CN107960064B - 穿戴型支援机器人装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用较少的驱动源支援步行动作等、能够将躯干向左右倾斜而弯曲、没有脚的地板反作用力开关而检测脚的着地的穿戴型支援机器人装置。在左右的各股关节附近，在一对驱动源(60)的驱动轴(62)上固定着上臂(70)。上臂(70)经由第3被动旋转轴(73)被第1被动旋转轴(91)连结在躯干上部保持件(20)上，被安装机构(94)安装在躯干下部保持件(30)上。在驱动源主体(63)上固定着下臂(80)，经由第4被动旋转轴(83)被第2被动旋转轴(92)连结在大腿保持件(40)上。第1、第2被动旋转轴(91、92)绕左右方向的轴线角位移自如，第3、第4被动旋转轴(73、83)绕前后方向的轴线角位移自如。被固定在躯干下部保持件(30)上的加速度/角速度传感器(103)检测由脚的着地带来的躯干(11)的上下方向的加速度(α1)。

Description

穿戴型支援机器人装置

技术领域

本发明涉及支援穿戴者进行的体力劳动等的被称作动力辅助套装、动力辅助机器人装置等的穿戴型支援机器人装置。

在本说明书中，用语“左右方向”，“前后方向”及“上下方向”、以及“正面”、“侧面”、“平面”及“背面”，是指被支援的穿戴者两下肢与有时被称作上体的躯干均直立的姿势下的方向。

图中的阴影、斜线，对于不是截面的部分，也有为了清晰地表示结构而描绘的情况。

背景技术

在农业从业者的高龄化发展的状况下，不是大型的农业机械化，而是作为适于狭窄的农地、还对搞活山间农业及对地域再生化起作用的农业作业支援设备，利用穿戴型支援机器人装置。穿戴型支援机器人装置为了农业的轻型作业支援，被用于水果例如桃、柿子、桔子、葡萄及猕猴桃等的受粉、摘花、摘果、挂袋及收获等的朝上作业，以及草莓等收获时的半蹲作业等、10kg左右以下的轻量物的抬起、放下及搬运等的作业支援，还有平地、倾斜地及台阶处的步行或行走支援。穿戴型支援机器人装置为了农业的重作业支援，被用于萝卜及卷心菜等大型蔬菜的半蹲姿势下的收获作业，以及米袋/收获物容器等30kg左右的重量物的抬起、装入、卸下及搬运作业的支援。

穿戴型支援机器人装置还在农业用以外，作为工厂用、物流用或建设用，被用于轻量物、重量物等物体的搬运作业、及长时间持续的一定姿势下的作业等，还作为护理用，被用于人体从床向轮椅的移乘作业等，此外，还能够为了恢复身体功能而用于步行康复支援用等。进而，在降雪地带，能够用于除雪作业。还能够用于灾害时的紧急救助作业、以及瓦砾等的灾害废物的运出作业等。穿戴型支援机器人装置如此被用于物、人体等的物体的移动、处置等。

以往的穿戴型支援机器人装置为了步行支援等，分别在躯干下部的左右装备电动马达，进而在左右的下肢的膝关节附近也分别设置电动马达，产生支援力矩(专利文献1～3)。因此，有电动马达的数量较多、重量较大、此外耗电较大的问题。

这些以往的穿戴型支援机器人装置还为了步行支援等，具备根据压力等检测脚的着地的地反作用力传感器。来自地反作用力传感器的输出信号被挠性电线、或被电池驱动以无线发送，传递给配置在躯干下部的电动马达用控制装置。因此，检测脚的着地的地反作用力传感器和与其关联的结构较复杂。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4200492号公报

专利文献2：日本特许第4178185号公报

专利文献3：日本特开2006－75456号公报

发明内容

发明所要解决的技术课题

本发明的目的是提供一种具备较少的驱动源、将结构简略化的穿戴型支援机器人装置。

用于解决课题的手段

本发明是一种穿戴型支援机器人装置，其特征在于，包括：保持装置，被穿戴者穿戴保持；辅助驱动机构，是设在保持装置上的辅助驱动机构，具有分别配置在穿戴者的躯干下部的左右两侧方、绕左右方向的轴线产生驱动转矩的一对驱动源，由各驱动源的驱动转矩对躯干和左右的各大腿之间分别赋予支援力矩；一对角度传感器，分别检测穿戴者的绕上述左右方向的轴线的躯干与左右的各大腿之间的相对的角度；加速度传感器，设置在保持装置上，检测躯干的加速度；着地判断机构，对来自加速度传感器的输出做出响应，判断脚的着地状态；和驱动控制机构，对来自各角度传感器和着地判断机构的输出做出响应，由该支撑腿侧的驱动源向支承的方向对处于着地状态的支撑腿赋予支承力矩，对没有着地的非支撑腿，由该非支撑腿侧的驱动源向摆起的方向赋予摆起力矩。

发明的效果

根据本发明，在被穿戴者穿戴的保持装置上设有辅助驱动机构，辅助驱动机构的一对驱动源分别被配置在穿戴者的躯干下部的左右两侧方，绕左右方向的轴线产生驱动转矩。各驱动源对躯干与左右的各大腿之间赋予绕左右方向的轴线的支援力矩。本发明的支援力矩例如有用于步行支援的后述的支撑腿的支承力矩及非支撑腿的摆起力矩，对左右两脚赋予的力矩例如有用于抬起支援的抬起力矩、用于放下制动支援的放下制动力矩、用于半蹲支援的半蹲支援力矩等。

各驱动源的驱动转矩例如在本发明的一实施方式中，绕处于穿过嵌入在穿戴者的骨盆的左右的股关节的髋臼中的作为大腿骨的骨头的臼状关节的中心的左右方向的一直线上的轴线角位移。驱动源的驱动轴在上述一直线上具有轴线的结构不仅是正确地为上述一直线上的结构，也包括遵循本发明的考虑方式而能够将支援力矩顺畅地向穿戴者10赋予的结构。

左右一对各角度传感器也可以称作编码器，分别检测躯干与左右的各大腿之间的相对的角度，例如步行开始判断机构在检测出的左右的检测角度交替地变化为反方向时，判断为穿戴者的步行开始。着地判断机构根据由加速度传感器检测的穿戴者的躯干的加速度来判断脚的着地状态。

根据本发明者，可知躯干的上下方向的加速度在从左右某一方的脚着地在地板上的时点到另一方的脚着地在地板上的时点的前进1步的各期间中，在脚着地在地板上的时点成为最大值。因此，着地判断机构通过检测上述期间中的加速度的最大值，能够判断脚的着地状态。在本发明的另一实施方式中，加速度传感器也可以是检测躯干的前后方向或左右方向的加速度的结构，或者也可以是检测具有这些上下方向、前后方向、左右方向的1或多个成分的加速度的结构；着地判断机构也可以不仅根据来自加速度传感器的输出波形的上述期间中的最大值，还根据其它的特征，例如极大值、时间变化率、该特征的运算值、计数值等物理量，来判断脚的着地状态，本发明包括这样的及其它的根据躯干的加速度判断脚的着地状态的考虑方式。

驱动控制机构单独地驱动左右的驱动源，对于由着地判断机构判断为着地状态的支撑腿，例如在着地状态结束之前，赋予进行支承的方向的支承力矩，对于非支撑腿，例如在摆起结束之前，赋予摆起的方向的摆起力矩。也可以构成为，遍及从着地状态的开始到结束的期间中的整个期间、或比其短的期间中赋予支承力矩；也可以构成为，在从摆起的开始到结束的期间中的整个期间、或比其短的期间中赋予摆起力矩。

角度传感器既可以直接检测躯干与左右的各大腿的相对的角度，但也可以通过运算等所谓间接地检测，本发明包括这些结构。

本发明是一种穿戴型支援机器人装置，其特征在于，包括：保持装置，被穿戴者穿戴保持；辅助驱动机构，设在保持装置上，具有分别配置在穿戴者的躯干下部的左右两侧方、绕左右方向的轴线产生驱动转矩的一对驱动源，由各驱动源的驱动转矩对躯干和左右的各大腿之间分别赋予支援力矩；一对角度传感器，分别检测穿戴者的绕上述左右方向的轴线的躯干与左右的各大腿之间的相对的角度；着地判断机构，响应来自角度传感器的输出，判断脚的着地状态；驱动控制机构，响应来自各角度传感器和着地判断机构的输出，由该支撑腿侧的驱动源向支承的方向对处于着地状态支撑腿赋予支承力矩，对没有着地的非支撑腿，由该非支撑腿侧的驱动源向摆起的方向赋予摆起力矩。

其特征在于，还包括判断穿戴者的步行开始的步行开始判断机构；着地判断机构响应来自步行开始判断机构的输出，在判断出步行的开始后，对来自各角度传感器的输出分别做出响应，并分别判断各脚的着地状态。

本发明类似于上述的具备加速度传感器的穿戴型支援机器人装置，但应关注的是，着地判断机构在判断出步行的开始后，根据来自角度传感器的输出来判断脚的着地状态。由此，不具备用来判断脚的着地状态的加速度传感器，所以使结构简略化。

着地判断机构例如检测由左右的某一方的角度传感器检测出的摆动角度成为为下肢的大腿的正下方向附近时的值，从而判断为该检测出的角度传感器被配置的一侧的下肢的脚成为了着地状态。着地判断机构在本发明的另一实施方式中，也可以在从左右某一方的脚着地在地板上的时点到另一方的脚着地在地板上的时点的前进1步的各期间中，在成为上述正下方向附近时的值以外，还根据其它的特征，例如从最小值、最大值起经过了预先设定的时间的时点、时间变化率、该特征的运算值、计数值等的物理量，来判断脚的着地状态，本发明包括这样的及其它的根据来自角度传感器的输出判断脚的着地状态的考虑方式。

本发明的特征在于，驱动控制机构对来自步行开始判断机构的输出做出响应，当判断为步行的开始时，每次检测左右的检测角度交替地在反方向时，将支承力矩和摆起力矩依次增加。

根据本发明，由驱动源对穿戴者的躯干与左右的大腿之间赋予的支承力矩和摆起力矩即支援力矩从步行的开始后随着步行的进展而逐渐增加，因此，不是突然以较大的值赋予，所以穿戴者能够确认支援状态，能够进行安全的步行。

本发明的特征在于，还包括被穿戴在穿戴者的躯干上、检测躯干的加速度、角速度或角度的检测机构；驱动控制机构对来自检测机构的输出做出响应，当检测出的加速度、角速度或角度是与物体的抬起支援或放下制动支援的开始对应的值时，由左右的驱动源向躯干与各大腿的相对的角度增大而抬起的方向赋予抬起力矩，或以限制向放下的方向作用的力矩的方式赋予放下制动力矩。

根据本发明，不使用后述的手套装置190、物体传感器191～194，而设置检测穿戴者的躯干11的加速度、角速度或角度的检测机构，由此，检测穿戴者10的躯干11的例如上下方向的加速度α1，检测躯干11的例如绕左右方向的轴线的角速度ω3，或检测躯干11的例如绕左右方向的轴线的角度。根据加速度α1、角速度ω3或角度的值的范围，能够判断抬起时的例如上下方向的运动的开始或放下时的例如上下方向的运动的开始，进而能够判断它们的结束。

本发明的特征在于，还包括被穿戴在穿戴者的手上、检测物体作用于手的物体传感器；驱动控制机构对来自左右的角度传感器和物体传感器的输出做出响应，当检测到物体时，由左右的驱动源向躯干与各大腿之间的相对的角度增大而抬起的方向赋予抬起力矩。

根据本发明，当穿戴者为了用两手或单手将物体抬起，由物体传感器检测到作用于手上的物体时，驱动控制机构由左右的各驱动源向躯干与各大腿之间的相对的角度增大而抬起的方向赋予抬起力矩。因此，穿戴者能够容易地进行将物体抬起的作业。

本发明的特征在于，还包括：角速度运算机构，对来自左右的各角度传感器的输出做出响应，分别运算角速度；物体传感器，被穿戴在穿戴者的手上，检测物体作用于手；驱动控制机构对来自左右的角度传感器、角速度运算机构和物体传感器的输出做出响应，当角速度处于放下的方向、并且检测到物体时，由左右的驱动源以躯干与各大腿之间的相对角度减小来限制向放下的方向作用的力矩的方式赋予放下制动力矩。

根据本发明，如果穿戴者为了用两手或单手将物体放下、将躯干向前方倾斜而成为前屈的姿势，则由左右的角度传感器分别检测出的躯干与左右的各大腿的相对的角度减小，且由角速度运算机构运算的左右的角速度处于放下的方向，即相对的角度减小，并且当由物体传感器检测到作用于手的物体时，驱动控制机构由左右的各驱动源，以限制向躯干与各大腿之间的相对的角度减小而放下的方向作用的力矩的方式，即向抬起的方向赋予不到该作用的力矩的放下制动力矩。因此，穿戴者能够容易地进行将物体放下的作业。

在上述的输出抬起力矩的穿戴型支援机器人装置、以及上述的输出放下制动力矩的穿戴型支援机器人装置中，检测物体作用于手的物体传感器被设置在穿戴者的至少左右某一方的手上。物体传感器例如是当穿戴者用两手或单手将物体抬起时、检测物体作用于手的朝下的力的力传感器，例如也可以由ON/OFF开关或与力对应的电阻等电气特性变化的应变计等实现。物体传感器也可以还具有根据例如静电电容的变化来检测物体的接触或接近的结构。

驱动控制机构也可以构成为，由左右的各驱动源输出预先设定的抬起力矩或预先设定的放下制动力矩。

在本发明的另一实施方式中，也可以是，物体传感器通过输出表示由穿戴者抬起或放下的物体的质量的电信号的结构实现，驱动控制机构构成为，对物体传感器的输出做出响应，由左右的各驱动源，以物体的质量越大则将抬起力矩或放下制动力矩设定得越大的方式输出。由此，不论物体的质量的大小如何，穿戴者都能够容易地进行将物体抬起或放下的作业。进而，例如可以构成为，使得穿戴者只要以预先设定的一定的质量的抬起的方向进行负担即可。构成为，由物体传感器检测抬起的物体的质量，物体的质量越大，将抬起支援力矩调整为越大。由此，不论物体的质量的大小如何，穿戴者都以预先设定的一定的质量的抬起的方向进行负担即可。

本发明的特征在于，驱动控制机构具备计时机构，对左右的角度传感器的输出做出响应，当检测出的左右的角度处于半蹲的预先设定的范围内时，将该半蹲的持续时间计时，如果该计时时间经过了预先设定的时间以上，则由左右的驱动源赋予半蹲支援力矩，以保持检测出的左右的角度。

根据本发明，如果处于半蹲的预先设定的范围内的半蹲姿势持续预先设定的时间以上，则由左右的驱动源赋予半蹲支援力矩，以保持检测角度。因此，穿戴者能够容易地继续半蹲姿势，能够容易地以半蹲姿势进行作业。

本发明的特征在于，(j)保持装置包括：躯干上部保持件，被穿戴保持在穿戴者的躯干上部；躯干下部保持件，被穿戴保持在穿戴者的躯干下部；大腿保持件，被穿戴保持在穿戴者的大腿上；(k)辅助驱动机构(k1)其驱动源具有在股关节附近绕左右方向的轴线旋转的驱动轴、和在驱动轴上绕其轴线产生转矩的驱动源主体；具有：(k2)上臂，是在躯干上部的左右两侧方上下延伸而分别配置的一对上臂，各上臂的下端部和驱动轴或驱动源主体的某一方被阻止绕左右方向的轴线的相对的旋转而安装；(k3)第1被动旋转轴，将上臂的上端部和躯干上部保持件绕左右方向的轴线角位移自如地分别连结；(k4)下臂，是从躯干下部到大腿、在左右两侧方上下延伸而分别配置的一对下臂，各下臂的上端部和驱动轴或驱动源主体的另一方被阻止绕左右方向的轴线的相对的旋转而安装；(k5)第2被动旋转轴，将各下臂的下端部和大腿保持件绕左右方向的轴线角位移自如地分别连结；(k6)安装机构，将上臂的长度方向中途位置、驱动轴、驱动源主体或下臂的长度方向中途位置的某1个安装到躯干下部保持件上。

上臂也可以是细长的长尺寸的部件，但在其它的实施方式中，也可以是形成为将躯干上部至少部分地覆盖的曲面状的部件即面状框架。下臂还可以是细长的长尺寸的部件，但在其它的实施方式中，也可以是形成为将从躯干下部到大腿至少部分地覆盖的曲面状的部件即面状框架。

根据本发明，包括躯干上部保持件、躯干下部保持件和大腿保持件的保持装置被穿戴者穿戴；在辅助驱动机构中，对于具有绕左右方向的轴线角位移自如地经由第1被动旋转轴与躯干上部保持件连结的上端部的上臂的下端部、与具有绕左右方向的轴线角位移自如地经由第2被动旋转轴与大腿保持件连结的下端部的下臂的上端部之间，由分别配置在躯干下部的左右两侧方的驱动源在左右赋予支援力矩；由于在躯干下部保持件上用安装机构安装着上臂的长度方向中途位置、驱动轴、驱动源主体或下臂的长度方向中途位置的某1个，以使其至少在前后方向上不相对变位，所以能够使由各驱动源输出的绕左右方向的轴线的支援力矩达到躯干与左右的各大腿之间。

在辅助驱动机构中，由于上臂在容易通过由包括脊柱的腰椎的椎骨等形成的椎间关节前后弯曲的躯干上、在其上下的各位置关联于躯干上部保持件和躯干下部保持件而安装，所以驱动源将上臂和下臂相对地角位移驱动而输出的支援力矩相对于大腿被可靠地向躯干赋予。因此，穿戴者通过该支援而能够容易地作业。上下的各臂绕左右方向的轴线是刚性的，不具有挠性、反弹性，能传递支援力矩。

本发明是一种穿戴型支援机器人装置，其特征在于，包括：(a)躯干上部保持件，被穿戴保持在穿戴者的躯干上部；(b)躯干下部保持件，被穿戴保持在穿戴者的躯干下部；(c)大腿保持件，被穿戴保持在穿戴者的大腿上；(d)驱动源，是分别被配置在躯干下部的左右两侧方的驱动源，具有在股关节附近绕左右方向的轴线旋转的驱动轴、和在驱动轴上绕其轴线产生转矩的驱动源主体；(e)上臂，是在躯干上部的左右两侧方上下延伸而分别配置的一对上臂，各上臂的下端部和驱动轴或驱动源主体的某一方被阻止绕左右方向的轴线的相对的旋转而安装；(f)第1被动旋转轴，将上臂的上端部和躯干上部保持件绕左右方向的轴线角位移自如地分别连结；(g)下臂，是从躯干下部到大腿、在左右两侧方上下延伸而分别配置的一对下臂，各下臂的上端部和驱动轴或驱动源主体的另一方被阻止绕左右方向的轴线的相对的旋转而安装；(h)第2被动旋转轴，将各下臂的下端部和大腿保持件绕左右方向的轴线角位移自如地分别连结；(i)安装机构，将上臂的长度方向中途位置、驱动轴、驱动源主体或下臂的长度方向中途位置的某1个安装到躯干下部保持件上。

根据本发明，躯干上部保持件、躯干下部保持件和大腿保持件被穿戴者穿戴；对于具有绕左右方向的轴线角位移自如地经由第1被动旋转轴与躯干上部保持件连结的上端部的上臂的下端部、与具有绕左右方向的轴线角位移自如地经由第2被动旋转轴与大腿保持件连结的下端部的下臂的上端部之间，由分别配置在躯干下部的左右两侧方的驱动源在左右赋予支援力矩；在躯干下部保持件上，用安装机构安装上臂的长度方向中途位置、驱动轴、驱动源主体或下臂的长度方向中途位置的某1个；所以能够使由各驱动源输出的绕左右方向的轴线的支援力矩达到躯干与左右的各大腿之间。

躯干通过由包括腰椎的椎骨等形成的椎间关节容易前后弯曲，但在躯干的上下的各位置，如上述那样，上臂被关联于躯干上部保持件和躯干下部保持件而安装，所以驱动源将上臂和下臂相对地角位移驱动而输出的支援力矩相对于大腿被可靠地向躯干赋予。因此，穿戴者通过该支援而能够容易地作业。

本发明的特征在于，躯干下部保持件被配置在穿戴者的骨盆附近；上臂的长度方向中途位置被用安装机构安装到躯干下部保持件上；上述驱动轴的轴线处于穿过作为穿戴者的左右的股关节的臼状关节的中心的左右方向的直线的附近。

根据本发明，躯干下部保持件被配置在骨盆附近，因此，被配置在该骨盆的髂骨翼的向左右方向的旁侧伸出的髂嵴的上部附近，所以可靠地卡在骨盆附近，不会从躯干下部向下方偏移，被可靠地穿戴在躯干下部。由于上臂的长度方向中途位置被安装在该躯干下部保持件上，所以将安装上臂的下端部的驱动轴或驱动源主体配置到穿戴者的股关节附近变得可靠。结果，能够可靠地稳定保持驱动源的驱动轴的轴线处于穿过作为左右的股关节的臼状关节的中心、因此穿过嵌入到髋臼中的半球状的大腿骨头的中心的左右方向的一直线上或其附近的状态。这样，能够使绕上述一直线的支援力矩达到上臂与下臂之间，因此达到躯干与左右的各大腿之间，能够顺畅地实现步行支援、抬起支援、放下制动支援、半蹲支援等。

本发明的特征在于，上臂在第1被动旋转轴与驱动轴的轴线之间绕前后方向的轴线角位移自如。

根据本发明，由于上臂在其长度方向的上端部的第1被动旋转轴与长度方向的下端部的驱动轴的轴线之间、例如通过被动旋转轴73、83绕前后方向的轴线角位移自如，所以那个将躯干通过由包括腰椎的椎骨等形成的椎间关节的作用在左右方向上倾斜而弯曲。因此，能够根据穿戴者的姿势顺畅地作用支援力矩。上臂70的被动旋转轴73可以省略。

图61、图62等的上臂70也可以是长尺寸的例如棒状或板状臂，但在本发明的另一实施方式中，也可以在其以外而由图65～图67、图68及图69、图70所示那样的面状框架633、653实现。也可以代替上臂70而将面状框架633、653用有强度但较轻的原材料实现而使用。

进而，上臂也可以是在棒状或板状臂的与穿戴者相反侧的外方配置有面状框架的结构。上臂也可以由能够将躯干在左右方向上弯曲的具有挠性或反弹性的合成树脂或金属等材料构成。进而，也可以在面状框架上开设通气用的许多较小的孔，在内侧(即穿戴者侧)粘贴网材而使通气性变好。

这样，在与上臂70一起将面状框架633、653合体并用的合体型中，通过使上臂70为具有较大的强度的金属、例如铝制，能够使面状框架633、653为低强度材料制，本穿戴型支援机器人装置的实现较容易。

关于在面状框架上开设的通气用的孔径，优选的是做成作为在不损害强度的范围内尽可能大的冲孔孔径而具有例如3～20mm左右的直径的圆形。

粘贴在内侧的网材，是被编成网眼的坯材。关于被编成网眼的坯材，使用布料或树脂及金属等。关于网眼，例如100网表示每1英寸网的网眼的数量是100。另外，即使是相同的100网，也根据开口率及线径而不同。在金属网的情况下，由JIS(日本工业规格)规格规定，但在布料等中，有即使是相同的100网、开口率或线径也不同的情况。需要甄别线径或开口率。例如，在坯材是聚酯、交点固定中，线径是35微米，如果是100网，则虽然网数与100网混同，但由于丝较细，所以开口率变高到约74％，使空气容易穿过，并且由于网眼的开口面积较小，所以能够保持强度，所以适合于本用途。

本发明的特征在于，下臂在驱动轴的轴线与第2被动旋转轴之间绕前后方向的轴线角位移自如。

根据本发明，由于下臂在其长度方向的上端部的驱动轴的轴线与下臂的下端部的第2被动旋转轴之间，绕前后方向的轴线角位移自如，所以通过股关节的作用，能够将下肢外转而顺畅地进行分腿。因此，能够对应于穿戴者的分腿的姿势而顺畅地作用支援力矩。下臂也可以由能够将躯干在左右方向上弯曲的具有挠性或反弹性的合成树脂或金属等材料构成。

本发明的特征在于，在上臂及下臂的长度方向中途位置，分别夹装着绕前后方向的轴线角位移自如的第3及第4被动旋转轴。

根据本发明，能够将多个刚性臂片经由绕前后方向的轴线角位移自如的被动旋转轴连结而构成上臂及下臂，本发明的实现较容易。

其特征在于，上臂由将躯干上部的至少左右两侧方在周向上覆盖的面状框架构成。

以下，将参照附图说明的本发明的许多实施方式中的某个实施方式的一部分追加到其它实施方式中或替换而实现的结构也包含在本发明的主旨中。

附图说明

图1是表示将作为本发明的一实施方式的穿戴型支援机器人装置1穿戴到穿戴者10上的状态的正视图。

图2是表示穿戴型支援机器人装置1的穿戴状态的侧视图。

图3是表示穿戴型支援机器人装置1的穿戴状态的后视图。

图4是穿戴型支援机器人装置1的一部分的立体图。

图5是躯干下部保持件30的水平剖视图。

图6是躯干下部保持件30的分解立体图。

图7是表示本发明的另一实施方式的安装机构94a和其附近的一部分的水平剖视图。

图8是将安装机构94a和其附近简略化表示的侧视图。

图9是表示腰带33a和保护件36a的简略化的水平剖视图。

图10是从穿戴者10的后方观察长度调整机构58的一部分的分解立体图。

图11是表示大腿保持件40的分解立体图。

图12是表示辅助驱动机构3的一部分的剖视图。

图13是从穿戴者10的外侧方观察第3被动旋转轴73的剖视图。

图14是从穿戴者10的后方观察的控制盒53的简略化的纵剖视图。

图15是在穿戴者10的左手16L上穿戴的手套装置190L的一部分的剖视图。

图16是表示从设有物体传感器191、192的左手16L的手背观察的骨骼的平面图。

图17是用来说明穿戴者10的步行支援动作的骨架图。

图18是表示从穿戴者10被步行支援的状态的非支撑腿侧观察的侧视图。

图19是用来说明穿戴者10的抬起支援动作的骨架图。

图20是用来说明穿戴者10的半蹲支援动作的骨架图。

图21是表示将躯干11向左右倾斜的状态的简略化的正视图。

图22是表示将下肢外转而分腿的状态的简略化的正视图。

图23是表示将躯干11回转的状态的简略化的骨架图。

图24是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置201穿戴到穿戴者10上的状态的正视图。

图25是表示穿戴型支援机器人装置201的穿戴状态的侧视图。

图26是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置301穿戴到穿戴者10上的状态的正视图。

图27是表示穿戴型支援机器人装置301的穿戴状态的侧视图。

图28是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置401穿戴到穿戴者10上的状态的正视图。

图29是表示穿戴型支援机器人装置401的穿戴状态的侧视图。

图30是驱动源60附近的放大侧视图。

图30A是驱动源60附近的从正面观察的放大正视图。

图30B是驱动源60附近的从背后观察的放大后视图。

图30C是驱动源60附近的放大平面图。

图30D是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置401a穿戴在穿戴者10上的状态的、驱动源60附近的放大侧视图。

图31是表示支援机器人装置1及其它实施方式的支援机器人装置的电气结构的电气电路图。

图32是用来说明由驱动源60的驱动轴62输出的驱动转矩的图。

图33是表示由支援机器人装置1的处理电路113执行的辅助套装控制处理的处理次序的流程图。

图34是表示由处理电路113进行的姿势信息输入序列处理的处理次序的流程图。

图35是表示由处理电路113进行的辅助控制处理的处理次序的流程图。

图36是表示由处理电路113进行的步行辅助控制处理的处理次序的流程图。

图37是表示由处理电路113进行的非支撑腿侧的辅助转矩的计算处理的处理次序的流程图。

图38是表示由处理电路113进行的支撑腿侧的辅助转矩的计算处理的处理次序的流程图。

图39是用来说明由支援机器人装置1进行的步行支援被持续时的动作的流程图。

图40是用来说明由支援机器人装置1进行的步行支援被开始时的动作的流程图。

图41是用来说明由支援机器人装置1进行的步行支援被持续时的动作的流程图。

图42是用来说明由支援机器人装置1进行的步行支援被结束时的处理电路113的动作的流程图。

图43是用来说明处理电路113的步行支援的判断动作的流程图。

图44是用来说明由处理电路113进行的步行支援的动作的流程图。

图45是用来说明由处理电路113进行的接着图44执行的步行支援的动作的流程图。

图46是用来说明由处理电路113进行的接着图45执行的步行支援的动作的流程图。

图47是用来说明由处理电路113进行的接着图46执行的步行支援的动作的流程图。

图48是用来说明由处理电路113进行的用于抬起动作的上体判断处理的处理次序的流程图。

图49是表示由处理电路113进行的上体控制处理的处理次序的流程图。

图50是用来说明由处理电路113进行的抬起支援动作的流程图。

图51是表示由处理电路113进行的用于放下制动动作的上体判断处理的处理次序的流程图。

图52是表示由处理电路113进行的放下制动支援控制处理的处理次序的流程图。

图53是表示由处理电路113进行的半蹲判断处理的处理次序的流程图。

图54是表示由处理电路113进行的半蹲控制处理的处理次序的流程图。

图55是表示处理电路113的半蹲支援动作的流程图。

图56是表示在图55的步骤u46中执行的处理电路113的半蹲支援动作的流程图。

图57是表示预先设定的经过时间W42(例如3秒间)内的穿戴者10的与各检测角度对应的姿势的骨架图。

图58是表示平均值θave的一部分的骨架图。

图59是表示由处理电路113进行的半蹲支援动作中的弹簧常数k44j的特性的曲线图。

图60是用来说明由处理电路113不使用手套装置190的物体传感器191～194而实现抬起辅助控制及放下制动控制的动作的流程图。

图61是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置501穿戴在穿戴者10上的状态的正视图。

图62是表示穿戴型支援机器人装置501的穿戴状态的侧视图。

图63是表示穿戴型支援机器人装置501的驱动源60附近的正视图。

图64是表示穿戴型支援机器人装置501的驱动源60附近的侧视图。

图65是表示穿戴型支援机器人装置501的驱动源60附近的平面图。

图66是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置551穿戴在穿戴者10上的状态的正视图。

图67是表示穿戴型支援机器人装置551的穿戴状态的侧视图。

图68是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置601穿戴在穿戴者10上的状态的正视图。

图69是表示穿戴型支援机器人装置601的穿戴状态的侧视图。

图70是表示穿戴型支援机器人装置601的穿戴状态的后视图。

图71是表示作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置631的穿戴状态的后视图。

图72是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置651穿戴在穿戴者10上的状态的正视图。

图73是表示穿戴型支援机器人装置651的穿戴状态的侧视图。

图74是表示穿戴型支援机器人装置651的面状框架653的正视图。

图75是穿戴型支援机器人装置651的面状框架653的左侧视图。

图76是穿戴型支援机器人装置651的面状框架653的平面图。

图77是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置701穿戴在穿戴者10上的状态的正视图。

图78是表示穿戴型支援机器人装置701的穿戴状态的侧视图。

图79是表示穿戴型支援机器人装置701的穿戴状态的后视图。

图80是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置751穿戴在穿戴者10上的状态的正视图。

图81是表示穿戴型支援机器人装置751的穿戴状态的侧视图。

图82是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置801穿戴在穿戴者10上的状态的正视图。

图83是表示穿戴型支援机器人装置801的穿戴状态的侧视图。

图84是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置851穿戴在穿戴者10上的状态的正视图。

图85是表示穿戴型支援机器人装置851的穿戴状态的侧视图。

具体实施方式

图1是表示将作为本发明的一实施方式的穿戴型支援机器人装置1穿戴到穿戴者10上的状态的正视图，图2是表示穿戴型支援机器人装置1的穿戴状态的侧视图，图3是表示穿戴型支援机器人装置1的穿戴状态的后视图，图4是穿戴型支援机器人装置1的一部分的立体图。参照这些图，穿戴型支援机器人装置1具备被穿戴保持在穿戴者10上的保持装置2、和对设在保持装置上的穿戴者10的躯干11与左右的各大腿12之间分别施加支援力矩的辅助驱动机构3。图1～图3表示穿戴者10左右的大腿12的两下肢与躯干11都直立的姿势。所谓左右，如上述那样，是指穿戴者10的方向，因此，是图1中的右、左。穿戴型支援机器人装置1关于穿戴着它的穿戴者10的正中矢状面13左右大致面对称地构成，在本说明书、附图中，左右的构成要素的标号为了分别地表示左右而对数字分别添加尾标L、R，为了概括地或表示连结的结构，以及记载左或右，仅用数字表示。

保持装置2包括：躯干上部保持件20，被穿戴保持在穿戴者10的胸廓、锁骨、肩胛骨附近的躯干上部14；躯干下部保持件30，被穿戴保持在腹、腰的骨盆、股关节附近的躯干下部15上，可以称作腰封；和大腿保持件40，被穿戴保持在大腿12上。

辅助驱动机构3具有：一对驱动源60，分别被配置在躯干下部15的左右两侧方，绕左右方向的轴线61产生驱动转矩；一对上臂70，在躯干上部14的左右两侧方上下延伸而分别配置；第1被动旋转轴91，将上臂70的上端部和躯干上部保持件20绕左右方向的轴线角位移自如地分别连结；一对下臂80，从躯干下部15到大腿12在左右两侧方上下延伸而分别配置；第2被动旋转轴92，将各下臂80的下端部和大腿保持件40绕左右方向的轴线角位移自如地分别连结；安装机构94，在躯干下部保持件30上安装在上臂70的长度方向中途位置。

躯干上部保持件20具有：左右一对肩带21，以倒U字状配置在穿戴者10的锁骨、肩胛骨附近；胸带22，将胸廓包围，从腋窝向斜下方在背上延伸，可以称作胸封；背带23，左右一对，大致上下延伸。肩带21的胸的一端部隔开左右的间隔被固定在胸带22上。肩带21在背中为了与穿戴者10接触而被交叉保持部件24以X字状交叉而保持，其各另一端部在固定位置25被固定到胸带22的背的各端部和背带23的各上端部上。肩带21也可以在背中不交叉而平行地设置，以使穿戴者10容易拆装。

胸带22将胸廓的上部包围，在胸骨体、心窝附近，由连结件26如在左右用标号22L、22R表示的那样分离、连结而拆装自如。胸带22也可以在力学上是平板状的抵接板。为了不使穿戴者10抱有别扭感及提高亲和性，以某种程度的反弹力与穿戴者10接触，柔和地传递支援力矩，但如果弹簧常数过小，则过度变形而不能传递支援力矩，或在传递中过于花费时间。所谓提高上述亲和性，是使得在胸带22的穿戴时不给穿戴者10带来别扭感，使得不会因胸带22的刚性过度变高而感到坚硬。

此外，如果增加胸带22与穿戴者10的接触面积，则由向穿戴者10的支援力矩带来的每单位面积的压力变小，但由于将穿戴者10的前表面覆盖的面积增加，所以容易出汗。胸带22构成为，兼顾这些功能和舒适性。

躯干上部保持件20其胸带22L、22R被连结件26左右对称地分割，以便容易穿戴。一方的胸带22L以将胸廓的上部的周围覆盖约1/4～3/8的范围，将从胸廓的侧部的第1被动旋转轴91的安装位置到前部的1/4～1/2左右、和从侧部的第1被动旋转轴91的安装位置到后部的1/4覆盖，形成圆筒的一部分，另一方的胸带22R也同样地构成。通过各胸带22L、22R将胸廓的前部的约1/4～3/8覆盖，能够降低需要特别大的支援力矩的较重的货物的抬起辅助时的每单位面积的面压力，能够在防止推压感变得过强的同时，防止因覆盖的面积过多带来的躯干上部保持件20的穿戴困难。有时将辅助也称作支援。胸带22例如是上下的宽度30～60mm、厚度5mm的合成树脂制。在胸带22上，面向胸设置被网状的罩覆盖的有反弹性的用于缓冲的垫材。该网状的罩确保出汗时的通气性。

胸带22为了将支援力矩柔和地传递，而为有某种程度的刚性和柔性的合成树脂制，通过对该树脂材附加带网眼的垫材的材料，能够提高穿戴性和支援力矩的传递性而低价格化。由于胸部比大腿12柔软，所以作为胸部的封带的胸带22以作为大腿12的封带的保持片43(图10)的硬度会过硬，因此，上述某种程度的刚性和柔性，例如是与宽度30～60mm左右、厚度0.5～2mm左右的铝板相同程度的刚性和柔性。胸带22有该刚性和柔性，作为比铝板单独轻量且具有相同程度的强度的复合树脂材料，也可以是铝与合成树脂的复合材料，或碳纤维与合成树脂的复合材料。

鞣化的革伸缩性较小而坚固，但从支援力矩的传递性看，由于还是过于有柔性，所以容易变形。结果，变得难以穿戴，此外在支援力矩的传递性上发生延迟。为了解决该问题，在本发明的胸带22中，使用相比以往的皮革柔软度计测的值稍稍提高了刚性的上述合成树脂材料。

左右的肩带21为了使得本支援机器人装置1的重量不作用于穿戴者10的肩，最好有一根手指左右进入的间隙的程度，因此，肩带21在腰带33、腹带34从骨盆的上方向下方偏移时，起到防止掉落的作用。肩带21也可以被省略。

在本发明的另一实施方式中，为了确保通气性、穿戴者10容易判断将手臂穿过的部位，此外为了容易拆装，将后述的图77～图79所示那样的带网眼的无袖的前开马甲安装到躯干上部保持件20的内表面或外表面上而使用。即，在网状马甲上，例如进行缝合等而安装肩带21、胸带22、背带23。马甲为了前开，构成为，将关于前中心线在左右的前身(图77的标号703L、703R)用可拆装的连结件705、706在穿戴者的前面连结而构成。通过将网状马甲与上框架70一起并用，炎热的夏天的使用变得舒适。

马甲也被称作坎肩、背心，没有袖，在本发明的各实施方式中，具有以下的结构：(1)也可以是将胸、腹、背覆盖的较短的衬袄；(2)将胸覆盖，将腹部的至少一部分或背部的至少一部分覆盖；或(3)将胸覆盖，将腹部的中腹部等至少一部分及背部的腰附近的部分等的至少一部分覆盖。

图5是躯干下部保持件30的水平剖视图，图6是躯干下部保持件30的分解立体图。躯干下部保持件30具有：腰带33，将躯干下部15从背的后部31到左右的侧腹部附近的侧部32遍及例如约1/2周包围；和腹带34，与腰带33的两端部相连而被固定；整体被形成为环状。腹带34在肚脐部(脐眼部)附近被连结件35在左右如用标号34L、34R表示那样分离、连结而拆装自如。

在躯干下部保持件30上，面向腰带33的躯干下部15拆装自如地安装保护件36。保护件36将有反弹性的用于缓冲的垫材37用网状的罩38覆盖而构成，沿着腰带33在躯干下部15的周向上延伸，具有比该腰带33向上下扩大的尺寸形状。垫材37也可以覆盖芯材而被加强。保护件36在腰带33和腹带34被紧连而被保持在躯干下部15以便不发生相互的偏移的状态下，达到腰处的舒适的穿戴感。通过在腰带33与穿戴者10的腰之间存在保护件36，腰带33与腰不会直接接触，能够减轻穿戴时的别扭感。腰带33、腹带34都不传递支援力矩自身，所以不需要较大的刚性，但由于在腰带33上安装后述的控制盒53、电池盒54，所以具有能支承它们之程度的刚性。

保护件36与穿戴者10的腰在较大的范围中密接，能够将腰带33可靠地固定到腰部上。由于罩38是开口率较大的网状，所以提高了通气性，被实施了炎热对策，在出汗时也较舒适。躯干下部保持件30被配置在骨盆附近，因此，以骑上该骨盆的髂骨翼的向左右方向的横侧伸出的髂嵴的上部附近的方式配置，所以可靠地卡在骨盆附近，不会从躯干下部15向下方偏移，被可靠地穿戴到躯干下部15。因此，肩带21不压迫穿戴者10的锁骨、肩胛骨附近，穿戴时的作业变得舒适。

图7是表示本发明的另一实施方式的安装机构94a和其附近的一部分的水平剖视图，图8是将安装机构94a和其附近简略化表示的侧视图，图9是表示腰带33a和保护件36a的简略化的水平剖视图。该实施方式类似于上述实施方式，对于对应的部分，对相同的数字添加尾标a来表示。应关注的是，安装机构94a将插通第2上臂片72的螺栓56以所谓的横型螺装到腰带33a的侧部32a上。安装机构94a与上下的各臂70、80等同样由金属等刚性材料构成。保护件36a是面向腰带33a的穿戴者10而在水平面内形成为U字状的板，被支承片57固定，例如由合成树脂等具有反弹性的材料构成，穿戴者10的穿戴时的亲和性良好。腰带33a的后部31a被左右分离，能够由长度调整机构58的长孔在左右方向上调整。

图10是从穿戴者10的后方观察长度调整机构58的一部分的分解立体图。在腰带33a的被左右分离的一方的后部31a，在左右方向上隔开间隔形成有一对螺孔59。在连结辅助部件27上，与螺孔59分别对应而形成沿左右方向延伸的各长孔28。固定用螺栓29插通长孔28而被螺装到螺孔59中，将一方的后部31a和连结辅助部件27在左右方向上调整自如地固定。腰带33a的被左右分离的另一方的后部31a也与一方的后部31a左右对称地构成，在左右方向上调整自如地被用固定用螺栓与连结辅助部件27固定。

图11是表示大腿保持件40的分解立体图。左右的各大腿保持件40具有：带主体41，将大腿12遍及整周包围，可以称作大腿封带；保持片43，在带主体41的外周部，从作为大腿12的外侧的腿肚侧向前遍及周向的一部分延伸，被固定片42固定到带主体41上。

在带主体41上，面向大腿12而设有被网状的罩覆盖的有反弹性的用于缓冲的垫材44。该网状的罩确保出汗时的通气性。带主体41在作为前大腿部的内侧的胫侧被连结件45左右分离、连结而拆装自如。大腿12的第2被动旋转轴92被设置在大腿12的前后方向中央附近的外侧，大腿保持件40在大腿12的尽可能低的位置，选择在不与弯曲的膝部接触的位置。

带主体41及保持片43通过比胸带22柔性少、刚性高、有能瞬间传递支援力矩的刚性和某种程度的柔性的合成树脂材，或者由还对该树脂材附加了带网眼的垫材的材料，再或者通过在大腿12的约1/4～1/2左右的前方部分使用对上述铝板附加了带网眼的垫材的材料，能够提高穿戴性和亲和性，实现低价格化。带主体41及保持片43的上述刚性和柔性，是与宽度30～60mm左右、厚度2～5mm左右的铝板相同程度的刚性和柔性。由此，能够使带主体41及保持片43的刚性变强，当将较重的货物抬起时可靠地对大腿12的前部传递较强的支援力矩。在大腿12的后部，被施加将步行时的非支撑腿摆起的支援力矩，但由于该步行时的支援力矩比将上述较重的货物抬起时小，所以不需要那么大的刚性。

带主体41也可以不是环状，也可以是大腿12的前后2片板，但为了将与穿戴者10的接触面积某种程度取得较大，也可以形成为与大腿12的外形状近似的弯曲的板。

保持片43在大腿12的周围将遍及约1/4～1/2周的范围覆盖，例如是上下的宽度为30～60mm、厚度5mm的合成树脂制。通过设为1/4～1/2周，容易从下臂80向大腿12传递支援力矩。

在该实施方式中，保持片43将大腿12的外侧部的从安装第2被动旋转轴92的位置附近到大腿12的前部的一半～前部的全部覆盖，构成圆筒的一部分。由于保持片43将大腿12的前部遍及较大的范围覆盖，所以能够降低需要特别大的支援力矩的较重的货物的抬起辅助时的每单位面积的面压力，在防止推压感变得过强的同时，防止因覆盖的面积过多造成的大腿保持件40的难以穿戴。关于保持片43的材料硬度程度，为了传递支援力矩，设为与用来传递力的腰上方、腰下方及大腿部的上下的臂70、80相同程度充分硬的树脂材料。在作为与穿戴者10接触的大腿12的部位的封带的保持片43中，在其内侧，面向大腿12，作为亲和性及汗对策而安装具备网状的罩的垫材44。

连结件26、35、45具有用于连接、脱离的操作较容易的结构，例如为塑料带扣、单触连接器等，能够在商业上获得。

图12是表示辅助驱动机构3的一部分的剖视图。驱动源60具有绕轴线61旋转的驱动轴62、和在驱动轴62上绕其轴线61产生转矩的驱动源主体63。驱动源主体63具有例如由交流伺服马达等实现的电动马达64、和从电动马达64的输出轴65向驱动轴62将旋转速度减速的减速机66。电动马达64具有作为其机壳的马达主体68，在马达主体68中，容纳着通过电磁力向输出轴65传递转矩的转子等、和检测绕输出轴65即驱动轴62的轴线61的角度的角度传感器67。

在减速机66中，当设输出轴65、驱动轴62的各旋转速度为N65、N62时，将减速比N62/N65选择为1～1/100左右，优选的是选择为1/50～1/100。由此，摩擦较小，传递效率较好，所以不需要来自穿戴者10侧的较大的力，能够使驱动源60较轻地旋转。这样，能够实现与电动马达64旋转而经由减速机66从驱动轴62输出转矩相反地、从驱动轴62侧使减速机66及电动马达64旋转的、所谓的可反向驱动的驱动系统。能够从穿戴者10侧使驱动源60动作，实现即使没有驱动电源、穿戴者10也能够以自己的力使穿戴型支援机器人装置1动作的安全的装置。减速机66也可以是例如波动齿轮减速机、行星减速机或回旋减速机等。

在以往技术中，通过在输出端使用离合器或进行控制，即使是摩擦较大的减速机也成为可反向驱动，但是有如果没有驱动电源则不能维持反向驱动能力的问题。在其它的以往技术中，通过对输出端附加柔软的旋转弹簧而成为可反向驱动，但总是柔软的状态，有当瞬间需要支援力矩即辅助力时不能将由支援力矩带来的力立即传递的问题。本发明解决了这些以往技术的问题。

上臂70将上下的第1及第2上臂片71、72经由绕前后方向的轴线角位移自如的第3被动旋转轴73连结而构成。第1上臂片71的上端部经由第1被动旋转轴91被连结在躯干上部保持件20上。第2上臂片72的下端部被固定在驱动轴62上。

作为上臂70的长度方向中途位置的第2上臂片72被安装机构94连结、固定而安装在躯干下部保持件30的腰带33的侧部32上，以使其至少在前后方向上不相对变位。安装机构94具有形成有在上下方向细长的安装孔93的带安装金属件95、夹在第2上臂片72与带安装金属件95之间的具有上下方向的轴线的被动旋转轴96、和被插通到安装孔93中的在水平面内由U字状带构成的安装片97。安装片97的两自由端部在带安装金属件95的附近被粘接、缝合等而固定到腰带33的侧部32上。因此，以上下延伸的第2上臂片72和腰带33的沿前后方向延伸的侧部32的各长度方向绕作为与驱动轴62的轴线61平行的假想轴线61a错开90度的配置，安装第2上臂片72和腰带33的侧部32。

上臂70起到将由驱动源60的旋转带来的驱动转矩向躯干上部保持件20效率良好地传递的作用。下臂80起到将由驱动源60的旋转带来的驱动转矩向大腿保持件40效率良好地传递的作用。腰带33、腹带34为了将由驱动源60的旋转带来的驱动转矩效率良好地传递给躯干上部保持件20和大腿保持件40而起到次要的作用，防止驱动源60变位，防止驱动轴62的轴线61在左右方向上倾斜或在前后方向上倾斜。腰带33、腹带34还起到使驱动轴62的轴线61尽可能与穿过穿戴者10的股关节中心的上述一直线一致而不偏移的作用。通过这样，能够防止躯干上部保持件20和大腿保持件40的各位置上下位移。穿戴者不会通过椎间关节弯曲腰，而在使躯干11直立的姿势下进行步行、抬起、放下、半蹲的各动作。选择下臂80的长度，以使得在将腰带33载置固定到腰骨之上、即腰带33可靠地卡在骨盆的髂骨翼的在左右方向的侧面伸出的髂嵴的上部附近的状态下，驱动轴62的轴线61与穿过穿戴者10的股关节中心的上述一直线一致。因此，躯干下部保持件30不会从躯干下部向下方偏移，被可靠地穿戴在躯干下部。

如果穿戴者10成为弯腰的姿势，则躯干11直立的姿势下的躯干上部保持件20和躯干11的相对的位置偏移，此外由躯干11的椎间关节形成的弯曲中心位置和股关节中心的上述一直线的位置偏移。对于该偏移，如果驱动源60旋转，则驱动轴62的轴线61的位置相对于躯干11上下运动，所以包括腰带33的躯干下部保持件30使与驱动源60的躯干11的相对的位置回到原位。因此，自动地回到支援力矩被效率良好地传递给躯干11的穿戴状态。

上臂70的长度由穿戴者10的尺寸决定，在力学上尽可能选择得较长。第1被动旋转轴91在腋窝的下方附近选择为不与腋窝接触的、尽可能高的位置。选择肩带21、背带23等的尺寸形状，以使得胸带22位于不在胸骨体或比其靠上方比锁骨靠下方的范围中压迫胸廓、而容易传递支援力矩的、不怎么带有脂肪及肌肉的部位。

图13是从穿戴者10的外侧方观察第3被动旋转轴73的剖视图。第1上臂片71的下端部和第2上臂片72的上端部其叉状的突片75、76相互被嵌入，经由无供油套筒76绕铰链销77被角位移自如地支承。铰链销77具有穿戴者10的前后方向的轴线，在其轴线方向上被防松脱用头部87和固定圈88、还被卡止在铰链销77的侧部上的固定螺钉89防松脱。因此，上臂70通过第3被动旋转轴73而绕前后方向的轴线角位移自如，能够将躯干11通过由包括腰椎的椎骨等形成的椎间关节的作用，能够在左右方向上倾斜而弯曲，能够对应于穿戴者10的姿势而顺畅地作用支援力矩。第4被动旋转轴83具有与第3被动旋转轴73类似的结构。

下臂80其上下的第1及第2下臂片81、82经由绕前后方向的轴线角位移自如的第4被动旋转轴83连结而构成。第1下臂片81的下端部经由第2被动旋转轴92被连结在大腿保持件40上。第1下臂片81的上端部被固定在驱动源主体63的马达主体68上。第4被动旋转轴83具有与图9的第3被动旋转轴73类似的结构。因此，下臂80通过第4被动旋转轴83而绕前后方向的轴线角位移自如，所以通过股关节的作用，能够将下肢外转而顺畅地进行分腿，能够根据穿戴者的分腿的姿势而顺畅地作用支援力矩。

再次参照图11，第2被动旋转轴92在形成在第2下臂片82的下端部上的轴承孔98中插通具有左右方向的轴线的销99而构成，所述销99在保持片43上立设于外方。销99具有用于第2下臂片82的防松脱用头部。第1被动旋转轴91也具有与第2被动旋转轴92类似的结构。

通过第1～第4被动旋转轴91、92、73、83，在将躯干11前后、左右倾斜时，在左右分腿时等，大腿保持件40的位置不从原来的位置错移，不束缚穿戴者10的运动，也不从身体离开，所以不再需要驱动源60与大腿保持件40间的长度调整机构，能够实现轻量化和低成本化。即，当将躯干11前后倾斜时，躯干上部保持件20通过配置在胸带22的安装位置的第1被动旋转轴91，此外当将躯干11左右倾斜时，通过配置在驱动源60的上方的第3被动旋转轴73，不妨碍躯干11的动作。当左右分腿时，通过配置在驱动源60的下方的第4被动旋转轴83，此外当将大腿12向前后摆起时，通过配置在大腿保持件40的安装位置的第2被动旋转轴92，不妨碍躯干11的动作。

参照图6，在腰带33的后部31，设有纵截面为大致L字状的安装部件50。安装部件50具备被固定在后部31的纵安装片51、和与安装片51相连并随着成为后方而向下方倾斜的另一个斜安装片52。在纵安装片51上，固定着容纳用于驱动源60的驱动控制机构100的控制盒53。在斜安装片52上，固定着向驱动源60和驱动控制机构100等供给电力的电池盒54。斜安装片52如上述那样倾斜，不向下方较大地突出，所以不成为穿戴者10就座在椅子等上时的障碍。

图14是从穿戴者10的后方观察的控制盒53的简略化的纵剖视图。在控制盒53中，固定着作为驱动控制机构100的是所谓的微控制器板的配线基板101，在该配线基板101上，搭载固定着由微型计算机实现的用于驱动控制的处理电路113、和连接在处理电路113上的加速度/角速度传感器103等。加速度/角速度传感器103分别检测穿戴者10的躯干11的腰的三维的加速度，即上下方向的加速度α1及前后方向的加速度α2、还有左右方向的加速度α3。加速度/角速度传感器103为了检测加速度，也可以具有根据静电电容、压电效应等的电信号的变化检测被弹簧支承的可动体的移动距离的结构，也包括陀螺仪。加速度/角速度传感器103还检测穿戴者10的躯干11的绕大腿腰的上下方向的轴线的角速度ω1、绕前后方向的轴线的角速度ω2、绕左右方向的轴线的角速度ω3。

作为加速度/角速度传感器10，也可以是检测作为传感器元件的一方的电极的可动部与作为另一方的电极的固定部之间的静电电容的变化的传感器，也可以是通过安装在将具有传感器元件的质量的可动部与固定部相连的弹簧部上的压电电阻元件检测弹簧部的形变的变化的传感器等。

在本发明的另一实施方式中，安装机构94也可以代替安装上臂70的长度方向中途位置，而在躯干下部保持件30上安装驱动轴62、马达主体68等驱动源主体63、或作为下臂80的长度方向中途位置的第1或第2下臂片81、82的某1个，以使其至少在前后方向上不相对变位。

在本发明的另一实施方式中，也可以使上臂70及下臂80为不弯曲的刚性，将上臂70的下端部或下臂80的上端部的一方用由与驱动轴62的轴线垂直的铰链销构成的被动旋转轴连结到驱动轴62或驱动源主体63的一方上，将上臂70的下端部或下臂80的上端部的另一方用由与驱动轴62的轴线垂直的另一个铰链销构成的被动旋转轴连结到驱动轴62或驱动源主体63的另一方上。这些铰链销具有前后方向的轴线。由此，也可以将上臂70及下臂80的长度方向中途位置处的绕前后方向的轴线的被动旋转轴73、83省略。在再另一实施方式中，也可以将上臂70及下臂80做成沿着躯干11及大腿12的平板状，做成以绕左右方向的轴线不弯曲的刚性传递支援力矩、绕前后方向的轴线具有挠性的结构，将绕前后方向的轴线的被动旋转轴73、83省略。

在本发明的再另一实施方式中，第1及第2被动旋转轴91、92也可以由球面轴承实现。在该实施方式中，在上臂70及下臂80的长度方向中途位置设有第3及第4被动旋转轴73、83。

图15是在穿戴者10的左手16L上穿戴的手套装置190L的一部分的剖视图。在手套装置190的手套的外表面上设有物体传感器191、192。物体传感器191、192也可以是检测与作为例如抬起、放下等的对象的物体接触的情况、被称作接触开关的结构，例如也可以是检测因物体接触带来的静电电容的变化、检测由被推压的压力带来的磁力片的抵抗弹簧力的位移、或在某种程度的载荷和行程下触点成为ON/OFF而做出检测动作的结构等。在本发明的另一实施方式中，物体传感器191、192也可以如例如应变传感器等那样，通过输出表示穿戴者10抬起、放下等的物体的重量的电信号的结构实现。

图16是表示设有物体传感器191、192的左手16L的从手背观察的骨骼的平面图。物体传感器191被配置在母指的末节骨195附近的内侧的手掌上。另一个物体传感器192被配置在母指的根部的中手指节关节196附近的手掌上。在本发明的另一实施方式中，物体传感器193在手套装置190中被配置在食指的末节骨197附近的手掌上。在本发明的再另一实施方式中，物体传感器194在手套装置190中被配置在食指的基节骨198附近的手掌上。这些物体传感器191～194对应于物体的操纵，既可以仅设在单手的手套装置190上，但也可以设在左右两手的各手套上。

这些物体传感器191～194也可以被安装在手套装置190的内侧，也可以代替设在手套装置190上，而用粘接带等粘贴到穿戴者10的手上，或者也可以设置在指套等的帽状体上。

关于由驱动源60的驱动轴62输出的驱动转矩、以及角度传感器67检测的角度θ，与图32关联在后面叙述。在图1及图2中，在穿戴者10直立的状态下，经过驱动轴62的轴线61和第1被动旋转轴91的上臂70的长度方向、以及经过驱动轴62的轴线61和第2被动旋转轴92的下臂80的长度方向都是铅直的。下臂80的长度方向与铅直线成角度θ。为了向前步行，设穿戴者10将非支撑腿的大腿12摆起而弯曲的方向为正，设将脚着地的支撑腿的大腿12伸长的方向为负。通过将驱动轴62的轴线61几乎一致地配置在与经过嵌入在穿戴者10的骨盆的左右的股关节的髋臼中的大腿骨的骨头的作为臼状关节的中心17(图1)的左右方向的一直线上，被绕该一直线输出的驱动源60的驱动转矩、即用于穿戴者10的支援力矩被以较高的驱动传递效率向穿戴者10传递，顺畅地实现步行支援、抬起支援、放下制动支援、半蹲支援等各支援动作。

左右一对驱动源60具有在关于股关节的上述一直线上有轴线的驱动轴62，因此，驱动轴62的轴线从抬起、放下制动、半蹲等的作业中的腰关节即椎间关节的位置偏移。但是，由于驱动轴62的轴线从作为作用点(着力点)的穿戴者10的胸带22和大腿保持件40离开了充分的距离，所以能够将来自驱动轴62的驱动转矩作为支援力矩没有障碍地充分传递给躯干11。

此外，如后述那样，形成腰带和腹带的对的各躯干下部保护件30a、30b上下隔开间隔设有多个(例如2个)，可靠地防止躯干11和驱动源60的位置偏移。

图17是用来说明穿戴者10的步行支援动作的骨架图。驱动源60向上臂70与下臂80之间输出驱动转矩T。由此，绕配置在穿戴者10的股关节的中心17的左右的外侧的驱动源60的轴线61，在步行支援时，来自非支撑腿侧的驱动源60L的驱动转矩T传递给大腿12L的大腿保持件40L，向将大腿12L摆起的方向作用摆起力矩T1。非支撑腿侧的驱动源60L从躯干上部保持件20维持躯干的姿势而传递用来支撑摆起的非支撑腿的大腿12L的反作用力矩T3。

图18是表示穿戴者10被步行支援的状态的从非支撑腿侧观察的侧视图。驱动源60L对大腿12L施加摆起力矩T1。

为了步行支援，如图15所示，来自支撑腿侧的驱动源60R的驱动转矩T传递给大腿12R的大腿保持件40R，在支承大腿12R的方向上作用支承力矩T2。支撑腿侧的驱动源60R从躯干上部保持件20传递用来维持躯干的姿势而支撑腿着地的支撑腿的大腿12R的反作用力矩T4。

图19是用来说明穿戴者10的抬起支援动作的骨架图。当穿戴者10将物体用手16抓住而要抬起时，来自驱动源60L、60R的驱动转矩T5、T6传递给大腿12L、12R的大腿保持件40L、40R，在支承大腿12L、12R的方向上作用抬起力矩T7、T8。驱动源60L、60R从躯干上部保持件20传递用来维持躯干的姿势而支撑大腿12L、12R的反作用力矩T9、T10。这样的被施加在左右两腿上的力矩，不仅是用于抬起支援的抬起力矩T7、T8，用于放下制动支援的放下制动力矩等也相同。

图20是用来说明穿戴者10的半蹲支援动作的骨架图。在半蹲状态下，躯干11直立，大腿12从铅直角位移为前方。处理电路113通过持续由左右的角度传感器67分别检测到的躯干11与左右的各大腿12的相对的角度θ减小的状态，通过在预先设定的时间例如3秒以上弯曲预先设定的角度例如10°以上，检测出半蹲状态。

用于半蹲支援的半蹲支援力矩及用于站起支援的站起支援力矩也与图18的抬起力矩T7、T8相同。

图21是表示将躯干11向左右倾斜的状态的简略化的正视图。被夹装在上臂70的长度方向的中途位置的第3被动旋转轴73绕前后方向的轴线角位移自如，所以能够将躯干11通过椎间关节的作用向左右方向78、79上倾斜而弯曲。因此，能够对应于穿戴者的姿势而顺畅地作用支援力矩。

图22是表示将下肢外转而分腿的状态的简略化的正视图。由于被夹装在下臂80的长度方向的中途位置的第4被动旋转轴83绕前后方向的轴线角位移自如，所以通过股关节的作用，能够将下肢外转而在方向84上顺畅地进行分腿，此外能够向其相反的内转方向运动。因此，能够对应于穿戴者10的分腿的姿势而顺畅地作用支援力矩。

图23是表示将躯干11回转的状态的简略化的骨架图。当将躯干11进行绕其直立的长轴向回转方向85扭转的运动时，与躯干11一起，设有驱动源60的躯干下部保持件30向回转方向85a、85b角位移，此时下肢的大腿12也向回转方向85c角位移。驱动源60被配置在躯干11的左右，在驱动源60中，设有绕躯干11的长轴不角位移的刚性的上下的臂70、80，由于上下的臂70、80被连结在躯干上部保持件20及大腿保持件40上，所以即使穿戴者10回转，躯干11也不与躯干上部保持件20、躯干下部保持件30和大腿保持件40等相对地位移，不会发生位置偏移。因此，支援机器人装置1不会束缚穿戴者10的运动，也不从身体离开，所以不需要用来防止躯干11和驱动源60的相对的位置的变化的追加的结构，能够实现结构的简略化。在躯干上部保持件20中，防止与回转的躯干11的位置偏移的作用的特别是其胸带22，次要的是肩带21、背带23。

图24是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置201穿戴到穿戴者10上的状态的正视图，图25是表示穿戴型支援机器人装置201的穿戴状态的侧视图。该实施方式类似于上述实施方式，对对应的部分赋予相同的及200量级上的相同的标号，省略说明。应关注的是，在该实施方式中，躯干下部保护件230具有在驱动源60的位置将躯干下部15的骨盆的髋骨在背面包围的下腰带233、和与下腰带233的两端部相连的下腹带234，整体形成为环状。下腹带234在肚脐部下方被连结件235左右分离、连结，拆装自如。在下腰带233上，被安装机构294(图8)连结、固定安装到第2上臂片272上。下腰带233卡在穿戴者10的臀部上，不会向下方偏移。这样，驱动源60与躯干11发生位置偏移，但又消失。在设置下腰带233和下腹带234的上述结构中，在本发明的另一实施方式中，也可以将腰带33和腹带34省略。其它的结构和动作与上述实施方式相同。

图26是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置301穿戴到穿戴者10上的状态的正视图，图27是表示穿戴型支援机器人装置301的穿戴状态的侧视图。该实施方式与上述图24、图25的实施方式类似，对对应的部分赋予相同的及300量级的相同的标号而省略说明。应关注的是，在该实施方式中，绕前后方向的轴线角位移自如的第5被动旋转轴374被夹装在第2上臂片72的靠近驱动源60的位置。由此，能够将躯干11通过椎间关节的作用而在左右方向上倾斜、弯曲，能够对应于穿戴者10的姿势而顺畅地作用支援力矩。

图28是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置401穿戴到穿戴者10上的状态的正视图，图29是表示穿戴型支援机器人装置401的穿戴状态的侧视图，图30是驱动源60附近的放大侧视图。该实施方式与上述图1～25的实施方式类似，对于对应的部分赋予相同的及400量级的相同的标号而省略说明。图30A是驱动源60附近的从正面观察的放大正视图，图30B是驱动源60附近的从背后观察的放大后视图，图30C是驱动源60附近的放大平面图。应关注的是，在该实施方式的辅助驱动机构403中，上臂470的第1上臂片471和第2上臂片472在靠近驱动源60的位置处被绕前后方向的轴线角位移自如的第6被动旋转轴473连结。在驱动源60的驱动轴62上，固定着第2上臂片472的下端部，并且固定着支承臂455的下端部。支承臂455的上端部被安装机构494b连结、固定在腰带433的侧部432b上，因此，上臂470被安装到腰带433上。安装机构494b是纵形，具有与上述图7中的安装机构94a类似的结构。腰带433与安装机构94a以及上下的各臂70、80等同样由金属等刚性材料构成，在水平面内形成为U字状，上述腹带34被固定。在下腰带233上，与上述实施方式同样设有调整将腰包围的长度的调整机构458。

图30D是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置401a穿戴在穿戴者10上的状态的、驱动源60附近的放大侧视图。图30D与图28～图30C的实施方式类似。支承臂455的上端部被安装机构494b连结、固定在腰带430b的侧部432b上，在腰带430b的后部431b安装控制盒53。在腰带430b上没有设置图30的腹带34。

图31是表示支援机器人装置1的电气结构的电气电路图。支援机器人装置1中包含的控制设备包括控制盒53、具有左右的类似的结构的马达驱动器单元120L、120R、手持终端装置150、电池盒54和具有左右的类似的结构的手套装置190L、190R而构成。

手持终端装置150是便携型，被穿戴者10的左右两手保持而操作。手持终端装置150例如是由智能电话实现的可收发的通信装置。手持终端装置150也可以仅设在穿戴者的左手或右手的一方上。

控制盒53包括第1无线通信部111、第2无线通信部112、处理电路113和电源控制部114而构成。第1无线通信部111可通过无线的通信与手套装置190通信而构成，进行这些手持终端装置150、手套装置190和处理电路113的信息的中继。第2无线通信部112可通过无线的通信与手持终端装置150通信而构成，进行手持终端装置150和处理电路113的信息的收发中继。处理电路113构成为，通过有线的通信与各马达驱动器单元120通信。电源控制部114控制电池盒54。电源控制部114由微型计算机实现。

左右的各马达驱动器单元120包括控制分别被穿戴在穿戴者10的左侧及右侧的动力辅助用电动马达64的右马达驱动器122而构成。各马达驱动器121通过有线的通信与处理电路113通信，从处理电路113接受辅助所需要的输出转矩指令等指令，并且将来自马达64的角度传感器67的表示驱动轴62的旋转角度的位置信息等信息向处理电路113发送。加速度/角速度传感器103的输出被向处理电路113给出。在处理电路113上，连接着储存与收发关联的信息的存储器117、用于计数的计数器118和用于计时的计时器119等。

手套装置190包括无线通信部186、电池187及物体传感器191、192而构成。电池187是可充电的蓄电池，向无线通信部186及物体传感器191、192供给电力。无线通信部186将物体传感器191、192的状态、即由物体传感器191、192检测到的检测结果经由第1无线通信部111向处理电路113发送。在本发明的另一实施方式中，手套装置190除了物体传感器191、192还设有物体传感器193或194。物体传感器191～194检测作用在穿戴者10穿戴的手套的手指的掌侧的部分上的载荷的有无、以及该载荷的值。

手持终端装置150被用于设定本支援机器人装置1的动作所需要的参数。电池盒54包括电池46而构成。电池盒54将来自电池46的电力向控制盒53及各马达驱动器单元120供给。

处理电路113基于从第1无线通信部111给出的各物体传感器191～194、加速度/角速度传感器103等的信息、和从各马达驱动器121的角度传感器67给出的电动马达64的位置信息，计算辅助所需要的驱动转矩，向各马达驱动器121发送输出转矩指令。

在本实施方式中，如图30所示，通过在控制盒53中设置与手套装置190进行通信的第1无线通信部111、和与手持终端装置150进行通信的第2无线通信部112，通信速度被提高，且能够进行并行处理。

图32是用来说明由驱动源60的驱动轴62输出的驱动转矩的图。角度传感器67检测角度θ。角度传感器67检测躯干11和左右的各大腿12的相对的角度。角度传感器67设在驱动源60的内部中，检测与驱动源60的电动马达64的输出轴65对应的驱动轴62的角度。角度传感器67用于相对角度的计测。在穿戴者10穿戴支援机器人装置1而直立、使躯干11和作为下肢的大腿12为铅直的直立状态下，通过接入电源，将角度传感器67的原点位置、即角度θ确定为零。在该直立的位置将角度θ设定为零，然后在使大腿12为铅直的原状下，如果躯干11成为向前方倾斜的前屈的姿势，则检测从绕驱动轴62的轴线61的铅直的正上方向前屈的角度θ。此外，在使躯干11为铅直的原状下，如果在步行时将非支撑腿的大腿12摆起，则检测绕驱动轴62的轴线61的相对于铅直的正下方向的角度θ。

在本发明的一实施方式中，驱动源60的驱动转矩T即支援力矩既可以是对各支援动作共通的预先设定的值，也可以是按照各支援动作预先设定的值。这些作为预先设定的值的参数可以使用手持终端装置150来设定。

在本发明的另一实施方式中，如果设下肢的质量为m[kg]，设从驱动轴62的轴线61到第2被动旋转轴92的下臂80的长度为L[m]，设重力加速度为g，则使质量m的下肢动作所需要的驱动转矩T[N－m]可以通过以下的计算式(数式1)计算。

T＝L·m·g·sinθ…(1)

L及m是比例常数，是由穿戴者10决定的固定值。处理电路113通过将这些值作为参数预先设定，计算驱动转矩T即支援力矩。参数可以使用手持终端装置150设定，被储存到存储器118中。

这样，穿戴型支援机器人装置1通过将为了使穿戴者10以各种各样的作业姿势动作所需要的驱动转矩T根据由角度传感器67检测的角度θ在力学上解析来计算，不使用当要使肌肉运动时在肌肉中流动的微弱的表面肌电位信号，能够消除穿戴表面肌电位传感器的麻烦。

此外，由于支援机器人装置1不是预先设定的动作样式的再现方式，而是在力学上计算驱动转矩T，所以在穿戴者10的动作的切换时不会成为不连续。

这里，在下述的表1中表示使用手持终端装置150设定的参数。参数No“01”～“07”是非支撑腿侧的步行控制参数，参数No“11”～“13”是支撑腿侧的步行控制参数。非支撑腿是没有着地那一方的脚，支撑腿是着地那一方的脚。步行控制参数是用来辅助步行动作的参数。

参数No“21”～“25”是上体控制参数。上体控制参数是用来辅助上体的动作的参数。参数No“31”～“35”是半蹲控制参数。半蹲控制参数是用来辅助半蹲的动作的参数。参数No“41”～“45”是教学参数。手持终端装置150具有存储这些参数的存储区域。s、sec表示秒。表1的初始值，是初始的设定值，然后用户能够用手持终端装置150重新变更设定。所谓值的范围(单位％)，是设马达64能输出的最大的支援力矩即辅助力为100％的比例。

[表1]

关于使用手持终端装置150设定的参数，在本发明的另一实施方式中，在下述的表2中表示使用该手持终端装置150设定的参数。参数No“01”是非支撑腿侧的步行控制参数，参数No“02”是支撑腿侧的步行控制参数。非支撑腿是没有着地的脚，支撑腿是着地的脚。步行控制参数是用来辅助步行动作的参数。

参数No“03”、“04”是上体控制参数。上体控制参数是用来辅助上体的动作的抬起辅助控制和放下辅助控制的参数。参数No“05”是半蹲控制参数。半蹲控制参数是用来辅助半蹲的动作的参数。手持终端装置150具有存储这些参数的存储区域。初始的设定值由程序设定，然后，用户能够通过手持终端装置150重新变更设定。

[表2]

No	参数名
			步行控制参数
01	步行(非支撑腿)控制参数
		02	步行(支撑腿)控制参数
	上体控制参数
		03	抬起辅助控制参数
04	放下辅助控制参数
			半蹲辅助控制参数
05	半蹲辅助控制参数

图33是表示由支援机器人装置1的处理电路113执行的辅助套装控制处理的处理次序的流程图。辅助件控制处理由电源起动序列处理、参数改写序列处理、姿势信息输入序列处理及股关节控制序列处理这4个处理构成。处理电路113被接入处理电路113的电源而开始向动力辅助用电动马达64以外的构成要素供给电力，如果成为可动作状态，则向步骤A11转移。

在步骤A11中，处理电路113执行电源起动序列处理。处理电路113等待从手持终端装置150发送的辅助所需要的参数的接收完成。处理电路113在辅助所需要的参数的接收完成后，进行穿戴者10直立的直立状态下的由左右的各角度传感器67测得的各大腿12的旋转角度θ的初始化，将动力辅助用电动马达64用的电源开启。

在辅助所需要的参数已经被接收的实施方式中，不等待从手持终端装置150的发送，而在经过预先设定的一定时间(例如3秒)后，使用已接收的参数进行穿戴者直立的直立状态下的各大腿12的旋转角度的初始化，将动力辅助用电动马达64用的电源开启。由此，即使没有手持终端装置150也能够进行电源起动。

在步骤A12中，处理电路113执行参数改写序列处理。辅助所需要的参数被从穿戴者持有的手持终端装置150适当送来。辅助件控制处理为了总是能够执行该参数的更新，在主循环内进行参数改写序列处理。主循环是由步骤A12～A14形成的处理次序的循环。

在步骤A13中，处理电路113执行姿势信息输入序列处理。姿势信息输入序列处理是取得关于穿戴者10的姿势的数据的处理。

在步骤A14中，处理电路113执行股关节控制序列等的辅助控制处理，向步骤A12返回。辅助控制处理是基于在步骤A13中取得的数据、计算由动力辅助用电动马达64对于步行动作、上体动作及半蹲动作的各动作进行的驱动所需要的辅助转矩并输出的处理。

处理电路113将主循环以20m秒间隔执行，支援机器人装置1实现了向穿戴者的顺畅的辅助。处理电路113在开始辅助之前，在几秒间判断穿戴者的动作，在判断后输出辅助转矩。支援机器人装置1以健康者的辅助为目的，即使在动作开始时在几秒间没有辅助，在实用上也没有障碍。

图34是表示由处理电路113进行的姿势信息输入序列处理的处理次序的流程图。处理电路113如果执行了图32所示的步骤A13，则向步骤C11转移。

在步骤C11中，处理电路113将来自加速度/角速度传感器103的输出接收、读入。

在步骤C12中，处理电路113将作为马达编码器的各角度传感器67的检测角度θ及加速度/角速度传感器103的输出读入。处理电路113从动力辅助用电动马达64中包含的角度传感器67将与动力辅助用电动马达64的输出轴65对应的驱动轴62的旋转角度即股关节角度经由各马达驱动器121读入。在步骤C13中，处理电路113计算股关节角速度、即由动力辅助用电动马达64带来的驱动轴62的旋转角度的角速度ω，结束姿势信息输入序列处理。

图35是表示由处理电路113进行的辅助控制处理的处理次序的流程图。处理电路113如果执行了图33所示的辅助控制的步骤A14，则向步骤D11、D13、D15转移。如图35那样，处理电路113判断步行/抬起/放下/半蹲的各动作，执行步行/抬起/放下/半蹲的各辅助控制的某个。步骤D11、D12是对于步行动作的处理。步骤D13、D14是对于上体动作的抬起、放下的处理。步骤D15、D16是对于半蹲动作的处理。对于步行动作的处理、对于上体动作的处理及对于半蹲动作的处理被并行地处理。

在步骤D11中，处理电路113进行步行判断。处理电路113对角度传感器67的检测角度θ及加速度/角速度传感器103的输出做出响应，判断是否正在进行步行动作。在步骤D12中，处理电路113进行步行辅助控制。处理电路113在正在进行步行动作时，基于时时刻刻变化的角度θ及加速度/角速度传感器103，计算用于辅助步行动作的非支撑腿的辅助转矩及支撑腿的辅助转矩。

在步骤D13中，处理电路113进行上体判断。处理电路113对角度传感器67的检测角度θ及加速度/角速度传感器103的输出做出响应，判断是否正在进行上体动作。上体动作是为了抬起、放下而将上体弯曲、接着将上体立起来的动作。在步骤D14中，处理电路113进行上体控制。处理电路113当正在进行上体动作时，计算用于辅助上体动作的抬起辅助控制、放下辅助控制的辅助转矩。处理电路113例如计算与两腿所需要的角度θ成比例的辅助转矩。

在步骤D15中，处理电路113进行半蹲判断。处理电路113对角度传感器67的检测角度θ及加速度/角速度传感器103的输出做出响应，判断是否正在进行半蹲辅助动作。半蹲辅助动作是半蹲姿势下的动作。在步骤D16中，处理电路113进行半蹲辅助控制。处理电路113当正在进行半蹲辅助动作时，计算用来辅助半蹲动作的辅助转矩。处理电路113计算两脚所需要的、例如与两脚所需要的角度θ成比例的辅助转矩。步骤D11～D16是进行计算运算动作的步骤。

在步骤D17中，处理电路113关于步行辅助控制、上体辅助控制及半蹲辅助控制，按照步骤D11、D13、D15的各判断，不重复地调整各辅助控制输出，按照预先设定的优先位次进行判定，在驱动步骤D18中，处理电路113控制各马达驱动器121，以按照上述优先位次输出计算出的辅助转矩，使动力辅助用电动马达64驱动，结束辅助控制序列处理。

在本实施方式的处理电路113中，预先设定，以使作为上体辅助控制的抬起辅助控制、放下辅助控制的优先级最高，接着是半蹲辅助控制的优先级，步行辅助控制的优先级最低。该优先位次特别是为了辅助农业作业而设定的，步行辅助控制、上体辅助控制及半蹲辅助控制的优先位次可以根据需要而适当设定变更。

这样，在本实施方式中，通过关于步行辅助控制、上体辅助控制及半蹲辅助控制预先设定优先位次，在处理电路113中推测穿戴者10的动作，明确地进行区分，以使得步行辅助控制、上体辅助控制及半蹲辅助控制不混淆。

由处理电路113进行的图34的步骤D11中的步行判断处理的处理次序与图39～图47关联而在后面叙述。

图36是表示由处理电路113进行的步行辅助控制处理的处理次序的流程图。在步行控制处理中，基于穿戴者的姿势信息中的、时时刻刻变化的角度传感器67的检测角度θ及加速度/角速度传感器103的输出，计算在步行时需要的非支撑腿侧转矩和支撑腿侧转矩。处理电路113如果执行了图34所示的步骤D12，则向步骤F11转移。

在步骤F11中，处理电路113检测步行辅助开始。处理电路113检测非支撑腿侧的脚位于步行判断点。在步骤F12中，处理电路113计算非支撑腿侧的辅助转矩。在步骤F13中，处理电路113计算支撑腿侧的辅助转矩。在步骤F14中，处理电路113通过进行基于步行是否被反复进行的程度即步行比例的修正，计算步行辅助转矩。后述的图40(2)的曲线图表示将图40(1)的曲线图中表示的步行开始时的左右的角度θ与预先设定的步行程度(即步行比例)相乘而计算出的支援力矩的输出结果。

图37是表示由处理电路113进行的非支撑腿侧的辅助转矩的计算处理的处理次序的流程图。处理电路113如果执行了图36所示的步骤F12，则向步骤F21转移。

在步骤F21中，处理电路113判断是否是非支撑腿，在判断为是非支撑腿的情况下，向步骤F22前进，将股关节角度θ读入。在判断为不是非支撑腿的情况下，结束该计算处理。在判断为是非支撑腿的情况下，依次执行非支撑腿辅助控制。

在本发明的另一实施方式中，在判断为是非支撑腿的情况下，支撑腿将步行序列依次执行“摆起开始”→“摆起中”→“摆下开始”→“摆下中”，以摆下完成而结束。

在步骤F22中，读入由角度传感器67检测到的股关节角度θ。在步骤F23中，在加速时间经过之前维持预先设定的转矩。在步骤F24中，在加速时间经过中，在非支撑腿的角度θ成为预先设定的角度(例如20°)之前的期间中，以预先设定的一定速度将非支撑腿的辅助转矩减小。

图38是表示由处理电路113进行的支撑腿侧的辅助转矩的计算处理的处理次序的流程图。处理电路113如果执行了图36所示的步骤F13，则向步骤F31转移。

在步骤F31中，处理电路113判断是否是支撑腿，在判断为是支撑腿的情况下，向步骤F32前进，在判断为不是支撑腿的情况下，结束该计算处理。在判断为是支撑腿的情况下，输出用于保持直立姿势的转矩。

在步骤F32中，处理电路113将由角度传感器67测得的股关节角度θ读入，在步骤F33中，处理电路113在加速时间经过之前维持预先设定的转矩。在步骤F34中，在加速时间经过后，在支撑腿的角度θ成为预先设定的角度(例如零)之前，或在作为其它脚的非支撑腿着地之前的期间中，与支撑腿的角度成比例，使支撑腿的辅助转矩减小到零。

图39是用来说明由支援机器人装置1进行的步行支援被持续时的动作的流程图。图39(1)表示穿戴者10步行的动作，图39(2)表示由左右的角度传感器67L、67R测得的检测角度θL、θR的各波形的线126、127，图39(3)表示由加速度/角速度传感器103检测的穿戴者10的上下方向的加速度α1的波形，图39(4)对由左右的驱动源60L、60R对大腿12L、12R分别施加的左右的支援力矩128、129即摆下支承力矩赋予尾标a、对摆起力矩赋予尾标b，表示它们的波形。在图39所示的第1步～第3步的各步行期间W1～W3中，如果对于成对的期间W1、W2的整体将期间设为100％，则各期间W1、W2是各50％。在期间W3以后，重复与期间W1、W2同样的动作。

首先，在期间W1的时刻t10，右脚着地而成为支撑腿。在步行时着地时的下肢即大腿的角度θ不是0°附近，而是20°～30°附近。当左右的某一方的脚着地时，加速度/角速度传感器103的上下方向的加速度α1的输出如图39(3)那样成为最大值，该情况被处理电路113检测。右脚的角度传感器67R的检测角度θR被表示在图39(2)的线127中，在着地时刻t10，是与最大值近似的较大的值，例如是25°；相对于此，左脚的角度传感器67L的检测角度θL被表示在图39(2)的线126中，在着地时刻t10，是与最小值近似的较小的值，例如是0°。因此，处理电路113在着地时刻t10比较这些角度θR、θL的大小，判断为，得到了较大的角度θR(θL<θR)的脚是着地的支撑腿，或得到了较小的角度θL的脚是非支撑腿。

仅在从着地时刻t10到时刻t13的支承期间Wa中，由驱动源60R对支撑腿赋予摆下支承的方向124的摆下支承力矩129a(图39(4))。支承力矩129a由驱动源60R施加，以使其仅在预先设定的时间Wc维持预先设定的一定值(例如60～10Nm)、然后对应于减弱支承力矩而随着时间经过减小、或与由角度传感器67R检测到的角度θR成比例减小。右脚的角度传感器67R的检测角度θR被表示在图39(2)的线127中，在时刻t10，从时刻t10起，随着时间经过而减小，在成为预先设定的摆下支援结束设定角度θ0(例如0°)的时刻t13结束摆下支援。即，支撑腿的辅助是在预先设定的时间Wc中输出预先设定的摆下辅助力即摆下力矩(如上述那样，例如是60Nm)。如果过了该时间，则在由角度传感器67R检测到的支撑腿的角度θR成为预先设定的角度、例如0°之前，最晚在另一只脚着地之前，与由角度传感器67R检测出的角度θR成比例而输出支承辅助力即支承力矩129a。这样。当右脚着地时，右方的股关节角度以25°左右着地，然后减小。此时，已经着地的左方的股关节角度成为正下方的附近的最小值。然后，由于将作为非支撑腿的左脚摆起，所以左方的股关节角度上升。

在该期间W1中，在作为非支撑腿的左脚上，在从着地时刻t10到时刻t11的摆起期间Wb中，由驱动源60L赋予摆起力矩的加速度，以通过摆起的力在摆起加速的时间即预先设定的时间Wd(Wd<Wb)中使摆起的方向125的支援力矩128b(图39(4))成为预先设定的一定值(例如80～20Nm的范围内的值)。期间W1中的作为非支撑腿的左脚的角度传感器67L的检测角度θL被表示在图39(2)的线126中，在时刻t10是最小值、例如0°，从时刻t10起随着时间经过而增加，在该时间Wd经过后的时刻t11，成为预先设定的摆起支援结束设定角度θ20(例如20°)，结束摆起支援。然后，非支撑腿的角度θL在时刻t12成为最大值。即，非支撑腿的辅助在预先设定的时间Wd中输出预先设定的摆起辅助力128b。如果过了该时间Wd，则在由角度传感器67L检测出的非支撑腿的角度θL成为预先设定的角度之前、如上述那样成为例如20°之前，以预先设定的速度减小，输出摆起辅助力128b。这样，如果右脚着地，则左脚摆起而成为非支撑腿，股关节角度增加而弯曲变大。右脚成为支撑腿，向后方踢，股关节角度减小而变小，伸展。弯曲和伸展以图31中的正下方向的0°为边界进行显示，将顺时针的正侧称作弯曲，将逆时针的负侧称作伸展。

接着，在期间W2中，在时刻t20以后，与期间W1相反地进行由处理电路113进行的驱动源60的左右的控制动作。左脚着地而成为支撑腿，在从该着地时刻t20到时刻t23的支承期间Wa中，由驱动源60L对支撑腿赋予摆下支承的方向124的支承力矩128a。左脚的角度传感器67L的检测角度θL如图39(2)的线126那样，在时刻t20是例如25°，从时刻t20起随着时间经过而减小，在成为预先设定的摆下支援结束设定角度θ0的时刻t23，结束摆下支援。

在该期间W2中，由驱动源60R对作为非支撑腿的右脚，在从着地时刻t20到时刻t21的摆起期间Wb，赋予摆起的方向125的摆起力矩129b。期间W2中的作为非支撑腿的右脚的角度传感器67R的检测角度θR如图39(2)的线127那样，在时刻t20是最小值，从时刻t20起，随着时间经过而增加，在时刻t21，成为预先设定的摆起支援结束设定角度θ20，结束摆起支援。非支撑腿的角度θR在时刻t22成为最大值。

在从右脚着地的时刻t30开始的期间W3以后，重复与期间W1、W2同样的动作，继续步行支援。

在本发明的另一实施方式中，在期间W1中，输出摆下支承力矩129a的支承期间Wa也可以是预先设定的时间，如果过了该时间Wa，则在由角度传感器67检测出的支撑腿的角度θ成为预先设定的角度、例如0°之前，最晚在另一只脚即非支撑腿着地的时刻t20之前，与由角度传感器67检测到的角度θ成比例地输出支承力矩129a。

在本发明的另一实施方式中，处理电路113也可以通过以预先设定的水平将着地时刻t10的角度θR、θL进行水平辨别，来实现支撑腿和非支撑腿的判断。摆下支援的结束也可以设定在期间W1的非支撑腿着地的时刻t20。

处理电路113也可以在安装在电动马达64上的左右的各角度传感器67的摆动角度θR、θL成为正下方向附近的最小值例如零时，判断为与该角度θR或θL对应的脚着地了。对于由角度传感器67检测出的着地的支撑腿，在支承的方向上进行辅助。

左右某个着地的支撑腿也可以由角度传感器67如上述那样检测，但在另一实施方式中，处理电路113也可以根据由加速度/角速度传感器103检测出的三维的加速度α1、α2、α3来检测支撑腿。

图40是用来说明由支援机器人装置1进行的步行支援被开始时的处理电路113的动作的流程图。图40(1)表示由左右的角度传感器67L、67R得到的检测角度θL、θR的各波形126、127，图40(2)对由左右的驱动源60L、60R对大腿12L、12R分别施加的左右的支援力矩128、129即摆下支承力矩添加尾标a，并对摆起力矩添加尾标b，并表示它们的波形。期间W11～W31与图39的期间W1～W3分别对应，时刻t101～t301与图39的时刻t10～t30分别对应，尾标a表示支承力矩，尾标b表示摆起力矩。

处理电路113通过在各期间W11～W31的时刻t101～t301加速度/角速度传感器103的上下方向的加速度α1的输出成为最大值，检测脚着地。进而，由左右的各角度传感器67检测出的角度θL、θR如图40(1)的线126、127那样，通过检测向左右反方向摆动了预先设定的第1次数(例如2次)，检测到开始了步行开始。然后，随着在预先设定的第2次数(例如3次)中步行被重复的程度(即，被重复的次数)而上升，通过对应于该程度，使左右的支援力矩128、129如图40(2)那样增加，不晚于每次的步行开始的定时，由配置在左右股关节附近的驱动源60进行步行支援。即，处理电路113具有计数器，由该计数器关于步行辅助计数并检测由左右的角度传感器67检测到的角度θ向左右反方向摆动2～3次，检测出步行开始，在然后的2～3次的期间中使步行辅助力增加。这样，处理电路113关于步行辅助，首先通过由左右的角度传感器67检测出的角度θL、θR向左右反方向摆动2～3次而检测出步行开始，然后在2～3次的期间中使步行辅助力增加。

图41是用来说明由支援机器人装置1进行的步行支援结束时的动作的流程图。图41(1)表示穿戴者10步行的动作，图41(2)表示由左右的角度传感器67L、67R检得的检测角度θL、θR的各波形126、127，图41(3)表示由加速度/角速度传感器103检测到的穿戴者10的上下方向的加速度α1的波形。图41(1)～(3)与图39(1)～(3)分别对应。在图41所示的步行支援被结束的第1步～第3步的各步行期间W41～W61中，如果对于成对的期间W41、W51的整体将期间设为100％，则各期间W41、W51是各50％。在期间W41中，在右脚的着地的时刻t401之后，在左脚的着地之前，将左右的角度θL、θR如线126、127那样得到。在以下的期间W51中，在左脚着地的时刻t501后，在通过右脚着地而两脚着地的时刻t601之前的期间中，通过由处理电路113检测出在时刻t502以后、左右的角度θL、θR的角度差Δθ1不到预先设定的值Δθ10的时间W502是预先设定的时间W70以上(W41<W70≤W502)，则判断为步行没有被反复进行。

图42是用来说明由支援机器人装置1进行的步行支援被结束时的处理电路113的动作的流程图。图42(1)表示由左右的角度传感器67L、67R测得的检测角度θL、θR的各波形126、127，图42(2)对由左右的驱动源60L、60R对大腿12L、12R分别施加的左右的支援力矩128、129即摆下支承力矩添加尾标a，并对摆起力矩添加尾标b，表示它们的波形。在时刻t701，由左右的角度传感器67L、67R测得的检测角度θL、θR减小，与此对应，处理电路113例如如摆下支承力矩129a1那样减小。在时刻t801以后，检测角度θL、θR成为最小值，使支援力矩成为零。这样，如果由左右的角度传感器67L、67R检测到的摆动角度θL、θR较小而检测出步行结束，则处理电路113立即将步行辅助结束。在抬起辅助用手套装置190的物体传感器191～194被按下的状态下检测物体，在没有达到抬起结束角度的状态下抬起辅助被继续的情况下，即使检测到步行，在物体传感器191～194成为OFF之前，也做出在将物体抬起而搬运步行的状态下选择抬起辅助的判断，不进入步行支援的动作。

图43是用来说明处理电路113的步行支援的判断动作的流程图。关于步行判断，从步骤s0转移到步骤s1，在抬起辅助被继续时，在步骤s2中检测步行的角度θL、θR，在步骤s4中是预先设定的最小值θL01、θR01以上(θL01≤θL，θR01≤θR)、在步骤s5中角度θL、θR交替地是反方向、即左右反复成为反相位时，在步骤s3、s6、s7中将步骤s4、步骤s5反复进行预先设定的次数(例如r是多个3次)，即使判断为步行被反复进行，在步骤s8中，在手套开关成为OFF之前，即只要手套装置190的物体传感器191～194检测到物体，就判断为在搬运步行中选择了抬起辅助，不进入步行支援的动作，如果不是这样，则在步骤s9中进行步行支援的动作。进而，步行时的角度传感器67的波形如上述那样在左右的大腿12反复成为反相位，例如通过与前次值比较从增加转为减小，判定将脚摆起的角度θ成为最大而判定为步行。将这样成为最大的次数用计数器累计，通过计数器的累计值判断被反复进行了预先设定的次数即2～3次，判断为步行被反复进行。然后，如后述的图45所示，可以随着计数器的累计值的增加而使步行的辅助力增加。

如果在步骤s10中由左右的角度传感器67检测出的摆动角度θL、θR较小(θL<θL01，θR<θR01)，则在步骤s14中将表示左右角度较小的标志设为ON，将计时左右角度较小的时间的计时器计时增加，如果该时间比预先设定的时间W11a长，则在步骤s16中是步行结束，将步行辅助结束。即，如果由左右的角度传感器67检测出的摆动角度θ的差Δθ1(图41(2))较小而检测到步行结束，则立即将步行支援结束。如果在步骤s10中由左右的角度传感器67检测出的摆动角度θL、θR较大(θL01≤θL，θR01≤θR)，则在步骤s11中将在步骤s14中表示左右角度较小的标志设为OFF，在步骤s12中将计时左右角度较小的时间的计时器重置为零，向步骤s9返回。

图44～图47是用来说明由处理电路113进行的步行支援的动作的流程图。从图44的步骤s20转移到步骤s21，如果判断为由加速度/角速度传感器103检测出的上下方向的加速度α1成为最大，则向步骤s22前进。如果脚着地，则上下方向的加速度α1在其着地的冲击下成为最大。然后要着地的非支撑腿的角度在被摆动到最大后摆回，成为例如20°左右。已经着地的支撑腿被摆下，角度θ是正下方向附近的0附近，成为最小值。例如如果左脚的角度θL大致是零，则在步骤s23中如果左脚着地，则该左脚成为支撑腿，右脚被摆起而成为非支撑腿。在步骤s24中如果右脚着地，则如果右脚的角度θR大致是零，则在步骤s25中右脚通过着地而成为支撑腿。

在步骤s22、s24中，如果角度θL、θR都是较大的值，则在步骤s26中，判断为穿戴者10没有步行，而是两脚浮起，正在跑步，为了安全而停止步行支援动作。

在图44的步骤s23、s25的着地检测后，转移到图45的步骤s27以后，在步骤s2、s29中如果交替地检测到角度θL、θR的最大值，则关于在步骤s27中被重置为零的计数器的计数值q，在步骤s30中1步步地计数，在步骤s31中将左右的支援力矩TLq、TRq以每次增加量ΔT渐增。将这样的动作在步骤s32中反复进行预先设定的次数(例如q是多个3次)。

从图45的步骤s23转移到图46的步骤s33以后，对支撑腿赋予支承力矩。在步骤s33中，在图39的时刻t10或t20检测到着地后，开始支撑腿的经过时间W71和非支撑腿的经过时间W81的计时。在步骤s34中，对支撑腿赋予预先设定的一定值的支承力矩(图39(4)的线129a、128a)。在步骤s35中，判断支撑腿的经过时间W71是否经过了输出支承力矩而支承的时间即预先设定的时间Wc，如果这样，则在预先设定的时间Wc经过后，在下个步骤s36中将支承力矩以与支撑腿的角度θ成比例的值输出，直到在步骤s37中支撑腿的角度θ成为0°、或直到在步骤s38中非支撑腿着地。

从图46的步骤s37或步骤s38转移到图47的步骤s39，对非支撑腿赋予预先设定的一定值的摆起力矩(图39(4)的线128b、129b)。在步骤s40中，判断非支撑腿的经过时间W81是否经过了预先设定的时间Wd，如果是这样，则在预先设定的时间Wd经过后，在下个步骤s41中使摆起力矩以预先设定的一定速度减小。在步骤s42中输出摆起力矩直到非支撑腿的角度θ成为预先设定的角度(例如20°)。

图48是用来说明由处理电路113进行的用于抬起动作的上体判断处理的处理次序的流程图。在上体判断处理中，使用穿戴者10的姿势信息，判断是否将股关节弯曲、接着要将上体带起来。处理电路113如果执行了图34所示的步骤D13，则向步骤G11转移。

在步骤G11中，处理电路113运算股关节的检测角度θ，将股关节角速度ω读入。在步骤G12中，处理电路113检测抬起辅助动作开始点。检测在步骤G11中计算出的股关节角速度ω超过参数No“41”的“弯曲侧”的位置，将该位置设为上体弯曲动作开始点。在步骤G13中，处理电路113等待基于作为用于抬起动作开始的开始开关发挥作用的物体传感器191～194的输出的检测，如果检测到该开始开关的ON，则开始上体控制输出，在减小并到达预先设定的抬起结束角度的阶段中，将抬起辅助的上体控制结束(步骤G14～G16)。

抬起的时机根据加速度及角速度的检测信号制作。抬起的时机根据在后述的图50中表示的加速度及角加速度的检测信号制作。

图49是表示由处理电路113进行的上体控制处理的处理次序的流程图。处理电路113如果执行了图35所示的步骤D14，则向步骤H11转移。在步骤H11中，处理电路113计算两脚所需要的、与由角度传感器67测得的股关节角度θ成比例的辅助转矩。在步骤H12中，维持该计算出的辅助转矩。当角度θ成为0时，即起来到正上方时，如果作用较大的抬起辅助，则穿戴者10容易失去平衡，必须避免该状态。所以，如上述那样，根据本发明，计算与股关节角度θ成比例的辅助转矩，而在另一实施方式中，既可以是1次函数，也可以是2次函数。

图50是用来说明由处理电路113进行的抬起支援动作的流程图。穿戴者10通过将要抬起的物体抓住，在步骤u3中在抬起辅助用手套装置190的物体传感器191～194被推压的状态下，在没有达到抬起结束角度的状态下继续抬起辅助的情况下，即使在步骤u1中检测到步行，在物体传感器191～194成为OFF之前，也设为在将物体抬起而搬运步行的状态下选择了抬起辅助，不进入步骤u4的步行的辅助。关于抬起判断，不论是由左右的角度传感器67分别检测出的角度θL、θR是左右大致相同(θL＝θR)，还是并非这样而为分腿抬起时，都如步骤u2那样，腰向被弯曲的方向摆动(前屈的姿势，θL02≤θL，θR02≤θR，这里，θL02、θR02是预先设定的值)，不进行步行辅助，通过推压在步骤u3中手套开关SW是ON的物体传感器191～194，在步骤u4中开始抬起辅助。在步骤u5、步骤u6中，角度θL、θR成为不到预先设定的抬起结束角度θL02、θR02(θL<θL02，θR<θR02)，或物体传感器191～194是OFF，在步骤u8中结束抬起辅助。在步骤u7中，如果检测角度θL、θR是预先设定的抬起结束角度θL02、θR02以上(θL02≤θL，θR02≤θR)，则保持并锁住物体传感器191～194为ON的抬起开始的触发事件。

即，关于抬起辅助，在由左右的角度传感器67检测出的角度θL、θR向腰被弯曲的方向摆动，没有进行步行辅助的情况下，通过按下手套装置190的物体传感器191～194，开始抬起辅助。另外，在抬起辅助中，输出预先设定的抬起力矩。如果成为预先设定的抬起结束角度、或物体传感器191～194成为OFF，则结束抬起辅助。检测角度θL、θR例如是零，是笔直地直立的角度，由于在抬起时有劲头，所以角度θL、θR在0°处为在近前偏斜的感觉。因此，抬起结束角度θL02、θR02为比0°稍稍后仰的预先设定的值，例如将－20°作为设定值。角度θ以图31的右转为正，所谓－20°，是成为超过180°的值之时，是超过正上而后仰的角度。

在上述本发明的实施方式中，图50的步骤u3中的手套开关是ON、即通过手套装置190的物体传感器191～194检测到物体的ON信号检测到抬起开始，以步骤u7中的没有检测到物体的OFF信号检测到抬起结束。

相对于此，在另一实施方式中，不使用手套装置190的物体传感器191～194而实现抬起辅助控制，做成尽可能简单的系统，解决使用手套装置190较麻烦、或物体传感器191～194故障等的问题。在不使用手套装置190的第1实施方式中，处理电路113代替图50的步骤u3而执行图60的流程图。在步骤u75到下个步骤u76中，对检测到步行的着地的相同的加速度/角速度传感器103的输出做出响应，如果上下方向的加速度α1超过预先设定的第1阈值(例如1.15G)，此外如果成为预先设定的第2阈值(例如0.85G)以下，则设为抬起时的上下方向的运动开始。在步骤u77中，由于在步行时的着地中，也从加速度/角速度传感器103能得到上下方向的加速度α1，所以在检测到没有步行的状态后，判断为用于抬起辅助的检测。此外，由于在碰撞到物体上时也能得到上下方向的加速度α1，所以在没有检测到前后方向的加速度α2及左右方向的加速度α3的第3阈值(例如0.15G)以下的条件下的范围(例如－0.15G～0.15G)内，设为用于抬起辅助的检测。

在不使用手套装置190的实施方式中，在步骤u76、u77中，还在AND条件下，在步骤u78中，如果由加速度/角速度传感器103检测到的绕左右方向的轴线的角速度ω3超过预先设定的第1角速度阈值(例如300°/s)，此外如果为第2角速度阈值(例如－300°/s)以下，即如果负的绝对值变大，则检测到发生了抬起时的腰的旋转的运动。这样，在抬起的情况下的图31中的顺时针以外，还有成为逆时针的逆运动的情况，所以在作为逆时针的负的绝对值较大时也做出检测，还实现基于为负的第2角速度阈值的结构。

在步骤u79中，在步行时也能得到角速度ω，所以设为没有步行的状态下的检测。此外，由于在碰撞到物体时也能得到角速度ω，所以设为在绕上下轴线的角速度ω2及绕前后轴线的角速度ω3不超过预先设定的第3角速度阈值(例如300°/s)、此外不为预先设定的第4角速度阈值(例如－300°/s)以下的条件下的检测。

在步骤u76～u79中，还在AND条件下，在步骤u80中，还在AND条件下，如果由左右的角度传感器67检测到的角度是预先设定的阈值即躯干11为前屈的角度(例如10度～90度)的范围内，则在步骤u82中，输出与手套装置190的物体传感器191～194检测到物体的ON信号等价的抬起开始的触发信号，向图50的步骤u4转移。如果上述步骤u76～u80的判断是否定，则在步骤u81中，将上述ON信号的触发信号设为OFF，向步骤u76返回。

在图50的步骤u7a中，在手套装置190的物体传感器191～194输出OFF信号、没有手套装置190的实施方式中，当左右的电动马达64的角度θ超过了预先设定的抬起结束角度(例如－20°)时得到与该OFF信号等价的抬起结束的触发信号，抬起结束。

在本发明的再另一实施方式中，也可以是代替加速度的检测信号而用电流检测器检测电动马达64的电流(转矩)、根据该检测信号来制作抬起的时机的结构。特别是在电动马达64的额定电容较小、输出转矩较小的结构中，负荷电流的变动较大，检测变得可靠，是有利的。

图51是表示由处理电路113进行的用于放下制动动作的上体判断处理的处理次序的流程图。在上体判断处理中，使用穿戴者10的姿势信息，判断是否将股关节弯曲、接着要将上体向前倒。处理电路113如果执行了图34所示的步骤D13，则向步骤G11a转移。

在步骤G11a中，处理电路113运算股关节的检测角度θ，将股关节角速度ω读入。在步骤G12a中，处理电路113检测放下辅助动作开始点。在步骤G13a中，处理电路113检测放下速度出现为预先设定的值以上的情况。在步骤G14a中，判断是放下时间结束、抬起辅助开始、还是步行辅助开始。如果在步骤G14a中是放下时间结束，则在步骤G15a中将制动力设为零，结束放下辅助的上体控制。如果在步骤G14a中不是放下时间结束，则在步骤G16a中，为了放下辅助而输出预先设定的制动力。

图52是表示由处理电路113进行的放下制动支援控制处理的处理次序的流程图。处理电路113如果执行了图34所示的步骤D14，则向步骤u20转移。关于放下制动辅助，在步骤u22中由左右的角度传感器67检测出的角度向腰被弯曲的方向摆动，在步骤u21中不进行步行辅助，在步骤u23中手套装置190的物体传感器191～194没有被推压，通过在步骤u24、步骤u25中根据由左右的角度传感器67检测出的角度计算出的角速度ωL、ωR超出在放下方向上预先设定的角速度ωL01、ωR01(ωL01≤ωL，ωR01≤ωR)，开始放下制动辅助。

首先发出预先设定的制动力，在计时的时间W1成为预先设定的放下时间W01后(W01≤W1)，将制动力设为0而结束。如果开始步骤u28、u29中的抬起辅助及步行辅助，则放下制动辅助立即结束。

在另一实施方式中，不使用手套装置190，根据加速度/角速度传感器103的输出，检测穿戴者的躯干的加速度、角速度，处理电路113对来自加速度/角速度传感器103的输出做出响应，当检测出的加速度或角速度是与物体的放下制动支援的开始对应的值时，由左右的驱动源60赋予放下制动力矩，以使躯干11与各大腿12的相对的角度减小而限制向放下的方向作用的力矩。因此，不使用手套装置190、物体传感器191～194，而检测穿戴者的躯干11的加速度、角速度，检测穿戴者10的躯干11的例如上下方向的加速度α1，或检测躯干11的例如绕左右方向的轴线的角速度ω3，或检测躯干11的例如绕左右方向的轴线的速度。根据加速度α1、角速度ω3或角度的值的范围，能够判断放下时的例如上下方向的运动的开始，进而，能够判断它们的结束。也可以构成为，用角度传感器检测躯干11的角度而赋予放下制动力矩。这样，在放下制动支援中，即使不使用手套装置190，也能够通过使放下速度超出预先设定的速度而进行放下制动支援。

在不使用手套装置190而赋予放下制动力矩的该实施方式中，处理电路113在图52的步骤u23中与上述同样地执行上述图60的流程图的动作。在图52的步骤u29a中，执行与图50的步骤u7a同样的上述动作。

图53是表示由处理电路113进行的半蹲判断处理的处理次序的流程图。在半蹲判断处理中，使用穿戴者10的姿势信息判断半蹲姿势。处理电路113如果执行了图34所示的步骤D15，则向步骤K11转移。

在步骤K11中，处理电路113运算股关节的检测角度θ，将股关节角速度ω读入。在步骤K12中，处理电路113检测成为预先设定的半蹲角度、过了预先设定的经过时间。在步骤K13中，判断是半蹲角度结束、步行辅助开始、抬起辅助开始、还是放下制动辅助开始。在步骤K13中，如果半蹲角度结束、步行辅助开始、抬起辅助开始、放下制动辅助开始的哪个都不是，则维持半蹲辅助控制。在步骤K13中，如果是半蹲角度结束、步行辅助开始、抬起辅助开始、放下制动辅助开始的某个，则结束半蹲辅助控制。

图54是表示由处理电路113进行的半蹲控制处理的处理次序的流程图。处理电路113如果执行了图34所示的步骤D16，则向步骤L11转移。在步骤L11中，对半蹲保持角度计算到此为止的由角度传感器67检测出的角度的平均值。

在由处理电路113进行的步骤L11中，在半蹲开始后，半蹲保持转矩被以与比半蹲保持角度深的角度成比例的预先设定的弹簧力输出。该弹簧力的弹簧常数在预先设定的经过时间内半蹲角度的变化幅度比预先设定的角度变化幅度大的情况下，弹簧常数从预先设定的值成比例地变小而成为零，能够使半蹲辅助不起作用。

图55是表示处理电路113的半蹲支援动作的流程图。处理电路113在从步骤u40到步骤u41～u43中，在没有进行抬起支援、放下制动支援、步行支援的情况下，在步骤u44中，在随着下肢将大腿12直立的状态下，由左右的各角度传感器67检测出的角度θ40i都向腰被弯曲的方向摆动(θ40i≤0)、并且为预先设定的半蹲角度θ40以上(θ40≤θ40i)，在步骤u45中，如果过了预先设定的经过时间W40(例如3秒间)并继续，则在步骤u46中，开始预先设定的半蹲支援。这样，关于半蹲辅助动作，在由左右的角度传感器67检测到的角度在腰被弯曲的方向上摆动、没有进行抬起辅助、放下制动辅助或步行辅助的情况下，如果成为预先设定的半蹲角度、过了预先设定的经过时间，则开始预先设定的半蹲辅助。

图56是表示在图55的步骤u46中执行的处理电路113的半蹲支援动作的流程图，图57是表示预先设定的经过时间W42(例如3秒间)内的穿戴者10的与各检测角度对应的姿势的骨架图，在该期间W42中，θmax表示最大值，θmin表示最小值，图58是表示平均值θave的一部分的骨架图。在半蹲支援动作中，在步骤u61中，将半蹲保持角度设为在经过时间W42内、到此为止的由角度传感器67计测的角度θ42j的平均值θave。I是时间W42内的采样角度检测次数，是1～P的自然数。

例如，如果该半蹲保持角度在预先设定的时间W42即3秒以上弯曲预先设定的角度θ42j即10°以上，则设为该时间W42的平均的半蹲角度θave。半蹲支援动作在步骤u62中运算角度变化幅度Δ42j。

Δθ42j＝θ42j-θave…(4)

在步骤u63中，当检测角度θ42j成为其平均角度θave以下的角度(θave≤θ40j)时，在步骤u64中，设定预先设定的弹簧常数k43，在步骤d25中，半蹲支援力矩T42j如以下这样运算。

T42j＝k43·Δθ42j…(5)

在步骤u63中，当检测角度θ42j成为比其平均角度θave深的角度(θave≤θ40j)时，转移到步骤u66，判断为角度变化幅度Δ42j是预先设定的角度变化幅度Δ43以上(Δ43≤Δ42j)。在步骤u67中，如果角度变化幅度Δ42j是预先设定的角度变化幅度Δ43以上的状态持续了预先设定的经过时间W43，则在步骤u68中，运算用于半蹲支援力矩的弹簧常数k44j。

图59是表示由处理电路113进行的半蹲支援动作中的弹簧常数k44j的特性的曲线图。当在预先设定的经过时间W43内半蹲角度θ42j的变化幅度Δ42j是预先设定的角度变化幅度Δ43以上时(Δθ42j≤Δ43)，该弹簧力的弹簧常数k44j依存于其差Δ423(＝Δ42j－Δ43)，如图59那样，从预先设定的值k43以1次函数116(图59)变小而成为零，使半蹲支援动作不起作用。

k44j＝k43(1-Δθ42j/Δ43)…(6)

半蹲支援力矩T42j如以下这样运算。

T42j＝k44j·Δθ42j…(7)

这样，半蹲支援力矩T42j如式(7)那样，与变化幅度Δθ42j成比例地产生起来的力。设该成比例的力的常数为弹簧常数k44j，构成为，例如当变化幅度Δθ42j为90°时全力地辅助，由半蹲支援力矩T42j产生将10kg的物体抬起的力。

关于该弹簧常数k44j，当设预先设定的3秒间的半蹲角度的变化幅度Δθ42j、即图57中的(θmax－θmin)时，如果该值Δθ42j较小而姿势变化较小，则弹簧常数k44j变大，进行感觉较强硬的支援。此外，如果该值k44j较大而姿势变化较大，则进行柔和的支援。

如上述步骤u64、u65那样，在检测角度θ42j为其平均角度θave以下的角度时，弹簧常数k44j如图59那样，是用线116a表示的一定值。

参照图55，在步骤u47中，由左右的各角度传感器67检测出的角度θ40i都不到预先设定的半蹲角度θ40，如果成为预先设定的半蹲结束角度，或在步骤u48～步骤u50中开始步行辅助、开始抬起辅助、或开始放下制动辅助，则半蹲辅助结束。预先设定的各值通过手持终端装置150的键输入来设定。

图61是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置501穿戴在穿戴者10上的状态的正视图，图62是表示穿戴型支援机器人装置501的穿戴状态的侧视图。图63是表示穿戴型支援机器人装置501的驱动源60附近的正视图，图64是表示穿戴型支援机器人装置501的驱动源60附近的侧视图，图65是表示穿戴型支援机器人装置501的驱动源60附近的平面图。图61～图65所示的穿戴型支援机器人装置501与上述图1、图2等的实施方式类似，但特别是如上臂70a那样，将绕前后方向的轴线的角位移自如的被动旋转轴73(图1、图2)去掉而做成刚性的结构。通过处于下臂80上的绕前后方向的轴的被动旋转轴83，能够将上肢在左右方向上侧屈，所以也可以将绕前后方向的轴线的角位移自如的被动旋转轴73(图1、图2)省略，如图61、图62所示的穿戴型支援机器人装置501的上臂70a那样是刚性的结构。

上臂70a也可以不是直线形状，而是以沿着穿戴者10的体型的方式向穿戴者10侧以凸状弯曲的形状。

躯干下部保持件30的侧部32即腰后方框架也可以是铝等的金属制的板形状，但也可以由合成树脂制的管构造等实现。通过做成管构造，能够实现轻量化和强度的提高。

图66是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置551穿戴在穿戴者10上的状态的正视图，图67是表示穿戴型支援机器人装置551的穿戴状态的侧视图。图66、图67所示的穿戴型支援机器人装置551与上述图30D的实施方式类似，进而与上述图61～图65的实施方式同样地构成。在上臂470中，上述被动旋转轴73被省略。

图68是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置601穿戴在穿戴者10上的状态的正视图，图69是表示穿戴型支援机器人装置601的穿戴状态的侧视图，图70是表示穿戴型支援机器人装置601的穿戴状态的后视图。该实施方式与上述图61、图62及其它的各实施方式类似，但应关注的是，代替上臂70而使用施以斜线表示的面状框架602。面状框架602是形成为将躯干上部至少部分性地覆盖、例如将躯干上部的左右的腋窝(腋下)的下方的从侧部到背部覆盖的曲面状的部件。在面状框架602上设有第1被动旋转轴91，连结在躯干下部保持件230上的结构与图61、图62及其它实施方式是同样的。面状框架602如图70所示，被连结在肩带21、胸带22上，起到上述背带23、保护件36的作用，被连结在腰带33上、此外被连结在驱动源60上，与关联于上述上臂70的结构是同样的。面状框架602既可以是例如纤维强化塑料等的合成树脂制，也可以是刚性。

图71是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置631穿戴在穿戴者10上的状态的后视图。该实施方式与上述图68～图70的实施方式类似，但应关注的是，施以斜线表示的面状框架633将穿戴者的躯干11的与腹部对应的背部比图70的实施方式更大地覆盖。由此，能够将驱动源60的力矩在躯干11与大腿12之间可靠地传递，能够使支援的穿戴者10的动作更顺畅。

图72是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置651穿戴在穿戴者10上的状态的正视图，图73是表示穿戴型支援机器人装置651的穿戴状态的侧视图，图74是表示穿戴型支援机器人装置651的面状框架653的左侧部的正视图。图75是穿戴型支援机器人装置651的面状框架653的左侧视图，图76是穿戴型支援机器人装置651的面状框架653的平面图。图74、图76表示左右对称地构成的面状框架653的大致左半部。图72～76所示的穿戴型支援机器人装置651与上述的图30、图30D、图66、图67的实施方式类似，进而与上述图68～图71的实施方式同样地构成。面状框架653其上框架654和下框架655在背后被用例如可以称作背板的连结部件656连结。上框架654和下框架655也可以被用配置在穿戴者的侧部的上臂70b连结，但上臂70b也可以被省略。上框架654被连结到肩带21(图74)上，此外与上述上臂70同样，被第1被动旋转轴91连结到胸带22(图75)上。下框架655被连结到驱动源60的驱动轴或驱动源主体的某一方上，另一方被连结到下腹带234(图75)上。支承臂455也可以被固定到下框架655上，但也可以省略。连结部件656也可以与关联于上述图10而说明的调整机构58同样地构成。图72～图76的其它的结构类似于上述实施方式。

图77是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置701穿戴在穿戴者10上的状态的正视图，图78是表示穿戴型支援机器人装置701的穿戴状态的侧视图，图79是表示穿戴型支援机器人装置701的穿戴状态的后视图。该实施方式与上述图61、图62等的实施方式类似，但应关注的是，为了确保通气性，使得穿戴者10容易判断将手臂穿过的部位，此外为了容易拆装，将带网眼(网)的无袖的前开马甲703如施以斜线表示那样，安装到躯干上部保持件20的内表面或外表面上，与上框架70、面状框架633等一起并用使用网状马甲。即，在网状马甲703上，例如进行缝合等而安装肩带21、胸带22、背带23、以及将这些带21、22、23在背后连结的背连结带704。

马甲703为了前开，构成为，将关于前中心线在左右的前身(图71的703L、703R)用可拆装的连结件705、706(扣件、拉锁、机械扣件、面扣件(例如，マジックテープ(商标)、ベルクロ(商标))等)在穿戴者的前方连结。

在马甲703上，可以将内口袋安装到两肋及后背处，在其中放入保冷件、冷却件或用于空调的通气用风扇或暖炉。

图80是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置751穿戴在穿戴者10上的状态的正视图，图81是表示穿戴型支援机器人装置751的穿戴状态的侧视图。该实施方式与上述图1、图2等的实施方式类似。优选的是，保持片43a从带状带的部分如在图80、图81中施以斜线表示那样具有向上方延伸、在大腿12的外侧方竖起而扩大的大致筒状的形状，在大腿12的周围将遍及约1/4～3/4周的范围覆盖，例如是上下的幅度30～100mm、厚度5mm的合成树脂制。通过使保持片43a在大腿12上为1/4～3/4周，容易从下臂80向大腿12传递支援力矩。

图82是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置801穿戴在穿戴者10上的状态的正视图，图83是表示穿戴型支援机器人装置801的穿戴状态的侧视图。该实施方式与上述图1、图2的实施方式类似。应关注的是，作为图1、图2的连结件26、35、45，代替具有用于连接、脱离的操作较容易的结构的上述塑料带扣、单触连接器，用作为在图82、图82中用标号826、835、845施以斜线表示的扣件或面扣件(例如上述的マジックテープ(商标)或ベルクロ(商标))等)能够通过在商业上获得的结构来实现。

图84是表示将作为本发明的另一实施方式的穿戴型支援机器人装置851穿戴在穿戴者10上的状态的正视图，图85是表示穿戴型支援机器人装置851的穿戴状态的侧视图。该实施方式与上述图1、图2等的实施方式类似。应关注的是，加速度/角速度传感器103a也可以如上述图14那样设在穿戴者10的躯干11的腰部，在图84、图85的实施方式中，加速度/角速度传感器103a在穿戴者10的正面位置设在胸带22L或22R上。加速度/角速度传感器103a分别检测胸部的三维的加速度，即上下方向的加速度α1及前后方向的加速度α2、还有左右方向的加速度α3。在物体的抬起时，穿戴者10的设有加速度/角速度传感器103a的胸部的动作由于比图14的实施方式中的腰部的动作大，所以容易检测，能够以高精度检测加速度/角速度。来自加速度/角速度传感器103a的检测信号经由沿着胸带22、上臂70、腰带33设置的挠性线853向控制盒53内的处理电路113给出。

产业上的可利用性

穿戴型支援机器人装置被用于物、人体等的物体的移动、处置等。例如被用于农业的作业支援，在农业用以外，可以作为工厂用、物流用或建设用，作为护理用，为了恢复身体功能而作为步行机能训练支援用来使用。进而，如上述那样，在降雪地带可以用于除雪作业。还能够在灾害时的紧急救助作业、以及瓦砾等的灾害废物的运出作业等中使用。

标号说明

1、201、301、401，501、551、601、631、651、701、751、801、851 穿戴型支援机器人装置

2 保持装置

3 辅助驱动机构

10 穿戴者

11 躯干

12 大腿

17 股关节的中心

20 躯干上部保持件

21 肩带

22 胸带

23 背带

30 躯干下部保持件

31 后部

32 侧部

33 腰带

34 腹带

36a 保护件

37 垫材

40 大腿保持件

41 带主体

42 固定片

43 保持片

44 垫材

50 安装部件

53 控制盒

54 电池盒

60 驱动源

61 轴线

62 驱动轴

63 驱动源主体

64 电动马达

65 输出轴

66 减速机

67 角度传感器

68 马达主体

70 上臂

71 第1上臂片

72 第2上臂片

73 第3被动旋转轴

80 下臂

81 第1下臂片

82 第2下臂片

83 第4被动旋转轴

91 第1被动旋转轴

92 第2被动旋转轴

94 安装机构

95 带安装金属件

96 被动旋转轴

Claims (23)

1.一种穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

包括：

保持装置，被穿戴者穿戴保持；

辅助驱动机构，是设在保持装置上的辅助驱动机构，具有分别配置在穿戴者的躯干下部的左右两侧方、绕左右方向的轴线产生驱动转矩的一对驱动源，由各驱动源的驱动转矩对躯干和左右的各大腿之间分别赋予支援力矩；

一对角度传感器，分别检测穿戴者的绕上述左右方向的轴线的躯干与左右的各大腿的相对的角度；

加速度传感器，设置在保持装置上，检测躯干的加速度；

着地判断机构，响应来自加速度传感器的输出，判断脚的着地状态；和

驱动控制机构，响应来自各角度传感器和着地判断机构的输出，对处于着地状态的支撑腿，由该支撑腿侧的驱动源向进行支承的方向赋予支承力矩，对没有着地的非支撑腿，由该非支撑腿侧的驱动源向摆起的方向赋予摆起力矩，

上述着地判断机构通过上述加速度传感器检测出的躯干的上下方向的加速度的极大值判断脚着地，在上述加速度传感器检测到上述加速度的极大值的时刻，比较各上述加速度传感器检测出的躯干与左右的各大腿之间的相对的角度，并判断为得到了较大角度的脚为着地的支撑腿，得到了较小角度的脚为非支撑腿。

2.如权利要求1所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

驱动控制机构在左右的检测角度被检测到交替逆向的每一次，将支承力矩和摆起力矩依次增加。

3.如权利要求1所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

还包括被穿戴在穿戴者的躯干上、检测躯干的加速度、角速度或角度的检测机构；

驱动控制机构响应来自检测机构的输出，当检测出的加速度、角速度或角度是与物体的抬起支援或放下制动支援的开始对应的值时，由左右的驱动源向躯干与各大腿的相对角度增大而抬起的方向赋予抬起力矩，或以限制向放下的方向作用的力矩的方式赋予放下制动力矩。

4.如权利要求1所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

还包括被穿戴在穿戴者的手上、检测物体作用于手的物体传感器；

驱动控制机构响应来自左右的角度传感器和物体传感器的输出，当检测到物体时，由左右的驱动源向躯干与各大腿的相对的角度增大而抬起的方向赋予抬起力矩。

5.如权利要求1所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

还包括：

角速度运算机构，响应来自左右的各角度传感器的输出，分别运算角速度；和

物体传感器，被穿戴在穿戴者的手上，检测物体作用于手；

驱动控制机构响应来自左右的角度传感器、角速度运算机构和物体传感器的输出，当角速度处于放下的方向、并且检测到物体时，由左右的驱动源以限制向放下的方向作用的力矩的方式赋予放下制动力矩。

6.如权利要求1所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

驱动控制机构具备计时机构，响应左右的角度传感器的输出，当检测出的左右的角度处于半蹲的预先设定的范围内时，将该半蹲的持续时间计时，如果该计时时间经过了预先设定的时间以上，则由左右的驱动源赋予半蹲支援力矩，以保持检测出的左右的角度。

7.如权利要求1～6中任一项所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

(j)保持装置包括：

躯干上部保持件，被穿戴保持在穿戴者的躯干上部；

躯干下部保持件，被穿戴保持在穿戴者的躯干下部；

大腿保持件，被穿戴保持在穿戴者的大腿上；

(k)辅助驱动机构

(k1)其驱动源具有在股关节附近绕左右方向的轴线旋转的驱动轴、和在驱动轴上绕其轴线产生转矩的驱动源主体；

具有：

(k2)上臂，是在躯干上部的左右两侧方上下延伸而分别配置的一对上臂，各上臂的下端部和驱动轴或驱动源主体的某一方被阻止绕左右方向的轴线的相对的旋转而安装；

(k3)第1被动旋转轴，将上臂的上端部和躯干上部保持件绕左右方向的轴线角位移自如地分别连结；

(k4)下臂，是从躯干下部到大腿、在左右两侧方上下延伸而分别配置的一对下臂，各下臂的上端部和驱动轴或驱动源主体的某另一方被阻止绕左右方向的轴线的相对的旋转而安装；

(k5)第2被动旋转轴，将各下臂的下端部和大腿保持件绕左右方向的轴线角位移自如地分别连结；

(k6)安装机构，将上臂的长度方向中途位置、驱动轴、驱动源主体或下臂的长度方向中途位置的某1个安装到躯干下部保持件上。

8.如权利要求7所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

上臂由将躯干上部的至少左右两侧方在周向上覆盖的面状框架构成。

9.一种穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

包括：

保持装置，被穿戴者穿戴保持；

辅助驱动机构，是设在保持装置上的辅助驱动机构，具有分别配置在穿戴者的躯干下部的左右两侧方、绕左右方向的轴线产生驱动转矩的一对驱动源，由各驱动源的驱动转矩对躯干和左右的各大腿之间分别赋予支援力矩；

一对角度传感器，分别检测穿戴者的绕上述左右方向的轴线的躯干与左右的各大腿的相对的角度；

着地判断机构，响应来自角度传感器的输出，判断脚的着地状态；和

驱动控制机构，响应来自各角度传感器和着地判断机构的输出，由支撑腿侧的驱动源对处于着地状态的支撑腿向支承的方向赋予支承力矩，对没有着地的非支撑腿，由该非支撑腿侧的驱动源向摆起的方向赋予摆起力矩，

上述支承力矩维持预先设定的一定值预先设定的时间后，与上述角度传感器检测出的角度呈比例地减少，

上述摆起力矩维持预先设定的一定值预先设定的时间后，以预先设定的速度减少。

10.如权利要求9所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

驱动控制机构在左右的检测角度被检测到交替逆向的每一次，将支承力矩和摆起力矩依次增加。

11.如权利要求9所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

还包括被穿戴在穿戴者的躯干上、检测躯干的加速度、角速度或角度的检测机构；

驱动控制机构响应来自检测机构的输出，当检测出的加速度、角速度或角度是与物体的抬起支援或放下制动支援的开始对应的值时，由左右的驱动源向躯干与各大腿的相对角度增大而抬起的方向赋予抬起力矩，或以限制向放下的方向作用的力矩的方式赋予放下制动力矩。

12.如权利要求9所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

还包括被穿戴在穿戴者的手上、检测物体作用于手的物体传感器；

驱动控制机构响应来自左右的角度传感器和物体传感器的输出，当检测到物体时，由左右的驱动源向躯干与各大腿的相对的角度增大而抬起的方向赋予抬起力矩。

13.如权利要求9所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

还包括：

角速度运算机构，响应来自左右的各角度传感器的输出，分别运算角速度；和

物体传感器，被穿戴在穿戴者的手上，检测物体作用于手；

驱动控制机构响应来自左右的角度传感器、角速度运算机构和物体传感器的输出，当角速度处于放下的方向、并且检测到物体时，由左右的驱动源以限制向放下的方向作用的力矩的方式赋予放下制动力矩。

14.如权利要求9所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

驱动控制机构具备计时机构，响应左右的角度传感器的输出，当检测出的左右的角度处于半蹲的预先设定的范围内时，将该半蹲的持续时间计时，如果该计时时间经过了预先设定的时间以上，则由左右的驱动源赋予半蹲支援力矩，以保持检测出的左右的角度。

15.如权利要求9～14中任一项所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

(j)保持装置包括：

躯干上部保持件，被穿戴保持在穿戴者的躯干上部；

躯干下部保持件，被穿戴保持在穿戴者的躯干下部；

大腿保持件，被穿戴保持在穿戴者的大腿上；

(k)辅助驱动机构

(k1)其驱动源具有在股关节附近绕左右方向的轴线旋转的驱动轴、和在驱动轴上绕其轴线产生转矩的驱动源主体；

具有：

(k2)上臂，是在躯干上部的左右两侧方上下延伸而分别配置的一对上臂，各上臂的下端部和驱动轴或驱动源主体的某一方被阻止绕左右方向的轴线的相对的旋转而安装；

(k3)第1被动旋转轴，将上臂的上端部和躯干上部保持件绕左右方向的轴线角位移自如地分别连结；

(k4)下臂，是从躯干下部到大腿、在左右两侧方上下延伸而分别配置的一对下臂，各下臂的上端部和驱动轴或驱动源主体的某另一方被阻止绕左右方向的轴线的相对的旋转而安装；

(k5)第2被动旋转轴，将各下臂的下端部和大腿保持件绕左右方向的轴线角位移自如地分别连结；

(k6)安装机构，将上臂的长度方向中途位置、驱动轴、驱动源主体或下臂的长度方向中途位置的某1个安装到躯干下部保持件上。

16.如权利要求15所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

上臂由将躯干上部的至少左右两侧方在周向上覆盖的面状框架构成。

17.一种穿戴型支援机器人装置，其特征在于，包括：

(a)躯干上部保持件，被穿戴保持在穿戴者的躯干上部；

(b)躯干下部保持件，被穿戴保持在穿戴者的躯干下部；

(c)大腿保持件，被穿戴保持在穿戴者的大腿上；

(d)驱动源，是分别被配置在躯干下部的左右两侧方的驱动源，具有在股关节附近绕左右方向的轴线旋转的驱动轴、和在驱动轴上绕其轴线产生转矩的驱动源主体；

(e)上臂，是在躯干上部的左右两侧方上下延伸而分别配置的一对上臂，各上臂的下端部和驱动轴或驱动源主体的某一方被阻止绕左右方向的轴线的相对旋转而安装；

(f)第1被动旋转轴，将上臂的上端部和躯干上部保持件绕左右方向的轴线角位移自如地分别连结；

(g)下臂，是从躯干下部到大腿、在左右两侧方上下延伸而分别配置的一对下臂，各下臂的上端部和驱动轴或驱动源主体的某另一方被阻止绕左右方向的轴线的相对的旋转而安装；

(h)第2被动旋转轴，将各下臂的下端部和大腿保持件绕左右方向的轴线角位移自如地分别连结；和

(i)安装机构，将上臂的长度方向中途位置、驱动轴、驱动源主体或下臂的长度方向中途位置的某1个安装到躯干下部保持件上；

(j)辅助驱动机构，通过各驱动源的驱动转矩，分别对躯干和左右的各大腿之间施加支承力矩；

(k)一对角度传感器，分别检测穿戴者绕上述左右方向的轴线的躯干和左右各大腿的相对角度；

(l)加速度传感器，检测躯干的加速度；

(m)着地判断机构，响应来自加速度传感器以及角度传感器的输出，判断脚的着地状态；以及

(n)驱动控制机构，响应来自各角度传感器和着地判断机构的输出，对处于着地状态的支撑腿，由该支撑腿侧的驱动源向支承的方向赋予支承力矩，对没有着地的非支撑腿，由该非支撑腿侧的驱动源向摆起的方向赋予摆起力矩，

(o)上述着地判断机构通过上述加速度传感器检测出的躯干的上下方向的加速度的极大值判断脚着地，在上述加速度传感器检测到上述加速度的极大值的时刻，比较上述加速度传感器检测出的躯干与左右的各大腿之间的相对的角度，并判断为得到了较大角度的脚为着地的支撑腿，得到了较小角度的脚为非支撑腿。

18.如权利要求17所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

躯干下部保持件被配置在穿戴者的骨盆附近；

上臂的长度方向中途位置被用安装机构安装到躯干下部保持件上；

上述驱动轴的轴线处于穿过作为穿戴者的左右的股关节的臼状关节的中心的左右方向直线的附近。

19.如权利要求18所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

上臂在第1被动旋转轴与驱动轴的轴线之间绕前后方向的轴线角位移自如。

20.如权利要求17～19中任一项所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

下臂在驱动轴的轴线与第2被动旋转轴之间绕前后方向的轴线角位移自如。

21.如权利要求17～19中任一项所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

在上臂及下臂的长度方向中途位置，分别夹装着绕前后方向的轴线角位移自如的第3及第4被动旋转轴。

22.如权利要求20所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

在上臂及下臂的长度方向中途位置，分别夹装着绕前后方向的轴线角位移自如的第3及第4被动旋转轴。

23.如权利要求17所述的穿戴型支援机器人装置，其特征在于，

上臂由将躯干上部的至少左右两侧方在周向上覆盖的面状框架构成。

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