CN105902367A - 辅助服、辅助服的控制部的控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种穿戴于生物体的部位、内表面接触该部位的辅助服(4),具备:进行伸缩驱动的多个辅助用致动器(6),其在穿戴于该部位时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),其用于检测对辅助服外表面的接触,并且包含第1接触传感器、和与第1接触传感器离开预定的距离以上而配置的第2接触传感器;以及控制部,其在从第1接触传感器接收第1接触检测后,到从第2接触传感器接收第2接触检测为止的全部时间内,在从配置于第1与第2接触传感器之间的至少1个接触传感器(87)接收了接触检测的情况下,控制与从第1到第2接触传感器的区域对应的致动器的伸缩驱动力增减。
Description
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分,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中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中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,包含第1接触传感器、和与所述第1接触传感器离开预定的距离以上而配置的第2接触传感器;以及
控制器,其在从所述第1接触传感器接收到第1接触的检测后,直到从所述第2接触传感器接收到第2接触的检测为止的全部时间内,从配置于所述第1接触传感器与所述第2接触传感器之间的至少1个接触传感器连续接收到接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器中与从所述第1接触传感器到所述第2接触传感器的区域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外表面的接触的检测的情况下,判断为从所述第1接触传感器接收到所述第1接触的检测。
再者,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)等非易失性的记录介质。
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公开的第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的变形例涉及的辅助用致动器的配置状态的立体图。
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的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的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5个压力传感器的输出即传感器信号、第1阈值、与第1时间的关系的图。
图28是用于说明另一例中来自5个压力传感器的输出即传感器信号、第1阈值、与第1时间的关系的图。
图29是表示辅助服与抚摸动作的关系的说明图。
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33A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33B是表示预备动作和命令判定部的处理之内,变形例涉及的命令判定动作的处理的流程图。
图33C是表示预备动作和命令判定部的处理之内,另一例涉及的命令判定动作的处理的流程图。
图34A是以表格形式来表示压力传感器数量与辅助力的设定值的关系的图。
图34B是以表格形式来表示压力传感器的最大距离与辅助力的设定值的关系的图。
图34C是用于说明进行两次抚摸动作的情况下的来自5个压力传感器的输出即传感器信号、第1阈值、与第1时间的关系的图。
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的辅助服的说明图。
图40是第7变形例涉及的手指用的辅助服的说明图。
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。
以下,在参照附图对本发明的实施方式进行详细说明之前,对本发明的各种技术方案进行说明。
本发明的1个技术方案涉及的辅助服,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外表面的接触,包含第1接触传感器、和与所述第1接触传感器离开预定的距离以上而配置的第2接触传感器;以及
控制部,其在从所述第1接触传感器接收第1接触的检测后,直到从所述第2接触传感器接收到第2接触的检测为止的全部时间内,在从配置于所述第1接触传感器与所述第2接触传感器之间的至少1个接触传感器连续接收到接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器之中与从所述第1接触传感器到所述第2接触传感器的区域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,输入想要增减的位置和驱动力的增减量等,比较复杂。
根据本技术方案,能够在从第1接触传感器接收到第1接触的检测后,直到从第2接触传感器接收到第2接触的检测为止的全部时间内,在从配置于所述第1接触传感器与所述第2接触传感器之间的至少1个接触传感器连续接收到接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器之中与从所述第1接触传感器到所述第2接触传感器的区域对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增减。
由此,作为穿戴辅助服的生物体的例子的用户,只要在想要增减辅助用致动器的驱动力增减的位置抚摸辅助服,即无需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。
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外表面的接触的检测的情况下,判断为从所述第1接触传感器接收到所述第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。换言之,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伸缩驱动的驱动力。
根据本技术方案,在辅助用致动器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外表面的接触的检测的情况下,判断为接收到所述第1接触的检测。由此,所述第1接触的检测,是在用户想要微调整辅助力的情况下、即从所述辅助服接受辅助力的期间被接收。其结果,能够防止在用户期望使辅助用致动器伸缩驱动的驱动力增减的可能性少的情况下判断为接收到第1接触的检测,进而防止与用户的意愿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,在从所述多个接触传感器之中的第3接触传感器接收到第3接触的检测后的第1时间内,从所述第1接触传感器接收到对所述辅助服外表面的接触的检测的情况下,判断为从所述第1接触传感器接收到所述第1接触的检测。
在此,由于辅助服穿戴于进行运动等的用户身上,因此辅助服的外表面常受到某些接触。例如,在运动中用户的手可能会偶尔触碰到所述辅助服。该情况下,如果每次所述辅助服受到某种接触就使驱动力增减,则有可能会产生与用户的意愿无关的驱动力的增减。
根据本技术方案,在从第3接触传感器接收到第3接触的检测后的第1时间内从所述第1接触传感器接收到对所述辅助服外表面的接触的检测的情况下,判断为从所述第1接触传感器接收到第1接触的检测。这是因为考虑到在用户无意触碰到所述辅助服的情况下,继该无意的第3接触后的下一接触即第1接触在距所述第3接触的短时间内被检测到的可能性低。另一方面,可以认为在用户有意触碰所述辅助服的情况下,即用户想要增减驱动力的情况下,第3接触和继所述第3接触后的第1接触会在短时间内被检测到。在本技术方案中,利用上述情况,通过将从第1接触传感器接收的第1接触的检测限定在接收到所述第3接触的检测后的第1时间内,能够防止与用户的意图无关地增减所述辅助用致动器的驱动力。
并且,在辅助服上连续地发生与用户的意图无关的某些接触的情况下,该接触常发生在辅助服的同一部分。因此,第3接触和第1接触由同一接触传感器检测到的情况,多是与用户的意图无关的接触的情况。根据本技术方案,分别是由第3接触传感器检测第3接触,由第1接触传感器检测第1接触。即,用户需要首先触碰与想要增减驱动力的位置不同的位置,这样能够有效防止与用户的意图无关的驱动力的增减。
另外,在上述方式中,例如可以设置成:所述第3接触传感器与所述第1接触传感器是同一个。
不使用所述终端机而进行使辅助用致动器伸缩驱动的驱动力增减的输入操作的用户,一般希望先输入想要增减辅助服的哪个部分的驱动力,然后再输入驱动力的增减量。
根据本技术方案,因为第3接触和第1接触由同一接触传感器检测,所以通过在用户触碰辅助服的某个位置后的第1时间内以同一位置为起点进行抚摸,从而所抚摸的位置的驱动力得以增减。其结果,用户只要先触碰想要增减驱动力的部分,接着以想要增减的水平进行抚摸即可,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1接触传感器与所述第2接触传感器的距离越长,则所述控制部越使所述对应的辅助用致动器伸缩驱动的驱动力增加。
根据本技术方案,在用户希望增加驱动力的情况下,用户只要抚摸辅助服直到成为所期望的驱动力即可,因此能够进行更加直观的输入操作。
另外,在所述技术方案中,例如可以设置成:所述控制部,在所述对应的辅助用致动器的伸长驱动过程中从所述第1接触传感器接收到对所述辅助服外表面的接触的检测的情况下,使所述对应的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,在所述对应的辅助用致动器的收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外表面的接触的检测的情况下,使所述对应的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:所述对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力的增减,通过变更所述对应的辅助用致动器的伸缩长度来控制。
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减,通过变更所述对应的辅助用致动器的弹簧常数来控制。
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,判断为发生了对所述辅助服外表面的接触。
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,可以认为在想要增减辅助用致动器伸缩驱动的驱动力的情况下,与偶然触碰辅助服的情况相比,用户常会用更强的力触碰。因此,例如将所述第1阈值设定为无意触碰时所检测的压力值以上的值,则能够防止用户偶然触碰辅助服的情况下使驱动力增减。
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该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所述肌肉时产生的电压值,
所述控制部根据由所述多个肌电传感器分别检测的各电压值,使所述多个辅助用致动器分别伸缩驱动。
由肌电传感器检测的电压是在活动肌肉前产生的电压,不是在活动肌肉后产生的电压。因此,根据本方式,能够基于活动肌肉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之中的第1肌电传感器检测的单位时间的所述电压值的变化量为第2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。
可以认为在用户做出剧烈动作时由压力传感器检测的压力值,比在用户做出不剧烈的动作时由该压力传感器检测的压力值大。例如,可以设想在用户跑步时用户自身的手偶然接触辅助服的压力值,比在用户步行时偶然接触的压力值大。该情况下,如果将第1阈值设为固定值,则根据用户的动作的剧烈程度可能会产生判断为发生了对辅助服外表面的接触的情况和没有那样进行判断的情况。
根据本技术方案,由所述多个肌电传感器之中的第1肌电传感器检测的单位时间的所述电压值的变化量为第2阈值以上时,即用户做出剧烈的动作时,提高与所述第1肌电传感器对应的压力传感器检测压力值所用的第1阈值。由此,即使用户做出剧烈的动作的情况下,也能够有效地防止与用户的意图无关地增减辅助用致动器伸缩驱动的驱动力。
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、用于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3阈值以上的静电容量的变化量的情况下,判断为发生了对所述辅助服外表面的接触。
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,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,与偶然触碰辅助服的情况相比,用户常以更强的力进行触碰。因此,例如将所述第3阈值设定为无意触碰时所检测的静电容量的变化量以上的值,则能够防止在用户偶然触碰辅助服的情况下使驱动力增减。
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,
在所述一对穿戴部之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之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辅助用致动器伸缩驱动的驱动力发生增减时,则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辅助用致动器伸缩驱动的驱动力联动地增减。
根据本技术方案,例如在辅助服是穿戴于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,就能够对另一条腿同时进行输入,因此能够更简便地进行输入操作。
本发明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:
由所述多个接触传感器之中的第1接触传感器接收第1接触检测,
然后,在直到由与所述第1接触传感器离开预定的距离以上而配置的第2接触传感器接收到第2接触的检测的期间,由配置于所述第1接触传感器与所述第2接触传感器之间的接触传感器连续接收到接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器之中与从所述第1接触传感器到所述第2接触传感器的区域对应的辅助用致动器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由所述第1接触传感器接收到对所述辅助服外表面的接触的检测的情况下,判断为由所述第1接触传感器接收到所述第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的程序,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:
由所述多个接触传感器之中的第1接触传感器接收第1接触的检测,
然后,在直到由与所述第1接触传感器离开预定的距离以上而配置的第2接触传感器接收到第2接触的检测的期间,由配置于所述第1接触传感器与所述第2接触传感器之间的接触传感器连续接收到接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器之中与从所述第1接触传感器到所述第2接触传感器的区域对应的辅助用致动器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由所述第1接触传感器接收到对所述辅助服外表面的接触的检测的情况下,判断为由所述第1接触传感器接收到所述第1接触的检测。
另外,所述辅助服还具有检测所述生物体的部位的姿势的传感器,可以根据由所述传感器检测出的姿势选择所述第1接触传感器,并根据来自于所选择的第1接触传感器的输出进行第1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。
本公开的另一方式涉及的辅助服,包含:
第1传感器,其检测对辅助服的第1接触,输出第1信号;
第2传感器,其检测对辅助服的第2接触,输出第2信号;
第3传感器,其检测对辅助服的第3接触,输出第3信号;
致动器,其基于控制信号来改变收缩的程度;以及
控制器,其接收所述第1信号、所述第2信号和所述第3信号,输出所述控制信号,
所述控制器,当在受理所述致动器的驱动开始指示后受理了所述第1信号,并在受理所述第1信号后受理了所述第2信号,且在受理所述第2信号后受理了所述第3信号的情况下,生成所述控制信号,
所述第1传感器与所述第2传感器之间的第1距离、和所述第2传感器与所述第3传感器之间的第2距离之和越大,则所述控制信号包含表示所述收缩度越大的信号。
(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。
(概略构成和用户动作)
图1是表示将本公开的第1实施方式涉及的辅助服4穿戴于作为生物体的一例的用户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(人体)1的状态的说明图,图3是图2的辅助服4的立体图。辅助服4穿戴于应辅助的部位,进行肌肉活动的辅助。辅助服4在辅助服主体2上至少具备多个线状的辅助用致动器6、多个压力传感器87、和控制部8。
在第1实施方式中,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。但服装主体2不限于裤子,可以根据辅助的功能构成为上衣、护肘、护膝。
该第1实施方式中,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而使用。在该服装主体2,作为一例如图3所示,在裤子的纵向上,换言之为用户1的人体轴向(图3的上下方向)上,例如多个肌电传感器7和压力传感器87、与多个线状的辅助用致动器6隔开预定间隔固定于服装主体2的图3的表背两面。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。
在此,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进行由压力传感器87检测出的信号分别是预备动作还是命令输入动作的判定。再者,在此提到的命令是指辅助力的调整命令,预备动作是指为避免命令的误输入而在命令输入前实施的动作。预备动作并不是必需的,但在进行预备动作的系统的情况下,如图3所示,将压力传感器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,也可以构成为通过区分各自的配置区域来进一步避免误输入。该第1实施方式中,以该构成为例对动作进行说明。
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。
接着,利用图1对本发明的第1实施方式涉及的辅助服4的、辅助力(辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力)调整时的用户1的动作进行说明。
首先,如图1的(a)所示,用户1穿戴辅助服4并启动步行辅助功能,开始步行。接着,如图1的(b)所示,在辅助动作中,例如进行拍打辅助服主体2的一部分的两处(例如图1的(b)中为腰部分的位置P1和位置P2)等的预备动作(受理动作)后,在几秒以内如图1的(c)所示,在想要控制辅助力(后述的辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力)的辅助用致动器6的附近(例如图1的(c)中为右大腿部的前部)从下方的位置P5通过中间位置P4抚摸到上方的位置P3(滑动)。在此,抚摸(滑动)意味着用户1的手以触碰着辅助服主体2的状态任意移动,该动作成为命令输入动作(辅助力调整动作)。另外,将在用户1触碰辅助服主体2的位置检测到了接触的压力传感器87的压力值最初达到第1阈值TH1以上时的接触称为第1接触。另外,将第1接触的检测后,检测到用户1的手即将从辅助服主体2离开前的接触的压力传感器87的压力值为第1阈值TH1以上时的接触称为第2接触。在从该第1接触到第2接触之间移动的轨迹,是上下或倾斜或横向直线地、圆弧状或弯曲等任意轨迹。虽然关于控制方法会在后面进行说明,但简要来说是通过以上的简单的预备动作和命令输入动作而由控制部8来判定辅助力的调整命令(命令),并如图1的(d)所示,基于该命令调整辅助力并且进行所期望的动作的辅助动作。
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来进行辅助力的调整的方法相比,能够直接抚摸想要调整的部位而设定辅助力,因此具有直观且简便,在运动中(辅助动作中)也能够利用之类的优点。
这样的方法简便,但同时具有容易发生误输入这样的问题,而在本第1实施方式中,通过将预备动作和命令输入动作的检测限定于辅助动作过程中,并且将在检测出预备动作后的例如几秒以内检测出的信号判定为命令输入,从而防止了误输入。另外,对于从预备动作向命令输入动作的连续动作的区分,通过不仅以区域划分检测预备动作的情况和检测命令输入动作的情况,还由几次拍打动作构成预备动作,由抚摸动作构成命令输入动作,由此进行更切实地区分。对于该几次拍打动作构成的预备动作会在后面进行说明,如果由例如以特定的节奏拍打、以特定的顺序拍打多个位置、同时拍打多处、或将它们与特定的动作组合等动作构成,则能够使误输入极难发生。如果是这样的预备动作,则并不一定需要区分检测预备动作的位置和检测命令输入动作的位置。
以下,对各构成要素进行详细说明。
(辅助用致动器配置)
多个辅助用致动器6,在服装主体2穿戴于用户1身上的情况下,沿着用户1的辅助对象部位的肌肉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,是从一端部向另一端部的方向。在此,服装主体2的端部,在辅助服4为裤子的情况下是腰部(上端部)或下端部,在辅助服4为穿戴于手臂上的筒状构件的情况下是手腕部或手臂的根侧的端部,在辅助服4为穿戴于身体上的筒状构件的情况下是上侧或下侧的端部。另外,在辅助服4为穿戴于手上的筒状构件的情况下,服装主体2的端部是手指的指尖或指根的端部。总之,在作为穿戴于人体的部位上的辅助服4构成为筒状构件的情况下,服装主体2的端部意味着其中心轴方向的任一端部。
(压力传感器配置)
压力传感器87作为一例,为了检测对辅助服主体2外表面的接触而在辅助服主体2上配置多个。换言之,压力传感器87是检测外表面受到的压力值的多个压力传感器,在辅助服主体2上例如均等地或随机分散地配置。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检测第1阈值TH1以上的压力值的对辅助服主体2外表面的接触(触碰或抚摸动作),将检测结果输出到控制部8(预备动作和命令判定部8h或后述的第3变形例中的接收部8f)。即,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、和预备动作后的命令输入动作来判定命令的传感器。在命令输入时所触碰的一部分的压力传感器87的每一个,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附近(例如10mm以内)配置压力传感器87并使其对应关联等来实现,并存储于后述的存储部8a。由此,控制部(在第3变形例中为命令判定控制部88)8基于由与辅助用致动器6对应关联的压力传感器87之中的至少1个压力传感器87检测到第1接触和第2接触以及它们之间的接触的抚摸动作,控制与该接触检测涉及的至少1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,仅使用于预备输入的压力传感器87a可以不必与辅助用致动器6对应关联。
通过这样构成,一部分的压力传感器87与辅助用致动器6对应关联,因此可控制与用户1触碰的位置对应的辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减。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位置,触碰辅助服主体2即可。
作为该对应关联的例子,可以设为将应对应关联的压力传感器87配置于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配置于压力传感器87的预定距离以内,因此用户1通过触碰想要变更辅助用致动器6的伸缩驱动的驱动力的增减的位置,能够变更触碰位置的辅助用致动器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。
另外,作为一例,如果使进行预备动作用的第3接触的检测的压力传感器87a、和进行命令输入动作用的第1接触和第2接触以及它们之间的接触的检测的压力传感器87b的位置不同,则容易辨别两者。例如,可以将进行第3接触的检测的压力传感器87a配置于不需要辅助的腰部分的区域,另一方面将进行第1接触和第2接触以及它们之间的接触的检测的压力传感器87b配置于其以外的部分(参照图3)。作为另一例,也可以在位置上不进行区分,而是在任意的多个压力传感器87的输入在预定时间以下例如连续2次为第1阈值TH1以上时判定为是预备动作输入,然后,进行第1接触和第2接触以及它们之间的接触的检测。作为预备动作输入(第3接触的检测)的模式,将在预定时间以下例如连续2次输入等预先存储于存储部8a即可。再者,预备动作用的第3接触是指至少由压力传感器87a进行的第1阈值以上的压力值的检测所涉及的接触。
(肌电传感器配置)
作为更具体的一例,辅助服4还具备多个肌电传感器7(参照图2和图3的空心圆点)。肌电传感器7以与用户1的部位的皮肤直接或间接接触的方式配置,检测用户1的信号并输出到控制部8。作为一例,肌电传感器7,在各辅助用致动器6的配置位置或各致动器6的配置位置的周围配置多个,检测辅助服4是否接触了用户1。在用户1的部位之中与肌肉对应的区域配置肌电传感器7的密度,可以大于在与肌肉对应的区域以外的区域配置肌电传感器7的密度。
(服装主体的结构)
作为服装主体2的构造例45,如图17所示,首先在与用户1最近侧的第1层41配置压力传感器87和肌电传感器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。在最外层的第3层44配置完全覆盖第2层42的布等覆盖物。其结果,构造例45作为整体设为3层结构。再者,图17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。
(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,在预备动作和命令判定部8h中,接收来自于压力传感器87的输出,基于接收的输出进行是否为预备动作和是否为命令输入的判定,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。换言之,通过压力传感器87以及预备动作和命令判定部8h,能够代替后述的输入输出装置16来输入辅助力的增减命令。更详细而言,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),首先设为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之中的压力传感器87a接收第1阈值TH1以上的压力值的接触(触碰)即第3接触的检测。当接收到第3接触的检测时,预备动作和命令判定部8h(在后述的第3变形例中为接收部8f)设为能够在接收到第3接触的检测后的第1时间t1内从压力传感器87b接收第1阈值TH1以上的压力值的接触即第1接触。当接收到第1接触时,预备动作和命令判定部8h(在后述的第3变形例中为接收部8f)设为能够在接收到第1接触的检测后的第2时间t2内从压力传感器87b接收第1阈值TH1以上的压力值的接触(抚摸动作)。即,所谓能够接收该接触(抚摸动作),意味着预备动作和命令判定部8h(在后述的第3变形例中为接收部8f)能够从多个压力传感器87b接收压力值为第1阈值TH1以上的中间接触和第2接触的检测。此时,若连续检测到分别为第1阈值TH1以上的压力值的中间接触和第2接触,则控制部8基于在最初接触即第1接触与最后接触即第2接触之间接触部移动的距离或速度进行控制,使辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增减。在此,作为一例,等间隔地配置压力传感器,并对在抚摸动作中检测到接触的压力传感器的个数进行计数,由此能够简单地检测出接触部的移动距离。
将用于进行第1接触的检测、中间接触的检测和第2接触的检测的判定的传感器信号的例子示于图27。图27是用于说明来自5个压力传感器的输出即传感器信号与第1阈值的关系的图表。如图27所示,通过预备动作和命令判定部8h(在后述的第3变形例中为接收部8f),根据例如由腰部区域的2个压力传感器87a检测到的压力值(传感器信号)是否为第1阈值TH1以上、以及图示的第1传感器和第2传感器的触碰顺序或时间间隔是否与预定的模式一致,来判定是否接收到第3接触的检测。图27中,从第1传感器和第2传感器在(a)和(b)的状态下接收到第3接触的检测。
接着,通过预备动作和命令判定部8h(在后述的第3变形例中为命令判定控制部88),根据例如在作为第3接触的检测接收到来自腰部区域以外的压力传感器87的压力值的检测后的第1时间t1内,例如由压力传感器87b检测到的压力值(传感器信号)是否为第1阈值TH1以上,来判定是否接收到第1接触的检测。图27中,从第5传感器在(d)的状态下接收到第1接触的检测。
然后,通过预备动作和命令判定部8h(在后述的第3变形例中为命令判定控制部88),根据检测到的压力值是否超过第1阈值TH1以及检测到接触的压力传感器与相邻的前一检测到接触的压力传感器是否离开预定距离以上,来判定是否接收到第1接触与第2接触之间的中间接触的检测。在此,预定距离是压力传感器87的间隔,作为一例为几根手指同时按住的范围的距离(5~10mm左右)。
最后,第2接触是在接收到第1接触的检测后、在第2时间t2内最后检测到的中间接触。
图27中,由第4传感器和第3传感器检测(e)和(f)状态的2次接触,这些接触的检测涉及的压力传感器87之中,假设(f)状态的压力传感器87对应第2接触。于是,在(d)状态的第1接触的检测与(f)状态的第2接触的检测之间,存在(e)状态的中间接触的检测,因此由预备动作和命令判定部8h(在后述的第3变形例中为命令判定控制部88)对(e)状态的中间接触的检测和(f)状态的第2接触的合计2个压力传感器87的个数进行计数。如前所述,如果将压力传感器87的间隔预先设定为大致固定,则能够根据该压力传感器的计数值判定接触部的移动距离。另外,根据情况也能够利用移动速度的信息作为命令的判定或输出信息。
从第1接触的检测起第2时间t2结束后,与已计数的中间和第2接触的检测涉及的压力传感器87的个数对应的辅助力调整命令被从预备动作和命令判定部8h(在后述的第3变形例中为命令判定控制部88)发送到判定部8c,根据该命令进行控制以使辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增减。在此,第2时间t2是由第1接触传感器(第5传感器)接收到(d)状态的第1接触的检测后,接收命令输入的时间,在第2时间t2内最后检测到的接触成为第2接触((f)状态)。
作为一例,预备动作和命令判定部8h中,如果在预备动作后的第1时间t1内没有命令输入动作,则维持初始状态(预备动作输入前的状态)下的设定。预备动作的输入后,如果检测到第1接触,则第2时间t2开始。若从第1接触起在第2时间t2内检测到作为命令输入动作的中间接触和第2接触,则作为一例,用预备动作和命令判定部8h对中间接触和第2接触涉及的压力传感器87的个数进行计数。并且,在经过了第2时间t2时,用预备动作和命令判定部8h进行设定,使得根据中间接触和第2接触涉及的压力传感器87的合计个数来增加辅助力。
此时,预备动作和命令判定部8h(在后述的第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中间接触和第2接触的检测的情况下,进行控制以使辅助用致动器6的伸长驱动的驱动力增加。另一方面,预备动作和命令判定部8h(在后述的第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中间接触和第2接触的检测的情况下,进行控制以使辅助用致动器6的收缩驱动的驱动力增加。
再者,控制部8,也可以取代压力传感器87的个数而根据检测到中间接触和第2接触的多个压力传感器87之中的任意2个压力传感器87之间的最大距离进行控制,使得所述最大距离越长则越使辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增加(参照后述的图34B)。另外,也可以通过像缩小(pinch in:缩小手势)或放大(pinch out:放大手势)动作那样,同时接触2点并改变该2点的距离来输入驱动力的增加量。
(辅助用致动器的具体构成)
图5A是表示服装主体2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表面的传感器7的配置状态的图,图7是通过与肌肉的关系来表示服装主体2背面的传感器87的配置状态的图。
作为具体的例子,如图5A所示,辅助用致动器6构成为,在服装主体2表面和背面的从大腿部的前侧中央到腰部的部分2d、和从与该部分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相比密度较大地进行配置,来自辅助用致动器6的辅助力对大腿部的肌肉(图6的肌肉1b)容易发挥作用。像这样,辅助用致动器6根据辅助功能,换言之为了能够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的配置不仅可以大致平行地排列,也可以如图5B所示相互交叉地配置。该情况下,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全都使用相同的致动器,但也可以使用各自不同的致动器。
该第1实施方式中,将相同构造的致动器用于线状的辅助用致动器6。
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~图13是图8的辅助用致动器6的变形例涉及的致动器的说明图。各致动器,作为一例,如图8的(a)所示,例如由以直径为0.233mm的螺旋状卷绕的合成树脂的线状构件构成,如果对两端的电极6a施加电压进行通电加热,则如图8的(b)所示,全长收缩。另一方面,如果解除通电进行自然散热,则伸长到原来的长度。这是由于如图9所示,以螺旋状卷绕的树脂的线状构件通过加热在圆周方向上发生卷绕,由此使全长收缩。如果通过自然散热等进行冷却,则在圆周方向上解除卷绕,由此使全长伸长。各致动器可以以一条使用,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而同时进行伸缩动作。另外,如图13所示,可以在正交的2个轴向上分别排列配置多条致动器,配置为在正交的量个轴向上分别同时进行伸缩动作。
作为这样的致动器的例子,可例示通过施加热而收缩的线状的致动器,具体而言为线状且能够在轴向上伸缩的高分子致动器。更具体而言,可以使用将用银涂布了表面的尼龙纤维加捻而线圈化了的致动器中,对银涂层施加电流进行通电加热时,产生扭矩而收缩,另一方面,如果解除电流施加,则伸长到原来的长度复原的致动器。这样的致动器容易驱动且能够增大每单位重量的输出。
作为致动器的另一例,如图10所示,可以使用通过空气压力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,可以是在橡胶管30的两端固定法兰33,在橡胶管30的外周缠绕网状纤维31而构成的McKibben型致动器32。该McKibben型致动器32中,如果使流体(空气等)从配管34通过一侧的法兰33流入橡胶管30内,则橡胶管30加压膨胀,但由于被网状纤维31约束,因此橡胶管30以在半径方向(参照图10的(c))上膨胀,在中心轴方向上大幅收缩的方式变化(参照图10的(b))。另一方面,如果从配管34使流体(空气等)通过一侧的法兰33而从橡胶管30内排出,则橡胶管30减压,橡胶管30以在半径方向(参照图10的(c))上与网状纤维31一起收缩,在中心轴方向上大幅伸长的方式变化。作为具体的一例,McKibben型致动器32已开发外径为1.2mm的致动器。这样的致动器通过截断向橡胶管30内的流体的出入,能够容易地实现保持动作。
辅助用致动器6是在用户1的部位的轴向(换言之为该部位的肌肉的轴向)上配置的一例,但并不限于此,也可以在相对于部位的轴向交叉的方向(例如正交的方向或斜向等任意方向)上配置。作为一例,如果沿着图6中肌肉1b的运动使辅助用致动器6伸缩,则能够辅助肌肉1b的运动。
(肌电传感器的具体构成)
肌电传感器7,作为生物体的信号的例子测定活动肌肉时产生的电压即肌电。肌电传感器7能够检测出大脑对肌肉的命令,因此可提高对肌肉动作的辅助的跟随性。也可以代替肌电传感器7,使用应变传感器、加速度传感器或陀螺仪传感器等。
将肌电传感器7的配置与肌肉1b的关系示于图14。作为各肌电传感器7的位置,设为能够测定肌肉1b的活动的位置,例如,如果配置于与肌肉1b对应的位置之中、与肌肉最大活动位置对应的位置,则容易通过肌电传感器7检测肌肉1b的活动。具体而言,例如图6和图7所示,将1个或多个肌电传感器7配置于与服装主体2的表面和背面这两面的肌肉1b对应的区域,容易通过肌电传感器7测定肌肉1b的活动。更具体而言,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,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,在模拟布线的情况下成为图15所示的布线。这样的构成,能够独立检测出各肌电传感器7的信号和各压力传感器87的信号。另一方面,来自各个肌电传感器7和来自各个压力传感器87的布线9,在数字布线的情况下成为如图16所示的利用数字通信总线作为共通布线的布线。这样的构成能够减少布线。
所有肌电传感器7、所有压力传感器87和所有辅助用致动器6,将布线9集中在裤子的上端部即腰部,通过布线14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,能够扎在用户1的腰部,通过接合部3a接合而穿戴于腰部。可以在接合部3a设有开关,构成为如果将接合部3a接合,则辅助用致动器6的开始信号输入到控制部8。另外,也可以设为用户1将辅助用致动器6的开始信号从下述的输入输出装置16输入到控制部8。
控制器带3具备操作装置18。该操作装置18如图3所示,具备能够与智能手机等信息终端机15通信且具有操作按钮、扬声器、LED、显示器和无线通信设备等的输入输出装置16、和与输入输出装置16连接的控制部8。再者,输入输出装置16可以不具备用于与智能手机等信息终端机15通信的无线通信设备,仅接收输入输出装置16的直接输入。用户1将辅助开始和结束等指示直接输入输入输出装置16或介由信息终端机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,输入辅助动作(辅助用致动器6的驱动)开始和结束、辅助力调整动作的结束等指示,传达给控制部8。辅助动作(辅助用致动器6的驱动)开始和结束信号的输入,例如可以设为通过控制器带3的接合部3a的接合动作和接合接触动作自动输入。
作为智能手机等信息终端机15,人体1即用户能够输入辅助动作(辅助用致动器6的驱动)开始和结束、以及辅助力调整动作的结束等指示。输入信息终端机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实施所述警告动作。
再者,控制器带3不是必需的,也可以不具有。该情况下,在服装主体2上安装有操作装置18(参照后述的图39和图40等)。
(控制部和用户动作的判定)
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根据来自输入输出装置16的指示,并基于肌电传感器7的信号,控制辅助用致动器6的驱动。另外,如上述那样进行预备动作和命令输入动作的判定,设定辅助力的增减。
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(预备动作判定用兼命令输入判定用的第1阈值,后述的第3阈值~第5阈值,预定距离等),并且预先存储有辅助力的强度或辅助的时机等不同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的升降模式等。存储部8a中,按每种辅助动作模式存储有与通过运算部8b运算得到的肌电传感器7的值的时间变化对应的变化模式。并且,存储部8a中也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、和与各压力传感器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,所述运算是从来自肌电传感器7的多个输出信号之中提取最强的信号或较强的信号、或者对来自肌电传感器7的多个输出信号进行加权后使其平均化的运算。另外,运算部8b也可以对肌电传感器7的输出信号进行增益调整或噪音消除等运算。运算部8b的运算结果从运算部8b传达到判定部8c。
判定部8c从预备动作和命令判定部8h收到用于控制辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增减的驱动条件的设定信息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也可以设定为:在经过了第2时间t2时从预备动作和命令判定部8h接收检测到中间接触和第2接触的压力传感器87的个数(命令输入动作的输入次数),根据存储于存储部8a的关系信息求出与命令输入动作的个数对应的辅助力的增加量,向致动器选择部8e传达指示(参照图34A)。
另外,在辅助阶段的情况下,判定部8c将通过运算部8b运算得到的肌电传感器7的值的时间变化、和与从存储部8a读取的辅助动作模式对应的变化图形(图案)进行比较,从而判定用户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,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是通过服装辅助进行的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)之中的阶段E的步行状态的判定的实际的信号、与存储于存储部8a的各阶段的信号(作为代表例仅图示阶段E、F、G)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的辅助用致动器6(作为代表例为致动器A~E)的驱动例的说明图。作为一例,在图4B中示出用于由图25的辅助服4进行的步行辅助的工序(阶段A~G)之中的阶段E的步行状态的判定的实际的信号、和存储于存储部8a的各阶段的信号(作为代表例仅图示阶段E、F、G)。作为图4B所示的“存储于存储部8a的各阶段的肌电传感器7的信号”的一例,将阶段E的第1传感器(例如右腿大腿部前侧的肌电传感器)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)信号值示于图4C。图4C中,以数字值0、1、2、3表现信号值,数字值越大,肌电传感器的信号值越大。图4D中,示出阶段E的辅助用致动器6(作为代表例仅图示排列在右侧大腿部前侧的致动器A~E)的驱动例。图4D中,将致动器的驱动水平表现为0、1、2、3,驱动水平的数值越大,致动器的收缩越大。
图25中,判定用户1的动作或状态时,例如第1传感器和第2传感器那样,对来自配置于特定位置的传感器的实际信号、和与存储于存储部8a的各阶段的第1传感器及第2传感器对应的信号由判定部8c进行比较。于是,由于实际信号与图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的判定结果和预先存储于存储部8a的程序(在此为步行用程序),判定部8c如图4D所示,基于阶段E的辅助用致动器6(作为代表例仅图示致动器A~E)的驱动例,确定辅助用致动器6的动作,介由致动器选择部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(作为代表例为致动器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辅助力调整所需的信息输入判定部8c以及预备动作和命令判定部8h(在后述的第3变形例中为接收部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的输出来判定由压力传感器87进行的作为预备动作的第3接触的检测的有无和作为命令输入动作的第1接触、中间接触及第2接触的检测的有无。在第1接触、中间接触及第2接触的检测的有无的判定中,当存在第2接触的检测时,进一步通过预备动作和命令判定部8h判定中间接触和第2接触的检测的个数。另外,预备动作和命令判定部8h例如内置有计时功能,也可以测定第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,会在后面描述。
(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法的说明图。图20是另一肌电传感器输出的处理方法的说明图。
根据用户1的特性(体型、男女、年龄等)或用户1穿戴服装主体2的情况等,实际上肌电传感器7的位置对于每个用户或每次穿戴都会不同。这样的情况下,也可以通过控制部8自动进行肌电传感器校准,以使用户1可以不必亲自逐一调整。
例如图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获取肌电等生物体信号。在此,目标区域2h例如设定在目标肌肉1e的信号电平比与目标肌肉1e接近的肌肉产生的噪音水平高的区域。具体而言,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、会发生肌电传感器的位置偏移的范围(例如半径为2cm)内的肌电传感器7获取信号。再者,该图18中,对于服装主体2的整体均等地配置肌电传感器7。
接着,通过控制部8的运算部8b,从由肌电传感器7获取的生物体信号之中提取最强的信号。作为一例,如图19所示,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),则来自肌电传感器7-4的输出信号(4)是最强的信号。
其结果,将检测出该最强的信号即输出信号(4)的肌电传感器7-4作为肌电传感器目标区域2h的肌电传感器7,由控制部8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到力而发生误动作,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提取最强的信号并将对应的肌电传感器7选择为应使用的适当的肌电传感器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,也可以不仅提取最强的信号,而是如图20所示,在控制部8的运算部8b中,将输出信号(1)、(2)、(3)、(4)分别乘以加权系数,将它们全部相加后再除以输出信号的个数,由此算出输出信号的平均值。获取这样算出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够进行肌电传感器校准。
作为一例,该校准在以下这样的时机进行。图21是表示服装辅助的整体动作的流程的流程图。
即,如图21所示,首先在步骤S12中,将服装主体2穿戴于用户1后,如所述那样进行肌电传感器校准。
接着,在步骤S13中进行辅助用致动器6的辅助动作。此时,例如在辅助动作模式有多个可供选择的情况下,可以通过输入输出装置16选择任一模式。例如有步行模式和台阶升降模式的情况下,选择任一模式后开始进行辅助。
然后,在步骤S14A中接收用于在辅助用致动器6的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是由于不同用户1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是致动器校准的动作的流程的流程图。
若在提取来自所述多个肌电传感器7的输出信号之中信号最强的肌电传感器7后,进一步由控制部8选择与该肌电传感器7对应配置的(例如配置于该肌电传感器7附近的)辅助用致动器6,则能够从辅助用致动器6对肌肉1e适当地传达来自辅助用致动器6的辅助力。例如图22所示,对于某用户1,使用在服装主体2的纵向上配置的辅助用致动器6之中的与大腿部及其附近对应的辅助用致动器6A~6F之中,信号比其它辅助用致动器6A、6B、6E、6F强的2条辅助用致动器6C和6D即可。与此相对,如图23所示,对于某另一用户1,由于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之中的与大腿部及其附近对应的辅助用致动器6A~6F之中,信号比其它辅助用致动器6A、6D、6E、6F强的2条辅助用致动器6B和6C即可。这样,可以基于肌电传感器7的输出数据,由控制部8检测相对于服装主体2的肌肉1b的位置,并由控制部8适当地选择与肌肉1b最接近的辅助用致动器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。
作为一例,该致动器校准在以下的时机进行。
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获取检测数据。
然后,在步骤S16中,作为一例,通过控制部8确定多个肌电传感器7的检测数据之中信号最强的肌电传感器7作为使用的肌电传感器7。
最后,在步骤S17中,通过控制部8(致动器选择部8e)确定与已确定的肌电传感器对应的辅助用致动器6作为要使用的辅助用致动器6。
(步行辅助)
图25是通过辅助服4进行步行辅助的工序的说明图。
如图25所示,控制部8的控制下的、由辅助用致动器6进行的对右侧大腿部前后的肌肉1b的辅助,作为一例如以下那样进行。该辅助通过产生与由肌电传感器7检测出的肌肉1b的活动联动的辅助力而进行。在此,为了简化说明,仅说明与右侧大腿部前后的肌肉1b对应的辅助用致动器6,但与左侧大腿部前后的肌肉1b对应的辅助用致动器6也是同样的。
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,与右侧大腿部前侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6产生的辅助力增加,与右侧大腿部后侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6产生的辅助力缓缓减少。“辅助力增加”可以意味着在肌肉收缩时使辅助用致动器6收缩,或在肌肉拉伸时使辅助用致动器6伸展。
接着,从A状态向B状态移动时,用户1使右脚支承体重,并且开始将左脚离开地面。在移至该B状态时,最大限度地进行与右侧大腿部前侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6的辅助,直到达到峰值辅助值。此时,仅稍微进行与右侧大腿部后侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6的辅助。
然后,从B状态向C状态移动时,用户1使右脚支承全部体重而将左脚完全离开地面。此时,与右侧大腿部前侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6产生的辅助力缓缓减少,仅稍微进行与右侧大腿部后侧的肌肉1b对应的辅助。
接着,从C状态向D状态移动时,用户1进而开始使左脚向前迈出一步。此时,仅稍微进行与右侧大腿部前侧和后侧这两侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6的辅助。
然后,从D状态向E状态移动时,用户1使左脚支承体重,并且开始使右脚离开地面。从该D状态移至E状态时,与右侧大腿部前侧肌肉1b对应的辅助用致动器6产生的辅助力增加。此时,仅稍微进行与右侧大腿部后侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6的辅助。
接着,从E状态向F状态移动时,用户1使左脚支承全部体重而将右脚完全离开地面。此时,与右侧大腿部前侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6产生的辅助力缓缓减少,仅稍微进行与右侧大腿部后侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6的辅助。
然后,从F状态向G状态移动时,用户1再开始使右脚向前迈出一步。从该F状态移至G状态时,使与右侧大腿部后侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6产生的辅助力最大限度地增加到达峰值辅助值。此时,仅稍微进行与右侧大腿部前侧的肌肉1b对应的辅助用致动器6的辅助。
以上,在本辅助例中,与肌肉1b的活动联动使辅助力缓缓变化,但并不限于此,也可以在需要辅助时脉冲式地产生辅助力等。另外,只进行轻微辅助的情况等,也可以设为不进行任何辅助。
(辅助阶段)
图26A是由控制部8进行的辅助用致动器6的驱动控制的流程图。
如图26A所示,由控制部8进行的辅助用致动器6的驱动控制如以下那样进行。在此,根据用户1的步行状态,进行辅助的辅助用致动器6有所不同。因为能够由肌电传感器7获取对应的各肌肉1b的活动作为信息,因此能够通过控制部8将这些信息与例如人的步行模式对照,从而识别用户1的步行状态。由此,在控制部8中,能够选择与被驱动的肌肉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,由用户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,通过控制部8开始进行辅助。即,对于辅助用致动器6,基于预先存储于控制部8的存储部8a中的程序等,开始进行辅助用致动器6的驱动控制。
然后,在步骤S23中,首先,在实际开始进行辅助用致动器6的驱动控制之前,通过控制部8获取来自所有肌电传感器7的数据。
接着,在步骤S24中,基于由控制部8获取的来自所有肌电传感器7的数据,通过控制部8确定用户1的动作或状态。例如,通过控制部8确定现在是否处于步行中,如果处于步行中,则确定处于何种状态等。
然后,在步骤S25中,基于所确定的用户1的动作或状态,通过控制部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,基于步骤S25中所确定的目标动作,通过控制部8进行辅助用致动器的驱动控制。
然后,在步骤S27中,通过控制部8判定是否由输入输出装置16等进行了指示变更。如果通过控制部8判定为有指示变更,则向步骤S28推进。如果通过控制部8判定为没有进行指示变更,则返回步骤S23。
接着,在步骤S28中,通过控制部8判定指示变更是否为结束指示。如果通过控制部8判定为指示变更不是结束指示,则向步骤S30推进。如果通过控制部8判定为指示变更是结束指示,则向步骤S29推进。
然后,在步骤S29中,结束一系列的动作处理。
在步骤S30中,通过控制部8进行基于指示变更的设定变更后,返回步骤S23。
(预备动作和命令判定部的动作的详细说明)
下面,对通过预备动作和命令判定部8h等进行的预备动作和命令输入动作的判定进行具体说明。
首先,在通过驱动部8d使辅助用致动器6伸缩驱动期间,接收由多个压力传感器87进行的第3接触的检测作为预备动作。辅助用致动器6伸缩驱动期间意味着实际上辅助用致动器6进行着伸缩驱动的期间、或输入了辅助用致动器6的驱动开始信号后的期间。具体而言,当辅助用致动器6的驱动开始信号被从驱动部8d输入到预备动作和命令判定部8h时,则在预备动作和命令判定部8h中可判定为辅助用致动器6正在进行伸缩驱动。
像这样限定接收时间的理由如下。
用户1想要增减辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的情况,多是在穿戴辅助服主体2一边从辅助服4接受辅助力一边运动时,想要微调整该辅助力的强弱的情况。换言之,用户1在没有从辅助服4接受辅助力时,很少会想要微调整该辅助力的强弱,即很少会想要增减辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力。
因此,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接受辅助力期间,接收第3接触的检测。由此,第3接触的检测是在用户1想要微调整辅助力的场合即从辅助服4接受辅助力的期间被接收的。其结果,能够防止在用户1想要增减辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的可能性小的情况下接收第3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,根据是否为用户1不能偶然输入的动作,来判定是否为作为预备动作的第3接触的检测、以及是否为作为命令输入动作的第1接触、中间接触和第2接触的检测。这是由于,例如如果用户1只是轻轻拍打服装主体2的一部分1次或2次,辨别不出是用户1的手等偶然轻轻接触的动作,还是有意进行了预备动作的1次或2次轻轻拍打的动作。
因此,具体而言,例如将预备动作判定用兼命令输入动作判定用的第1阈值TH1设定为无意接触时检测的压力值以上的值,则能够防止与用户1的意愿无关的辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减变更。或者,由多次触碰构成预备动作,也能够形成偶然发生的可能性少的动作。
关于预备动作,作为用户1进行的具体的动作例,可以考虑以下那样的动作。
作为用户1单手的预备动作的例子有:进行2次以上强力拍打腰部区域的同一位置的动作,产生两次以上来自同一位置的压力传感器87的一定阈值(所述第1阈值)以上的输出(参照图26B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次与第2次的时间间隔、和第2次与第3次的时间间隔)。
另外,作为单手的另一预备动作的例子有:以2次以上的预定次数拍打腰部区域的不同位置的动作,结果产生来自同一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)以上的所述预定次数的输出。此时,通过确定拍打位置的顺序(参照图26B的(b)),能够进一步防止误认。
另外,作为单手的另一预备动作的例子有:反复进行2次以上强力持续按压同一位置或不同位置一定时间的动作,结果产生2次以上来自同一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)以上的输出。
另外,作为单手的另一预备动作的例子有:以特定的节奏拍打任意位置(参照图26B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)以上的输出。
另外,作为单手的另一预备动作的例子有:进行与用户1的肢体动作之间的组合(例如在抬腿动作时拍打抬起的腿的一部分等(参照图26B的(e))动作,结果产生2次以上来自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)以上的输出。
另外,作为用户1的双手的预备动作的例子有:对不同位置用两手同时各拍打1次或持续按压一定时间的动作连续进行2次(参照图26B的(d)),结果从不同位置的多个压力传感器87产生2次同时达到一定阈值(所述第1阈值)以上的输出、或同时在一定时间以上且一定阈值(所述第1阈值)以上的输出。
另外,作为双手的另一预备动作的例子有:用双手对不同位置在一定时间以内连续各拍打1次或持续按压一定时间以上的动作,结果从不同位置的多个压力传感器87在一定时间以内产生一定阈值(所述第1阈值)以上的输出、或从不同位置的多个压力传感器87产生一定时间以上且一定阈值(所述第1阈值)以上的输出。
再者,对于命令输入动作,通过在从预备输入动作起的第1时间t1内进行触碰能够防止误认,但也可以采用与上述输入动作同样的方法进一步防止误认。
作为用户1的单手的命令输入动作的例子,例如进行沿着肌肉的伸缩方向即上下方向从上往下或从下往上直线抚摸的动作,从不同位置的3个以上压力传感器87产生3个以上的一定阈值(所述第1阈值)以上的输出。另外,作为单手的另一命令输入动作的例子,有进行沿着横向从左往右或从右往左直线抚摸的动作(参照图29的箭头X1的抚摸动作),从不同位置的3个以上压力传感器87产生3个以上的一定阈值(所述第1阈值)以上的输出。
另外,作为单手的另一命令输入动作的例子,有进行多次所述上下方向或横向的抚摸动作(参照图29的箭头X2的抚摸动作和图34C)。该情况下,通过在第2时间t2结束后的预定时间t4内再次检测到第1接触后,使第2时间t2开始,对中间接触和第2接触进行接收和计数,从而能够进行判定。
另外,作为单手的另一命令输入动作的例子,有与用户1的肢体动作之间的组合(例如在抬腿动作时抚摸抬起的腿的一部分等)动作,结果从正在工作的辅助用致动器6的配置位置或其周围的3个以上压力传感器87产生3个以上的一定阈值(所述第1阈值)以上的输出。
这些预备动作和命令输入动作只是一例,也可以将多种方法组合。无论是哪种动作例,作为预备动作的第3接触的检测方法、和作为命令输入判定动作的第1接触、中间接触及第2接触的检测方法,都是通过上述那样的处理进行的。
图27是用于说明来自第1~第5这5个压力传感器87的输出即传感器信号与第1阈值TH1、第1时间t1、第2时间t2的关系的图表。
该例中,首先,腰部区域的2处被触碰,通过预备动作和命令判定部8h来判定检测到所述触碰的第1压力传感器和第2压力传感器的输出是否都为一定阈值(图27的第1阈值TH1)以上(参照图27的(a)和(b))并且与存储于存储部8a的预备动作的图形(由触碰位置的顺序或触碰的时间间隔等规定的信号图形)一致。如果通过该判定判定为预备动作的输入,则作为第3接触检测。例如第1压力传感器的输出由预备动作和命令判定部8h判定为低于一定阈值(图27的第1阈值TH1)(参照图27的(c)),则不作为第3接触检测。
如果在输入预备动作(参照图27的(b))后的一定时间(图29的第1时间t1)以内,第5压力传感器(相当于第1接触传感器に相当)的输出由预备动作和命令判定部8h判定为一定阈值(图27的第1阈值TH1)以上(参照图27的(d)),则通过预备动作和命令判定部8h判定为进行了第1接触的检测。然后,如果在从第1接触的检测起的一定时间(第2时间t2)以内,进行从第5压力传感器向第3压力传感器(相当于第2接触传感器)抚摸的动作,从第4压力传感器(相当于第1接触传感器与第2接触传感器之间的至少1个接触传感器)和第3压力传感器连续检测到一定阈值(第1阈值TH1)以上的输出(参照图27的(e)和(f)),则通过预备动作和命令判定部8h判定为进行了命令输入,作为中间接触检测。此时,检测到中间接触的压力传感器的数量被计数,根据从第1接触的检测起经过第2时间t2期间计数的接触检测的总数来设定辅助力的控制量,发送到判定部8c。
再者,在第2时间t2内作为中间接触检测到的接触之中,最后检测到的接触为第2接触。图27中,中间接触和第2接触的检测共检测到2个。
再者,图27是第2时间t2短的情况,图28中示出了与图27相比第2时间t2长的情况,例示了存在多个第4压力传感器87的输出为一定阈值(第1阈值TH1)以上的(参照图27的(e))波形。
在此,作为一例,可例示第1时间t1和第2时间t2分别为3秒左右。如果该时间过长,则有可能由于用户1无意的接触等而发生误输入。
图30中示出了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部以及辅助驱动的处理。图31表示预备动作和命令判定部8h中的处理。图32表示预备动作和命令判定部8h中的处理之内,预备动作的处理。图33A表示预备动作和命令判定部8h中的处理之内,命令判定动作的处理。
首先,对图30进行说明。
在步骤S110中,用户1进行触碰输出,从压力传感器87输出传感器信号。
接着,在步骤S120中,通过预备动作和命令判定部8h来判定,步骤S110中输出的压力传感器87a的输出(压力值(传感器信号))是否为预定阈值以上、信号图案是否与来自存储部8a的存储信息一致。仅在压力传感器87的输出(压力值(传感器信号))和信号图案为预备动作时,进入下一步骤。
然后,在步骤S130中,用户1进行滑动输入,从压力传感器87b输出传感器信号。
接着,在步骤S140中,通过预备动作和命令判定部8h来判定,步骤S130中输出的压力传感器87b的输出(第1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1压力值(传感器信号))为命令时,进入下一步骤。
然后,在步骤S150中,基于来自存储部8a的存储信息和判定结果信息,通过预备动作和命令判定部8h进行驱动条件的设定。
接着,在步骤S160中,从预备动作和命令判定部8h介由判定部8c和致动器选择部8e向驱动部8d输出驱动条件,基于驱动条件通过驱动部8d驱动辅助用致动器6。其结果,调整辅助力即辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减。
然后,基于图31对预备动作和命令判定部8h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来判定辅助用致动器6是否正在执行辅助。如果正在执行辅助,则进入下一步骤S120,如果不在执行辅助,则待机到其执行辅助。
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判定为预备动作时,进入下一步骤S140。
在步骤S140中,通过预备动作和命令判定部8h进行是否在预定时间内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,进入下一步骤S150。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,基于来自存储部8a的存储信息和判定结果信息,通过预备动作和命令判定部8h进行驱动条件的设定。
接着,基于图32对预备动作和命令判定部8h的预备动作的处理进行说明。
首先,在步骤S121中,判定在步骤S110中输出的2个压力传感器87a的各压力值(传感器信号)是否由预备动作和命令判定部8h接收检测到。如果没有检测到,则待机直到被检测为止。在通过预备动作和命令判定部8h接收检测到2个压力传感器87a的各压力值(传感器信号)时,进入步骤S122。
接着,在步骤S122中,通过预备动作和命令判定部8h来判定,在步骤S110中输出的2个压力传感器87a的各压力值(传感器信号)是否为第1阈值TH1以上,信号图案是否与来自存储部8a的存储信息一致。如果检测信号被判定为预备动作,则接收这2个压力值的检测作为第3接触的检测,进入下一步骤S130。如果通过预备动作和命令判定部8h判定为,2个压力传感器87a检测到的压力值的任一个低于第1阈值TH1、或者检测到的信号图案与预备动作不一致(参照图27的(c)),则返回步骤S121。
再者,预备动作的信号图案的对照不是必需的。也可以仅通过阈值进行预备动作的判定。
再者,在此通过2个压力传感器87a进行预备动作的判定,但并不限于此,可以通过1个或3个以上的压力传感器87a进行预备动作的判定,也可以通过兼作预备动作用和命令输入动作用的压力传感器87进行预备动作的判定。
下面,基于图33A对预备动作和命令判定部8h的预备动作的处理进行说明。
首先,在步骤S141中,在步骤S120中的判定为预备动作后重置等待时间,开始第1时间t1的测定。
接着,在步骤S142中,如果通过预备动作和命令判定部8h判定为在步骤S130中输出的多个压力传感器87之中最早检测到的压力传感器87(参照图27的第5传感器)的压力值在第1时间t1以内为第1阈值TH1以上(参照图27的(d)),则接收该压力值的检测作为第1接触的检测(进行了命令输入动作),进入下一步骤S144。如果没有在第1时间t1以内检测到超过第1阈值TH1的压力值,则返回步骤S171(参照步骤S147)。
然后,在步骤S144中,重置等待时间,开始第2时间t2的测定。
接着,在步骤S145中,如果通过预备动作和命令判定部8h判定为,通过步骤S130的抚摸动作(滑动输入)而由压力传感器87b(参照图27的第4传感器和第3传感器)输出的各压力值在第2时间t2以内为第1阈值TH1以上(参照图27的(e)和(f)),则接收这些压力值的检测作为中间接触的检测和第2接触的检测(进行了命令输入动作),进入下一步骤S146A。如果通过预备动作和命令判定部8h判定为由压力传感器87b检测到的压力值低于第1阈值TH1,则进入步骤S146B。另外,经过了第2时间t2的情况下,也进入步骤S146B。
在步骤S146A中,通过预备动作和命令判定部8h将作为中间接触和第2接触的检测(进行了命令输入动作)进行了检测的压力传感器87的个数计数。例如,图27的例子中为第4传感器和第3传感器2个。然后返回步骤S145。
另一方面,在步骤S146B中,基于将在此之前计数得到的压力传感器87的个数(在没有计数的情况下为数字0)加上在步骤S142中检测到的压力传感器87的个数即1个而得到的值,通过预备动作和命令判定部8h进行控制,增加辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力(或在个数为0的情况下维持此时的驱动力)(参照后述的图34A)。然后进入步骤S148。
在步骤S148中,基于在此之前的信息,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信号。
在该例中,根据接收了中间接触和第2接触的检测的(进行了命令输入动作的)压力传感器87的个数,为了辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增加而更新设定信息,但不限于此。例如,可以基于接收了中间接触和第2接触的检测的(进行了命令输入动作的)压力传感器87的位置信息,算出其中2个压力传感器87之间的最大距离(抚摸动作的距离),基于该距离来更新设定信息以增加辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力。
例如,将该例示于图33C。再者,步骤S141、S142、S147、S144、S145、S148与图33A相同。
在图33C步骤S145中,如果通过预备动作和命令判定部8h判定为,通过步骤S130的抚摸动作输出的2个压力传感器87(参照图27的第4传感器和第3传感器)的各压力值在第2时间t2以内为第1阈值TH1以上(参照图27的(e)和(f)),则接收者2个压力值的检测作为中间接触的检测和第2接触的检测(进行了命令输入动作),进入下一步骤S146F。否则进入步骤S146G。
在步骤S146F中,将接收了中间接触和第2接触的检测的(进行了命令输入动作的)压力传感器87的位置信息暂时存储,返回步骤S145。
在步骤S146G中,算出在此之前存储的压力传感器87的位置信息之中最大距离的2个压力传感器87的组合,基于该最大距离的信息,通过预备动作和命令判定部8h更新设定情报以增加辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力,进入步骤S148。
将更具体的例子示于图34B。图34B是表示基于检测到中间接触和第2接触的压力传感器87的位置信息,算出最大距离(抚摸动作的距离)L,并与该距离L成比例地增强由辅助用致动器6产生的辅助力时的距离和辅助力的设定值的关系的表格形式的说明图。图34B意味着,如果检测到中间接触和第2接触的压力传感器87之中2个压力传感器87间的最大距离L例如为0cm<L≤4cm,则通过预备动作和命令判定部8h将由辅助用致动器6产生的辅助力增强10%,如果为4cm<L≤8cm,则通过预备动作和命令判定部8h将辅助力增强20%。
预备动作和命令判定部8h或后述的第3变形例中的接收部8f,基于第2接触检测和中间接触的检测涉及的压力传感器87的个数信息、以及存储于存储部8a的个数与辅助力的设定值的关系信息(参照图34A的表示压力传感器数与辅助力的设定值的关系的表格),控制辅助用致动器6的驱动。详细而言,预备动作和命令判定部8h或后述的第3变形例中的命令判定控制部88,在通过预备动作和命令判定部8h或接受部8f接收到第3接触的检测后,基于由压力传感器87检测到的中间接触和第2接触涉及的压力传感器87的个数,控制辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减。具体而言,预备动作和命令判定部8h或命令判定控制部88,在由预备动作和命令判定部8h或接收部8f接收到第1阈值TH1以上的压力值的检测后的第1时间t1以内通过压力传感器87开始检测,并且基于在第2时间t2以内为第1阈值TH1以上的压力值的中间接触和第2接触的检测涉及的压力传感器87的个数,控制辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减。在此,图34A是表示与检测到中间接触和第2接触的压力传感器87的个数成比例地增强由辅助用致动器6产生的辅助力时的个数与辅助力的设定值的关系的表格形式的说明图。图34A意味着,如果检测到中间接触和第2接触的压力传感器87的个数例如为1~4个,则通过预备动作和命令判定部8h将由辅助用致动器6产生的辅助力增强10%,如果为5~8个,则通过预备动作和命令判定部8h将辅助力增强20%。
另外,可以考虑抚摸方向而使辅助力增减。例如,将该例示于图33B。再者,步骤S141、S142、S147、S144、S145、S146B、S148与图33A相同。
在图33B的步骤S145中,如果通过预备动作和命令判定部8h判定为,由步骤S130的抚摸动作输出的2个压力传感器87(参照图27的第4传感器和第3传感器)的各压力值在第2时间t2以内为第1阈值TH1以上(参照图27的(e)和(f)),则接收这2个压力值的检测作为中间接触的检测和第2接触的检测(进行了命令输入动作),进入下一步骤S146C。
在步骤S146C中,通过预备动作和命令判定部8h判定在时间序列上前一接触的传感器(图27的(e)状态涉及的第4传感器)是否位于该传感器(图27的(f)状态涉及的第3传感器)的上侧。
在步骤S146C中,如果通过预备动作和命令判定部8h判定为前一接触的传感器位于该传感器的上侧,则通过预备动作和命令判定部8h计数以使接触了的传感器的个数加1(步骤S146D)。然后返回步骤S145。
在步骤S146C中,如果通过预备动作和命令判定部8h判定为前一接触的传感器不位于该传感器的上侧,则通过预备动作和命令判定部8h计数以使接触了的传感器的个数减1(步骤S146E)。然后返回步骤S145。
像这样,能够通过抚摸方向而容易地使辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增减。
在此,作为一例,如果存在命令输入判定动作,则以预定的大小增大辅助力。作为辅助力的调整方法,并不限于此。
另外,作为辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增减的控制的一例,预备动作和命令判定部8h能够与检测到中间接触和第2接触的压力传感器87的个数成比例地增强由辅助用致动器6产生的辅助力。像这样,与检测到中间接触和第2接触的个数成比例地增强辅助力,因此在用户1想要增强辅助力的情况下,用户1只要触碰辅助服主体2直到变为所期望的辅助力即可,从而能够更简便地调整辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减。
最后,对本实施方式中的命令误输入的避免方法进行总结。首先,作为已说明的方法,可举出:限定在辅助用致动器6伸缩驱动过程中接收第3接触的检测,使得仅在用户1想要微调整辅助力的情况下能够进行触碰或滑动输入;在预备动作或命令输入动作的判定中,设定无意触碰时所检测的压力值以上的阈值,进行压力值的检测;由多次触碰构成预备动作,成为偶然发生的可能性少的动作。
另外,检测预备动作即第3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,将其作为第1接触的检测。在第3接触为与用户1的意愿无关的接触的情况下,在第1时间t1内进行下一接触即第1接触的情况较少。也就是说,一般在用户1期望辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增减变更的情况下,第3接触与第1接触的时间间隔为一定程度上较短的时间。因此,第1实施方式中,仅将在从检测到第3接触时起第1时间t1内检测到第1接触的情况判定为命令输入。由此,不会根据在第1时间t1内没有检测到的第1接触来变更辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增减。另外,能够辨别第3接触是否与用户1的意愿相关。
另外,在命令输入动作中,仅在从第1接触传感器接收到第1接触的检测后,在直到从所述第2接触传感器接收到第2接触的检测为止的全部时间(第2时间t2)内从配置于第1接触传感器与第2接触传感器之间的至少1个接触传感器连续接收到中间接触的检测的情况下,作为辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的控制命令进行接收,控制辅助力的增减。就算是用户1已经结束了命令的输入,接下来辅助服4受到用户无意的任何接触时,也有可能使辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增减发生变更。但是,本实施方式中,在检测到第1接触的瞬间开始命令输入,即使没有经过第2时间t2,在用户1将手离开辅助服4的瞬间也会结束命令输入的接收。因此,即使将第2时间t2设定为较长,接收用户1无意的命令输入的可能性也低。
(效果)
根据所述第1实施方式,能够发挥以下作用效果。
如果设为在使辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增减时使用驱动力的增减专用的终端机(信息终端机15或输入输出装置16等)的结构,则每次使驱动力增减都需要操作终端机输入想要增减的位置和驱动力的增减量等,比较复杂。
根据第1实施方式,在从第1接触传感器接收到第1接触的检测后,直到从第2接触传感器接收到第2接触的检测为止的全部时间(直到第2接触的检测的接收结束为止的全部时间)内,从配置于第1接触传感器与第2接触传感器之间的至少1个接触传感器连续接收到中间接触的检测的情况下,使多个辅助用致动器6之中与从第1接触传感器到第2接触传感器的区域对应的辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增减。
由此,穿戴辅助服4的用户1,只要在想要增减辅助用致动器6的驱动力的位置抚摸辅助服4,即无需使用专用的终端机,就能够使辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增减。
(第1变形例)
控制部8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伸缩驱动的驱动力增减。即,例如使驱动力增加时,与增加前相比将辅助用致动器6的伸缩长度变长即可。相反,在使驱动力减少时,与减少前相比将辅助用致动器6的伸缩长度变短即可。
另外,控制部8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伸缩驱动的驱动力增减。即,例如使驱动力增加时,与增加前相比将辅助用致动器6的弹簧常数变大既可。相反,在使驱动力减少时,与减少前相比将辅助用致动器6的弹簧常数变小即可。
(第2变形例)
可以设置成在用户1的肌肉的活动大时将第1阈值TH1自动设定为较大。用户1做剧烈的动作时所检测到的压力值,大多比用户1做不剧烈的动作时所检测到的压力值大。例如,可以设想在用户1跑步时用户自身的手接触辅助服主体2时的压力值,比在用户1步行时用户自身的手接触辅助服主体2时的压力值大。该情况下,如果将第1阈值TH1设定为特定的固定值,根据用户1的动作的剧烈程度,会发生作为第3接触而检测出的情况和不被检测出的情况。
因此,为了消除这样的波动,可以设置成控制部8在单位预定时间的辅助用致动器6的伸缩长度的变化量为预定的阈值以上时将第1阈值TH1设为大于在此之前的值。以下对这样的第2变形例进行详细说明。
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的处理的流程图。图36以表格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。该信息被存储于存储部8a。
在此,与后述的图37同样地,压力传感器87、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输入预备动作和命令判定部8h或接收部8f。
预备动作和命令判定部8h或接收部8f,在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于存储部8a的第5阈值TH5以上时,认为辅助用致动器6剧烈活动,因此重新设定预备动作判定用的第1阈值TH1以使其大于在此之前设定的值。具体而言,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获取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判定获取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。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剧烈活动,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没有剧烈活动,返回步骤S51。
在步骤S53中,通过预备动作和命令判定部8h或接收部8f,基于存储于存储部8a的表格和获取的伸缩长度的变化量,代替在此之前使用的值,重新设定大于该值的值作为第1阈值TH1。作为一例,图36中示出了存储于存储部8a的表格。图36中,将与获取的伸缩长度的变化量相对的新的阈值存储。图36的“A”是最初设定的第1阈值TH1的值,变化量为10%以下,意味着不会增大第1阈值TH1的值A,变化量超过10%时,意味着将第1阈值TH1的值A增大为1.5倍等。
根据第2变形例,在活动肌肉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做剧烈的动作时,使第1阈值TH1的值大于在此之前的值。由此,即使是用户做剧烈的动作的情况,也能够有效防止与用户的意愿无关地进行辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减。
(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,与图4A的框图不同的点是控制部8被分为预备动作(接受动作)判定用的接收部8f和命令输入动作判定用的命令判定控制部88,除此以外为相同的结构和作用。
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和驱动部8d。
接收部8f能够输入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,判定压力传感器87的作为接收动作的第3接触的检测的有无及作为辅助力调整动作的第2接触和中间接触的检测的有无。在第2接触和中间接触的检测的有无的判定中,有第2接触和中间接触的检测时,也通过接收部8f判定第2接触和中间接触的检测的个数。再者,第2接触和中间接触的检测的有无的判定和个数的判定,也可以不通过接收部8f,而通过命令判定控制部88进行。
更具体而言,接收部8f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,接收多个压力传感器87的第3接触的检测作为接收动作。辅助用致动器6伸缩驱动期间意味着实际上辅助用致动器6正在进行着伸缩驱动的期间或输入辅助用致动器6的驱动开始信号后的期间。具体而言,如果辅助用致动器6的驱动开始信号从驱动部8d输入接收部8f,则能够通过接收部8f判定为辅助用致动器6正在进行伸缩驱动。
像这样限定接收时间的理由如下。
用户1想要变更辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减的情况,多是在从辅助服4接受辅助力时,想要微调整该辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减的情况。换言之,用户1在没有从辅助服4接受辅助力时,想要变更辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减的情况较少。
因此,设定为在辅助用致动器6伸缩驱动期间、即用户1从辅助服4接受辅助力期间接收第3接触的检测。由此,在用户1想要微调整辅助力且从辅助服4接受辅助力期间接收第3接触的检测。其结果,能够防止在用户1想要变更辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减的可能性少的情况下接收第3接触的检测,进而防止与用户1的意愿无关的辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增减的变更。
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3接触的检测、以及是否为作为辅助力调整动作的第2接触和中间接触的检测。这是由于,例如用户1只是拍打服装主体2的一部分1次,则辨别不出是用户1的手等偶然轻轻接触的动作,还是有意进行预备动作的1次轻轻拍打的动作。
因此,具体而言,例如将预备动作判定用的第1阈值TH1和命令入力动作判定用的第1阈值TH1设定为无意触碰时所检测的压力值以上的值,则能够防止与用户1的意愿无关的辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增减的变更。
(第4变形例)
图41是与第4变形例涉及的辅助服4关联的框图,与图37的框图主要不同的点是代替肌电传感器7记载为传感器7,以及能够进行从传感器7向接受部8f的输出。传感器7可以是肌电传感器、应变传感器、陀螺仪传感器或加速度传感器。辅助服可以具备肌电传感器和应变传感器两者、或肌电传感器和陀螺仪传感器两者、或肌电传感器和加速度传感器两者。图37中7记载为肌电传感器,但图41中代替肌电传感器7记载为传感器7。
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,基于检测出的姿势选择压力传感器87,根据所选择的压力传感器87的输出判定开始辅助力调整动作的第1接触的检测的有无。在之后的第2接触和中间接触的检测中,可以仅使用基于检测出的姿势而选择的压力传感器87的输出,也可以使用所有压力传感器87的输出。再者,如果是步行动作那样的周期动作,则根据肌电传感器、加速度传感器单体的输出也能够由波形的推移推断目前的姿势,进行同样的判定。例如图25所示的步行动作中,可以从肌电传感器或加速度传感器得到与A~G的各状态联动的信号波形,因此如果连续监测则能够判定目前为哪一种状态。图41中,除了接收部8f以外的相同图号的部分为相同的结构和作用。
在此,检测出第1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相关联。例如,在某一姿势下,配置于致动器的驱动力大的位置的压力传感器与该姿势相关联。
更具体而言,接收部8f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,接收多个压力传感器87的第3接触的检测作为接收动作。接着,根据来自传感器7的输出检测辅助对象部位的姿势,由接收部8f接收与检测出的姿势相关联的压力传感器87的输出,判定是否存在第1接触的检测。即,仅在辅助对象部位为特定的姿势时,能够开始进行与该姿势对应的致动器的驱动力调整。然后,判定作为辅助力调整动作的第2接触和中间接触的检测的有无,但该期间可以不必限定姿势。
利用图25以步行辅助动作为例进行说明,则检测到第3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的哪一个状态。在此,例如构成为在各致动器的驱动力的高峰过后进行驱动力的调整,则向与右腿大腿部前侧的致动器对应的压力传感器的第1接触,只在B~C状态之间和E~F状态之间被接收,并且,向与右腿大腿部后侧的致动器对应的压力传感器的第1接触,只在G~A状态之间被接收,进行接触的判定。如果检测第1接触,则之后进行第2接触和中间接触的检测。该第2接触和中间接触的检测可以为A~G的任一状态,并且能够输入来自所有压力传感器87的输出。第1接触的检测之后,第2接触可以在步行动作的1个周期以上之后。
如上所述,用户1想要变更辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减的情况,多指在从辅助服4接收辅助力时,想要微调整该辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减的情况。此时,通过对开始输入驱动力的调整量的时机进行限定,能够进一步减少误输入。
再者,如果将从第1接触到第2接触的检测限定于特定的姿势的区间,例如图25的B状态~C状态之间,能够大幅减少误输入。滑动动作能够进行细微调整,但与触碰动作等相比常常花费时间,难以在特定时间内完成想要进行的输入。本变形例中,仅限定作为调整开始的第1接触的位置和时机,不限定之后的滑动动作的位置、时机,因此即使输入动作为周期运动的1个周期以上也能够进行驱动力的调整,减少误输入的效果也大。
另外,在接收第1接触的时机的判定中通过利用姿势能够进行不受动作速度影响的判定。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腿大腿部前侧的第1接触。但是,如果缩短上述特定的时间则变得难以进行输入,相反地如果延长上述特定的时间,则在步行速度快的情况下,下一个峰值会在所述特定的时间内到来,因此失去了限定输入的时机而减少误输入的效果。本变形例中,基于姿势来确定能够输入的时机,因此能够根据步行速度而适当地输入并且减少误输入。
(第5变形例)
多个接触传感器,并不限于压力传感器,也可以是配置于辅助服主体2外表面的、用于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,如果进行图示,则是与图2和图3等的压力传感器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3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接收到第3接触的检测后的第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第2接触和中间接触的检测的情况下,进行控制以使辅助用致动器6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,进而分别检测第3阈值TH3以上的第3静电容量的变化量作为第3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接触和中间接触。在此,想要使辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增减的情况下,与偶然接触(触碰)辅助服主体2的情况相比,用户1常会更用力地接触(触碰)辅助服主体2。因此,例如将第3阈值TH3和第4阈值TH4设定为无意触碰时所检测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(触碰)辅助服主体2的情况下驱动力发生增减。
(第6变形例)
可以使控制部8内还具备同时输入接收部8g,从而设为具备同时输入模式,所述同时输入模式例如是在对右腿实施辅助力调整动作来调整控制右腿的辅助力时,自动也调整控制左腿的辅助力。
即,辅助服4是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的辅助服4。在这种辅助服4中,在一对穿戴部20a、20b之中的一个穿戴部(用户1的对称部位之中的一个部位)20a上配置的多个辅助用致动器6的每一个,与在一对穿戴部20a、20b之中的另一个穿戴部(用户1的对称部位之中的另一个部位)20b上配置的多个辅助用致动器6的每一个对应关联。该对应关系例如存储于存储部8a。
控制部8可以具备如果通过操作装置18中的输入输出装置16选择“同时输入模式”则功能开启并进行同时输入控制动作的同时输入接收部8g。该同时输入接收部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以下述方式作用于判定部8c,所述方式为在进行控制使得在一个穿戴部(用户1的对称部位之中的一个部位)20a上配置的第1辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力增减时,进行控制使得在另一个穿戴部(另一个部位)20b上配置且与第1辅助用致动器6对应的第2辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力联动增减。
判定部8c,在通过同时输入接收部8g接收到同时输入接受动作后,在通过配置于与一对穿戴部20a、20b之中的一个穿戴部(一个部位)20a对应的区域的第3压力传感器87检测到第2接触和中间接触而控制与第3压力传感器87对应的第1辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减时,控制一对穿戴部20a、20b之中的另一个穿戴部(另一个部位)20b中与第1辅助用致动器6对应的第2辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减。
例如,如果发生左腿和右腿之中的一侧的辅助用致动器6涉及的辅助力调整输入,则自动生成另一侧的辅助用致动器6涉及的辅助力调整输出,输出到对应的辅助用致动器6,同样地进行辅助用致动器6伸缩驱动的驱动力的增减控制。将具体的例子示于图38。图38示出了与由图25的辅助服4进行的右腿前侧的步行辅助的工序(阶段A~G)对应的左腿前侧的步行辅助的工序(阶段A’~G’)。如图38所示,在由辅助服4进行的右腿前侧的步行辅助的工序(阶段A~G)之中的阶段B中辅助力成为峰值,而在阶段E中辅助力没有成为峰值。此时,为了使阶段E中的辅助力增加至峰值,假设进行预备动作和命令输入动作,进行控制以使阶段E中的辅助力增加至峰值(参照图38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的指示进行控制,使得左腿前侧也同样地,相当于右腿前侧的阶段E的阶段E’中的辅助力增加至峰值(参照图38的一点划线E2)。
根据本技术构成,例如辅助服4是以覆盖两腿的方式穿戴的辅助裤的情况下,如果对一条腿增减驱动力,则对另一条腿也增减驱动力。由此,只要对一条腿进行输入,则能够对另一条腿也同时进行输入,因此能够更简便地进行输入操作。
(第7变形例)
所述实施方式中,作为服装主体2的例子为裤子,但并不限于此,可以如图39和图40中分别所示,为穿戴于手臂1f而辅助手肘1g的弯曲伸展动作的手肘用辅助服4B、和穿戴于手1h而辅助各手指1j的弯曲伸展动作的手指用辅助服4C。另外,如图2所示,控制器带3也不限于与服装主体2分开设置,可以如图39所示,在手肘用辅助服4B的辅助服主体2B的前端部具备操作装置18。
如图39所示,手肘用辅助服4B沿着手臂1f的轴向配置多个辅助用致动器6。
另外,如图40所示,手指用辅助服4C沿着手臂1f和手指1j的轴向配置多个辅助用致动器6。
再者,图39和图40中的黑色的带部是橡胶带等约束部2k。
再者,除此以外,也可以同样适用于膝盖、脚踝、脚趾等。
再者,基于第1实施方式和变形例对本发明进行了说明,但本发明并不限定于所述的第1实施方式和变形例。以下那样的情况也包含于本发明中。
所述控制部8的一部分或全部,具体而言,是由微处理器、ROM、RAM、硬盘单元、显示单元、键盘、鼠标等构成的计算机系统。所述RAM或硬盘单元中存储有计算机程序。所述微处理器通过按照所述计算机程序工作,使各部分达成其功能。在此计算机程序是为了达成预定的功能,组合了多个表示对计算机的指令的命令代码而构成的。
例如,CPU等程序执行部读取在硬盘或半导体存储器等记录介质中记录的软件程序并实行,由此可实现各构成要素。
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,是以下那样的程序。即一种辅助服的控制部的程序,该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之中的第1接触传感器接收第1接触的检测,
然后,在直到从与所述第1接触传感器离开预定的距离以上而配置的第2接触传感器接收到第2接触的检测期间,从配置于所述第1接触传感器与所述第2接触传感器之间的接触传感器连续接收到接触的检测的情况下,进行控制以使所述多个辅助用致动器之中与所述第1接触传感器到所述第2接触传感器的区域对应的辅助用致动器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而执行,也可以通过读取存储于预定的记录介质(例如CD-ROM等光盘、磁盘或半导体存储器等)的程序而执行。
另外,执行该程序的计算机可以是单个,也可以是多个。即,可以进行集中处理,或者也可以进行分散处理。
再者,通过将所述各种实施方式或变形例之中的任意实施方式或变形例适当组合,能够发挥各自具有的效果。另外,能够进行实施方式彼此的组合、实施例彼此的组合或实施方式与实施例的组合,并且也能够进行相同的实施方式或实施例中的特征彼此的组合。
本发明涉及的辅助服、辅助服的控制部的控制方法,能够在支持生物体的动作时,简单地调整辅助用致动器伸缩驱动的驱动力。其结果,能够利用于以下各种动作的辅助时的辅助力的调整:为了减轻重体力劳动,通过辅助肱二头肌、背肌、臀大肌或大腿肌肉等进行重物的提起或运输作业等的辅助动作;为了辅助康复、肌力减弱,辅助手指的弯曲伸展的握力辅助或者辅助臀大肌或大腿肌肉等的步行辅助动作;为了按摩,头、肩或腰等的周边肌肉的辅助动作;为了技术辅助,辅助全身的肌肉的高尔夫挥杆课程用的肌肉辅助动作;或为了训练,与肌肉的动作逆向地施加负载从而锻炼肌肉的肌肉辅助动作等。
Claims (17)
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,其用于检测对所述辅助服外表面的接触,包含第1接触传感器、和与所述第1接触传感器离开预定的距离以上而配置的第2接触传感器;以及
控制部,其在从所述第1接触传感器接收到第1接触的检测后,直到从所述第2接触传感器接收到第2接触的检测为止的全部时间内,从配置于所述第1接触传感器与所述第2接触传感器之间的至少1个接触传感器连续接收到接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器之中与从所述第1接触传感器到所述第2接触传感器的区域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外表面的接触的检测的情况下,判断为从所述第1接触传感器接收到所述第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,在从所述多个接触传感器之中的第3接触传感器接收到第3接触的检测后的第1时间内从所述第1接触传感器接收到对所述辅助服外表面的接触的检测的情况下,判断为通过所述第1接触传感器接收到所述第1接触的检测。
3.根据权利要求2所述的辅助服,所述第2接触传感器与所述第1接触传感器是同一接触传感器。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的辅助服,所述第1接触传感器与所述第2接触传感器的距离越长,所述控制部越使所述对应的辅助用致动器的伸缩驱动的驱动力增加。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的辅助服,所述控制部,在所述对应的辅助用致动器的伸长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外表面的接触的检测的情况下,使所述对应的辅助用致动器的伸长驱动的驱动力增加。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的辅助服,所述控制部,在所述对应的辅助用致动器的收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外表面的接触的检测的情况下,使所述对应的辅助用致动器的收缩驱动的驱动力增加。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的辅助服,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减。
8.根据权利要求1~6中任一项所述的辅助服,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减。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的辅助服,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,判断为发生了对所述辅助服外表面的接触。
10.根据权利要求1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该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所述肌肉时产生的电压值,
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。
11.根据权利要求10所述的辅助服,所述控制部,在由所述多个肌电传感器之中的第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2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。
12.根据权利要求1~8中任一项所述的辅助服,所述多个接触传感器是配置在所述辅助服外表面、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3阈值以上的静电容量的变化量的情况下,判断为发生了对所述辅助服的外表面的接触。
13.根据权利要求1~12中任一项所述的辅助服,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,
在所述一对穿戴部之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之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,
所述控制部,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,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。
14.一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,其用于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之中的第1接触传感器接收第1接触的检测,
然后,在直到从与所述第1接触传感器离开预定的距离以上而配置的第2接触传感器接收到第2接触的检测为止的期间,从配置于所述第1接触传感器与所述第2接触传感器之间的接触传感器连续接收到接触的检测的情况下,使所述多个辅助用致动器之中与从所述第1接触传感器到所述第2接触传感器的区域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外表面的接触的检测的情况下,判断为从所述第1接触传感器接收到所述第1接触的检测。
15.根据权利要求1所述的辅助服,所述辅助服还具有用于检测所述生物体的部位的姿势的传感器,
所述第1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1接触传感器的输出来进行第1接触的检测。
16.根据权利要求15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。
17.一种辅助服,包含:
第1传感器,其检测对辅助服的第1接触,输出第1信号;
第2传感器,其检测对辅助服的第2接触,输出第2信号;
第3传感器,其检测对辅助服的第3接触,输出第3信号;
致动器,其基于控制信号来改变收缩度;以及
控制器,其接收所述第1信号、所述第2信号和所述第3信号,输出所述控制信号,
所述控制器,当在受理所述致动器的驱动开始指示后受理了所述第1信号,并在受理所述第1信号后受理了所述第2信号,且在受理所述第2信号后受理了所述第3信号的情况下,生成所述控制信号,
所述第1传感器与所述第2传感器之间的第1距离、和所述第2传感器与所述第3传感器之间的第2距离之和越大,则所述控制信号包含表示所述收缩度越大的信号。
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