。
此外，在上述实施方式中，说明了将两个第一力传感器S11沿食指101的长度方向配设的情况，但并不限定于此，也可以将3个以上第一力传感器S11沿食指101的长度方向配设。另外，除了长度方向之外，也可以沿宽度方向配设多个第一力传感器S11。若如此配设多个传感器，则能够更准确地检测所产生的力的分布，从而能够更准确地检测佩戴者想要将手张开时作用的力(想要伸展手指的力)，来更准确地进行动作意向的判定、动作方向的判定，由此能够高精度地检测手指的动作状态。
D.第四实施方式：
图20是第四实施方式的指关节驱动装置1001B的剖视图。图20对应于图16所示的第三实施方式的指关节驱动装置1001的A－A线剖视图。本实施方式的指关节驱动装置1001B如图20所示，与第三实施方式的指关节驱动装置1001(参照图16)的不同之处在于，多个(在图20的例子中为力传感器S12a、S12b这两个)第二力传感器S12沿食指101的长度方向配设于第二佩戴绑带20B。另外，伴随着该构造上的不同，如以下说明那样，控制部10执行的控制处理中的动作意向判定以及动作方向判定的处理不同。
图21是针对控制部10执行的与多个第一力传感器S11以及多个第二力传感器S12的输出对应的控制处理进行表示的流程图。该控制流程在起动了指关节驱动装置1001B的电源之后被反复执行，直到切断电源为止。该控制流程是将图18所示的第三实施方式的控制流程的步骤S302～S306置换成步骤S302B～S306B的流程，其他的步骤S310～S330的各处理是相同的。
在步骤S302B中，取得多个第一力传感器S11以及多个第二力传感器S12的输出的值，在步骤S304B中，判定佩戴者的动作意向的有无。具体而言，以多个第一力传感器S11的输出之和与第二力传感器S12的输出之和的差的绝对值|Σs12－Σs11|是否为动作判定阈值Ta以上来判定佩戴者的动作意向的有无。
在判定为没有动作意向的情况下，在步骤S330中，对致动器6A指示动作速度或者动作距离为“0”而维持之前的状态(状态维持)，致动器6A以维持被指示的状态的方式进行动作。
另一方面，在判定为有动作意向的情况下，接下来，在步骤S306B中，判定佩戴者意图的动作方向。具体而言，根据多个第二力传感器S12的输出之和(Σs12)与多个第一力传感器S11的输出之和的差(Σs12－Σs11)是否大于“0”、即多个第二力传感器S12的输出之和(Σs12)是否大于多个第一力传感器的输出之和(Σs11)，来判定佩戴者意图的动作方向。
在输出差(Σs12－Σs11)大于“0”的情况下，判定动作方向为将手攥紧的方向(弯曲手指的方向)，在步骤S310中根据输出差|Σs12－Σs11|来决定用于将手攥紧的动作速度(把握动作速度)或者动作距离(把握动作距离)。
而且，在步骤S312中指示致动器6A以所决定的动作速度或者动作距离将手攥紧的动作(把握动作)，致动器6A基于被指示的动作速度或者动作距离来使第一连杆部3转动。
另一方面，在输出差(Σs12－Σs11)为“0”以下的情况下，判定动作方向为将手张开的方向(伸展手指的方向)，在步骤S320中根据输出差|Σs11－Σs12|来决定用于将手张开的动作速度(释放动作速度)或者动作距离。而且，在步骤S322中与步骤S312同样地指示致动器6A以所决定的动作速度或者动作距离将手张开的动作(释放动作)，致动器6A基于被指示的动作速度或者动作距离来使第一连杆部3转动。
在本实施方式的指关节驱动装置1001B中，也取得多个第一力传感器S11的输出的值以及一个第二力传感器的输出的值，能够根据基于所取得的输出值的动作意向判定(活动手的意向的有无)以及动作方向判定(将手攥紧[把握]/张开[释放])的结果，来使致动器6A驱动第一连杆部3。由此，能够对佩戴了指关节驱动装置1001B的手100，更具体而言为食指101的动作进行辅助。特别是在本实施方式的指关节驱动装置1001B中，在第二基底部5的中节103的背侧的面51沿食指101的长度方向配设有多个第一力传感器S11，并且，在第二佩戴绑带20B的中节103的腹侧的面沿食指101的长度方向配设有多个第二力传感器S12(参照图20)。由此，能够与第三实施方式同样地高精度检测佩戴者想要将手张开时作用的力(想要将手指伸展时作用的力)。另外，能够通过多个第二力传感器S12高精度检测佩戴者想要将手攥紧时作用的力(弯曲手指时作用的力)。结果，例如如在图21的控制流程中说明那样，通过将多个第一力传感器S11的输出的值之和(Σs11)、以及多个第二力传感器S12的输出之和(Σs12)使用于动作意向的判定、动作方向的判定，能够高精度进行动作意向的判定、动作方向的判定，高精度地检测手指的动作状态。
此外，在本实施方式中，也可以将3个以上的第一力传感器S11沿食指101的长度方向配设。另外，也可以除了长度方向之外，还沿宽度方向配设多个第一力传感器S11。另外，同样也可以将3个以上的第二力传感器S12沿食指101的长度方向配设，也可以除了长度方向之外，还沿宽度方向配设多个第二力传感器S12。若如上述那样配设多个传感器，则能够更准确地检测所产生的力的分布，更高精度地检测佩戴者想要将手张开时作用的力(想要伸展手指的力)以及想要将手攥紧时作用的力(想要弯曲手指的力)，来更高精度地进行动作意向的判定、动作方向的判定，从而高精度地检测手指的动作状态。
E.第五实施方式：
图22是第五实施方式的指关节驱动装置1001C的剖视图。图22对应于图16所示的第三实施方式的指关节驱动装置1001的A－A线剖视图。本实施方式的指关节驱动装置1001C如图22所示，与第三实施方式的指关节驱动装置1001(参照图16)的不同之处在于，省略了第二力传感器S12。另外，伴随着该构造上的不同，如以下说明那样，控制部10执行的控制处理中的动作意向判定以及动作方向判定的处理不同。
图23是针对控制部10执行的与多个第一力传感器S11的输出对应的控制处理进行表示的流程图。该控制流程在起动了指关节驱动装置1001C的电源之后被反复执行，直到切断电源为止。该控制流程是将图18所示的第三实施方式的控制流程的步骤S302～S306置换成步骤S302C～S306C的流程，其他的步骤S310～S330的各处理是相同的。
在步骤S302C中，取得多个第一力传感器S11的输出的值，在步骤S304C中，判定佩戴者的动作意向的有无。具体而言，以多个第一力传感器S11的输出之和的绝对值|Σs11|是否是动作判定阈值Ta以上来判定佩戴者的动作意向的有无。
在判定为没有动作意向的情况下，在步骤S330中，对致动器6A指示动作速度或者动作距离为“0”而维持之前的状态(状态维持)，致动器6A以维持被指示的状态的方式进行动作。
另一方面，在判定为有动作意向的情况下，接下来，在步骤S306C中，判定佩戴者所意图的动作方向。具体而言，根据多个第一力传感器S11的输出之和(Σs11)是否小于基值BL，来判定佩戴者所意图的动作方向。其中，基值BL表示了在佩戴时对多个第一力传感器S11的整体施加的加压。
在多个第一力传感器S11的输出之和(Σs11)小于基值BL的情况下，判定动作方向为将手攥紧的方向(弯曲手指的方向)，在步骤S310中根据多个第一力传感器S11的输出之和|Σs11|来决定用于将手攥紧的动作速度(把握动作速度)或者动作距离(把握动作距离)。而且，在步骤S312中指示致动器6A以所决定的动作速度或者动作距离将手攥紧的动作(把握动作)，致动器6A基于被指示的动作速度或者动作距离来使第一连杆部3转动。
另一方面，在多个第一力传感器S11的输出之和(Σs11)为基值BL以上的情况下，判定动作方向为将手张开的方向(伸展手指的方向)，在步骤S320中根据多个第一力传感器S11的输出之和|Σs11|来决定用于将手张开的动作速度(释放动作速度)或者动作距离。而且，在步骤S322中与步骤S312同样地指示致动器6A以所决定的动作速度或者动作距离将手张开的动作(释放动作)，致动器6A基于被指示的动作速度或者动作距离来使第一连杆部3转动。
在本实施方式的指关节驱动装置1001C中，也取得多个第一力传感器S11的输出的值，能够根据基于所取得的输出值的动作意向判定(活动手的意向的有无)以及动作方向判定(将手攥紧[把握]/张开[释放])的结果，来使致动器6A驱动第一连杆部3。由此，能够对佩戴了指关节驱动装置1001C的手100，更具体而言为食指101的动作进行辅助。特别是在本实施方式的指关节驱动装置1001C中，在第二基底部5的中节103的背侧的面51沿食指101的长度方向配设有多个第一力传感器S11(参照图22)。由此，能够与第三实施方式同样地高精度检测佩戴者想要将手张开时作用的力(想要将手指伸展时作用的力)。另外，与配设第二力传感器的情况相比虽有不利之处，但也能够某种程度高精度地检测佩戴者想要将手攥紧时的力(弯曲手指时作用的力)。结果，例如如在图18的控制流程中说明那样，能够通过将多个第一力传感器S11的输出的值之和(Σs11)使用于动作意向的判定、动作方向的判定，来高精度地进行动作意向的判定、动作方向的判定，从而能够高精度地检测手指的动作状态。
此外，在本实施方式中，也可以将3个以上的第一力传感器S11沿食指101的长度方向配设。另外，也可以除了长度方向之外，还沿宽度方向配设多个第一力传感器S11。通过如此配设多个传感器，能够更准确地检测所产生的力的分布，更高精度地检测佩戴者想要将手张开时作用的力(想要伸展手指的力)以及想要将手攥紧时作用的力(想要弯曲手指的力)，来更高精度地进行动作意向的判定、动作方向的判定，从而能够高精度地检测手指的动作状态。
F.变形例：
此外，本发明并不限定于上述的实施例、实施方式，在不脱离其主旨的范围能够以各种方式来实施，例如也能够实现以下那样的变形。
F1.变形例1：
以上，作为本发明的驱动装置以手指关节驱动装置为例进行了说明，但本发明并不限定于此，构成指关节驱动装置的各部能够与可发挥同样功能的任意的构成进行置换。另外，也可以附加任意的构成物。也可以将上述实施方式中的任意2个以上的构成(特征)组合。
F2.变形例2：
致动器6A在上述实施方式中是能够担负第一连杆部3的转动的部件，但也可以担负第二基底部5相对于第一基底部2的接近以及远离驱动。另外，对于致动器6A，以利用压电驱动装置作为致动器的构成为例进行了说明，但也能够利用除此以外的任意的致动器。例如，还能够利用一般的小型马达或电磁致动器等。另外，还能够利用由线与使线的张力变化的张紧装置构成的致动器、由软管与使软管内的液压、空气压变化的泵构成的致动器等。
F3.变形例3：
上述的实施方式以对人手的手指的关节的动作进行辅助的驱动装置(指关节驱动装置)为例进行了说明，但并不限定于此，也能够在对人的脚趾、肘、手臂、膝、头、腰等其他的生物体部位的动作进行辅助的驱动装置中应用。另外，除了人之外，还能够应用于对动物等的生物体部位、机器人等生物体以外的事物的动作进行辅助的驱动装置。
F4.变形例4：
在上述第三实施方式～第五实施方式中，单纯地将多个力传感器的输出之和使用于动作意向判定以及动作方向判定，但也可以基于各传感器的输出的值的分布来求出因手指的屈伸引起的力矩分量，并仅分离与各传感器的传感器面垂直的方向分量，仅使用分离出的垂直方向分量。
另外，在上述第三实施方式～第五实施方式中，之所以使用多个传感器的输出之和是因为以使用检测力的力觉传感器作为传感器的情况为例进行了说明。例如，在使用检测单位面积对应的力(压力)的压力传感器作为传感器的情况下，只要求出多个传感器的平均值，并基于求出的压力来进行动作意向判定以及动作方向判定即可。另外，也可以基于对求出的平均值乘以受压面积而得到的力来进行动作意向判定以及动作方向判定。
本发明并不限定于上述的实施方式、实施例、变形例，在不脱离其主旨的范围能够以各种的构成来实现。例如，为了解决上述课题的一部分或者全部，或者为了实现上述效果的一部分或者全部，能够将发明内容部分记载的各方式中的技术特征所对应的实施方式、实施例、变形例中的技术特征适当地进行更换或组合。另外，如果该技术特征在本说明书中没有作为必要技术特征进行说明，则能够适当地进行删除。
【附图标记说明】1、1B……指关节驱动装置；2……第一基底部(第一部件)；21……面；22……侧面；3……第一连杆部(第二部件)；31……顶板；32……侧壁；4……第二连杆部(第三部件)；41……滑动部；411……中空部；42……突出部；5……第二基底部(第四部件)；51……面；52……侧面；53……导轨部；6A……致动器；61……第一转子；62……第二转子；63……第三转子；64……压电驱动装置；65……振动构造体；651……压电元件；66……振动板；67……突起部；68……支承部；69……连结板；10……控制部；11、12……转动支承部；20A、20B……佩戴绑带；201……端部；100……手；101……食指；102……基节；103……中节；104……末节；105……手背；106……手掌；107……近位指节间关节(第二关节)；108……中手指节关节(第三关节)；109……远位指节间关节(第一关节)；O11、O12、O107……转动轴。

Claims (10)

1.一种驱动装置，其特征在于，具备：
佩戴机构，被佩戴于被佩戴部；
致动器，驱动所述佩戴机构；和
第一力传感器以及第二力传感器，被设于所述佩戴机构来检测力，
所述第一力传感器以及所述第二力传感器被设置在从所述第一力传感器获得的第一检测值与从所述第二力传感器获得的第二检测值根据所述被佩戴部的动作而变化的位置，
所述致动器在所述第一检测值与所述第二检测值之差小于预先决定的第一阈值、并且所述第一检测值或者所述第二检测值大于预先决定的第二阈值的情况下，驱动所述佩戴机构以使所述第二检测值为恒定状态。
2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，
所述致动器在所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上的情况下，基于所述第一检测值或者所述第二检测值来驱动所述佩戴机构。
3.根据权利要求1或者权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，
所述被佩戴部是手指，
所述第一力传感器被配置在所述手指的背侧，
所述第二力传感器被配置在所述手指的腹侧。
4.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，
所述第一力传感器与所述第二力传感器沿着所述手指转动的方向对置配置。
5.根据权利要求3或者权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，
所述佩戴机构具有至少一个辅助单元，该辅助单元包括被配置在所述手指的背侧的辅助部、和被固定于所述辅助部来以覆盖的方式夹持所述手指的腹侧的夹持部，
所述第一力传感器被配置在所述辅助部的所述手指的背侧的面，
所述第二力传感器被配置在所述夹持部的所述手指的腹侧的面，
所述驱动装置还具备控制所述致动器的动作的控制部，
所述控制部在a)所述第一检测值与所述第二检测值之差小于所述第一阈值、并且所述第一检测值或者所述第二检测值小于所述第二阈值的情况下，判定包括所述手指的手是不把持把持对象物地静止的自由静止状态，在b)所述第一检测值与所述第二检测值之差小于所述第一阈值、并且所述第一检测值或者所述第二检测值为所述第二阈值以上的情况下，判定所述手是以恒定的把持力把持所述把持对象物的把持力维持状态，在c)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值大于所述第一检测值且所述第一检测值小于所述第二阈值的情况下，判定所述手从不把持所述把持对象物的状态变化为将所述手攥紧的自由把握动作状态，在d)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值大于所述第一检测值且所述第一检测值为所述第二阈值以上的情况下，判定所述手从把持了所述把持对象物的状态变化为将所述手攥紧的把持进展状态，在e)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值为所述第一检测值以下且所述第二检测值为所述第二阈值以上的情况下，判定所述手从把持了所述把持对象物的状态变化为将所述手张开的把持释放动作状态，在f)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值为所述第一检测值以下且所述第二检测值小于所述第二阈值的情况下，判定所述手从不把持所述把持对象物的状态变化为将所述手张开的自由释放动作状态。
6.根据权利要求3或者权利要求4所述的驱动装置，其特征在于，
所述佩戴机构具有至少一个辅助单元，该辅助单元包括被配置于所述手指的背侧的辅助部、和被固定于所述辅助部并以覆盖的方式夹持所述手指的腹侧的夹持部，
所述第一力传感器被配置在所述辅助部的所述手指的背侧的面，
所述第二力传感器被配置在所述夹持部的与所述手指的腹侧相反侧的面，
所述第一检测值是将与由于所述佩戴机构佩戴于所述手指而产生的佩戴加压对应的偏移值减去后的值，
所述驱动装置还具备控制所述致动器的动作的控制部，
所述控制部在a)所述第一检测值与所述第二检测值之差小于所述第一阈值、并且所述第二检测值小于所述第二阈值的情况下，判定包括所述手指的手是不把持把持对象物地静止的自由静止状态，在b)所述第一检测值与所述第二检测值之差小于所述第一阈值、并且所述第二检测值为所述第二阈值以上的情况下，判定所述手是以恒定的把持力把持所述把持对象物的把持力维持状态，在c)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值为所述第二阈值以下且所述第一检测值小于所述第二检测值的情况下，判定所述手从不把持所述把持对象物的状态变化为将所述手攥紧的自由把握动作状态，在d)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值大于所述第二阈值且所述第一检测值小于所述第二检测值的情况下，判定所述手从把持了所述把持对象物的状态变化为将所述手攥紧的把持进展状态，在e)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值大于所述第二阈值且所述第一检测值为所述第二检测值以上的情况下，判定所述手从把持了所述把持对象物的状态变化为将所述手张开的把持释放动作状态，在f)所述第一检测值与所述第二检测值之差为所述第一阈值以上、并且所述第二检测值为所述第二阈值以下且所述第一检测值为所述第二检测值以上的情况下，判定所述手从不把持所述把持对象物的状态变化为将所述手张开的自由释放动作状态。
7.根据权利要求5或者权利要求6所述的驱动装置，其特征在于，
所述控制部基于判定出的动作状态来切换所述致动器对所述佩戴机构的驱动状态。
8.根据权利要求1至权利要求7中任意一项所述的驱动装置，其特征在于，
所述致动器包括压电驱动装置，该压电驱动装置产生对所述佩戴机构进行驱动的驱动力，
所述压电驱动装置具有：具有第一面以及第二面的振动板、和被配置在所述振动板的所述第一面以及第二面中的至少一个面的振动构造体，
所述振动构造体具有压电体、和夹持所述压电体的第一电极以及第二电极。
9.一种驱动装置，其特征在于，具备：
佩戴机构，被佩戴于被佩戴部；
致动器，对所述佩戴机构进行驱动；和
第一力传感器以及第二力传感器，被设于所述佩戴机构来检测力，
所述第一力传感器以及所述第二力传感器被设置在从所述第一力传感器获得的第一检测值与从所述第二力传感器获得的第二检测值根据所述被佩戴部的动作而变化的位置，
所述致动器在所述第一检测值与所述第二检测值之差小于预先决定的第一阈值、并且所述第一检测值或者所述第二检测值大于预先决定的第二阈值的状态下，所述被佩戴部与设有对力进行检测的第三力传感器的物体接触的情况下，驱动所述佩戴机构以使所述第二检测值以及所述第三检测值成为恒定状态。
10.一种驱动方法，是驱动装置的驱动方法，其特征在于，
所述驱动装置具备：
佩戴机构，被佩戴于被佩戴部；
致动器，对所述佩戴机构进行驱动；和
第一力传感器以及第二力传感器，被设于所述佩戴机构来检测力，
所述第一力传感器以及所述第二力传感器被设置在从所述第一力传感器获得的第一检测值与从所述第二力传感器获得的第二检测值根据所述被佩戴部的动作而变化的位置，
在所述第一检测值与所述第二检测值之差小于预先决定的第一阈值、并且所述第一检测值或者所述第二检测值大于预先决定的第二阈值的情况下，驱动所述佩戴机构以使所述第二检测值成为恒定状态。
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