CN107001019A - 辅助服 - Google Patents
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Abstract
本发明具备主体部(1)、货物作用部(3)、升降装置(M1)、控制装置(C)、驱动用的电源装置(V),所述主体部(1)沿着作业者的背面穿戴自如,呈扁平状,所述货物作用部(3)从主体部(1)超越作业者向前方伸出而保持货物,所述升降装置(M1)将货物作用部(3)升降驱动,所述控制装置(C)控制升降装置(M1)的升降驱动,升降装置(M1)、控制装置(C)和电源装置(V)相对于主体部(1),设置成沿着主体部(1)的扁平面(F)排列的状态。
Description
技术领域
本发明涉及辅助服。
背景技术
以往,作为此种辅助服,存在下述辅助服(例如,参照专利文献1):控制装置设置于沿着主体部的假想扁平面(沿着穿戴对象的作业者的背面的假想的扁平面)的上端侧的位置,升降装置在主体部的上下中间部处,设置于从主体部的前述扁平面向后方侧较远地离开的位置。
此外,以往,作为此种辅助服,存在下述辅助服(例如,参照专利文献1):安装部由在俯视中呈“C”字状的一体的带状部件构成,构成为能够穿过部件两端部间的间隙而穿戴于作业者的腰围部。
具体而言,构成为以带状部件遍及作业者的腰围部的后方以及两侧旁地围绕的方式穿戴,前述间隙位于带状部件的前部。
此外,以往,作为此种辅助服,存在下述辅助服(例如,参照专利文献1):摆动臂部自身构成为在安装于主体部的状态下,仅能绕横轴心在前后方向上摆动。
并且,构成为在作业者穿戴着辅助服的状态下,摆动臂部位于作业者的大腿的横向外侧,抵接部以从摆动臂部的摆动末端向横向内侧(穿戴后的作业者的大腿的前部)伸出的状态,固接于摆动臂部。
以往,例如,在工厂或作业地移动货物、或者在看护现场进行看护对象的看护时,对于进行这些作业的人(以下称为“作业者”)的肌肉和骨骼的负担成为问题。因此,为了减轻作业者的负担,讨论了借助动力辅助作业者的动作的技术(例如,专利文献1以及2)。
专利文献1所记载的便携型提升系统构成为具备末端执行器、马达,所述末端执行器从货物提升机构用线悬吊,所述马达在货物被固定于该末端执行器时,将线卷起。
专利文献2所记载的动力辅助机器人装置构成为具有提升货物的起重机装置,该起重机装置在提升货物时,使用将空气压作为动力源的气动橡胶人造肌肉。
此外,专利文献1记载的便携型提升系统作为能穿戴于人的下肢的腿支持件,构成为具备大腿环与小腿环。
此外,专利文献2记载的动力辅助机器人装置为了辅助左右侧的股关节以及膝关节的动作,使用气压缸。
专利文献1:日本特表2013-531593号公报。
专利文献2:日本特开2013-52192号公报。
根据上述以往的辅助服,在作业者将主体部沿着背面穿戴的情况下,关于控制装置,因为沿着主体部定位,所以自作业者的后背的间隔较小,很难妨碍作业者的动作,但是升降装置设置于从主体部的前述扁平面向后方侧较远地离开的位置,因此与作业者的间隔变大。
作业者意识到在背面穿戴着辅助服而进行动作,但是未穿戴辅助服时的背面侧的状况与穿戴着辅助服时的背面侧的状况差异较大,因此可能会误认向背面侧的突出状况。
结果,在穿戴该辅助服的状态下行走或者移动的情况下,存在容易将辅助服的背面突出部位与其他物件碰撞、难以进行动作的问题。
因此,本发明的目的在于,提供一种辅助服,其能消除上述问题点,能提高穿戴状态下的动作容易性。
此外,根据上述以往的辅助服,为了使其稳定地穿戴于作业者的腰围部,对于带状部件使用挠性的部件,并使其以下述顺序穿戴:例如,在穿戴时,暂时地向扩大直径的方向使其变形而戴在腰围部,与解除扩大直径操作相伴,利用弹性复原力的作用使其向缩小直径的方向回复,系紧腰围部。
带状部件是作业者与辅助服的主要的连结部位,所以是较大的力作用的部位,为了形成稳定的穿戴状态,需要构成为能发挥较大的系紧力。但是,若强力地过度系紧,则向作业者的负担变大而难以进行动作,因此带状部件的弹性性状的设定非常困难。
即使以一位作业者为模特来设定适当的系紧力,根据作业者的腰围部的形状和尺寸,系紧力也以不同的状态进行作用,因此存在不能对所有的多位作业者都合适的可能。
例如,在腰围部粗的人穿戴的情况下,带状部件的系紧力过于强,变得难以动作,反之,在腰围部细的人穿戴的情况下,存在带状部件的系紧力过于弱而安装状态会不稳定的可能。
进而,在作业者的腰围部的外周面的线形与带状部件的线形差异较大的情况下,也存在下述可能:仅带状部件的一部分(例如,两端部)较强地推抵于腰围部的局部,伴随着不适感。
即,根据上述以往的辅助服,存在难以对多位作业者分别提供适当的穿戴状态的问题点。
因此,本发明的目的在于提供一种辅助服,其能消除上述问题点,对于腰围部的形状和尺寸不同的多位作业者,分别提供能以适当的状态穿戴的辅助服。
此外,此种辅助服在穿戴时多采用下述顺序:在将主体部配置于穿戴对象的作业者的后方侧的状态下,使其原样地向前方移动而抵接于后背,用例如腰带、肩带等固定于身体。此外,在卸下的情况下,实施相反的顺序。
根据上述以往的辅助服,在伴随着该穿戴的动作使辅助服从作业者的后方侧向前方移动时,从摆动臂部的末端部向横向内侧伸出的抵接部与大腿的后部抵接,因此发生干涉,成为移动的障碍。此外,在卸下的情况下,抵接部与大腿的前部抵接,因此同样成为移动的障碍。
结果,在穿脱时,例如,一边以使左右一侧的摆动臂部绕横轴心摆动而左右侧的抵接部彼此前后离开的方式操作、或者扭转身体和腿而使大腿以不与抵接部接触的方式避开,一边进行穿脱等,存在非常容易费工夫且很难穿脱的问题点。
因此,本发明的目的在于提供一种辅助服,其能消除上述问题点,能在不耗费工夫的情况下简单地穿脱。
专利文献1以及2所记载的技术将货物借助动力提升,辅助作业者的货物的抬起动作。但是,没有设想到将辅助力与状况对应地调节的情况。因此,例如,不容易与抬起货物的作业者和周围的状况配合来调整辅助力。
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种辅助服,其能够与状况配合来对作业者的作业进行辅助。
专利文献1所记载的技术没有设想到对伸展或者弯曲股关节和膝关节时的关节的动作进行辅助的情况。因此,不能在伸展已弯曲的膝时,辅助作业者的动作。此外,专利文献2所记载的技术在伸展或者弯曲股关节和膝关节时,辅助这些关节的动作,但没有设想到将辅助力与状况对应地调节的情况。因此,在辅助力与作业者的动作不对应的情况下,存在作业者有不适感的可能性。
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种辅助服,其能配合作业者的动作辅助作业者的起立动作。
发明内容
本发明的辅助服具备主体部、货物作用部、升降装置、控制装置、驱动用的电源装置,所述主体部沿着作业者的背面穿戴自如,呈扁平状,所述货物作用部从前述主体部超越作业者向前方伸出而保持货物,所述升降装置将前述货物作用部升降驱动,所述控制装置控制前述升降装置的升降驱动,前述升降装置、前述控制装置和前述电源装置相对于前述主体部,设置成沿着前述主体部的扁平面排列的状态。
根据本发明,设置于主体部的背面的升降装置、控制装置和电源装置等各装置被设置成沿着主体部的扁平面排列的状态,因此能防止各装置彼此成为在主体部的后方侧重叠的配置,能将前述各装置向主体部的背面侧突出的突出量抑制成最小限度,能构成为薄型。
因此,即使作业者在穿戴状态下来回动作,辅助服的背面部分也很难与其他物体碰撞。
结果,提高穿戴状态下的动作容易性。
在本发明中,前述升降装置、前述控制装置和前述电源装置相对于前述主体部优选地设置成在前述主体部的纵向上排列的状态。
根据该结构,能够防止升降装置、控制装置、电源装置等各装置成为在主体部的侧旁重叠的配置,能将根据前述装置的横向宽度尺寸抑制成最小限度。
因此,即使作业者在穿戴状态下来回动作,辅助服的侧面部分也难以与其他物体碰撞。
结果,进一步提高穿戴状态下的动作容易性。
在本发明中,前述升降装置、前述控制装置和前述电源装置优选地设置成,相对于前述主体部的排列设置顺序为,从上方起为前述升降装置、前述控制装置、前述电源装置的顺序。
根据该结构,升降装置配置成比控制装置和电源装置靠上方侧,因此能缩短索状体(操作线等)的长度,所述索状体被从升降装置放出,使货物作用部在悬吊的状态下升降。
进而,成为辅助服的中枢的控制装置在上方被升降装置、在下方被电源装置分别保护,因此能容易防御由于与其他物体的碰撞导致的破损,维持正常的机器控制。
本发明的辅助服具备主体部、货物作用部、驱动装置,所述主体部安装于作业者的后背部,所述货物作用部从前述主体部超越作业者向前方伸出而保持货物,所述驱动装置配备于前述主体部,驱动前述货物作用部,在前述主体部的下部具备安装带部,所述安装带部通过卷绕于作业者的腰围部,将前述主体部安装于作业者的后背部,在前述安装带部的周向上的多个部位具备垫,所述垫与作业者的腰围部抵接自如,具备位置变更机构,所述位置变更机构将前述安装带部的周向上的前述垫的安装位置变更自如。
根据本发明,辅助服构成为经由安装带部穿戴于作业者,因此能够通过将安装带部卷绕于作业者的腰围部而简单地穿戴。此外,安装带部能配合作业者的腰围部的形状和尺寸穿戴,所以即使对于腰围部的形状和尺寸不同的多个作业者,也能分别以适当的状态穿戴。
而且,在安装带部的周向的多个部位具备垫,所以即使较强地卷绕,也能借助垫实现作用于腰围部的应力的缓和,能防止向局部的应力集中。
进而,设置有位置变更机构,因此垫相对于安装带部的安装位置在周向上变更自如,作业者能使垫位于腰围部中感觉最合适的位置。
因此,根据本发明,能够提供下述辅助服,其能够穿戴成容易动作并且对于作业者负担较少的状态。
在本发明中,优选为前述位置变更机构由带长度调整机构构成,所述带长度调整机构配备于前述安装带部的与作业者的两侧腹部对应的部分。
根据该结构,能使垫相对于安装带部的位置变更借助带长度调整机构实现。
此外,关于垫的位置变更,还能考虑到例如经由滑动机构将垫安装于安装带部的情况,但与该结构相比,根据使用带长度调整机构的本发明结构,能防止已设置的垫的位置不经意地变化。
因此,即使作业者在穿戴该辅助服的状态下动作,垫也不会从刚开始设置的位置偏移,容易维持适当的穿戴状态。
本发明的辅助服具备主体部、腿作用部、货物作用部、驱动装置,所述主体部安装于作业者的后背部,所述腿作用部从前述主体部伸出,将作业者的腿部向下方推压,从而能辅助起立动作,所述货物作用部从前述主体部超越作业者向前方伸出而保持货物,所述驱动装置配备于前述主体部,驱动前述腿作用部,前述腿作用部具备摆动臂部、抵接部、腿作用部切换机构,所述摆动臂部以相对于前述主体部绕横轴心在前后方向上摆动自如的方式支承,所述抵接部设置于前述摆动臂部的末端侧部分,与作业者的大腿的前部抵接自如,所述腿作用部切换机构将前述抵接部向作用状态和非作用状态切换自如,所述作用状态为与作业者的大腿抵接的状态,所述非作用状态为向作业者的大腿的横向外侧避让的状态。
根据本发明,设置有腿作用部切换机构,所以能够在例如穿脱辅助服时,将抵接部暂时地切换成前述非作用状态。
结果,能在使抵接部向大腿的横向外侧避让的状态下,使辅助服在前后方向上移动而穿脱,抵接部不会成为移动的障碍,能够简单且迅速地进行穿脱操作。
此外,若穿戴操作完成,则将抵接部返回至前述作用状态,从而能设置成位于大腿的前部而能够发挥抵接部本来的功能。
在本发明中,优选具备将前述抵接部相对于前述横轴心的离开距离变更调整自如的位置变更机构。
根据该结构,设置有位置变更机构,所以能够变更调整抵接部相对于成为摆动臂部的旋转轴心的横轴心的离开距离。
结果,在大腿的前部,能将供抵接部抵接的位置沿着长度方向变更调整。
关于抵接部的位置变更,其要因为例如作业者的体格、大腿的长度或者作业者的喜好等。
作为一例,在作业者的身材矮小、大腿的长度短的情况下,借助位置变更机构,使抵接部相对于横轴心的离开距离变短,使抵接部接近横轴心,从而能够设成与大腿的长度对应的短的旋转半径。
此外,在作业者的身材高大、大腿的长度长的情况下也同样,能使抵接部与最适的位置配合地设置。
如上所述,根据该结构,能够配合穿戴对象的作业者的体格和喜好,调节抵接部的位置,能穿戴于各种各样的作业者。
在本发明中,在前述抵接部处,具备与作业者的大腿的前表面抵接自如的抵接面部,具备姿势变更机构,所述姿势变更机构将前述抵接部的姿势自如地变更调整成作业者的大腿表面与前述抵接面部的面彼此抵接的状态。
根据该结构,在抵接部具备抵接面部,因此在使其与大腿的前表面抵接时,与点状、线状的抵接部相比,能使其以宽阔的面积抵接,能在使相对于大腿的应力传递分散于宽阔的范围的状态下实施,能较低地抑制每单位面积的应力度。因此,即使进行长时间的使用,也难以在大腿的局部处产生来自抵接部的应力集中,能够实现使用感的提高。
此外,设置有姿势变更机构,从而能够以抵接面部呈容易沿着大腿的表面的状态实现抵接部的姿势变更,更容易实现上述的作用效果。
本发明的辅助服的要点在于具备主体部、臂部、货物作用部、卷起用马达、卷起量检测部、马达控制部,所述主体部配置于作业者背负的位置,所述臂部从前述主体部超越前述作业者的头部,伸出至前述作业者的前方的位置,所述货物作用部从前述臂部的末端部用线悬吊,在前述作业者用手保持货物时,支承前述货物,所述卷起用马达设置于前述主体部,与前述作业者的指示对应,卷起前述线,所述卷起量检测部检测借助前述卷起用马达卷起的前述线的卷起量,所述马达控制部设置于前述主体部,基于前述卷起量,控制前述卷起用马达的卷起速度。
如果设成此种特征结构,则在使用辅助服抬起货物时,能够与货物的高度对应,变更抬起该货物的速度。因此,例如,在作业者能够充分地监视货物的情况下,能够加快卷起速度而实现作业的效率化。这样,根据该辅助服,能够配合状况调整辅助力,辅助作业者的作业。
此外,优选为,具备转速检测部,所述转速检测部检测前述卷起用马达的转速,前述卷起量检测部基于前述卷起用马达的转速,检测前述卷起量。
若设成这样的结构,则能将检测卷起量的转速检测部与为了进行卷起用马达的旋转控制而使用的转速检测部一并使用。因此,能够低成本并且紧凑地构成辅助服。
此外,优选为,前述马达控制部在前述线的卷起开始时,以渐渐地加快卷起速度并且达到预先设定的卷起速度的方式进行控制,在前述线的卷起停止时,一边从前述预先设定的卷起速度渐渐地减小,一边使前述线的卷起停止。
若设成这样的结构,则能在线的卷起开始和卷起结束时,降低作业者受到的来自货物的反作用。因此,能够减轻作业者的负担。
此外,优选地,前述马达控制部在前述货物作用部通过前述作业者的至少脸部前时,将前述卷起速度降低成比前述货物作用部到达前述脸部为止的卷起速度低。
若设成这样的结构,则能够在货物通过作业者的脸部前时,降低货物的移动速度,因此能够减轻作业者受到的恐惧感。
此外,优选前述马达控制部在前述货物作用部与前述臂部的末端部的距离成为预先设定的距离以下的情况下,使前述卷起用马达停止。
若设成这样的结构,则能防止借助卷起用马达进行的线的过度卷起。因此,能够将辅助服的故障防止于未然。
此外,优选地,前述卷起量检测部在前述货物作用部与前述臂部的末端部的距离成为前述预先设定的距离以下而前述卷起用马达停止的情况下,校准前述线的卷起量的检测值。
若设成这样的结构,则能以货物作用部与臂部的末端部的距离成为预先设定的距离时为基准,校准卷起量检测部。因此,卷起量检测部能够精度良好地检测线的卷起量。
此外,优选为,前述马达控制部不受前述货物的重量的拘束,维持基于前述卷起量的前述卷起速度。
若设成这样的结构,则能够不受货物的重量的拘束,将货物的抬起速度设成所期待的速度,所以能够使作业者没有不适感。此外,能够不受货物的重量的拘束,效率良好地进行作业。
此外,优选前述马达控制部在前述卷起速度从预先设定的允许速度偏离并且前述卷起用马达的输出转矩从预先设定的允许转矩偏离的情况下,将前述卷起用马达停止。
若设成这样的结构,则在线的卷起时,在下述情况下,能够停止卷起用马达:例如,某种异物被辅助服的可动部咬入或者卷入等,从而卷起速度急剧下降,同时卷起用马达的输出转矩急剧上升。因此,能在该状态下除去异物,或者使卷起用马达反向旋转而除去异物。
此外,优选为,具备腿作用部和腿部用马达,所述腿作用部设置成从前述主体部穿过前述作业者的侧旁伸出至大腿部,能从该伸出位置与前述大腿部的前侧部抵接,前述腿部用马达与前述作业者的指示对应,调节前述腿作用部对前述前侧部作用的负荷,前述腿作用部在前述作业者将弯曲状态的膝部伸展时,推压前述前侧部。
若设成这样的结构,则在作业者抬起货物时,能推压大腿部的前侧部,从而容易将弯曲的膝部伸展。因此,能够减轻相对于作业者的膝部的负担。
涉及本发明的辅助服具备主体部、腿作用部、腿部用马达、检测部、马达控制部,所述主体部配置于作业者背负的位置,所述腿作用部设置成从前述主体部穿过前述作业者的侧旁伸出至大腿部,能从该伸出位置与前述大腿部的前侧部抵接,所述腿部用马达与前述作业者的指示对应,调节前述腿作用部对前述前侧部作用的负荷,所述检测部对前述作业者的躯干与前述大腿部形成的角的角度进行检测,所述马达控制部设置于前述主体部,基于检测出的前述角度,控制前述腿部用马达的输出转矩。
若设成这样的特征结构,则能够基于作业者的躯干与大腿部形成的角的角度变更推压膝部的前侧部的负荷,因此能在不给作业者带来不适感的情况下推压作业者的膝部的前侧部。因此,能够配合作业者的动作,辅助作业者的起立动作。
此外,优选地,前述腿作用部在前述作业者将弯曲状态的膝部伸展时,推压前述前侧部。
若设成这样的结构,则能够在作业者抬起货物时,推压大腿部的前侧部,从而容易伸展弯曲的膝部。因此,能够减轻对于作业者的膝部的负担。
此外,优选为,前述马达控制部不受前述作业者持于手中的货物的重量的拘束,维持基于前述角度的前述输出转矩。
若设成这样的结构,则能够不受货物的重量的拘束推压作业者的膝部的前侧部,因此能使作业者没有不适感。此外,能够不受货物的重量的拘束,效率良好地进行作业。
此外,优选地,前述马达控制部在前述腿部用马达的输出转矩从预先设定的允许转矩偏离的情况下,停止前述腿部用马达。
若设成这样的结构,则在推压作业者的膝部的前侧部时,能够在例如某种异物被辅助服的可动部咬入或者卷入等、从而腿部用马达的输出转矩急剧上升的情况下,停止腿部用马达。因此,能在该状态下除去异物或者使腿部用马达反向旋转而除去异物。
此外,前述检测部能利用在前述腿作用部相对于前述主体部旋转的旋转轴上设置的电位器构成。
若设成这样的结构,则能够用简单的结构准确地检测作业者的膝部的弯曲状态。基于这样的电位器的检测结果,控制腿部用马达的输出转矩,从而能够在不使作业者有不适感的情况下,配合作业者的动作,推压膝部的前侧部。
此外,优选地,具备臂部、货物作用部、卷起用马达,所述臂部从前述主体部超越前述作业者的头部,伸出至前述作业者的前方的位置,所述货物作用部从前述臂部的末端部用线悬吊,在前述作业者用手保持货物时,支承前述货物,所述卷起用马达设置于前述主体部,与前述作业者的指示对应,卷起前述线。
若设成这样的结构,则能使用辅助服容易地抬起货物。
附图说明
图1是辅助服的侧视图。
图2是辅助服的后视图。
图3是辅助服的主视图。
图4是辅助服的俯视图。
图5是腿作用部的立体分解图。
图6是示出货物的抬起状况的说明图。
图7是示出其他实施方式的滑轮的俯视图。
图8是示出其他实施方式的滑轮的俯视图。
图9是作业者穿戴状态下的辅助服的侧视图。
图10是作业者穿戴状态下的辅助服的后视图。
图11是示出关于利用辅助服的货物的抬起的图。
图12是示出关于利用辅助服的货物的抬起的图。
图13是示出躯干与大腿部形成的角的角度、与腿作用部的推压力的关系的图。
图14是示出货物的位置与卷起速度的关系的图。
具体实施方式
[第一实施方式]
以下,基于附图说明本发明的实施方式。
此外,只要没有特别地说明,说明中的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”的表述意味着基于下述方向的“辅助服S的方向”,所述方向是相对于将该辅助服S穿戴于后背的作业者的方向。
此外,虽然未图示,但在辅助服S的适当部分,设置合成树脂、金属的盖部件,构成为覆盖可动部分和需要保护的部分。
图1~4是表示本发明的辅助服的一个实施方式的图,辅助服S构成为具备主体部1、右侧及左侧的腿作用部2、右侧及左侧的货物作用部3、驱动机构M、电池(相当于电源装置)V、控制单元(相当于控制装置)C,所述主体部1沿着作业者的背面穿戴自如,呈扁平状,所述右侧及左侧的腿作用部2从主体部1伸出,将作业者的腿部向下方推压,从而能够辅助起立动作,所述右侧及左侧的货物作用部3是用于从主体部1超越作业者向前方伸出而保持货物的部分,供作业者用手拿住进行操作,所述驱动机构M驱动前述腿作用部2和货物作用部3,所述电池V向驱动机构M等供电自如,所述控制单元C控制驱动机构M的驱动。
辅助服S向作业者的穿戴如后所述,能够使用配备于主体部1的腰带(相当于安装带部)4、肩带5实施(参照图1、图4)。
如图2、图3所示,主体部1具备金属管制纵框架6和金属板制横框架7,构成为扁平的架状的一体物件,所述金属管制纵框架6以左右隔开间隔的方式排列设置有左右一对,所述金属板制横框架7以遍及该一对纵框架6的上下中间部以及下部的方式被分别连结。纵框架6与横框架7一体的方法能够采用例如焊接、螺栓连结等方法。
在已向作业者穿戴辅助服S的情况下,包含由一对纵框架6和一对横框架7构成的矩形的假想的扁平面F成为沿着作业者的背面(参照图1)。
两纵框架6构成为具备:从上下中间部至下端的纵框架主体6A、从纵框架主体6A延伸至上端的臂部6B。
纵框架主体6A的左右各管配置成大致平行,与此相对,臂部6B形成为二者的上端向前方左右上方侧伸展而扩大的倾斜状态。即,纵框架6在总长上形成为“く”字状的线形(参照图1~3)。
纵框架主体6A的横间隔设定成比作业者的肩宽更窄(例如,肩宽的一半)。此外,臂部6B上端部的横间隔设定成比作业者的肩宽更宽(例如,肩宽的二倍)(参照图2)。
在俯视中的上端部的前后位置设定于比作业者的肩的位置向前方伸出的位置(例如,作业者的脚尖线的正上方)(参照图1)。
在两臂部6B的上端部,分别安装有滑轮部P。
滑轮部P构成为设置有滑轮主体Pa、滑轮支承体Pb,所述滑轮支承体Pb将滑轮主体Pa以绕滑轮轴心Px旋转自如的方式支承,滑轮支承体Pb被固定于臂部6B。
在经由该滑轮部P垂下的操作线W的下端,分别设置有货物作用部3。
滑轮主体Pa以下述方式被固定于臂部6B(参照图4):滑轮轴心Px相对于臂部6B的上端侧处的筒轴心6x方向,在俯视中成正交(或者大致正交),并且在主视中成水平(或者大致水平)。
横框架7通过将平板的外周缘部弯曲形成凸缘状,使整体的界面系数增加,能够实现弯曲刚性的提高(参照图5)。
如图1所示,使货物作用部3升降驱动的电动卷扬机(相当于升降装置)M1被安装于上下两横框架7中的配置于上方的第一横框架7A。
电动卷扬机M1形成为马达、传动部的轴心沿着主体部1的扁平面F,从而能够实现薄型设计,能够尽可能减小从主体部1向后方突出的突出尺寸。
上述操作线W的基端部被连结于电动卷扬机M1。并且,电动卷扬机M1形成为能够借助配备于货物作用部3的开关22的操作进行缠绕驱动(或者放出驱动)。
即,伴随着借助电动卷扬机M1缠绕驱动(或者放出驱动)操作线W,被安装于末端部的货物作用部3上升(或者下降)。
如图2所示,在上下两横框架7的配置于下方的第二横框架7B上,分别安装有左右侧的腿作用部2。
在第二横框架7B上,上下两层地形成有在左右方向上隔开间隔的多个螺栓安装孔8。能够从这些多个螺栓安装孔8中任意地选择用于安装腿作用部2的螺栓安装孔8,能够调整左右的腿作用部2彼此的间隔,从而例如与使用的作业者的腰宽、腿间隔配合来适当地配置左右侧的腿作用部2。
顺便说明,在该实施方式中,螺栓安装孔8具备左右10列、上下两层的合计20个孔(参照图5)。并且,关于单侧的腿作用部2,使用左右2列、上下2层的合计4根螺栓(在左右的腿作用部2中合计8根),相对于第二横框架7B安装有腿作用部2。
此外,如图3所示,在第二横框架7B的上下凸缘处,设置有托架9,相对于该托架9,固定有电池V。电池V被安装成位于第二横框架7B的后表面侧。
在前述第一横框架7A与第二横框架7B之间的空间中,配置有前述控制单元C。控制单元C构成为外形呈扁平的薄型矩形箱状。控制单元C以扁平面沿着主体部1的扁平面F的姿势,经由配备于纵框架6的托架10,安装于纵框架6。
这样,在该实施方式的辅助服S中,在主体部1的纵向上,以从上向下为电动卷扬机M1、控制单元C、电池V的顺序,将其分别安装于本体部1的后表面侧。因此,与将电动卷扬机M1、控制单元C、电池V在前后方向上重叠地配置于主体部1的后表面侧的装置相比,能构成为薄型(参照图1)。进而,在纵向上相邻地配置,所以能够减少主体部1的横向宽度尺寸(参照图2)。结果,实现作为整体的紧凑化而不会增大体积,所以作业者将该辅助服S穿戴于后背也容易进行动作。
此外,配置成在该辅助服S的穿戴状态下,电动卷扬机M1、控制单元C、电池V位于作业者的颈部和大腿之间的高度范围。因此,辅助服S的重心容易位于作业者的重心的附近,穿戴状态的作业者能够在没有不适感的情况下来回动作。
此外,电动卷扬机M1比控制单元C和电池V靠上方侧地配置,因此作为操作线W的路径,能够缩短到货物作用部3的距离,能实现线量的削减。
进而,成为该辅助服S的中枢的控制单元C在上方被电动卷扬机M1、在下方被电池V分别保护,因此,能容易防御由于与其他物件的碰撞导致的破损,维持正常的机器控制。
电池V构成为能对于电动卷扬机M1和控制单元C以及使后述的腿作用部2摆动驱动的左右一对的电动马达M2、传感器类(未图示)等进行供电。
控制单元C构成为能够接收来自货物作用部3的开关22、传感器类的信号,并进行与各自对应的驱动机构M的驱动控制。
此外,在该实施方式的辅助服S中,控制单元C配置于连结驱动机构M的三角形的内侧范围(参照图2),因此能够使各驱动机构M与控制单元C之间的离开距离最短,所述驱动机构M由电动卷扬机M1和左右一对的电动马达M2等构成。结果,配线变短,相对于配线的噪音对策变容易,并且容易抑制配线的短接和断线的可能。
如图5所述,腿作用部2构成为具备腰部框架2A、摆动臂部2B、抵接部2C,所述腰部框架2A在俯视中的形状呈“L”字状,所述摆动臂部2B以绕横轴心X在前后方向上摆动自如的方式被支承于腰部框架2A的前端部,所述抵接部2C被设置于摆动臂部2B的末端侧部分,与作业者的大腿的前部抵接自如。
如上所述,腰部框架2A在“L”字状的基端侧的一边部分上,形成有相对于第二横框架7B的多个安装用螺栓插通孔11。此外,“L”字状的末端侧的一边部分内置有齿轮箱12,所述齿轮箱12使摆动臂部2B绕横轴心X摆动驱动。
此外,在齿轮箱12的后方侧,接连设置有摆动臂部2B的驱动用的电动马达M2。电动马达M2设置成旋转轴心Y沿着前后方向的状态。
并且,电动马达M2的旋转力经由齿轮箱12,由此变换成绕横轴心X的旋转力,以减速状态传递至摆动臂部2B。
电动马达M2被设置成,被插通于在腰部框架2A处形成的窗部13的状态,共用彼此的空间,从而能够实现节省空间化。
此外,在该实施方式的辅助服S中,将腰部框架2A用上下地隔开间隔地排列设置的两个框架部件构成,将这些框架部件之间的空间作为窗部13构成。
齿轮箱12在输入侧使用一对伞齿轮12a,实现旋转轴心方向的变换,并且在比其靠输出侧,平行地组合多个正齿轮12b,而将整体形成为薄型。借助腰部框架2A与齿轮箱12的兼用化以及齿轮箱12自身的紧凑化,能够实现作为腰部框架2A整体的节省空间化。
齿轮箱12的输出侧末端的正齿轮12c形成圆周方向上的约半周部分被除去的形状,圆周方向上的外周两端部相对于限制器14抵接,从而阻止进一步的旋转。
因此,与输出侧末端的正齿轮12c一体连结的摆动臂部2B也仅被允许绕横轴心X约半个旋转的旋转。
结果,能够实现对于齿轮的轻量化和功能的兼用化。
摆动臂部2B构成为具备臂基端部2Ba、臂末端部2Bb,所述臂基端部2Ba呈大致圆板状,一体旋转自如地安装于正齿轮12c的旋转轴,所述臂末端部2Bb从臂基端部2Ba沿着其径向伸出。因此,摆动臂部2B相对于主体部1,经由腰部框架2A,在比横轴心X靠下方侧,以绕横轴心X前后摆动自如的方式被支承。
臂基端部2Ba的位置被设定成位于穿戴该辅助服S的作业者的两侧方且作业者的腰部的稍前方(参照图1)。
此外,在臂基端部2Ba上,枢支轴(腿作用部切换机构的一例)15以沿着臂基端部2Ba的径向的状态设置于臂基端部2Ba的外周部的一部分,经由该枢支轴15,臂末端部2Bb被连结成绕枢支轴15摆动自如。
相对于臂基端部2Ba的臂末端部2Bb的摆动范围仅被限制于比包含臂基端部2Ba的假想纵面靠横向外侧的范围(参照图3)。此外,借助设置成外嵌于枢支轴15的状态的螺旋弹簧K,臂末端部2Bb被向沿着前述假想纵面的摆动界限位置施力,在通常时,位于摆动界限位置。
螺旋弹簧K的弹性施力被设定成不妨碍作业者的动作的程度的较小的值。
如图3所示,将该臂末端部2Bb处于摆动界限位置的状态(图中的实线表示)称为“作用状态”,将使其摆动至横向外侧的状态(图中的单点划线表示)称为“非作用状态”。
在作用状态下,安装于臂末端部2Bb的末端的抵接部2C处于能够与穿戴着该辅助服S的作业者的大腿抵接的状态,能够辅助作业者的起立动作。
在非作用状态下,抵接部2C处于避让至作业者的大腿的横向外侧的状态,在穿脱辅助服S时,能顺畅地进行。
如图5所示,臂末端部2Bb由越向末端侧宽度越窄的槽型件(例如,槽型钢)构成,安装前述抵接部2C的安装部(姿势变更机构的一例)16设置于末端侧。
安装部16由在臂末端部2Bb的长度方向上隔开间隔地形成的两个螺栓插通孔16A、16B构成。
在该实施方式中,末端侧的螺栓插通孔16A由圆孔构成,另一侧的螺栓插通孔16B由以16A的螺栓插通孔为中心的圆弧形状的长孔构成。
因此,能够将在两个螺栓插通孔16A、16B中插通螺栓而安装的抵接部2C在另一方的螺栓插通孔16B的长孔范围内调整姿势,能够与作业者的体形配合来调节抵接部2C。
抵接部2C构成为一体地具备被安装部17和抵接面部18,被安装部17沿着安装部16螺栓连结自如,呈带板状,所述抵接面部18抵接于大腿的前表面,呈弯曲状。
在被安装部17中,形成有四个螺栓插通孔(位置变更机构的一例)17A,所述四个螺栓插通孔与臂末端部2Bb的两个螺栓插通孔16A、16B的间距配合,在长度方向上隔开间隔。
在该四个螺栓插通孔17A中,能够任意地选择与臂末端部2Bb的螺栓插通孔16A、16B相向地螺栓连结的一对,与此相伴,能够将抵接部2C相对于臂末端部2Bb的安装位置沿着臂长度方向变更。结果,能够变更调整抵接部2C相对于成为摆动臂部2B的旋转轴心的横轴心X的离开距离。
因此,能够与作业者的体形配合,调节抵接部2C。
此外,在该实施方式的辅助服S中,将变更调整前述横轴心X与抵接部2C的离开距离的位置变更机构(螺栓插通孔17A)形成于位于摆动末端侧的被安装部17,而不是摆动基端侧的臂末端部2Bb,从而能够防止,臂末端部2Bb的末端部形成比抵接部2C的摆动半径向摆动末端侧突出的状态。
此外,腰部框架2A、摆动臂部2b以及抵接部2C等在较大的面部分形成窗部13,从而能够削减使用材料量以及减轻整体重量,结果,能够实现辅助服S的成本降低以及操作性的提高,所述操作性的提高通过减轻向穿戴作业者的负担来实现。
货物作用部3如前所述,分别安装于左右一对的操作线W的末端部,所述左右一对的操作线W的基端部连结于电动卷扬机M1。
如图2所示,操作线W构成为具备内线Wa、在其外周部滑动自如地包围的外管Wb。
外管Wb在内线Wa的全长上,仅设置于电动卷扬机M1与臂部 6B末端的滑轮部P之间的范围。
内线Wa的基端部连结于电动卷扬机M1,中间部在用滑轮主体Pa支承的状态下垂下,末端部连结于货物作用部3。
左右的各货物作用部3呈左右对称形状,构成为在金属制的钩部20的外表面一体地安装合成树脂制的握持部21。
弯曲金属制的板材来构成钩部20,其构成为具备平板状的上侧部20a、上下方向的平板状的横侧部20b、平板状的下侧部20c、突出部20d,所述横侧部20b从上侧部20a的外侧部向下方伸出,所述下侧部20c从横侧部20b的下部向内侧伸出,所述突出部20d从下侧部20c的内侧部向斜上方伸出。内线Wa的末端被连结于钩部20的上侧部20a的前后中央处的内部侧。
握持部21是合成树脂制的,构成为具备第一上侧部21a、第二上侧部21b(参照图1)、横侧部21c、缺口部21d,所述第一上侧部21a呈水平面状,所述第二上侧部21b从第一上侧部21a向斜后方下降,呈倾斜面状,所述横侧部21c从第一以及第二上侧部21a、21b的外侧部向下方伸出,呈在上下方向上朝横向外侧稍微膨胀的形状,所述缺口部21d形成于第二上侧部21b。
握持部21的第一以及第二上侧部21a、21b被安装(被粘接)于钩部20的上侧部20a,握持部21的横侧部21c被安装(被粘接)于钩部20的横侧部20b,线18穿过握持部21的缺口部21d。
在握持部21的第一上侧部21a上,具备按钮式样的上升操作用(或者下降操作用)的开关22。
在该实施方式的辅助服S中,右握持部21的开关22构成为上升操作用,左握持部21的开关22构成为下降操作用。
此外,开关22构成为,借助未图示的线缆,电气连接于控制单元C,能发送各开关22的操作信号。
如图6所示,例如,在将钩部20的下侧部20c钩挂于货物N的状态下,能够通过操作开关22,而使其上升(或者下降)。
如图4所示,腰带4经由腰部框架2A安装于主体部1。构成为能够以围绕作业者的腰部的状态穿戴。
具体而言,腰带4构成为具备后周部4A、左周部4B、右周部4C、卡扣部4D,所述后周部4A从腰部的后表面部分到达左右两侧面部分,所述左周部4B从腰部的左侧面部分到达整个面部分,所述右周部4C从腰部的右侧面部分到达整个面部分,所述卡扣部4D将左周部4B的前端与右周部4C的前端拆装自如,构成为能够借助卡扣部4D所具备的带长度调整机构(未图示),配合作业者的腰围调整带的长度。
此外,在腰带4的各部(后周部4A、左周部4B、右周部4C)的内周部上,分别一体地设置有与腰围部抵接自如的垫23。
并且,在后周部4A与左周部4B的连结部以及后周部4A与右周部4C的连结部处,分别具备能够以卡扣方式调整带的长度的带长度调整机构(位置变更机构的一例)24。
通过设置该带长度调整机构24,能够配合穿戴对象的作业者的体格,使分别设置于左周部4B与右周部4C的垫23位于作业者的两侧腹部的最适的部位。
如图1所示,肩带5分别设置于左右,上端部安装于第一横框架7A,下端部安装于腰带4的后周部4A。
借助这些腰带4和肩带5,能将辅助服S以稳定的状态穿戴于作业者的后背。
辅助服S以及货物N的重量经由腰带4,主要地作用于作业者的腰部,借助该腰部稳定地支承。
此外,肩带5主要发挥下述功能:阻止主体部1欲从作业者的后背部向后方离开的状态。
接着,关于由穿戴着该辅助服S的作业者抬起货物N的顺序,说明其一例。
[1]在货物N被放置于地面上的较低的位置的情况下,作业者采取蹲下的姿势,使货物作业部3卡止于货物N。
此时,安装于摆动臂部2B的末端侧的抵接部2C被作业者的大腿推升,因此,如图6所示,摆动臂部2B整体呈绕横轴心X从后侧向前上方侧摆动的状态。
顺便说明,由图中未示出的传感器向控制单元C发送示出摆动臂部2B的摆动状态的信号。
[2]作业者对货物作用部3的上升用开关22进行接通操作。
此时,控制单元C在向电动卷扬机M1发出卷起指令前,向电动马达M2发出旋转指令,将摆动臂部2B摆动控制成原样的纵姿势。与此相伴,抵接部2C推抵于作业者的大腿,将其抵接力作为反力,同时电动马达M2的旋转力将辅助服S向抬起方向作用。因此,经由腰带4,抬起力作用于作业者的腰,能够辅助作业者的起立(参照图6)。
[3]若作业者起立,则代替电动马达M2,电动卷扬机M1能驱动,抬起货物N。
根据本实施方式的辅助服S,能够将辅助服S紧凑地形成,因此穿戴的作业者容易动作,并且借助辅助服S的轻量化、容易穿戴的构造的采用、能配合作业者的体格而形成最适的穿戴状态的调节构造的采用,能减轻向作业者的负担,能顺利地实行辅助服S本来的作用,即,“用较小的力进行货物的提起放下”。
结果,无力的作业者也能轻松地实施货物的提起放下作业。
[第一实施方式的其他实施方式]
以下,说明其他实施方式。
(1)滑轮部P不限于先前的实施方式说明的结构,也可以如下所述地构成。
即,在先前的实施方式中,滑轮本体Pa以下述方式固定于臂部6B:滑轮轴心Px相对于臂6B的上端侧处的筒轴心6x方向,在俯视中成正交(或者大致正交),并且,在主视中成水平(或者大致水平),但是,例如,也可以如图7所示,以滑轮轴心Px越向辅助服S的横向外侧越低的倾斜状态,固定于臂部6B。
当成为对象的货物N的横向宽度比臂部6B上端部处的横间隔(左右侧的滑轮部P彼此的间隔)小时,该实施方式的情况是有效的,成为左右的内线Wa以越向下方侧间隔越窄的方式倾斜的状况下的升降驱动。
即,相对于倾斜的内线Wa,滑轮轴心Px成正交(或者大致正交),滑轮主体Pa的外周槽的侧面与内线Wa变得难以摩擦,能够期待防止磨损的效果。
此外,虽然未图示,但是如果具备使滑轮部P能够绕臂部6B的前述筒轴心6x旋转的机构,则能够使其与货物N的横向宽度对应地追随,使得滑轮轴心Px的角度变成最适的状态(滑轮轴心Px相对于内线Wa成正交(或者大致正交)的状态)。
此外,作为其他实施方式,也可以如图8所示,以在俯视中滑轮轴心Px沿着左右方向的状态构成滑轮部P。
此外,在此情况下也可以以滑轮轴心Px在主视中成水平(或者大致水平)的方式构成滑轮部P,或者以滑轮轴心Px在主视中呈越向辅助服S的横向外侧越低的倾斜状态的方式构成滑轮部P,或者设置使滑轮部P能够绕臂部6B的前速筒轴心6x旋转的机构。
(2)设置于主体部1的升降装置M1、控制装置C和电源装置V不限于下述结构:如先前的实施方式说明那样,相对于主体部1的排列设置顺序设成从上向下为升降装置M1、控制装置C、电源装置V的顺序。
例如,代替上下一列地排列设置的情况,也可以排列设置成在后视中成为“く”字排列,或者是一部分的装置彼此在左右方向上排列配置。
总之,只要升降装置M1、控制装置C、电源装置V沿着主体部1的扁平面F排列设置即可,其排列设置方向能够适当变更。
此外,即使在上下一列地排列设置的情况下,排列设置顺序也不限于从上向下为升降装置M1、控制装置C、电源装置V的顺序,也可以是例如,从上向下为升降装置M1、电源装置V、控制装置C的顺序。
(3)位置变更机构24不限于先前的实施方式说明的由卡扣式的带长度调整机构构成的部件,也可以采用下述构造:例如,在垫23上形成供安装带部4插通自如的插通部,使安装带部4插通于该插通部,从而将垫23沿着安装带部4的长度方向滑动自如地安装。
此外,作为其他方法,也可以通过在安装带部4上设置将垫23的安装位置变更自如的卡止部而实现。
对于该情况下的卡止部,例如,能够采用魔术胶带(Magic Tape)(注册商标)、螺栓连结部、其他众所周知的卡止构造。
总之,位置变更机构24只要是将安装带部4的周向上的垫23的安装位置变更自如的结构即可,包括这些,统称为位置变更机构。
(4)腿作用部切换机构15不限于先前的实施方式说明的在摆动臂部2B的基端部侧设置枢支轴而构成的机构,也可以例如在摆动臂部2B的末端部侧设置枢支轴15而构成。
此外,也可以代替设置于摆动臂部2B的情况而设置于抵接部2C。
总之,抵接部2C只要构成为向作用状态和非作用状态切换自如即可,包括这些,统称为腿作用部切换机构15,所述作用状态是抵接于作业者的大腿的状态,所述非作用状态是向作业者的大腿的横向外侧避让的状态。
(5)位置变更机构17A不限于先前的实施方式说明的借助螺栓插通孔构成的机构,也可以例如借助滑动连结机构构成,所述滑动连结机构将摆动臂部2B与抵接部2C沿着摆动臂部2B的长度方向滑动自如地连结。
总之,只要将抵接部2C相对于横轴心X的离开距离以变更调整自如的方式构成即可,包括这些,统称为位置变更机构17A。
(6)姿势变更机构16不限于先前的实施方式说明的由下述安装部构成的机构,该安装部由螺栓插通孔(圆孔)16A与螺栓插通孔(圆弧状的长孔)构成,姿势变更机构16也可以例如由万向接头构成,所述万向接头将摆动臂部2B与抵接部2C角度变更自如地连结。
总之,只要构成为将抵接部2C自如地变更调整成作业者的大腿表面与抵接面部18的面彼此抵接的状态即可,包括这些,统称为姿势变更机构16。
此外,如上所述,为了使与附图的对照便利,记载了附图标记,但本发明并不由该记载限定成附图的结构。此外,当然,在不脱离本发明的主旨的范围内,能以各种形态实施。
[第二实施方式]
涉及本发明的辅助服构成为具备下述功能:进行由作业者进行的货物的堆积作业和装卸作业的辅助。以下,关于本实施方式的辅助服101进行说明。
图9示出被作业者200穿戴的本实施方式的辅助服101的侧视图。图10示出被作业者200穿戴的本实施方式的辅助服101的后视图。如图9及图10所示,辅助服101构成为具备主体部110、臂部111、货物作用部112、卷起用马达113、卷起量检测部114、转速检测部115、卷起用马达控制部116、腿作用部117、腿部用马达118、检测部120、腿用马达控制部121。特别是,卷起量检测部114、转速检测部115、卷起用马达控制部116、检测部120、腿用马达控制部121为了进行涉及辅助服200的驱动控制的各种处理,将CPU作为核心部件以硬件或者软件或者该二者来构建。
主体部110配置于作业者200背负的位置。腰带102与肩带103附设于主体部110。在本实施方式中,辅助服101以下述方式穿戴:借助腰带102固定于作业者200的腰,辅助性地用肩带103使作业者200背负。
臂部111设置成从主体部110超越作业者200的头部,伸出至作业者200前方的位置。臂部111以夹着主体部110的方式使用两根中空管构成。从主体部110伸出,在到达作业者200的头部附近的位置,两根臂部111的间隔一边渐渐地扩大,一边向比作业者200的头部靠前侧伸出,以便防止与头部的接触。
货物作用部112用线131从臂部111的末端部111A悬吊,在作业者200用手保持货物时支承该货物。滑轮132设置于臂部111的末端部111A。线131穿过臂部111的径向内侧的中空部分,从内置于主体部10的卷扬机41伸展。因此,线131经由滑轮132朝向下方被抽出,货物作用部112被设置于线131的末端侧。货物作用部112被从两根臂部111分别悬吊,因此由一对构成。货物作用部112构成为能够钩挂于作业者200进行堆积作业或装卸作业的货物的把手部分而进行支承。
卷起用马达113被设置于主体部110,与作业者200的指示对应,卷起线131。卷起用马达113被内置于主体部110。作业者200的指示通过按下设置于货物作用部112的按钮133而被进行。例如,能构成为通过将设置于作业者200用右手握住的货物作用部112的按钮133按下,而卷起用马达113将线131卷起,通过将设置于用左手握住的货物作用部112的按钮133按下,而卷起用马达113将线131放出。当然,也能够构成为通过将设置于用右手握住的货物作用部112的按钮133按下,而卷起用马达113将线131放出,通过将设置于用左手握住的货物作用部112的按钮133按下,而卷起用马达113将线131卷起。卷起用马达113以从电池140输出的电力为动力源而被驱动,所述电池140设置于主体部110。
卷起量检测部114检测由卷起用马达113卷起的线131的卷起量。线131的卷起量是借助卷起用马达113卷起以及放出线131的长度。如上所述,在线131上,在末端侧设置有货物作用部112,因此能够借助该卷起量检测货物作用部112的移动距离。
在本实施方式中,在主体部110上设置检测卷起用马达113的转速的转速检测部115,卷起量检测部114基于借助转速检测部115检测出的卷起用马达113的转速,检测线131的卷起量。因此,例如,转速检测部115优选使用众所周知的霍尔元件等构成。
相当于本发明的马达控制部的卷起用马达控制部116被设置于主体部110,基于卷起量控制卷起用马达113的卷起速度。卷起用马达控制部116将从上述的电池140输出的电力向卷起用马达113供给。此时,与借助卷起量检测部114检测出的线131的卷起量对应,调整向卷起用马达113供给的电力,控制卷起用马达113的转速。后述关于借助卷起用马达控制部116进行的卷起用马达113的转速的控制。
腿作用部117设置成从主体部110穿过作业者200的侧旁,伸出至大腿部,能够从该伸出位置与大腿部的前侧部抵接。“从主体部110穿过作业者200的侧旁”意味着右腿用的腿作用部117从主体部110穿过右大腿部的右侧,左腿用的腿作用部117从主体部110穿过左大腿部的左侧。左右的腿作用部117伸出至大腿部,以从该位置能与大腿部的前侧部的比膝部稍微靠上的位置抵接的方式弯曲地设置。此外,尤其是腿作用部117抵接的位置只要在上下方向上观察大腿时处于比上下方向中央部靠下侧的位置即可。
腿部用马达118与作业者200的指示对应,调节腿作用部117作用于大腿部的前侧部的负荷。在本实施方式中,以能够分别驱动左右的腿作用部117的方式在腰带102上设置两个腿部用马达118。作业者200的指示与上述的卷起用马达113同样,通过按下设置于货物作用部112的按钮133而被进行。例如,可以以下述方式驱动腿部用马达118:按下设置于作业者200用右手拿住的货物作用部112的按钮133,从而腿作用部117推压大腿部的前侧部。当然,也能够构成为通过按下设置于用左手拿住的货物作用部112的按钮133而驱动腿部用马达118。腿部用马达118也将由设置于主体部110的电池140输出的电力作为动力源而被驱动。此外,左右侧的腿作用部117也可以构成为能分别独立地驱动。
腿作用部117以在作业者200伸展弯曲状态的膝部时推压前侧部的方式被使用。由此,作业者200容易从蹲下状态起立。
检测部120检测作业者200的躯干与大腿部所形成的角的角度。在作业者200下蹲时,作业者200的大腿部的前侧部推压腿作用部117,腿作用部117相对于主体部110以既定的旋转轴为中心转动。由此,作为检测部120,可以在腿作用部117相对于主体部110旋转的旋转轴上设置电位器。由此,电位器能够检测旋转轴的旋转角,基于该检测结果,能够适当地检测作业者200的躯干与大腿部形成的角的角度。检测部120的检测结果被传递至后述的腿用马达控制部121。
腿用马达控制部121被设置于主体部110,基于检测出的角度,控制腿部用马达118的输出转矩。腿用马达控制部121将从上述电池140输出的电力供给至腿部用马达118。此时,与由检测部120检测出的作业者200的躯干与大腿部形成的角的角度对应,调整向腿部用马达118供给的电力,控制腿部用马达118的转速。后述关于借助腿用马达控制部121进行的腿部用马达118的转速的控制。
接着,关于辅助服101的动作,使用图11以及图12进行说明。首先,如图11的#101所示,在抬起配置于作业者101的脚边的货物时,作业者200将设置于货物作用部112的按钮133按下,放出线131至货物作用部112钩挂于货物的把手部分的程度,并将货物作用部112钩挂于货物的把手部分。
如图11的#102所示,作业者200伸展背肌。在此状态下,作业者200将设置于货物作用部112的按钮133按下,驱动腿部用马达118。由此,作业者200的大腿部被腿作用部117按下,辅助服101能够辅助作业者200伸展膝的动作。此时,腿用马达控制部121可以如下所述地控制:在屈膝而身体处于较低位置的情况下,如图13所示,推压力变强,随着伸展膝而躯干与膝之间形成的角的角度变大,推压力降低。如图11的#103所示,若作业者200的膝伸展,则作业者200中止设置于货物作用部112的按钮133的按下,使腿部用马达118的驱动停止。此外,在图11中,将借助腿作用部117推压膝部的前侧部的推压力的大小用箭头的长度示出。即,图11的#102比图11的#103的箭头的长度更长,所以示出了图11的#102比图11的#103的推压力更大的情况。
接着,作业者200在此状态下,将设置于货物作用部112的按钮133按下,驱动卷起用马达113,如图12的#104所示地卷起线131。在此情况下,卷起用马达控制部116可以如以下述方式控制:如图14所示,在线131的卷起开始时,渐渐地加快卷起速度,并且达到预先设定的卷起速度。此外,此时,卷起量借助卷起量检测部114被检测。基于卷起量检测部114的检测结果,卷起用马达控制部116在货物作用部112通过作业者200的脸部前时,可以如图12的#105所示地将卷起速度降低成比货物作用部112到达脸部为止的卷起速度低。此外,在图12中,将卷起速度的大小用箭头的长度示出。即,因为图12的#105比图12的#104的箭头长度更短,所以示出了图12的#105比图12的#104的卷起速度更慢的情况。
进而,若卷起用马达113将线31卷起,如图12的#106所示,使货物作用部112与臂部111的末端部111A的距离成为预先设定的距离以下,则卷起用马达控制部116不受作业者200是否按下设置于货物作用部112的按钮133的拘束,使卷起用马达113停止。此时,卷起用马达控制部116如图14所示,在线131的卷起停止时,一边从预先设定的卷起速度渐渐减小一边使其停止。由此,能够与货物的重量对应,将作用于作业者200的反作用降低,能够减轻作业者200的身体的负担。此外,此时,卷起量检测部114优选将线131的卷起量的检测值校准。由此,卷起量检测部114能够持续地精度良好地检测线131的卷起量。
此外,在此情况下,优选为,卷起用马达控制部116不受货物的重量的拘束,将卷起用马达113的卷起速度维持成基于借助卷起量检测部114检测出的卷起量的卷起速度,腿用马达控制部121不受货物的重量的拘束,将腿部用马达118的输出转矩维持成基于借助检测部120检测出的作业者200的躯干与大腿部形成的角的角度的输出转矩。由此,即使在货物的重量各个不同的情况下,作业者200也能够在作业效率不会恶化的情况下进行作业。
此外,卷起用马达控制部116在卷起速度从预先设定的允许速度偏离并且卷起用马达113的输出转矩从预先设定的允许转矩偏离的情况下,可以停止卷起用马达113。由此,在线131的卷起时,在卷起速度急剧下降同时卷起用马达113的输出转矩急剧上升的情况下,判断成某种异物被辅助服101的可动部咬入或者卷入等,能够停止卷起用马达113。因此,能够在此状态下除去异物或者反向旋转卷起用马达113而除去异物。
此外,腿用马达控制部121可以在腿部用马达118的输出转矩从预先设定的允许转矩偏离的情况下,停止腿部用马达118。由此,在推压作业者200的膝部的前侧部时,在腿部用马达118的输出转矩急剧上升的情况下,判断成某种异物被辅助服101的可动部咬入或者卷入等,能够停止腿部用马达118。因此,能够在此状态下除去异物或者反向旋转腿部用马达118而除去异物。
[第二实施方式的其他实施方式]
在上述实施方式中,说明了下述情况:具备检测卷起用马达113的转速的转速检测部115,卷起量检测部114基于由转速检测部115检测出的卷起用马达113的转速而检测卷起量,但也能够设成卷起量检测部114检测线131的卷起量的结构,也可以设成具备检测线131的卷起量的另外的功能部、基于其检测结果检测线131的卷起量的结构。
在上述实施方式中,说明了下述情况:卷起用马达控制部116在线131的卷起开始时,以渐渐地加快卷起速度并且达到预先设定的卷起速度的方式进行控制,在线131的卷起停止时,一边从预先设定的卷起速度渐渐地减小一边使其停止,但也可以设成下述结构:卷起用马达控制部116不受线131的卷起时间的拘束,以始终为恒定的卷起速度的方式进行控制。
在上述实施方式中,说明了下述情况:卷起用马达控制部116在货物作用部112通过作业者200的脸部前时,将卷起速度降低成比货物作用部112到达脸部为止的卷起速度低,但在货物作用部112通过脸部前时,也可以以至此的卷起速度进行控制,也可以构成为在从脸部离开的位置处变更卷起速度。
在上述实施方式中,说明了下述情况:卷起用马达控制部116在货物作用部112与臂部111的末端部111A的距离变成预先设定的距离以下的情况下,使卷起用马达113停止,但也可以如下所述地构成:不受货物作用部112与臂部111的末端部111A的距离的拘束,在判定为货物作用部112在机械上到达臂部111的末端部111A时,卷起用马达控制部116使卷起用马达113停止。
在上述实施方式中,说明了下述情况:卷起量检测部114在货物作用部112与臂部111的末端部111A的距离为预先设定的距离以下而卷起用马达113停止的情况下,将线131的卷起量的检测值校准,但也可以构成为,卷起量检测部114不受货物作用部112与臂部111的末端部111A的距离的拘束,不进行校准,也可以构成为例如与作业者200的操作对应地进行校准。
在上述实施方式中,说明了卷起用马达控制部116不受货物的重量的拘束而维持基于卷起量的卷起速度的情况,但也可以构成为卷起用马达控制部116与货物的重量对应地变更卷起速度。
在上述实施方式中,说明了下述情况:卷起用马达控制部116在卷起速度从预先设定的允许速度偏离并且卷起用马达113的输出转矩从预先设定的允许转矩偏离的情况下,可以停止卷起用马达113,但也可以构成为,在卷起速度从预先设定的允许速度偏离的情况、以及卷起用马达113的输出转矩从预先设定的允许转矩偏离的情况的至少一方成立时,停止卷起用马达113。当然,也可以构成为,即使在卷起速度从预先设定的允许速度偏离并且卷起用马达113的输出转矩从预先设定的允许转矩偏离的情况下,卷起用马达控制部116也不停止卷起用马达113。
在上述实施方式中,说明了辅助服101具备腿作用部117、腿部用马达118、检测部120以及腿用马达控制部121的情况,但也可以在不具备这些功能部的情况下构成辅助服101。
在上述实施方式中,说明了腿作用部117在作业者200将弯曲状态的膝部伸展时、推压腿部的前侧部的情况,但也可以构成为在作业者200将伸展状态的膝部弯曲时,推压大腿部的前侧部。由此,即使在作业者200拿住货物的情况下,也能缓慢地下蹲,因此能够减轻对于作业者200的身体的负担。
在上述实施方式中,说明了下述情况:腿用马达控制部121不受作业者200持于手中的货物的重量的拘束,维持基于作业者200的躯干与大腿部形成的角的角度的输出转矩,但是也可以构成为腿用马达控制部121与作业者200持于手中的货物的重量对应,变更腿部用马达118的输出转矩。
在上述实施方式中,说明了腿用马达控制部121可以在腿部用马达118的输出转矩从预先设定的允许转矩偏离的情况下、停止腿部用马达118的情况,但是也可以构成为,即使在腿部用马达118的输出转矩从预先设定的允许转矩偏离的情况下,腿用马达控制部121也不停止腿部用马达118。
在上述实施方式中,说明了可以将电位器作为检测部120使用的情况,但这仅为一例,当然可以使用其它功能部检测作业者200的躯干与大腿部形成的角的角度。
在上述实施方式中,说明了辅助服1具备臂部111、货物作用部112、卷起用马达113、卷起量检测部114以及卷起用马达控制部116的情况,但也可以在不具备这些功能部的情况下构成辅助服1。
产业上的可利用性
本发明能够应用于辅助作业者的作业(动作)的辅助服。
附图标记说明
1 主体部
2 腿作用部
2B 摆动臂部
2C 抵接部
3 货物作用部
4 腰带(相当于安装带)
15 枢支轴(腿作用部切换机构的一例)
16 安装部(姿势变更机构的一例)
17A 螺栓插通孔(位置变更机构的一例)
18 抵接面部
23 垫
24带长度调整机构(位置变更机构的一例)
C 控制单元(相当于控制装置)
F扁平面
M1 电动卷扬机(相当于升降装置)
M2 电动马达(相当于驱动装置)
X 横轴心
V 电池(相当于电源装置)
101 辅助服
110 主体部
111 臂部
111A 末端部
112 货物作用部
113 卷起用马达
114 卷起量检测部
115 转速检测部
116 卷起用马达控制部(马达控制部)
117 腿作用部
118 腿部用马达
120 检测部
121 腿用马达控制部(马达控制部)
131 线
200 作业者。
Claims (23)
1.一种辅助服,其特征在于,具备主体部、货物作用部、升降装置、控制装置、驱动用的电源装置,
所述主体部沿着作业者的背面穿戴自如,呈扁平状,
所述货物作用部从前述主体部超越作业者向前方伸出而保持货物,
所述升降装置将前述货物作用部升降驱动,
所述控制装置控制前述升降装置的升降驱动,
前述升降装置、前述控制装置和前述电源装置相对于前述主体部,设置成沿着前述主体部的扁平面排列的状态。
2.如权利要求1所述的辅助服,其特征在于,前述升降装置、前述控制装置和前述电源装置相对于前述主体部,设置成在前述主体部的纵向上排列的状态。
3.如权利要求2所述的辅助服,其特征在于,前述升降装置、前述控制装置和前述电源装置设置成,相对于前述主体部的排列设置顺序为,从上方起为前述升降装置、前述控制装置、前述电源装置的顺序。
4.一种辅助服,其特征在于,具备主体部、货物作用部、驱动装置,
所述主体部安装于作业者的后背部,
所述货物作用部从前述主体部超越作业者向前方伸出而保持货物,
所述驱动装置配备于前述主体部,驱动前述货物作用部,
在前述主体部的下部具备安装带部,所述安装带部通过卷绕于作业者的腰围部,将前述主体部安装于作业者的后背部,
在前述安装带部的周向上的多个部位具备垫,所述垫与作业者的腰围部抵接自如,
具备位置变更机构,所述位置变更机构将前述安装带部的周向上的前述垫的安装位置变更自如。
5.如权利要求4所述的辅助服,其特征在于,前述位置变更机构由带长度调整机构构成,所述带长度调整机构配备于前述安装带部的与作业者的两侧腹部对应的部分。
6.一种辅助服,其特征在于,具备主体部、腿作用部、货物作用部、驱动装置,
所述主体部安装于作业者的后背部,
所述腿作用部从前述主体部伸出,将作业者的腿部向下方推压,从而能辅助起立动作,
所述货物作用部从前述主体部超越作业者向前方伸出而保持货物,
所述驱动装置配备于前述主体部,驱动前述腿作用部,
前述腿作用部具备摆动臂部、抵接部、腿作用部切换机构,
所述摆动臂部以相对于前述主体部绕横轴心在前后方向上摆动自如的方式被支承,
所述抵接部设置于前述摆动臂部的末端侧部分,与作业者的大腿的前部抵接自如,
所述腿作用部切换机构将前述抵接部向作用状态和非作用状态切换自如,所述作用状态为与作业者的大腿抵接的状态,所述非作用状态为向作业者的大腿的横向外侧避让的状态。
7.如权利要求6所述的辅助服,其特征在于,具备将前述抵接部相对于前述横轴心的离开距离变更调整自如的位置变更机构。
8.如权利要求6或7所述的辅助服,其特征在于,在前述抵接部处,具备与作业者的大腿的前表面抵接自如的抵接面部,具备姿势变更机构,所述姿势变更机构将前述抵接部的姿势自如地变更调整成作业者的大腿表面与前述抵接面部的面彼此抵接的状态。
9.一种辅助服,其特征在于,具备主体部、臂部、货物作用部、卷起用马达、卷起量检测部、马达控制部,
所述主体部配置于作业者背负的位置,
所述臂部从前述主体部超越前述作业者的头部,伸出至前述作业者的前方的位置,
所述货物作用部从前述臂部的末端部用线悬吊,在前述作业者用手保持货物时,支承前述货物,
所述卷起用马达设置于前述主体部,与前述作业者的指示对应,卷起前述线,
所述卷起量检测部检测借助前述卷起用马达卷起的前述线的卷起量,
所述马达控制部设置于前述主体部,基于前述卷起量,控制前述卷起用马达的卷起速度。
10.如权利要求9所述的辅助服,其特征在于,具备转速检测部,所述转速检测部检测前述卷起用马达的转速,
前述卷起量检测部基于前述卷起用马达的转速,检测前述卷起量。
11.如权利要求9或10所述的辅助服,其特征在于,前述马达控制部在前述线的卷起开始时,以渐渐地加快卷起速度并且达到预先设定的卷起速度的方式进行控制,在前述线的卷起停止时,一边从前述预先设定的卷起速度渐渐地减小,一边使前述线的卷起停止。
12.如权利要求9至11中任一项所述的辅助服,其特征在于,前述马达控制部在前述货物作用部通过前述作业者的至少脸部前时,将前述卷起速度降低成比前述货物作用部到达前述脸部为止的卷起速度低。
13.如权利要求9至12中任一项所述辅助服,其特征在于,前述马达控制部在前述货物作用部与前述臂部的末端部的距离成为预先设定的距离以下的情况下,使前述卷起用马达停止。
14.如权利要求13所述的辅助服,其特征在于,前述卷起量检测部在前述货物作用部与前述臂部的末端部的距离成为前述预先设定的距离以下而前述卷起用马达停止的情况下,校准前述线的卷起量的检测值。
15.如权利要求9至14中任一项所述的辅助服,其特征在于,前述马达控制部不受前述货物的重量的拘束,维持基于前述卷起量的前述卷起速度。
16.如权利要求9至15中任一项所述的辅助服,其特征在于,前述马达控制部在前述卷起速度从预先设定的允许速度偏离并且前述卷起用马达的输出转矩从预先设定的允许转矩偏离的情况下,将前述卷起用马达停止。
17.如权利要求9至16中任一项所述的辅助服,其特征在于,具备腿作用部和腿部用马达,所述腿作用部设置成从前述主体部穿过前述作业者的侧旁伸出至大腿部,能从该伸出位置与前述大腿部的前侧部抵接,
前述腿部用马达与前述作业者的指示对应,调节前述腿作用部对前述前侧部作用的负荷,
前述腿作用部在前述作业者将弯曲状态的膝部伸展时,推压前述前侧部。
18.一种辅助服,其特征在于,具备主体部、腿作用部、腿部用马达、检测部、马达控制部,
所述主体部配置于作业者背负的位置,
所述腿作用部设置成从前述主体部穿过前述作业者的侧旁伸出至大腿部,能从该伸出位置与前述大腿部的前侧部抵接,
所述腿部用马达与前述作业者的指示对应,调节前述腿作用部对前述前侧部作用的负荷,
所述检测部对前述作业者的躯干与前述大腿部形成的角的角度进行检测,
所述马达控制部设置于前述主体部,基于检测出的前述角度,控制前述腿部用马达的输出转矩。
19.如权利要求18所述的辅助服,其特征在于,前述腿作用部在前述作业者将弯曲状态的膝部伸展时,推压前述前侧部。
20.如权利要求18或19所述的辅助服,其特征在于,前述马达控制部不受前述作业者持于手中的货物的重量的拘束,维持基于前述角度的前述输出转矩。
21.如权利要求18至20中任一项所述的辅助服,其特征在于,前述马达控制部在前述腿部用马达的输出转矩从预先设定的允许转矩偏离的情况下,停止前述腿部用马达。
22.如权利要求18至21中任一项所述的辅助服,其特征在于,前述检测部是在前述腿作用部相对于前述主体部旋转的旋转轴上设置的电位器。
23.如权利要求18至22中任一项所述的辅助服,其特征在于,具备臂部、货物作用部、卷起用马达,所述臂部从前述主体部超越前述作业者的头部,伸出至前述作业者的前方的位置,
所述货物作用部从前述臂部的末端部用线悬吊,在前述作业者用手保持货物时,支承前述货物,
所述卷起用马达设置于前述主体部,与前述作业者的指示对应,卷起前述线。
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