CN105902363B - 辅助服、辅助服的控制部的控制方法 - Google Patents

辅助服、辅助服的控制部的控制方法 Download PDF

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Abstract

一种辅助服,是穿戴于生物体的身体部位、内表面接触该部位的辅助服,具备:进行伸缩驱动的多个辅助用致动器(6),其在穿戴于身体部位的情况下,沿着该部位的肌肉的伸缩方向呈线状配置多条;多个接触传感器(87),其检测对辅助服的外表面的接触;以及控制部(8),其从多个接触传感器中的第1接触传感器接收第1接触的检测,在接收到第1接触的检测之后的第1时间内从多个接触传感器中的第2接触传感器接收到第2接触的检测的情况下,使多个辅助用致动器中的与第2接触传感器对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减。

Description

辅助服、辅助服的控制部的控制方法
技术领域
本公开涉及在穿戴于生物体上通过辅助力辅助生物体的发力来支援生物体的动作时,能够简单地调整辅助力的辅助服、辅助服的控制部的控制方法。
背景技术
以往,已知一种人体运动辅助装置,其通过将布等网状的人体穿戴部穿戴于人体的膝盖等关节部位,并驱动设置于人体穿戴部的致动器来辅助人体的发力,从而能够支援日常生活中的动作(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献1:日本特开2003-250842号公报
发明内容
但是,在现有技术中,为了能够简单地调整辅助服的辅助用致动器伸缩驱动的驱动力增减,需要进一步的改善。
本公开中非限定性例示的一个技术方案是一种在支援生物体的动作时,能够简单地调整辅助用致动器伸缩驱动的驱动力增减的辅助服。
根据本说明书及附图可明确本公开的一个技术方案的附加益处及优点。该益处和/或优点可以由本说明书及附图公开的各种技术方案及特征个别地提供,并不需要为了得到一个或更多的该益处和/或优点而采用所有的技术方案及特征。
本公开的一个技术方案所涉及的辅助服是一种穿戴于生物体的部位、且内表面接触所述部位的辅助服,包含:
进行伸缩驱动的多个辅助用致动器,其在穿戴于所述部位的情况下沿着所述部位的肌肉的伸缩方向呈线状配置多条;
多个接触传感器,其检测对所述辅助服的外表面的接触;以及
控制部,其从所述多个接触传感器中的第1接触传感器接收第1接触的检测,在接收到所述第1接触的检测后的第1时间内,在从所述多个接触传感器中的第2接触传感器接收到第2接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器中与所述第2接触传感器对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减,
所述控制部,在所述辅助用致动器的伸缩驱动过程中从所述第1接触传感器接收到对所述辅助服的所述外表面的接触的检测的情况下,判定为接收到所述第1接触的检测。
另外,这些概括性或具体的技术方案可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的记录介质来实现,也可以通过装置、系统、方法、集成电路、计算机程序和计算机可读取的记录介质的任意组合来实现。计算机可读取的记录介质包括例如CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)等非易失性记录介质。
根据本公开,能够在支援生物体的动作时简单地调整辅助用致动器伸缩驱动的驱动力增减。
附图说明
图1是表示用户穿上了本公开的第1实施方式涉及的辅助服的状态下的用户的动作的概略说明图。
图2是表示用户穿上了本发明的第1实施方式涉及的辅助服的状态的说明图。
图3是图2的辅助服的立体图。
图4A是关于辅助服的框图。
图4B是用于说明比较判定的说明图。
图4C是图4B中的判定所使用的时间响应模式的阶段E的信号的说明图。
图4D是基于图4B中的判定的阶段E中的辅助用致动器(作为代表例为致动器A~E)的驱动例的说明图。
图5A是表示服装主体的表面的辅助用致动器的配置状态的说明图。
图5B是图5A的另一变形例涉及的辅助服的立体图。
图6是以与肌肉的关系来表示服装主体的正面的传感器的配置状态的说明图。
图7是以与肌肉的关系来表示服装主体的背面的传感器的配置状态的说明图。
图8是致动器的说明图。
图9是致动器的放大说明图。
图10是另一致动器的说明图。
图11是图8的辅助用致动器的变形例涉及的致动器的说明图。
图12是图8的辅助用致动器的变形例涉及的致动器的说明图。
图13是图8的辅助用致动器的变形例涉及的致动器的说明图。
图14是表示传感器的配置与肌肉的关系的说明图。
图15是表示模拟布线的情况下从传感器引出的布线的说明图。
图16是表示数字布线的情况下从传感器引出的布线的说明图。
图17是服装主体的构造例的截面图。
图18是传感器校准的说明图。
图19是传感器输出的处理方式的说明图。
图20是另一传感器输出的处理方式的说明图。
图21是表示服装辅助下的整体的动作流程的流程图。
图22是根据不同用户由于肌肉的位置不同而选择不同的辅助用致动器的情况的说明图。
图23是根据不同用户由于肌肉的位置不同而选择不同的辅助用致动器的情况的说明图。
图24是表示致动器校准的动作流程的流程图。
图25是通过服装辅助进行的步行辅助的工序的说明图。
图26A是由控制部进行的辅助用致动器的驱动控制的流程图。
图26B是表示预备动作的变化的说明图。
图27是用于说明来自一个压力传感器的输出即传感器信号、第1阈值、与第1时间及第2时间的关系的图。
图28是用于说明来自一个压力传感器的输出即传感器信号、与第1阈值及第2阈值的关系的图。
图29是用于说明来自两个压力传感器的输出即传感器信号、第1时间及第2时间、与阈值的关系的图。
图30是表示预备动作和命令判定部以及驱动部中的、预备动作和命令判定部以及辅助驱动的处理的流程图。
图31是表示预备动作和命令判定部的处理的流程图。
图32是表示预备动作和命令判定部的处理之内,预备动作的处理的流程图。
图33是表示预备动作和命令判定部的处理之内,命令判定动作的处理的流程图。
图34是表示与检测到第2接触的次数成比例地使辅助用致动器的辅助力增强时的次数与辅助力的设定值的关系的表格形式的说明图。
图35是第2变形例涉及的预备动作和命令判定部或接收部中的处理的流程图。
图36是用于说明第2变形例涉及的通过服装辅助进行的步行辅助的工序中,接收左右同时输入的动作时的左腿辅助的说明图。
图37是关于第3变形例涉及的辅助服的框图。
图38是右腿在前和左腿在前的通过服装辅助进行的步行辅助的工序的说明图。
图39是第7变形例涉及的手肘用辅助服的说明图。
图40是第7变形例涉及的手指用辅助服的说明图。
图41是关于第4变形例涉及的辅助服的框图。
附图标记说明
1 人体(用户)
1a 皮肤
1b 肌肉
1d 腿
1e 目标肌肉
1f 手臂
1g 手肘
1h 手
1j 手指
2、2B 辅助服主体
2a 服装主体的上端部
2b 大腿部的根部
2c 服装主体的下端部
2d 从大腿部的前侧中央到腰部的部分
2e 除了端部2a~2c以外的其它部分
2f 除了2d部分以外的部分
2h 传感器目标区域
2k 约束部
3 控制器带
3a 接合部
4 辅助服
4B 手肘用的辅助服
4C 手指用的辅助服
6、6A~6F 辅助用致动器
6a 电极
7 肌电传感器(传感器)
8 控制部
8a 存储部
8b 运算部
8c 判定部
8d 驱动部
8e 致动器选择部
8f 接收部
8g 同时输入接收部
8h 预备动作和命令判定部
9、9a、9b 传感器用布线
15 智能手机等信息终端机
16 输入输出装置
18 操作装置
20a、20b 穿戴部
30 橡胶管
31 网状纤维
32 McKibben型致动器
33 法兰
34 配管
41 第1层
42 第2层
44 第3层
45 构造例
46 辅助用致动器固定部
47 辅助用致动器的布线
87、87a、87b 接触传感器
88 命令判定控制部
具体实施方式
以下,基于附图对本公开涉及的实施方式进行详细说明。
下面,在参照附图对本发明中的实施方式进行详细说明之前,对本发明中的各种技术方案进行说明。
本发明中的一种技术方案所涉及的辅助服,是穿戴于生物体的身体部位、内表面接触所述部位的辅助服,具备:
进行伸缩驱动的多个辅助用致动器,其在穿戴于所述部位的情况下沿着所述部位的肌肉的伸缩方向呈线状配置多条;
多个接触传感器,其检测对所述辅助服的外表面的接触;以及
控制部,其从所述多个接触传感器中的第1接触传感器接收第1接触的检测,在接收到所述第1接触的检测之后的第1时间内,在从所述多个接触传感器中的第2接触传感器接收到第2接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器中与所述第2接触传感器对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减。
如果设为在使辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减时使用所述驱动力的增减专用的终端机(信息终端机或输入输出装置等)的结构,则每次使驱动力增减都需要操作所述终端机,输入想要增减的部位以及驱动力的增减量等,比较复杂。
根据本技术方案,能够在从配置在距离接收到第1接触的第1接触传感器预定范围内的第2接触传感器接收到第2接触的检测的情况下,使辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力发生增减。
由此,作为穿戴着辅助服的生物体的例子的用户,只要在想使辅助用致动器的驱动力增减的部位接触(例如触摸)辅助服,即不使用所述专用的终端机,就能够使所述辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减。
在此,由于辅助服穿戴在进行运动等的用户身上,所以辅助服的外表面受到某些接触的情况较多。例如,运动中用户的手可能会偶尔接触到所述辅助服。这种情况下,如果所述辅助服每次受到某些接触就使驱动力增减的话,很可能会产生与用户的意图无关的驱动力的增减。
根据本技术方案,在接收到第1接触的检测之后的第1时间内,在从配置于距离接收到第1接触的第1接触传感器预定范围内的第2接触传感器接收到第2接触的检测的情况下,使驱动力发生增减。这样,在用户无意接触了所述辅助服的情况下,继该无意的第1接触后的下一接触即第2接触在距所述第1接触短时间内被检测出的可能性较低。另一方面,可以认为在用户有意地接触所述辅助服的情况下,即用户希望增减驱动力的情况下,第1接触和继所述第1接触后的第2接触会在短时间内被检测出。本技术方案中,利用以上事实,通过将从配置于距离接收到第1接触的第1接触传感器预定范围内的第2接触传感器接收的第2接触的检测,限定在接收到所述第1接触之后的第1时间内,能够防止与用户的意图无关的所述辅助用致动器的驱动力增减。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述控制部,在所述辅助用致动器的伸缩驱动过程中从所述第1接触传感器接收到对所述辅助服的所述外表面的接触的检测的情况下,判定为接收到所述第1接触的检测。
可以认为用户想要使辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减的情况,多是穿戴辅助服,在从辅助服接受辅助力(辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力)的状态下运动时,想要对该辅助力的强弱进行微调的情况。换句话说,可以认为用户在没有从辅助服接受辅助力时,很少会希望对该辅助力的强弱进行微调,即很少会想要增减辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力。
本技术方案中,在辅助用致动器伸缩驱动过程中,在从所述第1接触传感器接收到对所述辅助服的所述外表面的接触的检测的情况下,判定为接收到所述第1接触的检测。由此,所述第1接触的检测在用户希望对辅助力进行微调的情况下、即从所述辅助服接受辅助力的期间被接收。其结果,能够防止在用户希望使辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减的可能性小的情况下判定为接收到第1接触的检测,进而能够防止与用户的意图无关的驱动力的增减。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述控制部在所述辅助用致动器的伸长驱动过程中接收到所述第2接触的检测的情况下,使所述辅助用致动器的伸长驱动的驱动力增加。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述控制部在所述辅助用致动器的收缩驱动过程中接收到所述第2接触的检测的情况下,使所述辅助用致动器的收缩驱动的驱动力增加。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述控制部从所述第2接触传感器多次接收到所述第2接触的检测的情况下,根据所述多次接收的次数使所述驱动力的增减幅度增加。
根据本技术方案,在用户希望增加驱动力的情况下,用户只要接触(触摸)辅助服直到达到所希望的驱动力为止即可,因此能够更直观地进行输入操作。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述控制部将在从最初接收到的所述第2接触的检测起的第2时间内接收到的所述第2接触的检测判定为有效。
如果判定所述第2接触的检测有效的时间间隔长,则有可能发生即使用户已经打算终止第2接触,但在其后还存在非用户意图的对所述辅助服的接触时,所述驱动力增减的情况。
因此,根据本技术方案,将在从最初接收到的所述第2接触的检测起的第2时间内接收到的所述第2接触的检测判定为有效。由此,当存在非用户意图的对所述辅助服的接触时,能够防止由此产生的所述驱动力的增减。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力的增加的控制,通过变更所述对应的辅助用致动器的伸缩长度来进行。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力的增加的控制,通过变更所述对应的辅助用致动器的弹簧常数来进行。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述第2接触传感器与所述第1接触传感器为同一接触传感器。
不使用所述终端机而进行使辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减的输入操作的用户,通常会希望先输入想要对辅助服的哪个部分的驱动力进行增减,然后再输入驱动力的增减量。
根据本技术方案,由于第1接触和第2接触由同一接触传感器检测,因此用户通过在接触辅助服的某个部位之后的第1时间内接触相同部位,能够使所接触的部位的驱动力增减。其结果,用户只要首先触摸想要使驱动力增减的部分,接着以想要增减的量进行触摸即可,因此能够进行直观的输入操作。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述第2接触传感器与所述第1接触传感器为不同的接触传感器。
可以认为在辅助服上连续发生与用户的意图无关的某些接触的情况下,该接触会发生在辅助服的相同部位。例如,可以设想穿着作为辅助服的一种的辅助裤的用户一边摆臂一边步行的情况下,摆动的手连续接触辅助裤的相同部位。
在此,穿着辅助裤的用户多为肌力已衰退的老人。为了即使是肌力已衰退的老人的微弱的触摸也能够切实地进行接触的检测,需要充分降低用于检测的传感器的阈值。这种情况下,尤其可以设想频繁发生通过同一接触传感器连续检测出第1接触和第2接触的情况。
如上所述,在通过同一接触传感器检测出第1接触和第2接触的情况下,可以认为其是与用户的意图无关的接触。根据本技术方案,通过分别由第1接触传感器检测第1接触、由第2接触传感器检测第2接触,从而使与第2接触传感器对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力发生增减。即,用户需要首先接触(触摸)与想增减驱动力的部位不同的部位,这样能够有效地防止与用户的意图无关的驱动力的增减。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述多个接触传感器是检测对所述辅助服的所述外表面施加的压力值的多个压力传感器,
所述控制部,在从所述压力传感器检测到第1阈值以上的压力值的情况下,判定为存在对所述辅助服的所述外表面的接触的检测。
根据本技术方案,使用所述多个压力传感器作为所述多个接触传感器。在此,可以认为在想要使辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减的情况下,与偶然接触辅助服的情况相比,用户常会更用力地触摸辅助服。因此,例如,如果将所述第1阈值设定为无意识接触时检测到的压力值以上的值,则能够防止在用户偶然接触辅助服的情况下发生驱动力的增减。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述控制部,在从所述多个压力传感器中的第1压力传感器接收到第2阈值以上的第1压力值的检测作为所述第1接触的检测,且在接收到所述第1压力值的检测之后的所述第1时间内从所述多个压力传感器中的第2压力传感器接收到第3阈值以上的第2压力值作为所述第2接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器中与所述第2压力传感器对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减。
根据本技术方案,第1压力传感器接收第2阈值以上的压力值作为第1接触的检测,第2压力传感器接收第3阈值以上的压力值作为第2接触的检测。即,第1压力传感器和第2压力传感器用于检测接触的阈值不同。这是由于考虑到作为最初的接触的第1接触和第1接触之后的第2接触具有不同的压力值。例如,可以认为第1接触是最初的接触,因此与第2接触相比为更强的接触。因此,如果将第1压力传感器和第2压力传感器的阈值设为相同,则有可能检测不出由第2压力传感器检测的第2接触。根据本技术方案,能够防止检测不出所述第2接触的情况发生。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述辅助服还具备多个肌电传感器,所述肌电传感器在所述多个辅助用致动器的位置或所述配置位置的周围配置多个,用于检测在将要活动所述部位的肌肉时所产生的电压值,
所述控制部,可以根据所述多个肌电传感器分别检测到的各电压值,使所述多个辅助用致动器分别伸缩驱动。
其中,肌电传感器检测到的电压是活动肌肉之前产生的电压,而不是活动肌肉之后产生的电压。因此,根据本技术方案,能够基于活动肌肉之前产生的电压的检测结果来控制辅助用致动器的驱动。其结果,由辅助用致动器进行的辅助的跟随性提高。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述控制部,在由所述多个肌电传感器中的第1肌电传感器所检测的单位时间内的所述电压值的变化量为第4阈值以上的情况下,增大所述第1阈值,所述第1阈值是与所述第1肌电传感器对应的压力传感器检测压力值所用的阈值。
可以认为用户做出剧烈动作时从压力传感器检测到的压力值比用户做出非剧烈动作时从该压力传感器检测到的压力值大。例如,可以预料到用户跑步时自己的手偶然接触到辅助服的压力值比用户走路时自己的手偶然接触到辅助服的压力值大。上述情况下,如果将第1阈值设为固定值,则根据用户的动作剧烈程度会产生判定为存在对辅助服的外表面的接触的情况和不那样判定的情况。
根据本技术方案,由所述多个肌电传感器中的第1肌电传感器检测的单位时间内的所述电压值的变化量为第4阈值以上时,即用户做出剧烈动作时,增大第1阈值,所述第1阈值用于供与所述第1肌电传感器对应的压力传感器检测压力值。由此,即使在用户做出剧烈动作的情况下,也能够有效地防止辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力发生与用户的意图无关的增减。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述多个接触传感器是配置于所述辅助服的外表面、检测静电容量的变化量的多个触碰传感器,
所述控制部,在从所述触碰传感器检测到第5阈值以上的静电容量的变化量的情况下,判定为存在对所述辅助服的外表面的接触的检测。
根据本技术方案,使用所述多个触碰传感器作为所述多个接触传感器。在此,想要使辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减的情况下,与偶然接触辅助服的情况相比,用户常会更用力地进行触摸。因此,例如将所述第5阈值设定为无意识接触时检测到的静电容量的变化量以上的值,则能够防止用户偶然接触辅助服的情况下驱动力发生增减。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述辅助服具有分别穿戴于所述生物体的对称部位的两侧的一对穿戴部,
在所述一对穿戴部中的一侧的穿戴部配置的多个辅助用致动器的每一个,与在所述一对穿戴部中的另一侧的穿戴部配置的多个辅助用致动器的每一个对应关联,
当在所述一侧的穿戴部配置的第1辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力发生增减时,所述控制部使在所述另一侧的穿戴部配置且与所述第1辅助用致动器对应的第2辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力联动地增减。
根据本技术方案,例如辅助服是穿戴在每条腿上的辅助裤的情况下,当对一条腿增减驱动力时,则对另一条腿也增减驱动力。由此,只要对一条腿进行输入,则能够对另一条腿同时进行输入,因此能够更简易地进行输入操作。
本公开的另一技术方案涉及的辅助服的控制部的控制方法,是穿戴于生物体的部位、内表面接触所述部位的辅助服的控制部的控制方法,
所述辅助服具备:
进行伸缩驱动的多个辅助用致动器,其在穿戴于所述部位的情况下,沿着所述部位的肌肉的伸缩方向呈线状配置多条;
多个接触传感器,其检测对所述辅助服的外表面的接触;以及
控制部,
所述控制方法使所述控制部进行如下处理:
从所述多个接触传感器中的第1接触传感器接收第1接触的检测,
在接收到所述第1接触的检测之后的第1时间内,在从所述多个接触传感器中的第2接触传感器接收到第2接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器中与所述第2接触传感器对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减,在所述辅助用致动器的伸缩驱动过程中从所述第1接触传感器接收到对所述辅助服的所述外表面的接触的检测的情况下,判定为接收到所述第1接触的检测。
本公开的另一技术方案涉及的辅助服的控制部用程序,是在穿戴于生物体的部位、内表面接触所述部位的辅助服的控制部中执行的控制部用程序,
所述辅助服具备:
进行伸缩驱动的多个辅助用致动器,其在穿戴于所述部位的情况下,沿着所述部位的肌肉的伸缩方向呈线状配置多条,;
多个接触传感器,其检测对所述辅助服的外表面的接触;以及
控制部,
所述程序使所述控制部进行如下处理:
从所述多个接触传感器中的第1接触传感器接收第1接触的检测,
在接收到所述第1接触的检测之后的第1时间内,在从所述多个接触传感器中的第2接触传感器接收到第2接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器中与所述第2接触传感器对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减,在所述辅助用致动器的伸缩驱动过程中从所述第1接触传感器接收到对所述辅助服的所述外表面的接触的检测的情况下,判定为接收到所述第1接触的检测。
另外,所述辅助服还具有检测所述生物体的身体部位的姿势的传感器,可以根据所述传感器检测出的姿势来选择所述第2接触传感器,并根据来自所选择的第2接触传感器的输出进行第2接触的检测。
另外,在所述辅助用致动器周期性地进行伸长和收缩的辅助服中,所述辅助服还具备肌电传感器,可以根据所述肌电传感器的检测波形来检测所述生物体的部位的姿势。
本发明的另一技术方案涉及的辅助服包括:
1个或多个传感器,其在检测到对辅助服的多个接触时,输出初始信号和1个或多个信号;
致动器,其基于控制信号使收缩度变化;以及
控制器,其接收所述初始信号和所述1个或多个信号,当所述初始信号有效、且所述1个或多个信号中所包括的第1信号有效时,生成所述控制信号,
所述控制信号包括表示所述收缩度的信息,所述信息根据所述1个或多个信号中的有效信号的数量而生成,当所述有效的1个或多个信号的数量变大时,所述信息表示所述收缩度变大,
所述第1信号有效的条件之一是所述初始信号和所述第1信号之间的期间在第1期间内,
除了所述第1信号之外的所述1个或多个信号中所包括的信号有效的条件之一即第1条件,是所述第1信号和所述信号之间的期间在第2期间内,
所述第1期间比所述第2期间长。
如果所述信号接续于所述1个或多个信号中所包括的有效信号,则所述信号有效的另一条件也可以是所述第1期间比所述信号和所述有效信号之间的期间长。
(第1实施方式)
以下,参照附图对本发明中的第1实施方式进行详细说明。
(概略构成及动作)
图1是表示将本公开的第1实施方式涉及的辅助服4穿戴于生物体的一例即用户1的状态下的、用户1的动作的概略说明图。另外,图2是表示将本发明的第1实施方式涉及的辅助服4穿戴于用户1的状态的说明图,图3是图2中的辅助服4的立体图。辅助服4是穿戴在需要辅助的部位,对肌肉的动作进行辅助的服装。在实施方式1中,以由裤子构成服装主体2,进行步行辅助的辅助服为例进行说明。但是,服装主体2并不仅限于裤子,也可以根据辅助功能构成为上衣、护肘、护膝等。
本实施方式1中,如图2所示,用户1将内置有控制部8的控制器带3扎在腰上,并穿着服装主体2。在该服装主体2,作为一例如图3所示,在裤子的纵向上,换言之在用户1的人体轴向(图3中的上下方向)上,例如多个肌电传感器7及压力传感器87、与多个辅助用致动器6隔开预定间隔固定在服装主体2的图3的表面和背面。即,连接有多个压力传感器87及多个肌电传感器7的布线9和辅助用致动器6交替配置。
再者,图3所示的多个压力传感器87只是接触传感器的一例,也可以是静电容量型的触碰传感器。另外,如图3所示,压力传感器87构成为具备用于检测预备动作的压力传感器87a和检测命令输入动作的压力传感器87b,也可以构成为通过将各自的配置区域分开来避免误输入。另外,控制部8具有预备动作和命令判定部8h,所述预备动作和命令判定部8h判定由压力传感器87所检测出的信号分别为预备动作还是命令输入动作。
首先,利用图1对本发明的实施方式1涉及的辅助服4中的、辅助力(辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力)调整时的用户1的动作进行说明。首先,用户1启动步行辅助功能,开始步行。接着,如图1(a)所示,辅助动作中,在进行了拍打辅助服主体2的一部分(例如图1(a)中的下腹部分)等预备动作(接收动作)后,例如几秒以内,如图1(b)所示,进行对想要控制辅助力(后述的辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力)的辅助用致动器6的附近(例如图1(b)中的右大腿)拍打等命令输入动作(辅助力调整动作)。通过该动作,如图1(c)所示,根据该命令,调整辅助力并进行所希望的动作的辅助动作。再者,这里所说的命令为辅助力的调整命令。
该辅助服4如图2所示,辅助服主体2至少具备多个压力传感器87(参照图2和图3中的黑色圆点)、多个线状的辅助用致动器6、和具有预备动作和命令判定部8h的控制部8,该辅助服4穿戴于生物体的一例的人体、在此为用户1的下半身等需要辅助的部位,进行肌肉动作的辅助。压力传感器87作为接触传感器的一例发挥作用。
该第1实施方式的方法与使用信息终端机或输入输出装置等进行辅助力的调整的方法相比,能够直接敲击想调整的部位来设定辅助力,因此更直观更简便,具有在运动中(辅助动作中)也能够利用的优点。
这样的方法在简便的同时具有容易误输入的问题,但该第1实施方式中,通过在检测出预备动作之后,将例如几秒之内所检测的信号判定为命令输入,从而防止了误输入。另外,对于预备动作,除了将检测预备动作的部位和检测命令输入动作的部位以区域划分之类的方法以外,还可以通过由多次触摸构成预备动作来防止误输入。对于由多次触摸构成的预备动作会在后面进行说明,但如果由例如以特定的节奏触摸、对多个位置以特定的顺序触摸、多个部位同时触摸、或者将这些与特定的动作结合等动作来构成,则能够使误输入很难发生。如果是这样的预备动作,则不需要必须将检测预备动作的部位和检测命令输入动作的部位分开。
以下,对各构成要素进行详细说明。
(辅助用致动器的配置)
多个辅助用致动器6,在用户1身上穿戴了服装主体2的情况下,沿着用户1的作为辅助对象的部位的肌肉的伸缩方向在服装主体2上呈线状配置多条,进行伸缩驱动以辅助辅助用致动器6附近的肌肉的活动。肌肉的伸缩方向,例如就服装主体2而言,是从一个端部朝向另一个端部的方向。其中,服装主体2的端部,在辅助服4为裤子的情况下是指腰部(上端部)或下端部,在辅助服4为戴在手臂上的筒状部件的情况下是指手腕部或手臂根部侧的端部,在辅助服4为穿戴在躯体上的筒状部件的情况下是指上侧或下侧的端部。另外,在辅助服4为戴在手上的筒状部件的情况下,服装主体2的端部是指指尖或手指根部的端部。总之,在穿戴于人体的身体部位的辅助服4构成为筒状部件的情况下,服装主体2的端部表示的是其中心轴方向上的任意端部。
(压力传感器)
压力传感器87作为其中一例,为了检测对辅助服主体2的外表面的接触而在辅助服主体2上配置有多个。换言之,压力传感器87是检测对外表面施加的压力值的多个压力传感器,其配置为例如均等或随机地散布在辅助服主体2上。压力传感器87也配置在辅助用致动器6的配置位置或其周围。压力传感器87检测对辅助服主体2的外表面的接触(触摸),向控制部8(预备动作和命令判定部8h或者后述的第3变形例中的接收部8f)输出检测结果。也就是说,压力传感器87是用于检测调整辅助用致动器6的辅助力时的预备动作的输入、以及预备动作之后的命令输入动作来判定命令的传感器。在输入命令时所触摸的一部分的压力传感器87的每一个,分别与辅助用致动器6的每一个对应关联。对应关系通过在辅助用致动器6的附近(例如10mm以内)配置压力传感器87使其对应关联等来实现,并存储于后述的存储部8a中。因此,控制部(第3变形例中的命令判定控制部88)8基于由与辅助用致动器6对应关联的压力传感器87中的至少一个压力传感器87检测出第2接触的次数,控制与该至少一个压力传感器87对应的辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减。再者,仅用于预备输入的压力传感器87a不一定要与辅助用致动器6对应关联。
通过这样的构成,由于一部分的压力传感器87与辅助用致动器6对应关联,所以与用户1接触了的部位对应的辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减能够得到控制。由此,用户1只要根据想要变更辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减的部位,触摸辅助服主体2即可。
作为这种对应关联的例子,也可以将应对应关联的压力传感器87配置在距对应关联对象的辅助用致动器6预定的距离以内(例如10mm以内)。这样的话,由于与压力传感器87对应的辅助用致动器6配置在距压力传感器87预定的距离以内,用户1通过触摸想要变更辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减的部位,可以变更所触摸的部位的辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减。由此,能够更直观地调整辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减。
(肌电传感器的配置)
作为更具体的例子,辅助服4还具备多个肌电传感器7(参照图2及图3中的空心圆点)。肌电传感器7设置为与用户1的身体部位的皮肤直接或间接接触,其检测用户1的信号并输出给控制部8。作为其中一例,肌电传感器7在各辅助用致动器6所配置的位置或各致动器6的配置位置的周围配置有多个,检测辅助服4是否接触了用户1。在用户1的身体部位之中与肌肉对应的区域配置的肌电传感器7的密度,可以比在与肌肉对应的区域以外的区域配置的肌电传感器7的密度大。
(预备动作和命令判定部)
图4A是关于辅助服4的框图。如图4A所示,控制部8至少具有预备动作和命令判定部8h,预备动作和命令判定部8h接收来自压力传感器87的输出,基于所接收的输出来判定是否有预备动作及是否有命令输入,仅在有预备动作且有命令输入的情况下,经由判定部8c、致动器选择部8e和驱动部8d将驱动控制辅助用致动器6的信号向辅助用致动器6输出。换句话说,通过压力传感器87以及预备动作和命令判定部8h可以代替后述的输入输出装置16来实现辅助力的增减命令的输入。
更详细来说,预备动作和命令判定部8h(后述的第3变形例中为接收部8f),首先能够在辅助用致动器6的伸缩驱动过程中从多个压力传感器87中的一个压力传感器87接收接触(触摸)、即第1接触的检测。当接收到第1接触的检测时,预备动作和命令判定部8h(后述的第3变形例中为接收部8f)设为能够在接收到第1接触的检测之后的第1时间t1内,从多个压力传感器87接收接触(触摸)、即第2接触的检测,在接收到第2接触的检测时,进行控制以使与检测到接触的压力传感器对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减。
将用于进行第1接触的检测和第2接触的检测的判定的传感器信号的例子示于图27。图27是对来自一个压力传感器的输出即传感器信号与第1阈值及第2阈值的关系进行说明的图表。如图27所示,是否接收到第1接触的检测是通过预备动作和命令判定部8h(后述的第3变形例中为接收部8f),根据压力传感器87所检测的压力值(传感器信号)是否为第1阈值TH1以上来判定的。图27中在(b)状态下接收到第1接触的检测。
是否接收到第2接触的检测是通过预备动作和命令判定部8h(后述的第3变形例中为接收部8f),根据在接受到第1压力值的检测之后的第1时间t1内,压力传感器87所检测的压力值(传感器信号)是否为第2阈值TH2以上来判定的。图27中在(c)状态下接收到第2接触的检测。
另外,在接收到第2接触的检测的情况下,预备动作和命令判定部8h(后述的第3变形例中为命令判定控制部88)进行如下控制:在第1时间t1内接收到第2接触的检测之后,在第2时间t2内从压力传感器87接收到另外的第2接触的检测时,将第1时间t1内接收的第2接触(图27中的(c)接触)的检测的次数和第2时间t2内接收的第2接触(图27中的(d)、(e)接触)的检测的次数进行合计,将与第2接触的检测的合计次数对应的指示发送给判定部8c,使辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力增减。图27中,检测到3次接触(参照(c)、(d)和(e)的状态)。
举例来说,预备动作和命令判定部8h中,如果在预备动作之后的第1时间t1内没有命令输入动作,那么将会维持初始状态(预备动作之前的状态)。预备动作输入后,如果判定为进行了一次命令输入动作,则进行使对应的辅助用致动器6的辅助力增加一阶段的设定。另外,如果从最初的命令输入动作的接触起第2时间t2内检测出命令输入动作的接触,则以每检测出一次接触就使辅助力增加一阶段的方式进行设定。此时,预备动作和命令判定部8h(后述的第3变形例中为命令判定控制部88)在辅助用致动器6的伸长驱动过程中接收到一次以上第2接触的检测的情况下,进行控制以使得根据检测出的次数使辅助用致动器6的伸长驱动的驱动力增加。另一方面,预备动作和命令判定部8h(后述的第3变形例中为命令判定控制部88)在辅助用致动器6的收缩驱动过程中接收到一次以上的第2接触的检测的情况下,进行控制以使得根据检测出的次数使辅助用致动器6的收缩驱动的驱动力增加。
这样,控制部8,能够进行控制使得在上限次数以下随着第2接触被检测到的次数越多,使辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力越增加(参照后述的图34)。换句话说,控制部8能够在多次接收到第2接触的检测的情况下进行控制使得根据所接收的次数来增加驱动力的增减幅度。
在命令输入动作中也可以由多次触摸构成命令。例如,如果以1秒以内的间隔触摸两次则使辅助力增加一阶段,如果几秒后再次以1秒以内的间隔触摸两次则再增加一阶段的辅助力。这样的话,能够进一步防止误输入。
(辅助用致动器的具体构成)
图5A是表示服装主体2的表面的辅助用致动器6的配置状态的说明图。图6是通过与肌肉的关系来表示服装主体2的表面的传感器7的配置状态的说明图,图7是通过与肌肉的关系来表示服装主体2的背面的传感器87的配置状态的说明图。
作为具体的例子,如图5A所示,辅助用致动器6构成为,服装主体2的表面和背面的从大腿部的前侧中央到腰部的部分2d、以及与该部分2d对应的从大腿部的后侧中央到腰部的部分(与肌肉对应的区域),与除了该部分2d以外的部分2f相比密度更大地配置,来自辅助用致动器6的辅助力容易对大腿部的肌肉(图6中的肌肉1b)发生作用。如上,辅助用致动器6根据辅助功能,换句话说,为了能有效地发挥辅助功能,与肌肉对应而疏密地配置。
再者,辅助用致动器6不仅可以配置为基本平行排列,也可以配置成如图5所示那样互相交叉。这种情况下,各辅助用致动器6的合成力在沿着辅助对象部位的肌肉的伸缩方向的方向上发挥作用。
线状的各辅助用致动器6为完全相同的致动器,但也可以使用不同的致动器。
该第1实施方式中,作为线状的辅助用致动器6,使用的是具有相同构造的致动器。
图8是辅助用致动器6的说明图。图9是致动器6的放大说明图。图10是另一致动器的说明图。图11~13是图8中的辅助用致动器6的变形例涉及的致动器的说明图。如图8(a)所示,各致动器,作为其中一例,例如由以直径0.233mm的螺旋状卷绕的合成树脂的线状部件构成,当两端的电极6a被施加电压而通电加热时,如图8(b)所示,其全长收缩。而当通电解除进行自然放热时,其伸长到原来的长度。这是因为,如图9所示,卷成螺旋状的树脂的线状部件由于加热会在圆周方向上卷绕,由此其全长收缩。当通过自然放热等冷却下来时,圆周方向上的卷绕解除,由此其全长伸长。各致动器可以使用一条,也可以如图11和图12所示,根据作用力的大小,将多条致动器排列配置,同步进行伸缩动作。另外,如图13所示,也可以配置为在正交的两个轴方向上分别并联配置多条致动器,在正交的两个轴向上分别同步进行伸缩动作。
作为这种致动器的例子,可以列举出通过热的施加而收缩的线状致动器,具体地可以列举出在轴向上能够伸缩的线状的高分子致动器。更加具体地,可以使用将表面涂覆有银的尼龙纤维加捻、线圈化而成,在对银涂层施加电流通电加热时会产生扭矩而收缩,而当解除电流施加时则伸长至原来的长度复原的致动器。这种致动器容易驱动,并且能够增加单位重量的输出。
作为致动器的其他例子,如图10所示,可以使用通过气压的调整而伸缩的线状的气压致动器。作为该气压致动器的一例,也可以使用McKibben型致动器,该致动器构成为:在橡胶管30的两端固定法兰33,在橡胶管30的外周卷绕有网状纤维31。在该McKibben型致动器中,如果从配管34将流体(空气等)通过一侧的法兰33使其流进橡胶管30内,橡胶管30会被加压而膨胀,而由于被网状纤维31拘束,橡胶管30会在半径方向(参照图10中的(c))膨胀,而在中心轴方向大幅收缩(参照图10中的(b))。另一方面,如果从配管34将流体(空气等)通过一侧的法兰33从橡胶管30排出,橡胶管30会被减压,在半径方向(参照图10中的(c))与网状纤维31一起收缩,而中心轴方向大幅伸长。作为具体的例子,McKibben型致动器中,外径为1.2mm的致动器现已开发出来了。这种致动器通过阻断流体向橡胶管30流入和从橡胶管30排出,能够容易地实现保持动作。
辅助用致动器6是配置在用户1的身体部位的轴向(换言之,该部位的肌肉的轴向)上的一例,但并不仅限于此,也可以配置在与部位的轴向交叉的方向(例如正交方向或斜向等任意方向)。作为其中一例,如果沿着图6中的肌肉1b的活动使辅助用致动器6伸缩,能够辅助肌肉1b的活动。
(肌电传感器的具体构成)
肌电传感器7测定肌电,所述肌电为作为生物体的信号的例子,是肌肉将要活动时产生的电压。由于肌电传感器7能够检测大脑对肌肉发出的命令,因此对肌动作的辅助的跟随性增强。也可以使用应变式传感器、加速度传感器或陀螺仪传感器等来代替肌电传感器7。
肌电传感器7的配置和肌肉1b的关系如图14所示。作为各肌电传感器7的位置,如果将其配置在能够测定肌肉1b的活动的位置,例如与肌肉1b对应的位置中、与肌肉活动最大的位置对应的位置,则通过肌电传感器7容易检测肌肉1b的活动。具体来说,例如图6和图7所示,在服装主体2的表面和背面的与肌肉1b对应的区域配置1个或多个肌电传感器7,通过肌电传感器7很容易测定肌肉1b的活动。更具体来说,在服装主体2的表面,在与股直肌等大腿肌肉对应的位置或区域配置肌电传感器7。在服装主体2的背面,在与臀部的肌肉和腿筋对应的位置或区域配置肌电传感器7。
另外,在模拟布线的情况下,来自各个肌电传感器7的布线9a和来自压力传感器87的布线9b为如图15所示的布线。根据这样的构成,能够独立地检测各肌电传感器7的信号和各压力传感器87的信号。另一方面,在数字布线的情况下,来自各个肌电传感器7和各个压力传感器87的布线9为如图16所示的利用数字通信总线作为共同布线的布线。通过这样的构成,能够减少布线。
所有的肌电传感器7、所有的压力传感器87以及所有的辅助用致动器6中,布线9集结在裤子的上端部即腰部,利用布线14而与环状的控制器带3连接。
(控制器带的具体构成)
控制器带3具有两端的接合部3a,其嵌于用户1的腰部,通过接合部3a接合而能够戴于腰部。接合部3a上设置有开关,可以构成为只要使接合部3a接合,就向控制部8输入辅助用致动器6的开始信号。另外,也可以设为用户1从下述输入输出装置16向控制部8输入辅助用致动器6的开始信号。
控制器带3具备操作装置18。如图2所示,该操作装置18具备:能够与智能手机等信息终端机15进行通信且具有操作按钮、扬声器、LED、显示器以及无线通信设备等输入输出装置16,和与与输入输出装置16连接的控制部8。再者,输入输出装置16也可以设为不具备用于与智能手机等信息终端机15进行通信的无线通信设备,仅接受在输入输出装置16上的直接输入。用户1将辅助开始和终止等指示直接输入输入输出装置16,或者经由信息终端机15间接输入输入输出装置16,通过控制部8控制辅助用致动器6的驱动。
输入输出装置16被输入辅助动作(辅助用致动器6的驱动)开始和终止、辅助力调整动作终止等指示,并传达给控制部8。辅助动作(辅助用致动器6的驱动)开始和终止信号的输入也可以设为例如通过控制器带3的接合部3a的接合动作和接合解除动作自动输入。
作为智能手机等信息终端机15,人体1即用户可以输入辅助动作(辅助用致动器6的驱动)开始和终止、辅助力调整动作终止等指示。输入到信息终端机15的指示从信息终端机15传达给控制部8。可以根据来自控制部8的警告指示,通过信息终端机15实施上述警告动作。
再者,控制器带3并不是必须的,也可以没有。这种情况下,服装主体2上安装有操作装置18(参照后述的图39和图40)。
(控制部的具体构成)
控制部8如图4A所示,具备预备动作和命令判定部8h、存储部8a、运算部8b、判定部8c、致动器选择部8e和驱动部8d。控制部8按照来自输入输出装置16的指示,基于肌电传感器7的信号,控制辅助用致动器6的驱动。另外,控制部8进行预备动作和命令输入动作的判定,为了调整辅助力而对辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力进行增减控制。根据来自压力传感器87的输出的大小来判定是否有预备动作。根据来自压力传感器87的输出的大小、以及检测预备动作后的时间间隔来判定是否有命令输入动作。
存储部8a中存储有预备动作和命令判定部8h中的接触检测的判定所使用的阈值(预备动作判定用第1阈值、命令输入判定用第2阈值、后述的第3~第5阈值等),并且预先存储具有不同的辅助力的强度或辅助时机等的多个或单一的辅助动作模式等。辅助动作模式包括例如步行模式、或台阶升降模式等。存储部8a中,按每种辅助动作模式存储有与运算部8b算出的肌电传感器7的值的时间变化对应的变化模式。而且,存储部8a中还存储有用于通过判定部8c确定辅助用致动器6的动作的程序等。另外,存储部8a中还预先存储有各肌电传感器7和各压力传感器87的位置信息、与各肌电传感器7对应的辅助用致动器6的位置信息、以及与各压力传感器87对应的辅助用致动器6的位置信息。
运算部8b根据需要实施肌电传感器校准的运算,所述运算为从来自肌电传感器7的多个输出信号中提取出最强的信号或比较强的信号,或者在对来自肌电传感器7的多个输出信号进行了加权的基础上再平均化。另外,运算部8b也可以进行对肌电传感器7的输出信号进行增益调整或降噪等运算。运算部8b的运算结果从运算部8b传达给判定部8c。
判定部8c从预备动作和命令判定部8h接收用于控制辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减的驱动条件的设定信息来作为命令判定结果信息,向致动器选择部8e传达指示。或者,判定部8c也可以设为:在经过了第2时间t2时,从预备动作和命令判定部8h接收接触了的合计次数(命令输入动作的次数)作为第2接触的检测,由存储于存储部8a的相关信息求出与命令输入动作的次数对应的辅助力的增加量,向致动器选择部8e传达指示。
另外,在辅助阶段时,判定部8c对由运算部8b所运算出的肌电传感器7的值的时间变化、和从存储部8a读取的与辅助动作模式相应的变化图形(图案)进行比较,判定用户1的动作或状态。另外,判定部8c基于预先存储于存储部8a的程序等,确定辅助用致动器6的动作,并根据需要向致动器选择部8e传达指示。
利用图25和图4B~图4D对判定用户1的动作或状态时的具体例进行说明。图25是由服装辅助进行步行辅助的工序的说明图。图4B是对用于图25所示的步行辅助的工序(阶段A~G)中的阶段E下的步行状态的判定的实际信号、和存储部8a中所存储的各阶段的信号(仅图示了阶段E、F、G作为代表例)之间的比较判定进行说明的说明图。另外,图4C是图4B中的判定所使用的时间响应模式的阶段E的信号的说明图,图4D是基于图4B中的判定的、阶段E中的辅助用致动器6(代表例为致动器A~E)的驱动例的说明图。作为其中一例,图4B中示出了图25的由辅助服4进行的步行辅助的工序(阶段A~G)中的阶段E下的步行状态的判定的实际信号、和存储部8a中所存储的各阶段的信号(仅图示了阶段E、F、G作为代表例)。作为图4B所示的“存储部8a中所存储的各阶段的肌电传感器7的信号”的其中一例,图4C中示出了阶段E的第1传感器(例如右大腿部前侧的肌电传感器)的信号值、阶段E的第2传感器(例如右侧大腿部后侧的肌电传感器)的信号值。在图4C中,用数字值0、1、2、3来表示信号值,数字值越大,则肌电传感器的信号值越大。图4D中示出了阶段E中的辅助用致动器6(仅图示了排列在右侧大腿部前侧的致动器A~E作为代表例)的驱动例。在图4D中,用0、1、2、3来表示致动器的驱动水平,驱动水平的数值越大,则致动器的收缩越强。
在图25中,判定用户1的动作或状态时,例如,由判定部8c对来自第1传感器、第2传感器等配置于特定位置的传感器的实际的信号和存储部8a中所存储的各阶段的与第1传感器、第2传感器对应的信号进行比较。这样一来,由于实际的信号和图4B所示的时间响应模式的阶段E的信号最为一致,因此当用户1的步行状态为阶段E时,能够由判定部8c进行判定。
基于该判定部8c中的判定结果和存储部8a所预先存储的程序(在这里为步行用程序),如图4D所示,判定部8c基于阶段E中的辅助用致动器6(仅图示了致动器A~E作为代表例)的驱动例,确定辅助用致动器6的动作,经由致动器选择部8e向驱动部8d传达指示。驱动部8d基于来自判定部8c的指示,驱动对应的辅助用致动器6(代表例为致动器A~E)。
驱动部8d将哪个辅助用致动器6处于辅助执行中的信息和此时的驱动力的大小等的辅助力调整所需的信息输入判定部8c及预备动作和命令判定部8h(后述的变形例3中为接收部8f)。
预备动作和命令判定部8h,能够接受来自所有压力传感器87的输出,基于来自压力传感器87的输出,判定是否存在由压力传感器87接收的作为预备动作的第1接触的检测、以及是否存在作为命令输入动作的第2接触的检测。在判定是否存在第2接触的检测中,当存在第2接触的检测时,预备动作和命令判定部8h还进行第2接触的检测的次数的判定。另外,预备动作和命令判定部8h,比如内置有计时器功能,从而还可以测定第1时间t1和第2时间t2。
再者,对于预备动作和命令判定部8h的动作(预备动作和命令输入判定动作)的详细情况,会在后面进行说明。
(服装主体的具体构成)
作为服装主体2的构造例45,如图17所示,首先,在最接近用户1的一侧的第1层41,配置压力传感器87、肌电传感器7、以及它们的布线9。在第1层41上的第2层42,配置辅助用致动器6。在最外层即第3层44,配置全部覆盖第2层42的布等的遮盖物。由此,构造例45整体构成为3层结构。其中,图17中的46是将辅助用致动器6的两端固定的辅助用致动器固定部,47是辅助用致动器6的布线。
(肌电传感器校准)
图18是肌电传感器校准的说明图。图19是肌电传感器输出的处理方式的说明图。图20是另一肌电传感器输出的处理方式的说明图。
根据用户1的特性(体型、男女、年龄等)或服装主体2相对于用户1的穿戴情况等,实际上每个用户或者每次穿戴时,肌电传感器7的位置都不同。这种情况下,也可以由控制部8自动进行肌电传感器校准,而无需用户1自己逐一进行调整。
例如,如图18所示,首先,通过与要辅助肌肉动作的肌肉即目标肌肉1e对应配置的目标区域2h附近的肌电传感器7取得肌电等生物体信号。其中,目标区域2h设定在例如目标肌肉1e的信号电平比接近目标肌肉1e的肌肉所产生的噪音水平高的区域。具体来说,股直肌的目标区域设定在股直肌上的点且骨盆(髂前下棘)与膝盖(胫骨粗隆)的中间点附近,通过配置在以该中间点为中心,可发生肌电传感器的位置偏移的范围(例如半径2cm)内的肌电传感器7来取得信号。在该图18中,肌电传感器7相对于服装主体2的整体均等地配置。
接着,通过控制部8的运算部8b从由肌电传感器7取得的生物体信号中提取出最强信号。举例来说,如图19所示,如果将来自4个肌电传感器7即肌电传感器7-1、7-2、7-3、7-4的输出信号设为(1)、(2)、(3)、(4),那么来自肌电传感器7-4的信号为最强信号。
其结果,将检测出该最强信号即输出信号(4)的肌电传感器7-4作为肌电传感器目标区域2h内的肌电传感器7,由控制部进行处理。这样一来,即使仅通过肌电传感器目标区域2h内的肌电传感器7有可能无法充分检测力而发生误动作,但通过考虑来自肌电传感器目标区域2h附近的多个肌电传感器7的输出信号,由控制部8提取出最强信号,将对应的肌电传感器7选择为应使用的合适的肌电传感器7,由此进行修正即肌电传感器校准。
作为该肌电传感器校准的另一处理方法,也可以不仅仅提取出最强信号,而是如图20所示,在控制部8的运算部8b中,通过将输出信号(1)、(2)、(3)、(4)分别乘以加权系数,将它们全部相加之后再除以输出信号的个数,来计算出输出信号的平均值。取得这样算出来的输出信号的平均值作为修正后的输出信号,通过使用该平均值也能进行肌电传感器校准。
作为其中一例,该校准在下面的时机进行。图21是表示服装辅助下整体的动作流程的流程图。
也就是说,如图21所示,首先,在步骤S12中,用户1穿戴了服装主体2之后,如上所述进行肌电传感器校准。
接着,在步骤S13中,通过辅助用致动器6进行辅助动作。此时,例如,在辅助动作模式有多个可选的情况下,可以通过输入输出装置16选择任一模式。例如,在有步行模式和台阶升降模式的情况下,选择任一个模式之后开始辅助。
接着,在步骤S14A中,接收用于在通过辅助用致动器6进行辅助动作中调整辅助力的预备动作。
接着,在步骤S14B中,在接收预备动作后进行辅助力调整动作。
(致动器校准)
图22和图23是根据不同用户1由于肌肉位置不同而选择不同的辅助用致动器时的说明图。图24是表示致动器校准的动作流程的流程图。
如果提取来自上述多个肌电传感器7的输出信号中为最强信号的肌电传感器7之后,进一步由控制部8选择与该肌电传感器7对应配置的(例如,在该肌电传感器7的附近配置的)辅助用致动器6,则能够从辅助用致动器6对肌肉1e恰当地传达来自辅助用致动器6的辅助力。例如,如图22所示,对于某个用户1,使用在服装主体2的纵向上配置的辅助用致动器6中的与大腿部及其附近对应的辅助用致动器6A~6F中,信号比其他的辅助用致动器6A、6B、6E、6F强的两条辅助用致动器6C和6D即可。而如图23所示,对于某另一用户1,由于其肌肉位置与先前的用户不同,因此使用在服装主体2的纵向上配置的辅助用致动器6中的与大腿部及其附近对应的辅助用致动器6A~6F中,信号比其他的辅助用致动器6A、6D、6E、6F强的两条辅助用致动器6B和6C即可。由此,能够基于肌电传感器7的输出数据,通过控制部8检测肌肉1b相对于服装主体2的位置,并通过控制部8恰当地选择最接近肌肉1b的辅助用致动器6。再者,各肌电传感器7的位置信息和与各肌电传感器7对应的辅助用致动器6的位置信息预先存储于控制部8的存储部8a中。
作为其中一例,该致动器校准在以下时机进行。
即,如图24所示,首先,在步骤S15中,用户1穿戴了服装主体2之后,通过控制部8从肌电传感器目标区域2h附近的多个肌电传感器7取得检测数据。
之后,在步骤S16中,作为其中一例,通过控制部8将多个肌电传感器7的检测数据中信号最强的肌电传感器7确定为将使用的肌电传感器7。
最后,在步骤S17中,通过控制部8(致动器选择部8e)将与所确定的肌电传感器对应的辅助用致动器6确定为将使用的辅助用致动器6。
(步行辅助)
图25是由辅助服4进行步行辅助的工序的说明图。
如图25所示,作为其中一例,控制部8所控制下的、由相对于右大腿部的前后的肌肉1b的辅助用致动器6所进行的辅助,按以下方式进行。该辅助通过产生与由肌电传感器7检测的肌肉1b的活动联动的辅助力而进行。在这里,为了便于说明,仅对相对于右大腿部的前后的肌肉1b的辅助用致动器6进行说明,而相对于左大腿部的前后的肌肉1b的辅助用致动器6与其相同。
首先,从G状态向A状态移动时,用户1开始使右脚向前迈出一步。此时,使与右大腿部的前侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6的辅助增加,而使与右大腿部的后侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6的辅助渐渐减少。“使辅助增加”是指在肌肉收缩时使辅助用致动器6收缩,或在肌肉伸展时使辅助用致动器6伸展。
接着,从A状态向B状态移动时,用户1使右脚支撑体重,并且左脚开始离开地面。在移至该B状态时,与右大腿部的前侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6最大限度地进行辅助直到达到峰值辅助值。此时,与右大腿部的后侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6仅进行轻微的辅助。
接着,从B状态向C状态移动时,用户1使右脚支撑全部体重,而左脚完全离开地面。此时,使与右大腿部的前侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6的辅助渐渐减少,而与右大腿部的后侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6仅提供轻微的辅助。
接着,从C状态向D状态移动时,用户1开始将左脚向前迈出,再走一步。此时,与右大腿部的前后两侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6仅提供轻微的辅助。
接着,从D状态向E状态移动时,用户1使左脚支撑体重,并且右脚开始离开地面。从该D状态移至E状态时,增加与右大腿部的前侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6的辅助。此时,与右大腿部的后侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6仅提供轻微的辅助。
接着,从E状态向F状态移动时,用户1通过左脚支撑全部体重,而右脚完全离开地面。此时,使与右大腿部的前侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6的辅助渐渐减少,与右大腿部的后侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6仅提供轻微的辅助。
接着,从F状态向G状态移动时,用户1开始将右脚向前迈出,再走一步。从该F状态移至G状态时,与右大腿部的前侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6最大限度地增加辅助直到达到峰值辅助值。此时,与右大腿部的后侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6仅提供轻微的辅助。
如上所述,在本辅助例中,与肌肉1b的活动联动地使辅助力渐渐变化,但不仅限于此,也可以在需要辅助的时机脉冲式地产生辅助力等。另外,在仅进行轻微辅助的情况等,也可以完全不进行辅助。
(辅助阶段)
图26A是控制部8所进行的辅助用致动器6的驱动控制的流程图。
如图26A所示,控制部8所进行的辅助用致动器6的驱动控制按以下方式进行。其中,根据用户1的步行状态,提供辅助的辅助用致动器6不同。由于能从肌电传感器7得到对应的各个肌肉1b的活动作为信息,因此通过控制部8将那些信息与例如人的步行模式进行对照,能够识别用户1的步行状态。由此,在控制部8中,能够选择与所驱动的肌肉1b对应的辅助用致动器6,与肌肉1b同步地进行辅助。
首先,在步骤S21中,用户1使用输入输出装置16输入步行模式等指示。
接着,在步骤S22中,控制部8开始辅助。即,基于预先存储于控制部的存储部8a的程序等,开始进行辅助用致动器6的驱动控制。
接着,在步骤S23中,首先,在辅助用致动器6的驱动控制实际开始之前,控制部8取得来自所有的肌电传感器7的数据。
接着,在步骤S24中,基于控制部8所取得的来自所有的肌电传感器7的数据,控制部8确定用户1的动作或状态。例如,控制部8确定现在是否处于步行过程中,如果处于步行过程中,则确定处于哪种状态下等。
接着,在步骤S25中,基于所确定的用户1的动作或状态,控制部8确定各辅助用致动器6的目标动作。辅助用致动器6的目标动作可以是使辅助用致动器6“在何时以何种程度收缩”或者使辅助用致动器6“在何时以何种程度伸展”。
接着,在步骤S26中,基于在步骤S25中所确定的目标动作,控制部8进行辅助用致动器的驱动控制。
接着,在步骤S27中,控制部8对是否通过输入输出装置16等进行了指示变更进行判定。如果控制部8判定为有指示变更,则进入步骤S28。如果控制部8判定为没有指示变更,则返回到步骤S23。
接着,在步骤S28中,控制部8对指示变更是否为结束指示进行判定。如果控制部8判定为指示变更不是结束指示,则进入步骤S30。如果控制部8判定为指示变更是结束指示,则进入步骤S29。
接着,在步骤S29中,结束一系列的动作处理。
在步骤S30中,控制部8进行基于指示变更的设定变更之后,返回到步骤S23。
(预备动作和命令判定部的动作的详细说明)
接下来,对预备动作和命令判定部8h等所进行的预备动作和命令输入判定动作进行具体说明。
首先,通过驱动部8d使辅助用致动器6伸缩驱动期间,接收多个压力传感器87所进行的第1接触的检测作为预备动作。辅助用致动器6伸缩驱动的期间实际上是指辅助用致动器6进行着伸缩驱动的期间或辅助用致动器6的驱动开始信号输入后的期间。具体来说,当辅助用致动器6的驱动开始信号从驱动部8d输入预备动作和命令判定部8h时,通过预备动作和命令判定部8h能够判定为辅助用致动器6进行着伸缩驱动。
这样限定接收时间的理由如下。
用户1希望增减辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的情况多为穿戴着辅助服主体2,一边从辅助服4接受辅助力一边运动时,希望对该辅助力的强弱进行微调的情况。换句话说,用户1在没有从辅助服4接受辅助力时,很少会希望对该辅助力的强弱进行微调,即很少会希望增减辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力。
因而,在第1实施方式中,在辅助用致动器6伸缩驱动过程中、即用户1从辅助服4接受着辅助力的期间,接收第1接触的检测。由此,第1接触的检测是在用户1希望对辅助力进行微调的情况下、即从辅助服4接受着辅助力的期间接收的。所以,能够在用户1希望增减辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的可能性很小的情况下,防止接收到第1接触的检测,进而防止发生与用户1的意愿无关的驱动力的增减。
另外,作为一例,以是否为用户1不能偶然输入的动作来判定是否为作为预备动作的第1接触的检测、以及是否为作为命令判定动作的第2接触的检测。这是因为,例如,如果用户1仅仅轻击一次服装主体2的一部分,那么无法判断是用户1的手等偶然轻轻接触的动作还是有意地进行了预备动作的1次轻击动作。
因此,具体来说,例如,如果将预备动作判定用第1阈值TH1和命令输入动作判定用第2阈值TH2设定为无意接触时所检测到的压力值的几倍以上的值,则能够防止与用户1的意图无关的辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减的变更。或者,将预备动作构成为多次触摸,也能够使其成为偶然发生的可能性小的动作。
用户1所进行的作为预备动作的具体的动作例如下所述。
作为用户1的单手进行的预备动作的例子,可以列举出对相同位置用力敲击两次以上,产生两次以上来自相同位置的压力传感器87的、一定阈值(所述第1阈值和第2阈值)以上的输出的情况(参照图26B中的(a))。此时,通过使各输出的时间间隔为预定的时间以下(例如1秒),能够进一步防止误认。或者也可以设为预定的节奏(例如改变第1次和第2次的时间间隔与第2次和第3次的时间间隔)。
或者,作为单手进行的其他预备动作的例子,还有对相同位置或不同位置进行两次以上的预定次数的敲击动作,结果产生来自相同位置或不同位置的压力传感器87的、一定阈值(所述第1阈值和第2阈值)以上的所述预定次数的输出的情况。此时,通过确定敲击(或抚摸)场所的顺序(参照图26B中的(b)),能够进一步防止误认。
或者,作为单手进行的其他预备动作的例子,还有以下情况:对相同位置或不同位置重复进行两次以上用力持续按压的动作,结果产生两次以上来自相同位置或不同位置的压力传感器87的、一定时间以上且一定阈值(所述第1阈值和第2阈值)以上的输出。
或者,作为单手进行的其他预备动作的例子,还有以下情况:对任意位置以特定的节奏敲击(参照图26B中的(c)),结果产生来自任意位置的压力传感器87的一定时间以内、具有一定间隔、一定阈值(所述第1阈值和第2阈值)以上的输出。
或者,作为单手进行的其他预备动作的例子,还有以下情况:进行与用户1的人体动作之间的组合(例如,抬腿动作时敲击抬起的腿的一部分等(参照图26B中的(e)))动作,结果产生两次以上来自从正在工作的辅助用致动器6的配置位置或其周围的压力传感器87的、一定阈值(所述第1阈值和第2阈值)以上的输出。
另外,作为用户1的双手进行的预备动作的例子,存在以下情况:对不同位置同时用双手各敲击一次或持续按压一定时间(参照图26B中的(d)),结果产生两次来自不同位置的多个压力传感器87的、同时以一定阈值(所述第1阈值和第2阈值)以上、或同时在一定时间以内且一定阈值(所述第1阈值和第2阈值)以上的输入。
或者,作为双手进行的其他预备动作的例子,还有以下情况:用双手对不同位置在一定时间以内一次一次连续敲击或持续按压一定时间以上,结果产生来自不同位置的多个压力传感器87的、一定时间以内且一定阈值(所述第1阈值和第2阈值)以上、或一定时间以上且一定阈值(所述第1阈值和第2阈值)以上的输出。
对于命令输入动作,通过从预备动作起第1时间内进行触摸能够防止误认,而通过与上述输入动作相同的方法也可以进一步防止误认。
这些预备动作和命令输入动作只是例子,也可以将多种方法结合起来。不管哪个动作例,作为预备动作的第1接触的检测的方法和作为命令输入判定动作的第2接触的检测的方法都是根据上述的处理来进行。
图27是对来自一个压力传感器87的输出即传感器信号、第1阈值TH1、第2阈值TH2、第1时间t1以及第2时间t2的关系进行说明的图表。但该例子中,第1阈值TH1和第2阈值TH2是相同的值。
例如,如果预备动作和命令判定部8h判定为来自相同压力传感器87的输出为一定阈值(图27中的第1阈值TH1)以上(参照图27中的(b)),则预备动作和命令判定部8h判定为进行了第1接触的检测,输入了预备动作。作为该图27中的第1接触的动作、换言之为预备动作,可以示例出用户1以第1阈值TH1以上的力对任意位置单手敲击一次的动作等。
如果预备动作和命令判定部8h判定为在输入预备动作之后的一定时间(图27中的第1时间t1)以内,压力传感器87的输出为一定阈值(图27中的第2阈值TH2)以上(参照图27中的(c)),则预备动作和命令判定部8h判定为进行了一次第2接触的检测。此时,如果预备动作和命令判定部8h进一步判定为从最初的第2接触的检测起一定时间(第2时间t2)以内,压力传感器87的输出为一定阈值(第2阈值TH2)以上(参照图27中的(d)和(e)),则预备动作和命令判定部8h判定为再次有效地进行了一次第2接触的检测。综上所述,预备动作和命令判定部8h对第2时间t2以内的有效的第2接触的检测的次数进行计数。在这里,作为其中一例,第1时间和第2时间可以分别例示为3秒左右。如果该时间过长,则可能会由于用户1的无意接触而产生误输入。
之后,第2时间t2过去后,预备动作和命令判定部8h判定为进行了命令输入动作,将与最终第2接触的检测的次数对应的驱动力的设定信息发送给判定部8c。作为该图27中的第2接触的动作、换言之为命令输入动作,可以示例出用户1在第2时间t2以内以第2阈值TH2以上的力对相同位置或不同位置单手敲击任意次数的动作等。
另外,作为其他的例子,对相对于前面的例子第1阈值TH1和第2阈值TH2不同的情况进行说明。图28是对来自一个压力传感器87的输出即传感器信号与第1阈值及第2阈值的关系进行说明的图。该例中,如果预备动作和命令判定部8h判定为来自相同压力传感器87的输出为一定阈值(图28中的第1阈值TH1)以上(参照图28中的(b)),则预备动作和命令判定部8h判定为进行了第1接触的检测,输入了预备动作。如果预备动作和命令判定部8h判定为压力传感器87的输出小于一定阈值(图28中的第1阈值TH1)(参照图28中的(a)),即使其为其他的阈值(图28中的第2阈值TH2)以上,仍判定为不是第1接触的检测。
如果预备动作和命令判定部8h判定为在输入预备动作之后的一定时间(图28中的第1时间t1)以内,压力传感器87的输出为一定阈值(图28中的第2阈值TH2)以上(参照图28中的(c)),则预备动作和命令判定部8h判定为进行了一次第2接触的检测。此时,如果预备动作和命令判定部8h进一步判定为从最初的第2接触的检测起一定时间(第2时间t2)以内,压力传感器87的输出为一定阈值(第2阈值TH2)以上(参照图28中的(d)和(e)),则预备动作和命令判定部8h判定为再次有效地各进行了一次第2接触的检测。综上所述,预备动作和命令判定部8h对第2时间t2以内的有效的第2接触的检测的次数进行计数。之后,第2时间t2过去后,预备动作和命令判定部8h判定为进行了命令输入动作,将此时的第2接触的检测的次数发送给判定部8c。
另外,作为其他的例子,对利用来自两个不同的压力传感器87的输出的情况进行说明。图29是对来自两个压力传感器87(参照图3中的第1压力传感器87a和第2压力传感器87b)的输出即传感器信号与第1时间t1、第2时间t2、第1阈值TH1、第2阈值TH2的关系进行说明的图。该例中,如果预备动作和命令判定部8h判定为两个压力传感器87、即第1压力传感器87a和第2压力传感器87b的输出中,第1压力传感器87a的输出为一定阈值(图29中的第1阈值TH1)以上(参照图29中的(b)),则预备动作和命令判定部8h判定为进行了第1接触的检测,输入了预备动作。如果预备动作和命令判定部8h判定为第1压力传感器87a的输出小于一定阈值(图29中的第1阈值TH1)(参照图29中的(a)),即使其为其他的阈值(图29中的第2阈值TH2)以上,仍判定为不是第1接触的检测。
如果预备动作和命令判定部8h判定为在输入预备动作之后的一定时间(图29中的第1时间t1)以内,第2压力传感器87b的输出为一定阈值(图29中的第2阈值TH2)以上(参照图29中的(c)),则预备动作和命令判定部8h判定为进行了一次第2接触的检测。此时,如果预备动作和命令判定部8h进一步判定为从最初的第2接触的检测起一定时间(第2时间t2)以内,第2压力传感器87b的输出为一定阈值(第2阈值TH2)以上(参照图29中的(d)和(e)),则预备动作和命令判定部8h判定为再次有效地各进行了一次第2接触的检测。综上所述,预备动作和命令判定部8h对第2时间t2以内的有效的第2接触的检测的次数进行计数。之后,第2时间t2过去后,预备动作和命令判定部8h判定为进行了命令输入动作,将与此时的第2接触的检测的次数对应的驱动力的设定信息发送给判定部8c。
图30是表示预备动作和命令判定部8h以及驱动部8d中的、预备动作和命令判定动作以及辅助驱动的处理的流程图。图31是表示预备动作和命令判定部8h中的处理的流程图。图32是表示预备动作和命令判定部8h的处理中的预备动作的处理的流程图。图33是表示预备动作和命令判定部8h的处理中的命令判定动作的处理的流程图。
首先,对图30进行说明。
在步骤S110中,用户1进行触摸输入,从压力传感器87输出传感器信号。
接着,在步骤S120中,预备动作和命令判定部8h判定步骤S110所输出的压力传感器87的输出(第1压力值(传感器信号))是否为预备动作。仅在压力传感器87的输出(第1压力值(传感器信号))为预备动作时进入下一个步骤。
接着,在步骤S130中,用户1进行触摸输入,从压力传感器87输出传感器信号。
接着,在步骤S140中,预备动作和命令判定部8h判定步骤S130所输出的压力传感器87的输出(第2压力值(传感器信号))是否为命令输入动作。仅在压力传感器87的输出(第2压力值(传感器信号))为命令时进入下一个步骤。
接着,在步骤S150中,预备动作和命令判定部8h基于来自存储部8a的存储信息和判定结果信息,设定驱动条件。
接着,在步骤S160中,从预备动作和命令判定部8h经由判定部8c和致动器选择部8e向驱动部8d输出驱动条件,驱动部8d基于驱动条件驱动辅助用致动器6。其结果,辅助力、即辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减得到调整。
接下来,基于图31对预备动作和命令判定部8h中的处理进行说明。
首先,在步骤S171中,基于从驱动部8d输入的辅助用致动器6是否处于驱动过程中的信号,通过预备动作和命令判定部8h判定辅助用致动器6是否正在执行辅助。如果正在执行辅助,则进入下一个步骤S120,如果不在执行辅助,则待机直至其执行辅助。
在步骤S120中,通过预备动作和命令判定部8h进行预备动作的判定。仅在通过预备动作和命令判定部8h判定为是预备动作时进入下一个步骤S140。
在步骤S140中,通过预备动作和命令判定部8h,进行在预定时间内是否进行了命令输入动作的命令判定动作。仅在通过预备动作和命令判定部8h判定为在预定时间内进行了命令输入动作时,进入下一个步骤S150。当通过预备动作和命令判定部8h判定为没有在预定时间内进行命令输入动作时,返回步骤S171。
在步骤S150中,如上所述,预备动作和命令判定部8h基于来自存储部8a的存储信息和判定结果信息,设定驱动条件。
以下,基于图32对预备动作和命令判定部8h中的预备动作的处理进行说明。
首先,在步骤S121中,判定步骤S110中输出的压力传感器87的第1压力值(传感器信号)是否被预备动作和命令判定部8h接收并检测了。如果没被检测,则待机直到被检测为止。在压力传感器87的第1压力值(传感器信号)被预备动作和命令判定部8h接收并检测到时,进入步骤S122。
接着,在步骤S122中,预备动作和命令判定部8h判定步骤S110中输出的压力传感器87的第1压力值(传感器信号)是否为第1阈值TH1以上。如果预备动作和命令判定部8h判定为在压力传感器87所检测的第1压力值为第1阈值TH1以上(参照图27中的(b)),则接收该第1压力值的检测来作为第1接触的检测,进入下一个步骤S130。如果预备动作和命令判定部8h判定为在压力传感器87所检测的第1压力值小于第1阈值TH1(参照图27中的(a)),则返回步骤S121。
在预备动作由多次触摸构成的情况下,不仅与阈值进行比较,还可以将触摸的时间间隔或触摸位置及顺序等与存储于存储部8a的模式进行对照,来判定是否为预备动作。
以下,基于图33对预备动作和命令判定部8h中的预备动作的处理进行说明。
首先,在步骤S141中,在步骤S120中判定为预备动作之后重置等待时间,开始进行第1时间t1的测定。
接着,在步骤S142中,如果预备动作和命令判定部8h判定为步骤S130中输出的压力传感器87的第2压力值在第1时间t1以内为第2阈值TH2以上(参照图27中的(c)),则接收该第2压力值的检测来作为第2接触的检测(进行了命令输入动作),进入下一个步骤S144。如果预备动作和命令判定部8h判定为在压力传感器87所检测的第2压力值小于第2阈值TH2(参照步骤S147),则返回步骤S171。另外,即使预备动作和命令判定部8h判定为在第1时间t1以内无法判定,也返回步骤S171(参照步骤S147)。
接着,在步骤S144中,重置等待时间,开始进行第2时间t2的测定。
接着,在步骤S145中,如果预备动作和命令判定部8h判定为步骤S130中输出的压力传感器87的第2压力值在第2时间t2以内为第2阈值TH2以上(参照图27中的(d)),则接收该第2压力值的检测来作为第2接触的检测(进行了命令输入动作),在步骤S146中,由预备动作和命令判定部8h对与第2接触的检测祥光的传感器数进行计数。之后,再次进行步骤S145中的判定。如果预备动作和命令判定部8h判定为步骤S130所输出的在压力传感器87所检测的第2压力值小于第2阈值TH2(参照步骤S147),则按原样留在步骤S145,对于下一个压力值,由预备动作和命令判定部8h判定其是否为第2阈值TH2以上。只有在预备动作和命令判定部8h判定为经过了第2时间t2时,才进入步骤S148。
在步骤S148中,如果有到此为止在步骤S146中统计的传感器数的合计数,则计算出将该合计数加上步骤S142中所检测到的压力传感器87的个数即1个而得到的值,或者,如果没有在步骤S146中统计的传感器数的合计数,则将步骤S142中所检测到的压力传感器87的个数即1个作为统计的传感器数量来计算。然后,基于这样算出来的信息、和存储于存储部8a的传感器的合计数与驱动力的增加的关系信息,从预备动作和命令判定部8h向判定部8c发送驱动力的增加的设定信息。之后,进入步骤S150。
该例中,当接收第2接触的检测(进行了命令输入动作)时,根据接收到的次数更新设定信息,以增加辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力。该例如图34所示。图34是以表格形式表示与检测到第2接触的次数成比例使辅助用致动器的辅助力增强时的次数与辅助力的设定值之间的关系的说明图。图34表示,如果检测到第2接触的次数为1次,则在预备动作和命令判定部8h使辅助用致动器6的辅助力增强10%,如果为两次,则在预备动作和命令判定部8h使辅助用致动器6的辅助力增强20%。
预备动作和命令判定部8h或后述的变形例3中的接收部8f基于第2接触检测及其次数信息、和存储部8a所存储的次数与辅助力的设定值的关系信息(参照图34中表示触摸次数与辅助力的设定值之间的关系的图表),来控制辅助用致动器6的驱动。详细来说,预备动作和命令判定部8h或后述的变形例3中的命令判定控制部88基于通过预备动作和命令判定部8h或接收部8f接收到第1接触的检测后由压力传感器87检测到的第2接触的次数,对辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减进行控制。具体来说,预备动作和命令判定部8h或命令判定控制部88基于在通过预备动作和命令判定部8h或接收部8f接收到第1阈值TH1以上的第1压力值的检测之后的第1时间t1以内,通过压力传感器87检测到的第2阈值TH2以上的第2压力值、即第2接触的检测后的第2时间t2以内检测到的接触次数,对辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减进行控制。
其中,作为一例,如果存在命令输入判定动作,则使辅助力仅增大预定的大小。作为辅助力的调整方法,并不局限于此。
另外,作为控制辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减的一例,预备动作和命令判定部8h可以与检测到第2接触的次数成比例地增强辅助用致动器6的辅助力。由此,由于辅助力与检测到第2接触的次数成比例地增强,在用户1希望增强辅助力的情况下,用户1只要触摸辅助服主体2直到达到所需的辅助力即可,所以能够更便利地对辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减进行调整。
最后,总结一下本实施方式中防止命令误输入的方法。首先,作为已经进行了说明的方法,可以列举出一下几种:仅在辅助用致动器6处于伸缩驱动时接收第1接触的检测,使得仅在用户1希望对辅助力进行微调的情况下才能够进行触摸输入;在判定预备动作或命令输入动作时,将阈值设定为无意触摸时检测到的压力值以上来进行压力值的检测;通过多次触摸来构成预备动作,使其成为偶然发生的可能性小的动作。
另外,检测预备动作即第1接触后,在特定时间以内检测到接触的情况下判定为命令输入,以此作为第1接触的检测。在第1接触为与用户1的意图无关的接触的情况下,在第1时间t1以内,很少会发生下一次接触即第2接触。也就是说,用户1希望变更辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减的情况下,第1接触和第2接触的时间间隔通常为一定程度短的时间。因此,在第1实施方式中,仅在从检测到第1接触的时间起第1时间t1内被检测到的情况下判定为命令输入。由此,辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减不会根据第1时间t1内未检测到的第2接触而发生变更。另外,能够区分第1接触是否为与用户1的意图无关的接触。
另外,根据第1实施方式,由于基于第2接触的次数来控制辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减,因此第2接触例如会多次被检测出。其中,如果各第2接触被检测出的时间间隔为一定程度长的时间,则即使用户1已经打算结束第2接触,在接下来辅助服4受到某些接触时,辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减可能还是会产生变更。因此,根据第1实施方式,将第2时间t2设定为几秒左右,从而成为能够防止误输入的系统。另外,也可以将第2时间t2设定为比第1时间t1短的时间。而且,在第2接触被多次检测出的情况下,也可以将时间上相邻的两个第2接触的时间间隔设定为比第1时间t1短。作为时间上相邻的两个第2接触的时间间隔的例子,可以列举出图27、图28或图29中(c)所示的接触和(d)所示的接触之间的时间,或者(d)所示的接触和(e)所示的接触之间的时间。另外,也可以将信号电平超过阈值的更早的时间设为接触有效时间。
(效果)
根据所述第1实施方式,能够发挥以下作用效果。
使用信息终端机15或输入输出装置16等使辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力增减时,每次增减驱动力,都需要使用信息终端机15或输入输出装置16来输入想增减的部位或驱动力的增减量等,比较复杂。
根据第1实施方式,在接收到第1接触的检测后接收到第2接触的检测的情况下,使辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力发生增减。由此,穿戴着辅助服主体2的生物体的例子即用户1只要接触(例如触摸)辅助服主体2,即无需使用信息终端机15或输入输出装置16,就能够使辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力增减。
在这里,由于辅助服主体2穿戴于进行运动等的用户1身上,因此辅助服主体2的外表面经常会受到一些接触。这种情况下,如果辅助服主体2每次受到与用户的意图无关的一些接触,驱动力都发生增减的话,可能会产生一些与用户1的意愿无关的驱动力增减。而根据第1实施方式,在接收到第1接触的检测后的第1时间t1内接收到第2接触的检测的情况下,使驱动力发生增减。这是因为,第1接触为一些无意接触时,在从第1接触起短时间内检测出下一次接触即第2接触的可能性低。另一方面,用户1希望增减驱动力的情况下,通常会在短时间内检测出第1接触和第2接触。因此,通过将接收第2接触的检测限定于接收第1接触的检测后的第1时间t1内,能够防止发生与用户1的意图无关的驱动力的增减。
(第1变形例)
控制部8也可以通过变更辅助用致动器6的伸缩长度来控制辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减。也就是说,例如,使驱动力增加时,将辅助用致动器6的伸缩长度变更为比增加前长即可。相反,使驱动力减少时,将辅助用致动器6的伸缩长度变更为比减少前短即可。
或者,控制部8也可以通过变更辅助用致动器6的弹簧常数来控制辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减。也就是说,例如,使驱动力增加时,将辅助用致动器6的弹簧常数变更为比增加前大即可。相反,使驱动力减少时,将辅助用致动器6的弹簧常数变更为比减少前小即可。
(第2变形例)
用户1的肌肉活动剧烈时,也可以将第1阈值TH1自动设定为大的值。一般来说,用户1进行剧烈动作时所检测到的压力值比用户1不进行剧烈动作时所检测到的压力值大。例如,可以设想用户1跑步时用户自身的手接触到辅助服主体2时的压力值比用户1步行时用户自身的手接触到辅助服主体2时的压力值大。这种情况下,如果将第1阈值TH1设为特定的固定值,根据用户1的动作的剧烈程度,可以产生作为第1接触而检测出的情况和不被检测出的情况。
因此,为了消除这种偏差,在单位预定时间内的辅助用致动器6的伸缩长度的变化量为预定的阈值以上时,控制部8也可以将第1阈值TH1设为比至此为止的值都大。对于这样的变形例2,以下进行详细说明。
图35是该第2变形例中的预备动作和命令判定部8h或接收部8f中的处理的流程图。图36是以图表形式表示与辅助用致动器6的伸缩长度的变化量相对的新的阈值的值。该信息存储于存储部8a中。
在此,与后述的图37相同,压力传感器37、驱动部8d和存储部8a,与预备动作和命令判定部8h或接收部8f连接。辅助用致动器6的伸缩长度的变化量从驱动部8d输入到预备动作和命令判定部8h或接收部8f中。
单位预定时间的辅助用致动器6的伸缩长度的变化量为存储部8a所存储的第5阈值TH5以上时,认为辅助用致动器6正在剧烈动作,因此预备动作和命令判定部8h或接收部8f将预备动作判定用的第1阈值TH1重新设定为比至此为止所设定的值大。具体来说进行以下处理。
首先,在图35的步骤S51中,通过预备动作和命令判定部8h或接收部8f取得单位预定时间的辅助用致动器6的伸缩长度的变化量。
接着,在步骤S52中,通过预备动作和命令判定部8h或接收部8f对所取得的单位预定时间的辅助用致动器6的伸缩长度的变化量是否为预定的阈值(第5阈值TH5)以下进行判定。如果通过预备动作和命令判定部8h或接收部8f判定为伸缩长度的变化量不为第5阈值TH5以下,则认为辅助用致动器6正在剧烈动作,从而进入步骤S53。如果通过预备动作和命令判定部8h或接收部8f判定为伸缩长度的变化量为第5阈值TH5以下,则认为辅助用致动器6不在剧烈动作,从而返回步骤S51。
在步骤S53中,预备动作和命令判定部8h或接收部8f基于存储部8a所存储的图表和所取得的伸缩长度的变化量,将第1阈值TH1替换为至此为止所使用的值,重新将比该值更大的值设为第1阈值TH1。举例来说,图36表示存储部8a所存储的图表。在图36中,存储着与所取得的伸缩长度的变化量相对的新的阈值。图36中的“A”为最初设定的第1阈值TH1的值,变化量为10%以下时表示不增大第1阈值TH1的值,而变化量超过10%时表示将第1阈值TH1的值增大到1.5倍。
根据第2变形例,肌肉活动时产生的电压值的单位预定时间的变化量为预定的阈值(第5阈值TH5)以上时、即用户1正在进行剧烈活动时,将第1阈值TH1的值设为比至此为止的值都大。由此,即使在用户正在进行剧烈活动的情况下,也能够有效地防止辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力发生与用户的意图无关的增减。
(第3变形例)
图37是关于第3变形例涉及的辅助服4的框图。不同于图4A的框图的点在于控制部8被分为预备动作(接收动作)判定用的接收部8f和命令输入判定用的命令判定控制部88,除此以外的构成和作用都相同。
如图37所示,控制部8具备接收部8f和命令判定控制部88。命令判定控制部88具备存储部8a、运算部8b、判定部8c、致动器选择部8e、以及驱动部8d。
接收部8f能够输入来自所有的压力传感器87的输出,基于压力传感器87的输出,对作为由压力传感器87进行的接收动作的第1接触的检测的有无和作为辅助力调整动作的第2接触的检测的有无进行判定。在第2接触的检测的有无的判定中,具有第2接触的检测时,接收部8f还对第2接触的检测的次数进行判定。另外,对第2接触的检测的有无的判定以及对次数的判定不仅可以由接收部8f进行,也可以由命令判定控制部88来进行。
更具体地来说,首先,在通过命令判定控制部88的驱动部8d使辅助用致动器6伸缩驱动的期间,接收部8f接收多个压力传感器87进行的第1接触的检测作为接收动作。辅助用致动器6伸缩驱动的期间实际上是指辅助用致动器6正在进行着伸缩驱动的期间、或辅助用致动器6的驱动开始信号被输入后的期间。具体来说,当辅助用致动器6的驱动开始信号从驱动部8d被输入接收部8f时,通过接收部8f能够判定为辅助用致动器6正在进行伸缩驱动。
这样限定接收时间的理由如下。
用户1想对辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减进行变更的情况通常为在从辅助服4接受了辅助力时,想对该辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减进行微调的情况。换句话说,认为用户1未从辅助服4接受辅助力时,很少会希望对辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减进行变更。
因此,设定为在辅助用致动器6被伸缩驱动期间、即用户1从辅助服4接受辅助力的期间,接收第1接触的检测。由此,在用户1希望对辅助力进行微调的情况下、即从辅助服4接受辅助力的期间,接收第1接触的检测。其结果,能够在用户1希望对辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减进行变更的可能性小的情况下,防止接收到第1接触的检测,进而防止发生与用户1的意图无关的辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减的变更。
另外,作为一例,通过是否为用户1无法偶然输入的动作来判定是否为作为预备动作的第1接触的检测、以及是否为作为辅助力调整动作的第2接触的检测。这是因为,例如,用户1对服装主体2的一部分仅敲击了一次时,无法判断是用户1的手等偶然轻轻接触的动作,还是有意地进行了接收动作的一次轻轻敲击动作。
因此,具体来说,例如,如果将预备动作判定用的第1阈值TH1和命令输入动作判定用的第2阈值TH2设定为无意接触时所检测到的压力值以上的值,则能够防止发生与用户1的意图无关的辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减的变更。
(第4变形例)
图41是与第4变形例涉及的辅助服4相关的框图,其主要不同于图37的框图的点在于,记载着传感器7而不是肌电传感器7,以及接收部8f能够接收来自传感器7的输出。传感器7也可以为肌电传感器、应变传感器、陀螺仪传感器或加速度传感器。辅助服也可以具备肌电传感器和应变式传感器这两种、或肌电传感器和陀螺仪传感器这两种、或肌电传感器和加速度传感器这两种。
另外,接收部8f构成为能够使用例如陀螺仪传感器等传感器检测出辅助对象部位的姿势,基于所检测出的姿势来选择压力传感器87,并根据所选择的压力传感器87的输出判定是否存在作为辅助力调整动作的第2接触的检测。而如果是步行动作这种周期性动作,也可以根据肌电传感器或加速度传感器单体的输出由波形的推移来推断当前的姿势,进行同样的判定。例如,图25所示的步行动作中,与A~G的各状态联动的信号波形能够从肌电传感器或加速度传感器得到,因此如果连续监视的话则能够判定现在处于什么状态。图41中,除了接收部8f以外的相同图号的部件具有相同的构成和作用。
其中,检测第2接触的压力传感器87的预先配置位置与辅助动作中的各种姿势对应关联。例如,在某种姿势下,配置在致动器的驱动力大的位置的压力传感器与该姿势对应关联。
更具体来说,首先,在通过命令判定控制部88的驱动部8d使辅助用致动器6伸缩驱动期间,接收部8f接收多个压力传感器87所进行的第1接触的检测作为接收动作。接着,根据来自传感器7的输出检测出辅助力对象部位的姿势,由接收部8f接收与所检测出的姿势对应关联的压力传感器87的输出,从而判定是否存在第2接触的检测。即,仅在辅助力对象部位处于特定的姿势时,能够调整与该姿势对应的致动器的驱动力。
利用图25以步行辅助动作为例进行说明,检测出第1接触后,首先,通过传感器7检测现在的状态是步行中的A~G中的哪个状态。其中,例如,如果构成为在各致动器的驱动力的峰值过去之后调整驱动力,则仅在B~C状态之间、以及E~F状态之间接收对与右大腿部前侧的致动器对应的压力传感器的第2接触,而且仅在G~A状态之间接收对与右大腿部后侧对应的压力传感器的第2接触,进行接触的判定。
如上所述,用户1想对辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减进行变更的情况通常为在从辅助服4接受了辅助力时,想对该辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减进行微调的情况。这时,对于想辅助的每个部分,通过将驱动力的调整量的输入限定在辅助过程中、辅助之前或辅助之后等一系列的辅助动作中最合适的时机,能够进一步减少误输入。
另外,通过将姿势用于该时机的判定中,能够进行不影响动作速度的判定。例如图25所示的步行动作中,能够控制为仅在从B状态或E状态起特定的时间内接收对右大腿部前侧的第2接触。但是,如果缩短所述特定的时间则输入变难,相反地如果增长所述特定的时间,则在步行速度快的情况下,下一次峰值会在所述特定的时间内到来,从而失去了限定输入的时机而使误输入减少的效果。本变形例中,基于姿势来确定可输入的时间点,因此能够根据步行速度进行恰当的输入并且减少误输入。
(第5变形例)
多个接触传感器不仅仅局限于压力传感器,也可以为配置于辅助服主体2的外表面、检测静电容量的变化量的多个小型触碰传感器。本第5变形例中的触碰传感器如果图示出来的话,则是与图2和图3等所示的压力传感器87同样的能够以小的形状表示的传感器。本第5变形例中,预备动作和命令判定部8h或接收部8f通过多个触碰传感器(未图示)接收第3阈值TH3以上的第3静电容量的变化量的检测作为第1接触的检测。另外,预备动作和命令判定部8h或命令判定控制部88,在通过预备动作和命令判定部8h或接收部8f接收第1接触的检测之后的第2时间t2内,从触碰传感器接收到预定次数的第4阈值以上的第4静电容量的变化量的检测即第2接触的检测的情况下,进行控制以使辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力增减。
根据这样的技术构成,使用触碰传感器作为接触传感器,进一步分别检测第3阈值TH3以上的第3静电容量的变化量作为第1接触,检测第4阈值TH4以上的第4静电容量的变化量作为第2接触。其中,在想增减辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的情况下,与偶然接触(触摸)辅助服主体2的情况相比,用户1常会更用力接触(触摸)辅助服主体2。因此,例如,如果将第3阈值TH3和第4阈值TH4设定为无意接触时检测到的静电容量的变化量以上的值,则能够防止在用户偶然接触(触摸)辅助服主体2的情况下驱动力发生增减。
(第6变形例)
控制部8还具备同时输入接收部8g,例如也可以具备同时输入模式,所述同时输入模式在对右腿实施辅助力调整动作而调整控制右腿的辅助力时,对左腿的辅助力也自动地进行调整控制。
也就是说,辅助服4具有分别穿戴于用户1的对称部位的两侧的一对穿戴部20a、20b。在这种辅助服4中,在一对穿戴部20a、20b中的一个穿戴部(用户1的对称部位中的一侧的部位)20a上配置的辅助用致动器6的每一个,与在一对穿戴部20a、20b中的另一个穿戴部(用户1的对称部位中的另一侧的部位)20b上配置的辅助用致动器6的每一个对应关联。这种对应关系存储于例如存储部8a中。
控制部8可以具备在通过操作装置18中的输入输出装置16选择“同时输入模式”时功能启动从而进行同时输入控制动作的同时输入接收部8g。该同时输入接受部8g的同时输入控制动作在通过操作装置18中的输入输出装置16选择“同时输入模式”时有效。该同时输入控制动作是指以下述方式作用于判定部8c:在进行控制使得配置于一个穿戴部(用户1的对称部位中的一侧的部位)20a上的第1辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力增减时,进行控制使得配置于另一个穿戴部(用户1的对称部位中的另一侧的部位)20b上且对应于第1辅助用致动器6的第2辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力联动地发生增减。
判定部8c,在通过同时输入接收部8g接收到同时输入接收动作之后,在通过配置于与一对穿戴部20a、20b中的一个穿戴部(一侧的部位)20a对应的区域的第3压力传感器87检测第2接触,控制与第3压力传感器87对应的第1辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减时,对一对穿戴部20a、20b中的另一个穿戴部(另一侧的部位)20b中与第1辅助用致动器6对应的第2辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减进行控制。
例如,如果发生与左腿和右腿中的一侧的辅助用致动器6相关的辅助力调整输入,则会自动生成与另一侧的辅助用致动器6相关的辅助力调整输出,向对应的辅助用致动器6输出,同样地进行辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减控制。具体的例子如图38所示。图38是表示与由图25中的辅助服4进行的右脚在前的步行辅助的工序(阶段A~G)对应的左脚在前的步行辅助的工序(阶段A’~G’)的图。如图38所示,在由辅助服4进行的右脚在前的步行辅助的工序(阶段A~G)中的阶段B中辅助力成为峰值,但在阶段E中辅助力没有达到峰值。此时,为了使阶段E中的辅助力增加到峰值,假设进行预备动作和命令输入动作,进行控制使得阶段E中的辅助力增加到峰值(参照图38中的一点划线E1)。如果输入这样的控制,则判定部8c根据来自同时输入接收部8g的指示,在左腿前侧也同样进行控制使得与右腿前侧的阶段E相当的阶段E’中的辅助力增加到峰值(参照图38中的一点划线E2)。
根据本技术构成,例如辅助服4是以包覆两腿的方式穿戴的辅助裤的情况下,对于一侧的腿的驱动力发生增减的话,对于另一侧的腿的驱动力也会发生增减。由此,只要对一侧的腿进行输入,就能够对另一侧的腿也同时进行输入,因此能够简单便利地进行操作。
(第7变形例)
上述实施方式中,作为服装主体2的例子列举了裤子,但不仅限于此,如图39和图40分别所示,也可以为穿戴于手臂1f上对手肘1g的屈伸动作进行辅助的手肘用辅助服4B、以及穿戴于手1h上对各手指1j的屈伸动作进行辅助的手指用辅助服4C。另外,如图2所示,控制器带3也不仅限于与服装主体2分开设置,如图39所示,也可以设为在穿戴于手肘用辅助服4B上的辅助服主体2B的前端部具备操作装置18。
如图39所示,在手肘用辅助服4B上,沿手臂1f的轴方向配置有多个辅助用致动器6。
另外,如图40所示,在手指用辅助服4C上,沿手臂1f和手指1j的轴方向配置有多个辅助用致动器6。
再者,图39和图40中的黑色的带部为橡胶带等约束部2k。
再者,除此之外,也同样适用于膝盖、脚踝、脚趾等部位。
再者,以上基于第1实施方式以及变形例对本公开进行了说明,但本公开并不仅仅局限于上述第1实施方式以及变形例。本发明还包括以下的情况。
所述控制部8的一部分或全部,具体来说是包括微处理器、ROM、RAM、硬盘单元、显示器单元、键盘、鼠标等的计算机系统。所述RAM或硬盘单元存储于计算机程序中。所述微处理器根据计算机程序进行工作,由此各部分分别实现其功能。其中,计算机程序是为了实现所述功能,由多个显示对计算机的指令的命令码组合而成的。
例如,通过由CPU等程序执行部读取出硬盘或半导体存储器等记录介质所记录的软件程序并执行,能实现各构成要素。
再者,实现构成所述实施方式或变形例中的控制部的要素的一部分或全部的软件是以下程序。即,该程序是在穿戴于生物体的身体部位、内表面接触所述部位的辅助服的控制部中执行的控制部用程序,
所述辅助服包括:
进行伸缩驱动的多个辅助用致动器,其在穿戴于所述部位的情况下,沿着所述部位的肌肉的伸缩方向呈线状配置多条;
多个接触传感器,其检测对所述辅助服的外表面的接触;以及
控制部,
所述程序使所述控制部进行如下处理:
从所述多个接触传感器中的第1接触传感器接收第1接触的检测,
在接收到所述第1接触的检测之后的第1时间内,从所述多个接触传感器中的第2接触传感器接收到第2接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器中与所述第2接触传感器对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减。
另外,该程序可以通过从服务器等下载来执行,也可以通过读取预定的记录介质(例如CD-ROM等光盘、磁盘、或半导体存储器等)所记录的程序来执行。
另外,执行该程序的计算机可以为单个,也可以为多个。即,可以集中处理,或者也可以分散处理。
本发明的所述技术方案也可以通过另外的表现形式如下表现出来。即,本发明的另一技术方案涉及的辅助服是穿戴于生物体的身体部位、所述辅助服主体的内表面接触所述部位的辅助服,具备:
进行伸缩驱动的多个辅助用致动器,其在穿戴于所述部位的情况下,沿着所述部位的肌肉的伸缩方向呈线状配置多条;
多个接触传感器,其在所述辅助服主体配置有多个,用于检测对所述辅助服的外表面的接触;
接收部,其接收由所述多个接触传感器进行的第1接触的检测;
命令判定控制部,其在从所述接收部接收到所述第1接触的检测之后的第1时间内,接收由所述多个接触传感器进行的第2接触的检测的次数;以及
控制部,其基于从所述命令判定控制部接收的所述第2接触的检测的次数来进行控制,使得所述辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减。
再者,通过将所述各种实施方式或变形例中的任意实施方式或变形例适当进行组合,能够实现其各自的效果。另外,可以将实施方式之间进行组合、将实施例之间进行组合、或将实施方式和实施例进行组合,并且也可以将不同实施方式或实施例中的特征进行组合。
本发明所涉及的辅助服、辅助服的控制部的控制方法,能够在辅助生物体的动作时,简单地对辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力的增减进行调整。因此,该控制方法能够适用于辅助各种动作时的辅助力调整,例如:为了减轻体力劳动,进行通过对肱二头肌、背肌、臀大肌或大腿肌肉等进行辅助而实现的重物的举起或搬运工作等的辅助动作;为了康复、肌力下降的辅助,进行辅助手指屈伸的握力辅助动作或辅助臀大肌或大腿肌肉等的步行辅助动作;为了按摩,进行头、肩或腰等周边肌肉的辅助动作;为了技能辅助,进行辅助全身肌肉的高尔夫挥杆练习用的肌肉辅助动作;或为了训练,进行向与肌肉动作相反方向施加负荷来锻炼肌肉的肌肉辅助动作等。

Claims (20)

1.一种辅助服,是穿戴于生物体的部位、内表面接触所述部位的辅助服,包括:
进行伸缩驱动的多个辅助用致动器,其在穿戴于所述部位的情况下,沿着所述部位的肌肉的伸缩方向呈线状配置多条;
多个接触传感器,其检测对所述辅助服的外表面的接触;以及
控制部,其从所述多个接触传感器中的第1接触传感器接收第1接触的检测,在接收到所述第1接触的检测之后的第1时间内,在从所述多个接触传感器中的第2接触传感器接收到第2接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器中与所述第2接触传感器对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减,
所述控制部,在所述辅助用致动器的伸缩驱动过程中从所述第1接触传感器接收到对所述辅助服的所述外表面的接触的检测的情况下,判定为接收到所述第1接触的检测。
2.根据权利要求1所述的辅助服,
所述控制部,在所述辅助用致动器的伸长驱动过程中接收到所述第2接触的检测的情况下,使所述辅助用致动器的伸长驱动的驱动力增加。
3.根据权利要求1所述的辅助服,
所述控制部,在所述辅助用致动器的收缩驱动过程中接收到所述第2接触的检测的情况下,使所述辅助用致动器的收缩驱动的驱动力增加。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的辅助服,
所述控制部,在从所述第2接触传感器多次接收到所述第2接触的检测的情况下,根据所述多次接收的次数使所述驱动力的增减幅度增加。
5.根据权利要求4所述的辅助服,
所述控制部将从最初接收到的所述第2接触的检测起第2时间内接收到的所述第2接触的检测判定为有效。
6.根据权利要求1或2所述的辅助服,
通过变更所述对应的辅助用致动器的伸缩长度来控制所述对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力的增加。
7.根据权利要求1或2所述的辅助服,
通过变更所述对应的辅助用致动器的弹簧常数来控制所述对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力的增加。
8.根据权利要求1或2所述的辅助服,
所述第2接触传感器与所述第1接触传感器为同一接触传感器。
9.根据权利要求1或2所述的辅助服,
所述第2接触传感器与所述第1接触传感器为不同的接触传感器。
10.根据权利要求1或2所述的辅助服,
所述多个接触传感器是检测对所述辅助服的所述外表面施加的压力值的多个压力传感器,
所述控制部,在从所述压力传感器检测到第1阈值以上的压力值的情况下,判定为存在对所述辅助服的所述外表面的接触的检测。
11.根据权利要求10所述的辅助服,
所述控制部,在从所述多个压力传感器中的第1压力传感器接收到第2阈值以上的第1压力值的检测作为所述第1接触的检测,且在接收到所述第1压力值的检测之后的第1时间内从所述多个压力传感器中的第2压力传感器接收到第3阈值以上的第2压力值作为所述第2接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器中与所述第2压力传感器对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减。
12.根据权利要求1或2所述的辅助服,
所述辅助服还具备多个肌电传感器,所述肌电传感器在所述多个辅助用致动器各自的配置位置或所述配置位置的周围配置多个,用于检测在将要活动所述部位的肌肉时所产生的电压值,
所述控制部根据所述多个肌电传感器分别检测到的各电压值,使所述多个辅助用致动器分别进行伸缩驱动。
13.根据权利要求12所述的辅助服,
所述控制部,在由所述多个肌电传感器中的第1肌电传感器所检测到的单位时间的所述电压值的变化量为第4阈值以上的情况下,使第1阈值增大,所述第1阈值是与所述第1肌电传感器对应的压力传感器检测压力值所用的阈值。
14.根据权利要求1或2所述的辅助服,
所述多个接触传感器是配置在所述辅助服的外表面、检测静电容量的变化量的多个触碰传感器,
所述控制部在从所述触碰传感器检测到第5阈值以上的静电容量的变化量的情况下,判定为存在对所述辅助服的所述外表面的接触的检测。
15.根据权利要求1或2所述的辅助服,
所述辅助服具有分别穿戴于所述生物体的对称部位的两侧的一对穿戴部,
在所述一对穿戴部中的一侧的穿戴部配置的多个辅助用致动器的每一个,与在所述一对穿戴部中的另一侧的穿戴部配置的多个辅助用致动器的每一个对应关联,
在配置于所述一侧的穿戴部的第1辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减时,所述控制部使配置于所述另一侧的穿戴部且与所述第1辅助用致动器对应的第2辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力联动地增减。
16.根据权利要求1所述的辅助服,
所述辅助服还具有检测所述生物体的部位的姿势的传感器,
所述第2接触传感器是根据由所述传感器检测出的姿势而选择的,通过来自所选择的第2接触传感器的输出来进行第2接触的检测。
17.根据权利要求16所述的辅助服,
在所述辅助用致动器周期性地进行伸长和收缩的辅助服中,
所述辅助服还具有肌电传感器,
根据所述肌电传感器的检测波形来检测所述生物体的部位的姿势。
18.一种辅助服的控制部的控制方法,
所述辅助服是穿戴于生物体的部位、内表面接触所述部位的辅助服,具备:
进行伸缩驱动的多个辅助用致动器,其在穿戴于所述部位的情况下,沿着所述部位的肌肉的伸缩方向呈线状配置多条;
多个接触传感器,其检测对所述辅助服的外表面的接触;以及
控制部,
所述方法使所述控制部进行如下处理:
从所述多个接触传感器中的第1接触传感器接收第1接触的检测,
在接收到所述第1接触的检测之后的第1时间内从所述多个接触传感器中的第2接触传感器接收到第2接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器中与所述第2接触传感器对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减,
在所述辅助用致动器的伸缩驱动过程中从所述第1接触传感器接收到对所述辅助服的所述外表面的接触的检测的情况下,判定为接收到所述第1接触的检测。
19.一种辅助服,包括:
1个或多个传感器,其在检测出对辅助服的多个接触时,输出初始信号和1个或多个信号;
致动器,其基于控制信号使收缩度变化;以及
控制器,其接收所述初始信号和所述1个或多个信号,当所述初始信号有效且所述1个或多个信号中所含的第1信号有效时,生成所述控制信号,
所述控制信号包括表示所述收缩度的信息,所述信息根据所述1个或多个信号中的有效信号的数量而生成,当所述有效的1个或多个信号的数量变大时,所述信息表示所述收缩度变大,
所述第1信号有效的条件之一是所述初始信号与所述第1信号之间的期间在第1期间内,
除了所述第1信号以外的所述1个或多个信号中所含的信号有效的条件之一即第1条件是所述第1信号与所述信号之间的期间在第2期间内,
所述第1期间比所述第2期间长。
20.根据权利要求19所述的辅助服,
当所述信号接续于所述1个或多个信号中所含的有效信号时,所述信号有效的另一条件是所述第1期间比所述信号与所述有效信号之间的期间长。
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