CN108430714A - 辅助器具 - Google Patents
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Abstract
辅助器具具备:旋转体,通过将从臂部(2)向下侧伸出的线缆(18、19)卷取而使机械手部(20)上升,并且通过将线缆(18、19)抽出而使机械手部(20)下降;电动马达,将旋转体向卷取侧及抽出侧旋转驱动;以及旋转速度传感器,检测旋转体的旋转速度。基于旋转速度传感器的检测值,使电动马达向卷取侧动作,使得旋转体以预先设定的设定旋转速度向卷取侧旋转。
Description
技术领域
本发明涉及作业者佩戴而使用的、辅助作业者的作业(动作)的辅助器具。
背景技术
[1]作为对作业者进行辅助的辅助器具,有在专利文献1中公开的结构,所述作业者将货物抬起搬运、或抱着需看护者。在专利文献1中,具备体外骨骼(exoskeleton torso160)、从体外骨骼向前方伸出的载荷提举机构(load lifting mechanism 221)、将载荷提举机构驱动的驱动装置。
在专利文献1中,在载荷提举机构中,具备从体外骨骼向前侧伸出的臂部、从臂部向下侧伸出的线缆(lifting cables 222)、和通过作业者用手抓持来保持货物的、被连结在线缆上的机械手部(end effectors 223)。
在专利文献1中,通过作业者安装体外骨骼来佩戴辅助器具,成为作业者用手抓持机械手部那样的状态。
由此,在佩戴着辅助器具的状态下、作业者用机械手部来保持货物,在此状态下,货物被机械手部支承。作业者通过用手抓持机械手部,使货物的位置稳定(使得货物不晃动)。
通过用主体部中具备的驱动装置将线缆卷取,能够使机械手部(货物)上升,通过由驱动装置将线缆抽出,能够使机械手部(货物)下降。
[2]作为对作业者进行辅助的辅助器具,有在专利文献2中公开的结构,所述作业者将货物抬起搬运、或抱着需看护者。
在专利文献2中,具备被安装到作业者上的主体部(waist belt 17)、被主体部支承而作用在作业者的右方及左方的大腿部上的右方及左方的腿作用部(arms 19)、将右方及左方的腿作用部驱动的右方及左方的驱动装置(electric motors 11)。
由此,在作业者佩戴着辅助器具的状态下,在作业者抓持着货物而步行移动的情况下,由右方及左方的驱动装置将右方及左方的腿作用部驱动,用辅助器具辅助作业者的步行。
[3]如在专利文献1中记载的那样,作为辅助器具的一例的辅助套装具备:主体部,能够佩戴到使用者上;提举臂,从主体部向佩戴状态下的使用者的前方上方侧伸出;提举用的索状体,被从提举臂的前端部导出;把持操作件,被装配在索状体的导出侧的端部上,能够相对于提举对象的货物卡合/脱离;以及绞车,在主体部侧将索状体卷取/卷回。此外,在这种辅助套装中,从主体部伸出的提举臂和相对于提举对象的货物能够卡合/脱离的把持操作件经由索状体被连结。
专利文献1:日本国特表2013-531593号公报(JP2013-531593A(WO2011/127471A1的日语的再公开公报))
专利文献2:日本国特开2013-052192号公报(JP2013-052192A(或参照与其对应的国际公报WO2013035814A1或US2014/0212243A1))
[1]与背景技术[1]对应的课题是以下这样的。
如前述那样,在驱动装置中具备在将线缆卷取及抽出的情况下、将线缆卷取及抽出的旋转体、和将旋转体向卷取侧及抽出侧旋转驱动的电动马达。
[1-1]在上述结构中,希望有以下这样的辅助器具:其具备在由机械手部保持着货物的状态及没有由机械手部保持货物的状态下、能够使机械手部适当地上升的结构。
[1-2]此外,在上述结构中,希望有以下这样的辅助器具:其具备在由机械手部保持着货物的状态及没有由机械手部保持货物的状态下、能够与(1)相反地使机械手部适当地下降的结构。
[2]与背景技术[2]对应的课题是以下这样的。
[2-1]在作业者佩戴着专利文献2那样的辅助器具的状态下,作为作业者抓持货物步行移动的状态以外的状态,可以想到例如对于载置在地面上的货物、作业者蹲下、将货物用手抓持而站起的状态。
所以,在前述的状态被反复那样的情况下,认为能够用辅助器具辅助作业者的站起的辅助器具是有用的。
[2-2]此外,在作业者佩戴着专利文献2那样的辅助器具的状态下,作为作业者抓持货物步行移动的状态以外的状态,可以想到例如对于被载置在卡车的货台等上的货物、作业者站起而将货物用手抓持、蹲下而将货物放置到地面上的状态。
所以,在前述的状态被反复那样的情况下,认为能够用辅助器具辅助作业者蹲下的状态的辅助器具是有用的。
[3]与背景技术[3]对应的课题是以下这样的。
在上述以往的辅助套装中,有可能在动作中途电池剩余量不足而不能进行规定的动作、或电动马达等过热而发生动作不良等,有作为辅助套装难以得到可靠性较高的套装的问题。
为了解决这样的问题,可以考虑使得能够用检测传感器检测电池剩余量的不足或电动马达等的过热,将其检测结果用某种声音警报或某种能够目视的显示装置来警告。但是,通常辅助套装在噪声较大的作业环境中使用的情况较多。因此,即使具备某种声音警报装置或显示装置,也注意不到声音警报、或在作业中难以经常目视显示装置,所以在难以迅速地掌握状况变化这一点上存在问题。
发明内容
所以,希望有以下这样的辅助器具:其基于在驱动输出系统中预先设定的检测对象项目的状态变化来控制绞车的动作状况,即使在噪声较大的作业环境中、在难以持续目视的状况下,也容易可靠地进行驱动输出系统的非恒常状态的掌握。
[1]
[1-1]作为与课题[1-1]对应的解决手段,提出了以下这样的辅助器具。
一种辅助器具,具备:主体部,被安装到作业者上;臂部,从前述主体部向前侧伸出;线缆,从前述臂部向下侧伸出;机械手部,构成为,被连结在前述线缆上,通过作业者用手抓持而将货物保持;旋转体,通过将前述线缆卷取而使前述机械手部上升,并且通过将前述线缆抽出而使前述机械手部下降;电动马达,将前述旋转体向卷取侧及抽出侧旋转驱动;旋转速度传感器,检测前述旋转体的旋转速度;手动操作部,被人为地操作;以及控制装置,基于前述手动操作部的操作信号,使前述电动马达向卷取侧及抽出侧动作;前述控制装置构成为,基于前述旋转速度传感器的检测值,使前述电动马达向卷取侧动作,以使前述旋转体以预先设定的设定旋转速度向卷取侧旋转。
根据该方案,如果是不将货物保持在机械手部上的状态、或将较轻的货物保持在机械手部上的状态,则作用在机械手部上的重量较小。相反,如果是在机械手部上保持着较重的货物的状态,则作用在机械手部上的重量较大。
因而,基于检测旋转体的旋转速度的旋转速度传感器的检测值,电动马达向卷取侧动作,以使旋转体以预先设定的设定旋转速度向卷取侧旋转,所以不论是如前述那样作用在机械手部上的重量较小的状态还是较大的状态,机械手部(货物)都以恒定的速度(设定值)上升,能够准确地进行使机械手部(货物)向目的位置(高度)上升的作业。
在一优选实施方式中,前述辅助器具具备设定值变更部,所述设定值变更部被人为地操作,将前述设定旋转速度向高速侧及低速侧变更。
根据该方案,通过在机械手部(货物)以恒定的速度(设定旋转速度)上升的状态下、作业者操作设定值变更部,能够将作为旋转体(电动马达)的旋转速度的设定旋转速度向高速侧及低速侧变更。
由此,能够根据作业者的技术或作业状况来设定机械手部的适当的上升速度,能够实现作业效率的提高。
在一优选实施方式中,从前述主体部向作业者的腰部的右侧或左侧伸出支承部件;在前述支承部件上具备前述设定值变更部。
根据该方案,从前述主体部向作业者的腰部的右侧或左侧伸出支承部件;在前述支承部件上具备前述设定值变更部。
因而,在佩戴着辅助器具的作业者操作设定值变更部的情况下,由于设定值变更部位于作业者的腰部的右侧(左侧),所以作业者能够用右手(左手)容易地操作设定值变更部。
在此情况下,由于设定值变更部不位于作业者的前侧,所以即使保持在机械手部上的货物位于作业者的前侧,货物也不会接触在设定值变更部上,也不会有因与货物的接触而设定值变更部损坏那样的情况。
在一优选实施方式中,前述辅助器具具备:右方的腿作用部,被前述主体部支承,作用于作业者的右方的大腿部;左方的腿作用部,被前述主体部支承,作用于作业者的左方的大腿部;前述控制装置构成为,使前述右方及左方的腿作用部向下侧动作,以将作业者的右方及左方的大腿部降低而辅助作业者的站起;前述右或左方的腿作用部是前述支承部件。
根据该方案,通过使右方及左方的腿作用部向下侧动作、将作业者的右方及左方的大腿部向下侧操作,能够辅助作业者的站起。由此,在作业者蹲下、将货物用手抓持、站起的状态下,使得作业者能够轻松地站起,能够实现作业的效率提高。
此外,右方及左方的腿作用部作用于作业者的右方及左方的大腿部,所以位于作业者的腰部的右侧及左侧(距作业者的腰部的右侧或左侧较近的位置)。由此,通过在右或左方的腿作用部上具备设定值变更部,能够将右或左方的腿作用部兼用作设定变更部的支承部件,在构造的简洁化的方面变得有利。
[1-2]作为与课题[1-2]对应的解决手段,提出了以下这样的辅助器具。
一种辅助器具,具备:主体部,被安装到作业者上;臂部,从前述主体部向前侧伸出;线缆,从前述臂部向下侧伸出;机械手部,构成为,被连结在前述线缆上,通过作业者用手抓持而将货物保持;旋转体,通过将前述线缆卷取而使前述机械手部上升,并且通过将前述线缆抽出而使前述机械手部下降;电动马达,将前述旋转体向卷取侧及抽出侧旋转驱动;旋转速度传感器,检测前述旋转体的旋转速度;手动操作部,被人为地操作;以及控制装置,基于前述手动操作部的操作信号,使前述电动马达向卷取侧及抽出侧动作;构成为,在前述电动马达向抽出侧动作的状态下,如果前述旋转速度传感器的检测值向比规定值更高的高速侧变动,则前述控制装置使前述电动马达产生卷取侧的驱动力,对前述旋转体向抽出侧的旋转施加阻力。
根据该方案,如果是没有将货物保持在机械手部上的状态、或将较轻的货物保持在机械手部上的状态,则作用在机械手部上的重量较小。
根据该方案,在作业者将手动操作部操作、由电动马达开始将旋转体向抽出侧旋转驱动的情况下,如果是没有将货物保持在机械手部上的状态、或将较轻的货物保持在机械手部上的状态,则由于作用在机械手部上的重量较小,机械手部的下降速度(旋转体的抽出侧的旋转速度)不成为高速,所以由电动马达进行的旋转体的抽出侧的旋转驱动被继续进行。
另一方面,如果是将较重的货物保持在机械手部上的状态,则作用在机械手部上的重量较大。由此,在作业者将手动操作部操作、由电动马达开始将旋转体向抽出侧旋转驱动的情况下,如果是将较重的货物保持在机械手部上的状态,则借助作用于机械手部的较大的重量,机械手部要以高速下降。
根据该方案,如果旋转体的旋转速度在高速侧超过规定值,则在电动马达中产生与抽出侧相反的卷取侧的较小的驱动力,从电动马达对于旋转体向抽出侧的旋转施加阻力。由此,即使是将较重的货物保持在机械手部上的状态,机械手部(货物)也以适当的速度下降,所以能够准确且轻松地进行使保持着货物的机械手部下降而将货物向目的位置放置那样的作业。
在一优选实施方式中,在前述电动马达向抽出侧动作的状态下,如果前述旋转速度传感器的检测值向比前述规定值更高的高速侧变动,则前述控制装置使前述电动马达产生卷取侧的驱动力而对前述旋转体向抽出侧的旋转施加阻力,以便使前述旋转体以预先设定的设定旋转速度向抽出侧旋转。
根据该方案,对电动马达的卷取侧的较小的驱动力进行控制,旋转体以预先设定的设定旋转速度向抽出侧旋转。由此,成为机械手部以恒定的速度下降的状态,所以能够准确且轻松地进行使保持着货物的机械手部下降而将货物向目的位置放置那样的作业。
在一优选实施方式中,前述辅助器具具备检测作用在前述电动马达上的负荷的负荷检测部;前述控制装置构成为,如果前述负荷检测部的检测值急剧减小,则使前述电动马达停止。
根据该方案,如果使保持着货物的机械手部下降而将货物放置到目的位置,则货物的重量不再作用在电动马达上,作用在电动马达上的负荷急剧减小,所以随之电动马达停止。由此,能够避免尽管将货物放置后(拿开后)的机械手部停止、但旋转体将线缆抽出而线缆松弛、缠绕那样的状态。
[2]
[2-1]作为与课题[2-1]对应的解决手段,提出了以下这样的辅助器具。
一种辅助器具,具备:主体部,被安装到作业者上;右方的腿作用部,被前述主体部支承,作用于作业者的右方的大腿部;右方的驱动装置,驱动前述右方的腿作用部;左方的腿作用部,被前述主体部支承,作用于作业者的左方的大腿部;左方的驱动装置,驱动前述左方的腿作用部;以及控制装置;前述控制装置构成为,使前述右方的驱动装置及前述左方的驱动装置相互独立地动作;构成为,如果借助前述控制装置而前述右方的驱动装置动作,则前述右方的驱动装置将前述右方的腿作用部向下侧驱动而将作业者的右方的大腿部降低;并且构成为,如果借助前述控制装置而前述左方的驱动装置动作,则前述左方的驱动装置将前述左方的腿作用部向下侧驱动而将作业者的左方的大腿部降低。
根据该方案,通过由右方的驱动装置将右方的腿作用部向下侧驱动、将作业者的右方的大腿部降低,并且通过由左方的驱动装置将左方的腿作用部向下侧驱动、将作业者的左方的大腿部向下侧操作,能够辅助作业者的站起。由此,在作业者蹲下、将货物用手抓持、站起的状态下,使得作业者能够轻松地站起,能够实现作业的效率提高。
此外,在作业者蹲下、将货物用手抓持、站起的状态下,例如如作业者使右腿及左腿位于相同的位置而站起的状态、使右腿位于前侧使左腿位于后侧而站起的状态、使左腿位于前侧使右腿位于后侧而站起的状态那样,可以想到各种状态。根据该方案,将右方及左方的驱动装置分别独立地控制而使其动作,将右方及左方的腿作用部分别独立地向下侧驱动。由此,不论在作业者站起时右腿及左腿为怎样的位置关系,都能够与其容易地对应而将右方及左方的大腿部适当地向下侧操作,能够适当地辅助作业者的站起。
在一优选实施方式中,前述辅助器具具备:右方的角度传感器,检测前述右方的腿作用部相对于前述主体部的角度;以及左方的角度传感器,检测前述左方的腿作用部相对于前述主体部的角度;前述控制装置构成为,基于前述右方的角度传感器的检测值,如果前述右方的腿作用部达到相当于作业者站起的状态的角度,则使前述右方的驱动装置停止;并且,前述控制装置构成为,基于前述左方的角度传感器的检测值,如果前述左方的腿作用部达到相当于作业者站起的状态的角度,则使前述左方的驱动装置停止。
根据该方案,当作业者站起时,右方及左方的腿作用部分别独立地被向下侧驱动,辅助作业者的站起。然后,例如如果右方的腿作用部(右腿)比左方的腿作用部(左腿)先达到相当于站起的状态的角度,则右方的驱动装置(右方的腿作用部)先停止,接着如果左方的腿作用部(左腿)达到相当于站起的状态的角度,则左方的驱动装置(左方的腿作用部)停止。由此,根据本发明的第2特征,通过构成为,在作业者站起时在右方及左方的腿作用部的停止中产生时间差,能够得到与作业者站起时的状态适应的自然的站起状态。
在一优选实施方式中,前述辅助器具具备:右方的角度传感器,检测前述右方的腿作用部相对于前述主体部的角度;以及左方的角度传感器,检测前述左方的腿作用部相对于前述主体部的角度;前述控制装置构成为,基于前述右方及左方的角度传感器的检测值,如果前述右方及左方的腿作用部的至少一方达到相当于作业者站起的状态的角度,则使前述右方及左方的驱动装置停止。
根据本发明的第3特征,当作业者站起时,右方及左方的腿作用部分别独立地被向下侧驱动,辅助作业者的站起。然后,例如如果右方的腿作用部(右腿)比左方的腿作用部(左腿)先达到相当于站起的状态的角度,则右方及左方的驱动装置(右方及左方的腿作用部)同时停止;例如如果左方的腿作用部(左腿)比右方的腿作用部(右腿)先达到相当于站起的状态的角度,则右方及左方的驱动装置(右方及左方的腿作用部)同时停止。
由此,通过构成为,当作业者站起时右方及左方的腿作用部同时停止,能够得到与作业者站起时的状态适应的自然的站起状态。
在一优选实施方式中,前述辅助器具具备:右方的角度传感器,检测前述右方的腿作用部相对于前述主体部的角度;左方的角度传感器,检测前述左方的腿作用部相对于前述主体部的角度;以及人为操作部,对前述控制装置赋予前述右方及左方的驱动装置的动作开始的起动信号;前述控制装置构成为,基于前述人为操作部被操作时的前述右方及左方的角度传感器的检测值,使前述右方及左方的驱动装置动作,使得前述右方及左方的腿作用部中的位于上侧的腿作用部的驱动装置的驱动力比前述右方及左方的腿作用部中的位于下侧的腿作用部的驱动装置的驱动力大。
在作业者蹲下、将货物用手抓持、站起这样的状态下,在使右腿位于前侧使左腿位于后侧而站起的情况下,可以想到作业者对右腿用较大的力而站起,在使左腿位于前侧使右腿位于后侧而站起的情况下,可以想到作业者对左腿用较大的力而站起。根据该方案,在使右腿位于前侧使左腿位于后侧而站起的情况下,右方的驱动装置(右方的腿作用部)的驱动力较大,适当地辅助作业者的站起。同样,在使左腿位于前侧使右腿位于后侧而站起的情况下,左方的驱动装置(左方的腿作用部)的驱动力较大,适当地辅助作业者的站起。
在一优选实施方式中,前述辅助器具具备:右方的角度传感器,检测前述右方的腿作用部相对于前述主体部的角度;左方的角度传感器,检测前述左方的腿作用部相对于前述主体部的角度;以及人为操作部,对前述控制装置赋予前述右方及左方的驱动装置的动作开始的起动信号;前述控制装置构成为,基于前述人为操作部被操作时的前述右方及左方的角度传感器的检测值,使前述右方及左方的驱动装置动作,使得前述右方及左方的腿作用部中的位于上侧的腿作用部的驱动装置的动作速度比前述右方及左方的腿作用部中的位于下侧的腿作用部的驱动装置的动作速度高速。
在作业者蹲下、将货物用手抓持、站起这样的状态下,在使右腿位于前侧使左腿位于后侧而站起的情况下,可以想到作业者将右腿更先向站起侧运动,在使左腿位于前侧使右腿位于后侧而站起的情况下,可以想到作业者将左腿更先向站起侧运动。根据该方案,在使右腿位于前侧使左腿位于后侧而站起的情况下,右方的腿作用部比左方的腿作用部更快地动作,由此适当地辅助作业者的站起。同样,在使左腿位于前侧使右腿位于后侧而站起的情况下,左方的腿作用部比右方的腿作用部更快地动作,由此适当地辅助作业者的站起。
[2-2]作为与课题[2-2]对应的解决手段,提出以下这样的辅助器具。
一种辅助器具,具备:主体部,被安装到作业者上;腿作用部,被前述主体部支承,作用于作业者的大腿部;以及阻力装置,对于前述腿作用部的向上侧的动作施加阻力。
在作业者站起、将货物用手抓持、蹲下的情况下,如果抓持着特别重的货物,则作业者对右及左腿用力而平缓地蹲下。根据该方案,具备对腿作用部向上侧的动作施加阻力的阻力装置,以在作业者蹲下时,抑制作业者的大腿部的急剧的上升,使得作业者的大腿部缓慢地上升。由此,即使作业者不对右腿及左腿用特别大的力,作业者的大腿部也平缓地上升,能够平缓地蹲下,即使抓持较重的货物也能够轻松地蹲下而将货物放置到地面上。
在一优选实施方式中,前述辅助器具具备:驱动装置,将前述腿作用部向下侧驱动,以便将作业者的大腿部降低;以及控制装置,控制前述驱动装置;前述阻力装置是前述驱动装置;构成为,如果由前述控制装置使前述驱动装置产生将前述腿作用部向下侧驱动的驱动力,则前述驱动装置对前述腿作用部向上侧的动作施加阻力。
例如,在设想对于放置在卡车的货台等上的货物,作业者站起、将货物用手抓持、蹲下而将货物向地面放置这样的状态的情况下,有该状态被反复进行的情况。根据该方案,通过由驱动装置将腿作用部向下侧驱动而将作业者的大腿部向下侧操作,能够辅助作业者的站起。由此,在作业者站起、将货物用手抓持、蹲下而将货物向地面放置这样的状态下,使得作业者能够轻松地站起,能够实现作业的效率提高。
此外,根据该方案,通过驱动装置产生将腿作用部向下侧驱动的较小的驱动力,对于腿作用部向上侧的动作施加阻力。由此,能够将驱动装置兼用于辅助作业者的站起的功能、以及作业者能够平缓地蹲下的功能这2个功能,在构造的简洁化及轻量化的方面变得有利。
在一优选实施方式中,前述辅助器具具备检测前述腿作用部的向上侧的动作速度的速度检测装置;前述控制装置构成为,控制前述驱动装置,使得前述速度检测装置的检测值成为预先设定的设定值。
根据该方案,通过将设定值设定为适当的值,作业者能够以不快也不慢的适当的速度(设定值)蹲下,所以即使抓持较重的货物,也能够轻松而稳定地蹲下、将货物放置到地面上。
在一优选实施方式中,构成为,如果由前述速度检测装置检测到前述腿作用部成为停止状态,则前述控制装置控制前述驱动装置,使得前述腿作用部维持停止状态。
在作业者蹲下时,有作业者在中途中止蹲下的情况(稍微弯腰的状态)。根据该方案,控制装置对驱动装置进行控制,使得腿作用部维持停止状态,所以成为作业者的大腿部被腿作用部支承(保持)的状态,作业者能够轻松地维持稍微弯腰的状态。
在一优选实施方式中,前述辅助器具具备检测前述腿作用部相对于前述主体部的角度的角度传感器;构成为,在前述角度传感器的检测值从相当于作业者站起的状态的角度向作业者蹲下的一侧变化的状态下,前述控制装置控制前述驱动装置,使得前述速度检测装置的检测值从比前述设定值低速的值逐渐增加而成为前述设定值。
根据该方案,在作业者蹲下时,作业者在从站起的状态平缓地开始蹲下的同时、接着成为以适当的速度(设定值)蹲下的状态,所以即使抓持着较重的货物,也能够轻松而稳定地蹲下,将货物放置到地面上。
在一优选实施方式中,前述辅助器具具备检测前述腿作用部相对于前述主体部的角度的角度传感器;构成为,在前述角度传感器的检测值从相当于作业者蹲下的状态的角度的跟前的角度向作业者蹲下的一侧变化的状态下,前述控制装置控制前述驱动装置,使得前述速度检测装置的检测值从前述设定值逐渐向低速的值下降。
根据该方案,当作业者蹲下时,在以适当的速度(设定值)蹲下的同时、接着作业者成为平稳地蹲下的状态,所以即使抓持着较重的货物,也能够轻松而稳定地蹲下,将货物放置到地面上。
[3]作为与课题[3]对应的解决手段,提出以下这样的辅助器具。
一种辅助器具,具备:主体部,能够佩戴到使用者上;提举臂,从前述主体部向佩戴状态下的使用者的前方上方侧伸出;提举用的索状体,被从前述提举臂的前端部导出;以及把持操作件,被装配在前述索状体的导出侧的端部上,能够相对于提举对象的货物卡合/脱离;前述主体部具备:绞车,将前述索状体卷取并卷绕;电池,向前述绞车的驱动用马达供给驱动用电力;控制装置,控制前述绞车的动作;以及检测传感器,在从前述电池到前述驱动用马达的驱动输出系统中,检测预先设定的检测对象项目的状态变化;前述控制装置具备择一地输出恒常动作模式和警告动作模式的动作控制机构,在所述恒常动作模式下,将前述绞车的动作以预先设定的恒常状态的动作方式控制,在所述警告动作模式下,以与前述恒常动作模式不同的动作方式使前述绞车动作;前述动作控制机构构成为,当由前述检测传感器得到的前述检测对象项目中的状态变化的检测值是规定范围内时,向前述绞车输出前述恒常动作模式下的控制指令,如果前述检测值从前述规定范围偏离,则将相对于前述绞车的输出切换为前述警告动作模式下的控制指令而输出。
根据该方案,能够基于在驱动输出系统中预先设定的检测对象项目的状态变化,切换为将绞车的动作状况以恒常状态的动作方式控制的恒常动作模式、和以与该恒常动作模式不同的动作方式使前述绞车动作的警告动作模式。这样,通过使绞车自身的动作状况变化,即使在噪声较多的作业环境中,也不需要频繁地进行借助目视的确认,容易迅速地掌握预先设定的检测对象项目的状态变化。
在一优选实施方式中,由前述检测传感器得到的前述检测对象项目是前述电池中的电池剩余量;前述动作控制机构构成为,如果由前述检测传感器得到的电池剩余量的检测值是规定值以上,则向前述绞车输出前述恒常动作模式下的控制指令,如果由前述检测传感器得到的电池剩余量的检测值低于规定值,则将相对于前述绞车的输出切换为前述警告动作模式下的控制指令。
根据该方案,在电池剩余量的检测值是规定值以上时、和电池剩余量的检测值低于规定值时,切换相对于绞车的控制指令。由此,根据与电池的电池剩余量的程度对应的绞车的动作方式,容易可靠地掌握电池剩余量变少的情况。
在一优选实施方式中,由前述检测传感器得到的前述检测对象项目,是从前述电池到前述驱动用马达的驱动输出系统中的发热温度;前述动作控制机构构成为,如果由前述检测传感器得到的发热温度的检测值是规定值以下,则向前述绞车输出前述恒常动作模式下的控制指令,如果由前述检测传感器得到的发热温度的检测值超过规定值,则将相对于前述绞车的输出切换为前述警告动作模式下的控制指令。
根据该方案,在驱动输出系统中的发热温度的检测值是规定值以下时、和驱动输出系统中的发热温度的检测值超过规定值时,切换相对于绞车的控制指令。由此,根据与驱动输出系统中的发热温度的检测值对应的绞车的动作方式,容易可靠地掌握驱动输出系统中的发热温度的状态变化。
在一优选实施方式中,构成为,在前述警告动作模式下,前述动作控制机构输出以下这样的低速动作指令:其使由前述绞车进行的前述索状体的卷起速度比前述恒常动作模式下的卷起速度减速。
根据该方案,通过在警告动作模式下使由绞车进行的索状体的卷起速度比恒常动作模式下的卷起速度减速,能够直观地掌握发生了检测对象项目的状态变化。
在一优选实施方式中,构成为,在前述警告动作模式下,前述动作控制机构输出以下这样的低速动作指令:其使由前述绞车进行的前述索状体的卷起速度比前述恒常动作模式下的卷起速度减速。
根据该方案,通过在警告动作模式下使由绞车进行的索状体的卷起速度进行间歇性地缓急变化的点动动作,容易明确地掌握发生了检测对象项目的状态变化。
在一优选实施方式中,构成为,在前述警告动作模式下,前述动作控制机构输出以下这样的升高限制动作指令:其将由前述绞车进行的前述索状体的卷起停止,仅容许由前述绞车进行的前述索状体的向降低侧的动作。
根据该方案,在警告动作模式下,将由绞车进行的索状体的卷起停止,仅容许由绞车进行的索状体的向降低侧的动作,所以容易避免发生绞车的动作在中途停止那样的状况。即,在电池剩余量变少的情况下,仅容许向驱动绞车时的耗电较少的降低侧的动作,在驱动输出系统中的发热温度变高的情况下,仅容许向驱动绞车时的驱动负荷较小的降低侧的动作,容易避免绞车动作的中途停止。
在一优选实施方式中,前述辅助器具具备用来对于使用者报告注意事项的注意唤起装置;构成为,在前述警告动作模式下,在将相对于前述绞车的控制指令输出之前或输出的同时,进行由前述注意唤起装置进行的报告动作。
根据该方案,通过与警告动作模式下的控制指令另外地进行由注意唤起装置进行的报告动作,所以容易更快或更可靠地掌握是警告动作模式下的绞车动作状态的情况。
关于其他的特征及然后起到的优点,通过在参照附图的同时阅读以下的说明会变得清楚。
附图说明
图1是表示第1实施方式的图(以下,到图8为止相同),是表示作业者佩戴着辅助器具的状态的侧视图。
图2是表示作业者佩戴着辅助器具的状态的后视图。
图3是表示作业者佩戴着辅助器具的状态的主视图。
图4是驱动装置的分解立体图。
图5是驱动装置的纵剖后视图。
图6是表示旋转体的卷取侧的旋转速度的状态的图。
图7是表示旋转体的抽出侧的旋转速度的状态的图。
图8是表示在第2其他方式中、作业者佩戴着辅助器具的状态的侧视图。
图9是表示第2实施方式的图(以下,到图17为止相同),是表示作业者佩戴着辅助器具的状态的侧视图。
图10是表示作业者佩戴着辅助器具的状态的后视图。
图11是表示作业者佩戴着辅助器具的状态的主视图。
图12是线缆驱动装置的分解立体图。
图13是右方及左方的腿作用部的横剖俯视图。
图14是表示货物移动的第1状态下的右方及左方的电动马达(右方及左方的腿作用部)的动作状态的图。
图15是表示货物移动的第2状态下的右方及左方的电动马达(右方及左方的腿作用部)的动作状态的图。
图16是表示在第1其他方式中、货物移动的第1状态下的右方及左方的电动马达(右方及左方的腿作用部)的动作状态的图。
图17是表示在第2其他方式中、货物移动的第1状态下的右方及左方的电动马达(右方及左方的腿作用部)的动作状态的图。
图18是表示第3实施方式的图(以下,到图25为止相同),是作为辅助器具的一例的辅助套装的侧视图。
图19是辅助套装的后视图。
图20是辅助套装的俯视图。
图21是表示把持操作件与线缆的连结部位的侧视图。
图22是表示控制系统的块图。
图23是表示绞车的动作方式的图表。
图24是表示第1其他方式的绞车的动作方式的图表。
图25是表示第2其他方式的绞车的动作方式的图表。
具体实施方式
[第1实施方式]
以下,说明第1实施方式。
只要没有特别的说明,关于前后方向及左右方向,在作业者佩戴着辅助器具的状态下,从作业者观察,前侧是“前”,后侧是“后”,右侧是“右”,左侧是“左”。
[1]
首先,对辅助器具的整体结构及主体部1进行说明。
如图1~图3所示,具备被安装在作业者的后背部上的主体部1、从主体部1的上部向上侧伸出的右方及左方的臂部2、装备在主体部1的下部的右方及左方的腿作用部3,具备向作业者的佩戴用的安装带4、右方及左方的肩带5,构成辅助器具。
如图1~图3所示,主体部1具备右方及左方的纵框架6、跨越右方及左方的纵框架6的上部及中间部被连结的支承板7、8、跨越右方及左方的纵框架6的下部被连结的横框架9等,被构成为框状。在右方及左方的腿作用部3上安装着安装带4,在右方及左方的纵框架6上安装着右方及左方的肩带5。在支承板8的后表面上连结着控制装置14,在以将控制装置14的后侧覆盖的方式被连结在支承板8上的支承板15上,安装着电池16。
由此,如图1~图3所示,通过将作业者的右方及左方的上臂部(右方及左方的肩部)放入到右方及左方的肩带5中、将安装带4卷绕固定在作业者的腰部上,将主体部1安装到作业者的后背部上。
如图1~图3所示,辅助器具及货物的重量经由安装带4主要作用在作业者的腰部,辅助器具及货物的重量被作业者的腰部稳定地支承。右方及左方的肩带5主要发挥防止主体部1要从作业者的后背部向后方离开的状态的功能。
[2]
接着,对右方及左方的腿作用部3进行说明。
如图1~图3所示,右方及左方的腿作用部3具备基部10、传动箱11、操作臂12及腿带13等。基部10沿左右方向滑动自如地被支承在横框架9上,传动箱11朝前被连结在基部10的外端部上。
如图1~图3所示,操作臂12绕传动箱11的前部的左右方向的横轴芯P1摆动自如地被支承,宽幅的带状的腿带13被连结在操作臂12的端部上。在传动箱11的内部具备由多个平齿轮构成的传动机构(未图示),在基部10中沿左右方向内置有电动马达(未图示),借助电动马达(未图示),经由传动机构(未图示)将操作臂12绕横轴芯P1摆动驱动。
如在前项[1]中记载的那样,在将主体部1安装在作业者的后背部上的情况下,当作业者将安装带4卷绕固定到腰部上时,右方及左方的腿作用部3(基部10)能够与安装带4一起沿着横框架9在左右方向上移动。
由此,根据安装带4向腰部的卷绕状况,决定右方及左方的腿作用部3的间隔,以与作业者的体格相匹配,成为由安装带4决定了右方及左方的腿作用部3的位置的状态。
然后,如图1~图3所示,作业者将腿带13卷绕到大腿部上,借助面扣件(未图示)(商品名:マジックテープ(Magic Tape)(注册商标)),将腿带13安装到右方及左方的大腿部上。
在作业者佩戴着辅助器具的状态下,右方的腿作用部3(传动箱11)位于作业者的腰部的右侧,左方的腿作用部3(传动箱11)位于作业者的腰部的左侧。
[3]
接着,对右方及左方的臂部2进行说明。
如图1~图3所示,右方及左方的纵框架6的上部越过作业者的右方及左方的肩部,向斜前侧的斜上侧伸出,构成右方及左方的臂部2,在右方及左方的臂部2的上端部,旋转自如地支承着导引滑轮33。
如图1~图3所示,在支承板7的后表面上连结着驱动装置17,从驱动装置17伸出右方的2条线缆(cables)18、19及左方的2条线缆18、19。
优选的是,左右的线缆18可以分别由具备内缆(inner cable)18a及外缆(outercable)18b的鲍登线缆(Bowden cable)构成。此外,左右的线缆19也可以分别由具备内缆19a及外缆19b的鲍登线缆构成。
在支承板7的上部连结着承接部件21,在右方及左方的臂部2的上部具备承接部件22,线缆18、19的外缆18b、19b被连结在承接部件21、22上,线缆18、19的内缆18a、19a被连接在驱动装置17上。
如图1~图3所示,右方的2条线缆18、19的内缆18a、19a被挂在导引滑轮33上而向下侧伸出,在右方的2条线缆18、19的内缆18a、19a上连结着右方的机械手部20。左方的2条线缆18、19的内缆18a、19a被挂在导引滑轮33上而向下侧伸出,在左方的2条线缆18、19的内缆18a、19a上连结着左方的机械手部20。
如图1~图3所示,右方及左方的机械手部20将金属制的板材弯折为截面コ字状(钩状)而构成,为左右对称的形状。在右方的机械手部20上,具备按钮型式的上升操作开关23(相当于手动操作部),在左方的机械手部20上,具备按钮型式的下降操作开关24(相当于手动操作部)。上升操作开关23及下降操作开关24经由电气配线(未图示)被连接在控制装置14上。
如在前项[1][2]中记载的那样,在作业者佩戴着辅助器具的状态下,作业者用右手将右方的机械手部20握住而抓持,用左手将左方的机械手部20握住而抓持。
在前述的状态下,作业者用右手及左手的拇指将上升操作开关23及下降操作开关24按压操作。在此情况下,上升操作开关23及下降操作开关24被构成为复归型,如果作业者将上升操作开关23及下降操作开关24按压操作,则从上升操作开关23及下降操作开关24输出操作信号,如果作业者将上升操作开关23及下降操作开关24的按压操作中止,则上升操作开关23及下降操作开关24的操作信号停止。
[4]
接着,对驱动装置17进行说明。
如图4及图5所示,驱动装置17具备绕左右方向的旋转轴芯P2旋转自如地在左右方向上配置的4个旋转体25、26、27、28、在4个旋转体25~28的下侧沿左右方向配置的电动马达29、和跨越电动马达29的输出轴29a侧的端部与旋转体25~28的左方的端部(电动马达29的输出轴29a侧的端部)沿上下方向配置的传动机构30。
如图4及图5所示,传动机构30具备传动箱31和盖部32而构成,装备在传动箱31上的腿部31a被螺栓连结在支承板7上。电动马达29的输出轴29a侧的端部被连结在传动箱31的下部,电动马达29的腿部29c被螺栓连结在支承板7上。
如图5所示,在传动箱31与盖部32的中间部,大径的第1齿轮41及小径的第2齿轮42以一体旋转的方式被支承,连结在电动马达29的输出轴29a上的输出齿轮29b与第1齿轮41咬合。
在传动箱31和盖部32的上部,旋转自如地支承着传动轴34,传动轴34从传动箱31和盖部32向右及左侧突出。在传动轴34上固定着第3齿轮43,第3齿轮43与第2齿轮42咬合。
如图4及图5所示,在盖部32上连结着托架50,在托架50上连结着角度传感器35(旋转编码器)(相当于旋转速度传感器),角度传感器35被连接在传动轴34的左方的端部上。
如图4及图5所示,具备半圆筒状的支承部件36。在支承部件36的左方的端部(电动马达29的输出轴29a侧的端部),具备半圆状的凸缘部36a,凸缘部36a被连结在传动箱31的上部。在支承部件36的右方的端部(电动马达29的输出轴29a侧的相反侧的端部),具备腿部36b,腿部36b被螺栓连结在支承板7上。
如图4及图5所示,在支承部件36的凸缘部36a上支承着轴承37,在支承部件36的腿部36b上支承着轴承38。截面四方形的驱动轴39被轴承37、38绕旋转轴芯P2旋转自如地支承,驱动轴39和传动轴34被圆筒状的连结部件40连结。旋转体25~28由合成树脂构成为圆柱状,在中央部开口有截面四方形的安装孔,通过将驱动轴39插入到安装孔中,将旋转体25~28安装在驱动轴39上。
如图4及图5所示,具备透明的合成树脂制的、半圆筒状的罩部件45,罩部件45被螺栓连结在支承部件36的凸缘部36a及腿部36b上。由罩部件45固定着轴承37、38,由支承部件36及罩部件45将旋转体25~28的外周面覆盖。
借助以上的构造,电动马达29的动力经由传动机构30(第1齿轮41、第2齿轮42、第3齿轮43)被传递给驱动轴39,旋转体25~28(驱动轴39)被向卷取侧及抽出侧旋转驱动。
在电动马达29中具备电磁制动器(未图示)。在电动马达29的动作时电磁制动器成为解除状态,在电动马达29的停止时及非通电时电磁制动器成为制动状态。
[5]
接着,对驱动装置17与线缆18、19的连接进行说明。
如图4及图5所示,旋转体25~28由合成树脂构成为圆柱状,在旋转体25~28的外周面上具备1条槽部,该1条槽部在旋转体25~28的外周面上跨越几圈以螺旋状(阳螺纹状)旋绕,同时遍及旋转体25~28的外周面的全宽连续。
如图4及图5所示,在旋转体25~28的右方的横侧面上,连结着线缆18、19的内缆18a、19a,线缆18、19的外缆18b、19b的端部被连结在承接部件21上。
借助以上的构造,如图4及图5所示,如果旋转体25~28被向卷取侧旋转驱动,则线缆18、19的内缆18a、19a依次进入到旋转体25~28的槽部中,成为线缆18、19的内缆18a、19a沿着旋转体25~28的槽部被以螺旋状卷绕在旋转体25~28的外周面上的状态,线缆18、19的内缆18a、19a被旋转体25~28卷取(右方及左方的机械手部20上升)。
如图4及图5所示,如果旋转体25~28被向卷取侧旋转驱动,直到成为线缆18、19的内缆18a、19a进入到旋转体25~28的槽部的全部的部分中的状态,则不能进一步将旋转体25~28向卷取侧旋转驱动。由此,如果被角度传感器35检测到旋转体25~28被向卷取侧旋转驱动、直到成为线缆18、19的内缆18a、19a进入到旋转体25~28的槽部的全部的部分中的状态,则电动马达29自动地停止。
如图4及图5所示,如果旋转体25~28被向抽出侧旋转驱动,则线缆18、19的内缆18a、19a从旋转体25~28的槽部依次出来,线缆18、19的内缆18a、19a被从旋转体25~28抽出(右方及左方的机械手部20下降)。
如图4及图5所示,如果旋转体25~28被向抽出侧旋转驱动,直到成为线缆18、19的内缆18a、19a从旋转体25~28的槽部的全部的部分出来的状态,则不能进一步将旋转体25~28向抽出侧旋转驱动。由此,如果被角度传感器35检测到旋转体25~28被向抽出侧旋转驱动、直到成为线缆18、19的内缆18a、19a从旋转体25~28的槽部的全部的部分出来的状态,则电动马达29自动地停止。
[6]
例如,在将载置在地面上的货物放置到较高的搁架或卡车的货台上那样的情况下,设想以下这样的状态:作业者蹲下而将地面的货物用手抓持,接着在将手向下伸展的状态下一边抓持货物一边站起,接着用手将货物抬起,将货物放置到较高的搁架或卡车的货台上。
对在前述的状态下,基于上升操作开关23及下降操作开关24的按压操作、借助控制装置14而右方及左方的腿作用部3、驱动装置17(电动马达29)动作的状态进行说明。
如图1~图3所示,在作业者佩戴着辅助器具的状态下,如果作业者不将上升操作开关23及下降操作开关24两者按压操作,则驱动装置17停止,右方及左方的腿作用部3的电动马达成为停止状态(自由旋转状态)。
由此,在作业者步行的情况、或作业者将膝部弯曲而将腰部降下的情况下(蹲下的情况下),操作臂12摆动以追随于作业者的大腿部,所以作业者的动作不会被妨碍。
接着,在作业者蹲下而将地面的货物用手抓持的情况下,如果作业者将下降操作开关24按压操作,则由电动马达29将旋转体25~28向抽出侧旋转驱动(将线缆18、19的内缆18a、19a抽出),右方及左方的机械手部20下降。如果将下降操作开关24的按压操作中止,则电动马达29停止,右方及左方的机械手部20停止。
在电动马达29中具备电磁制动器(未图示)。在电动马达29的动作时,电磁制动器成为解除状态,在电动马达29的停止时及非通电时,电磁制动器成为制动状态。
由此,在电动马达29停止的状态下,线缆18、19的内缆18a、19a不会被抽出,即使如后述那样货物的重量作用在右方及左方的机械手部20上,右方及左方的机械手部20也不会下降。
接着,作业者用右手(左手)抓持右(左)方的机械手部20,将右方及左方的机械手部20挂在货物上,通过作业者站起,将货物从地面抬起。在此状态下,如果作业者将上升操作开关23按压操作,则右方及左方的腿作用部3(操作臂12)被向下侧驱动,作业者的大腿部被向下侧操作,辅助作业者的站起。
在如前述那样作业者站起时,借助前述的电动马达29的制动功能,右方及左方的机械手部20(货物)不会下降。
如前述那样,在作业者在将上升操作开关23按压操作的状态下站起后,如果检测到右方及左方的腿作用部3(操作臂12)达到了朝向大致正下方的位置,则判断为作业者完全站起了,右方及左方的腿作用部3的电动马达成为停止状态(自由旋转状态)。
接着,由电动马达29将旋转体25~28向卷取侧旋转驱动(将线缆18、19的内缆18a、19a卷取),右方及左方的机械手部20(货物)上升。如果右方及左方的机械手部20(货物)上升到希望的位置,则将上升操作开关23的按压操作中止,由此电动马达29停止,右方及左方的机械手部20(货物)停止。
接着,作业者向应放置货物的较高的搁架或卡车的货台等步行而移动。如果作业者到达较高的搁架或卡车的货台等,作业者将下降操作开关24按压操作,则由电动马达29将旋转体25~28向抽出侧旋转驱动(将线缆18、19的内缆18a、19a抽出),右方及左方的机械手部20(货物)下降。由此,将货物放置到较高的搁架或卡车的货台等上,将右方及左方的机械手部20从货物拿开。
如以上这样,如果将货物放置到较高的搁架或卡车的货台等上,则回到最初的状态,对下个货物进行同样的操作。
[7]
对于在前项[6]所记载的状态下、作业者将上升操作开关23按压操作的状态(基于角度传感器35的检测、控制装置14对电动马达29进行控制的状态)进行说明(其1)。
在作业者将上升操作开关23按压操作、由电动马达29将旋转体25~28向卷取侧旋转驱动的情况下,基于角度传感器35的检测值,由控制装置14检测旋转体25~28的卷取侧的旋转速度。
如图6所示,基于旋转体25~28的卷取侧的旋转速度,电动马达29向卷取侧动作(控制电动马达29的驱动力(驱动转矩)),使得旋转体25~28的卷取侧的旋转速度从停止状态逐渐增加(参照时点T1)。
如图6所示,在旋转体25~28的卷取侧的旋转速度从停止状态逐渐增加后,如果旋转体25~28的卷取侧的旋转速度达到设定旋转速度VU1,则电动马达29动作(控制电动马达29的驱动力(驱动转矩)),以将旋转体25~28的卷取侧的旋转速度维持为设定旋转速度VU1(参照时点T2)。然后,如果作业者将上升操作开关23按压操作,则旋转体25~28的卷取侧的旋转速度被维持为设定旋转速度VU1。
如以上这样,与不将货物挂在右方及左方的机械手部20上的状态、或将较重的货物挂在右方及左方的机械手部20上的状态无关,旋转体25~28的卷取侧的旋转速度被维持为设定旋转速度VU1。
如图1~图3所示,在右方的腿作用部3(传动箱11)上具备突出部3a,在突出部3a的上表面上,朝上装备有设定值变更开关46(相当于设定值变更部)。设定值变更开关46被构成为旋转操作自如的拨盘操作式,设定值变更开关46的操作信号被输入到控制装置14中。
由此,通过作业者将设定值变更开关46操作,能够将图6所示的设定旋转速度VU1变更为稍稍低速侧的设定旋转速度VU2,或变更为稍稍高速侧的设定旋转速度VU3。
[8]
对在前项[6]所记载的状态下、作业者将上升操作开关23按压操作的状态(基于角度传感器35的检测、控制装置14对电动马达29进行控制的状态)进行说明(其2)。
相对于前项[7]所记载的状态,如将非常重的货物挂在右方及左方的机械手部20上的状态、或电池16的剩余量变少的状态等那样,有不能将旋转体25~28的卷取侧的旋转速度维持为设定旋转速度VU1的状态。
在控制装置14中,作为软件而具备负荷检测部44,当使电动马达29向卷取侧及抽出侧动作时,在负荷检测部44中,基于电动马达29的电流值及电压值等,检测作用在电动马达29上的负荷。
在由于如前述那样作用在电动马达29上的负荷较大、不能将旋转体25~28的卷取侧的旋转速度维持为设定旋转速度VU1(VU2、VU3)的情况下,由负荷检测部44判断是过载状态,电动马达29动作(控制电动马达29的驱动力(驱动转矩)),以使旋转体25~28的卷取侧的旋转速度维持为比设定旋转速度VU1(VU2、VU3)低速的值,警报或蜂鸣器(未图示)动作。
接着,如果作业者将上升操作开关23的按压操作中止(参照时点T3),则电动马达29停止。
在此情况下,不是在作业者中止了上升操作开关23的按压操作的瞬间电动马达29停止,而是在作业者将上升操作开关23的按压操作中止后(参照时点T3),旋转体25~28的卷取侧的旋转速度从设定旋转速度VU1(VU2、VU3)逐渐下降,电动马达29停止(参照时点T4)。
如图6所示,电动马达29停止时的旋转体25~28的卷取侧的旋转速度的减速(从时点T3到时点T4),被设定为比电动马达29动作时的旋转体25~28的卷取侧的旋转速度的增速(从时点T1到时点T2)更快速。
由此,当作业者将上升操作开关23的按压操作中止时,在抑制电动马达29的停止时的冲击的同时,电动马达29的停止不会变得很慢。
[9]
对在前项[6]所记载的状态下、作业者将下降操作开关24按压操作的状态(基于角度传感器35及负荷检测部44的检测、控制装置14对电动马达29进行控制的状态)进行说明。
在作业者将下降操作开关24按压操作、由电动马达29将旋转体25~28向抽出侧旋转驱动的情况下(将线缆18、19的内缆18a、19a抽出的情况下),由控制装置14基于角度传感器35的检测值,检测旋转体25~28的抽出侧的旋转速度。
在没有将货物挂在右方及左方的机械手部20上的状态或将较轻的货物挂在右方及左方的机械手部20上的状态下,作用在右方及左方的机械手部20上的重量较小。如图7所示,在作业者将下降操作开关24按压操作,旋转体25~28被向抽出侧旋转驱动的情况下(参照时点T1),如果是没有将货物挂在右方及左方的机械手部20上的状态或将较轻的货物挂在右方及左方的机械手部20上的状态,则旋转体25~28的抽出侧的旋转速度(右方及左方的机械手部20的下降速度)不成为高速。
由此,如图7所示,由电动马达29继续进行旋转体25~28的抽出侧的旋转驱动(以与电动马达29的抽出侧的旋转速度对应的低速的旋转速度V1,将旋转体25~28向抽出侧旋转驱动)。
接着,如果作业者将下降操作开关24的按压操作中止(参照时点T2),则电动马达29停止。
在将较重的货物挂在右方及左方的机械手部20上的状态下,作用在右方及左方的机械手部20上的重量较大。
如图7所示,在作业者将下降操作开关24按压操作,旋转体25~28被向抽出侧旋转驱动的情况下(参照时点T3),如果是将较重的货物挂在右方及左方的机械手部20上的状态,则旋转体25~28的抽出侧的旋转速度(右方及左方的机械手部20的下降速度)被向高速侧加速。
在此情况下,如果旋转体25~28的抽出侧的旋转速度(右方及左方的机械手部20的下降速度)在高速侧超过规定值V2(参照时点T4),则电动马达29被从向抽出侧动作的状态切换为向卷取侧动作的状态,成为在电动马达29上发生卷取侧的较小的驱动力的状态。
由此,对于旋转体25~28向抽出侧的旋转(右方及左方的机械手部20的下降),从电动马达29作用阻力(制动),旋转体25~28的抽出侧的旋转速度(右方及左方的机械手部20的下降速度)被减速。
接着,如图7所示,如果旋转体25~28的抽出侧的旋转速度(右方及左方的机械手部20的下降速度)达到预先设定的设定旋转速度V3(参照时点T5),则控制电动马达29的卷取侧的较小的驱动力,以将旋转体25~28的抽出侧的旋转速度(右方及左方的机械手部20的下降速度)维持为设定旋转速度V3。
在控制装置14中,作为软件而具备负荷检测部44。当使电动马达29向卷取侧及抽出侧动作时,由负荷检测部44基于电动马达29的电流值及电压值等检测作用在电动马达29上的负荷。
由此,在作业者将下降操作开关24按压操作、旋转体25~28被向抽出侧旋转驱动的状态(右方及左方的机械手部20下降的状态)下,如果将挂在右方及左方的机械手部20上的货物放置到搁架等上,则货物的重量不再作用于电动马达29上,作用在电动马达29上的负荷急剧减小。如果像这样作用在电动马达29上的负荷的急剧减小被负荷检测部44检测到,则由控制装置14将电动马达停止(参照时点T6)。
[第1实施方式的其他方式]
本发明的辅助器具的结构并不限定于上述结构。以下,列举能够单独或以组合采用的、代表性的其他方式。
[第1其他方式]
如在前项[6]中记载的那样,当通过作业者站起而将货物从地面抬起时,在右方及左方的腿作用部3(操作臂12)被向下侧驱动、作业者的大腿部被向下侧操作、辅助作业者的站起的情况下,也可以如以下说明那样构成为,与前项[7][8]所记载的电动马达29同样,控制右方及左方的腿作用部3的电动马达的驱动力(驱动转矩)。
具备检测右方及左方的腿作用部3的电动马达的旋转速度(右方及左方的腿作用部3(操作臂12)的摆动速度)的旋转速度传感器(未图示),旋转速度传感器的检测值被输入到控制装置14中。
由此,当作业者站起时,在右方及左方的腿作用部3(操作臂12)被从停止状态向下侧驱动的情况下,右方及左方的腿作用部3的电动马达的旋转速度(右方及左方的腿作用部3(操作臂12)的摆动速度)从停止状态起逐渐增加,然后被维持为设定旋转速度。
接着,如果右方及左方的腿作用部3(操作臂12)接近于相当于作业者站起的状态的角度A1,则右方及左方的腿作用部3的电动马达的旋转速度(右方及左方的腿作用部3(操作臂12)的摆动速度)逐渐下降,右方及左方的腿作用部3的电动马达(右方及左方的腿作用部3(操作臂12))停止。
构成为,能够将右方及左方的腿作用部3的电动马达(右方及左方的腿作用部3(操作臂12))的设定旋转速度借助手动操作型式的设定值变更部向高速侧及低速侧变更。
在此情况下,也可以构成为,能够将右方的腿作用部3的电动马达(右方的腿作用部3(操作臂12))的设定旋转速度、以及左方的腿作用部3的电动马达(左方的腿作用部3(操作臂12))的设定旋转速度分别独立地向高速侧及低速侧变更。
[第2其他方式]
如图8所示,也可以构成为,在右方的腿作用部3(传动箱11)的横侧面上朝向横侧装备有设定值变更开关46。
[第3其他方式]
也可以将设定值变更开关46装备在左方的腿作用部3(传动箱11)上。
[第4其他方式]
也可以构成为,不具备右方及左方的腿作用部3。
在如前述那样不具备右方及左方的腿作用部3的情况下,也可以将臂状的支承部件(未图示)从主体部1向作业者的腰部的右侧(左侧)的位置伸出,在该支承部件上装备设定值变更开关46。
[第5其他方式]
不是如图7所示那样控制电动马达29的卷取侧的较小的驱动力、以将旋转体25~28的抽出侧的旋转速度(右方及左方的机械手部20的下降速度)维持为设定旋转速度V3,而是也可以构成为,如果旋转体25~28的抽出侧的旋转速度(右方及左方的机械手部20的下降速度)在高速侧超过规定值V2(参照时点T4),则成为在电动马达29上发生卷取侧的恒定的较小的驱动力(恒定的阻力)(恒定的制动)的状态。
根据该结构,在电动马达29中发生卷取侧的恒定的较小的驱动力(恒定的阻力)(恒定的制动)的状态下,根据被挂在右方及左方的机械手部20上的货物的重量,旋转体25~28的抽出侧的旋转速度(右方及左方的机械手部20的下降速度)稍稍变化。
[第6其他方式]
也可以将图7所示的规定值V2和设定旋转速度V3设定为相同的值。
根据该结构,作业者将下降操作开关24按压操作,旋转体25~28被向抽出侧旋转驱动,在旋转体25~28的抽出侧的旋转速度(右方及左方的机械手部20的下降速度)被向高速侧加速的状态下,如果旋转体25~28的抽出侧的旋转速度(右方及左方的机械手部20的下降速度)达到设定旋转速度V3(规定值),则控制电动马达29的卷取侧的较小的驱动力,以将旋转体25~28的抽出侧的旋转速度(右方及左方的机械手部20的下降速度)直接维持为设定旋转速度V3。
[第7其他方式]
也可以构成为,借助能够人为操作的操作开关等,能够人为地将规定值V2及设定旋转速度V3向高速侧及低速侧调节。
例如也可以构成为,在前述的[第5其他方式]中,借助能够人为操作的操作开关等,能够人为地将规定值V2向高速侧及低速侧调节。
或者也可以构成为,在前述的[第6其他方式]中,借助能够人为操作的操作开关等,能够人为地将设定旋转速度V3(规定值)向高速侧及低速侧调节。
[第8其他方式]
也可以构成为,在图1~图3所示的右方及左方的机械手部20上装备检测在右方及左方的机械手部20上是否挂着货物的存否传感器(未图示),如果在右方及左方的机械手部20上没有挂着货物,则将电动马达29的电磁制动器操作为解除状态(或较轻的制动状态)。
由此,例如在右方及左方的机械手部20上没有挂着货物的状态下,在右方及左方的机械手部20位于右方及左方的臂部2的导引滑轮33的附近的情况下,作业者能够在不将下降操作开关24按压操作的情况下,一边将右(左)方的机械手部20用右手(左手)抓持一边使其向下侧移动(能够将线缆18、19的内缆18a、19a从驱动装置17拉出)。
[第9其他方式]
也可以构成为,对于图1~图3所示的右方的机械手部20装备1条线缆18及1个旋转体25,对于左方的机械手部20装备1条线缆18及1个旋转体28。
[第10其他方式]
也可以将右方及左方的臂部2弃置,而具备1条臂部2。
在如前述那样构成的情况下,从1条臂部2伸出2条线缆18,在2条线缆18的一方上装备右方的机械手部20,在2条线缆18的另一方上装备左方的机械手部20。
或者,从1条臂部2伸出1条线缆18,使1条线缆18的端部分支为两股状,在分支部分的一方上装备右方的机械手部20,在分支部分的另一方上装备左方的机械手部20。
[第11其他方式]
也可以构成为,不具备右方及左方的腿作用部3。也可以构成为,将电池16不是安装到支承板15上、而是安装到横框架9的后表面上。
[第2实施方式]
以下,说明第2实施方式。
只要没有特别的说明,关于前后方向及左右方向,在作业者佩戴着辅助器具的状态下,从作业者观察,前侧是“前”,后侧是“后”,右侧是“右”,左侧是“左”。
[1]
对辅助器具的整体结构及主体部1进行说明。
如图9~图11所示,具备被安装到作业者的后背部上的主体部101、从主体部101的上部向上侧伸出的右方及左方的臂部2、装备在主体部101的下部的右方及左方的腿作用部3,具备向作业者的佩戴用的安装带4、右方及左方的肩带5,构成辅助器具。
如图9~图11所示,主体部101具备右方及左方的纵框架6、跨越右方及左方的纵框架6的上部及中间部被连结的支承板7、8、跨越右方及左方的纵框架6的下部被连结的横框架9等,被构成为框状。在右方及左方的腿作用部3上安装着安装带4,在右方及左方的纵框架6上安装着右方及左方的肩带5。在支承板8的后表面上连结着控制装置14,在以将控制装置14的后侧覆盖的方式连结在支承板8上的支承板15上,安装着电池16。
由此,如图9~图11所示,通过将作业者的右方及左方的上臂部(右方及左方的肩部)放入到右方及左方的肩带5中、将安装带4卷绕固定在作业者的腰部上,将主体部101安装到作业者的后背部上。
如图9~图11所示,辅助器具及货物的重量经由安装带4主要作用在作业者的腰部上,辅助器具及货物的重量被作业者的腰部稳定地支承。右方及左方的肩带5主要发挥阻止主体部101要从作业者的后背部向后侧离开的状态的功能。
[2]
接着,对右方及左方的腿作用部3进行说明。
如图9~图11所示,右方及左方的腿作用部3具备基部10、传动箱11、操作臂12及腿带13等。在横框架9上沿左右方向滑动自如地支承着基部10,传动箱11朝前被连结在基部10的外端部上。操作臂12绕传动箱11的前部的左右方向的横轴芯P1摆动自如地被支承,宽幅的带状的腿带13被连结在操作臂12上。
如图13所示,在右方及左方的基部10上,朝向横侧支承着右方及左方的电动马达139(相当于右方及左方的驱动装置)。在传动箱11中具备被相互连结的传动齿轮144、145、以及被相互连结的传动齿轮146、147,传动齿轮145、146咬合,电动马达139的输出齿轮140与传动齿轮144咬合。在支承操作臂12的支承轴148上连结着扇形的半圆齿轮150,半圆齿轮150与传动齿轮147咬合。
借助以上的构造,由电动马达139将操作臂12绕横轴芯P1摆动驱动。
如图13所示,在横框架9上开口有左右方向的长孔141,安装于基部10上的螺栓142被插入到横框架9的长孔141中,在螺栓142上安装着承接部件143。由此,基部10沿左右方向滑动自如地被支承在横框架9上。
如在前项[1]中记载的那样,在将主体部101向作业者的后背部安装的情况下,当作业者将安装带4卷绕固定到腰部上时,右方及左方的腿作用部3(基部10)能够与安装带4一起沿着横框架9在左右方向上移动。
由此,根据安装带4向腰部的卷绕状况,决定右方及左方的腿作用部3的间隔,以与作业者的体格相匹配,成为由安装带4决定了右方及左方的腿作用部3的位置的状态。
然后,如图9~图11所示,作业者将腿带13卷绕到右方及左方的大腿部上,借助面扣件(未图示)(商品名:マジックテープ(Magic Tape)(注册商标)),将腿带13安装到右方及左方的大腿部上。
[3]
接着,对右方及左方的臂部2进行说明。
如图9~图11所示,右方及左方的纵框架6的上部越过作业者的右方及左方的肩部,向斜前侧的斜上侧伸出,构成右方及左方的臂部2,在右方及左方的臂部2的上端部上,旋转自如地支承着导引滑轮33。
如图9~图11所示,在支承板7的后表面上连结着线缆驱动装置(以下称作驱动装置17),从驱动装置17伸出右方的2条线缆(cables)18、19及左方的2条线缆18、19。
优选的是,左右的线缆18可以分别由具备内缆(inner cable)18a及外缆(outercable)18b的鲍登线缆(Bowden cable)构成。此外,左右的线缆19也可以分别由具备内缆19a及外缆19b的鲍登线缆构成。
在支承板7的上部连结着承接部件21,在右方及左方的臂部2的上部具备承接部件22,线缆18、19的外缆18b、19b被连结在承接部件21、22上,线缆18、19的内缆18a、19a被连接在驱动装置17上。
如图9~图11所示,右方的2条线缆18、19的内缆18a、19a被挂在导引滑轮33上而向下侧伸出,在右方的2条线缆18、19的内缆18a、19a上连结着右方的机械手部20。左方的2条线缆18、19的内缆18a、19a被挂在导引滑轮33上而向下侧伸出,在左方的2条线缆18、19的内缆18a、19a上连结着左方的机械手部20。
如图9~图11所示,右方及左方的机械手部20将金属制的板材弯折为截面コ字状(钩状)而构成,为左右对称的形状。在右方的机械手部20上,具备按钮型式的上升操作开关23(相当于人为操作部),在左方的机械手部20上,具备按钮型式的下降操作开关24。上升操作开关23及下降操作开关24经由电气配线(未图示)被连接在控制装置14上。
如在前项[1][2]中记载的那样,在作业者佩戴着辅助器具的状态下,作业者用右手将右方的机械手部20握住而抓持,用左手将左方的机械手部20握住而抓持。
在前述的状态下,作业者用右手及左手的拇指将上升操作开关23及下降操作开关24按压操作。在此情况下,上升操作开关23及下降操作开关24被构成为复归型,如果作业者将上升操作开关23及下降操作开关24按压操作,则从上升操作开关23及下降操作开关24输出操作信号,如果作业者将上升操作开关23及下降操作开关24的按压操作中止,则上升操作开关23及下降操作开关24的操作信号停止。
[4]
接着,对驱动装置17进行说明。
如图12所示,驱动装置17具备绕左右方向的旋转轴芯旋转自如地在左右方向上配置的4个旋转体25、26、27、28、在4个旋转体25~28的下侧沿左右方向配置的电动马达29、和跨越电动马达29的输出轴侧的端部与旋转体25~28的左方的端部(电动马达29的输出轴侧的端部)沿上下方向配置的传动机构30。
如图12所示,传动机构30具备传动箱31和盖部32而构成,装备在传动箱31上的腿部31a被螺栓连结在支承板7上。电动马达29的输出轴侧的端部被连结在传动箱31的下部,电动马达29的腿部被螺栓连结在支承板7上。这样,通过将电动马达29连结在传动机构30上,成为电动马达29经由传动机构30被连结在主体部101上的状态。
如图12所示,在传动箱31和盖部32的上部,旋转自如地支承着传动轴34,传动轴34从传动箱31和盖部32向右及左侧突出。在传动箱31的内部,跨越电动马达29的输出轴和传动轴34,具备由多个平齿轮(未图示)形成的齿轮机构(未图示),由电动马达29将传动轴34旋转驱动。在盖部32上连结着托架137,在托架137上连结着角度传感器35(旋转编码器),角度传感器35被连接在传动轴34的左方的端部上。
如图12所示,具备半圆筒状的支承部件136,支承部件136的左方的端部被连结在传动箱31的上部上,支承部件136的右方的腿部136a被螺栓连结在支承板7上。在支承部件136上,绕左右方向的旋转轴芯旋转自如地支承着驱动轴(未图示),驱动轴与传动轴34被连结,旋转体25~28被安装在驱动轴上。具备透明的合成树脂制的、半圆筒状的罩部件138,罩部件138被螺栓连结在支承部件136上。
如图12所示,左方的线缆18的内缆18a被连接在旋转体25上,左方的线缆19的内缆19a被连接在旋转体26上。右方的线缆19的内缆19a被连接在旋转体27上,右方的线缆18的内缆18a被连接在旋转体28上。
如图9及图12所示,如果由电动马达29将旋转体25~28向卷取侧旋转驱动,则右方及左方的线缆18、19的内缆18a、19a被旋转体25~28卷取,右方及左方的机械手部20上升。
如果由电动马达29将旋转体25~28向抽出侧旋转驱动,则右方及左方的线缆18、19的内缆18a、19a被从旋转体25~28抽出,右方及左方的机械手部20下降。
在电动马达29中具备电磁制动器(未图示)。在电动马达29的动作时,电磁制动器成为解除状态,在电动马达29的停止时及非通电时,电磁制动器成为制动状态。
[5]
例如,在将放置在地面上的货物向较高的搁架或卡车的货台放置那样的情况下,可以设想以下这样的状态:作业者蹲下,接着将地面的货物用手抓持,接着在将手向下伸展的状态下一边抓持货物一边站起,接着用手将货物抬起,将货物向较高的搁架或卡车的货台放置(货物移动的第1状态)。
例如,在将放置在较高的搁架或卡车的货台上的货物向地面放置那样的情况下,可以设想以下这样的状态:作业者站起,接着将较高的搁架或卡车的货台的货物用手抓持,接着一边抓持货物一边蹲下,接着将手向下伸展而将货物降低,将货物向地面放置(货物移动的第2状态)。
如图13所示,在右方及左方的传动箱11中,具备右方及左方的角度传感器149(相当于速度检测装置),角度传感器149被连接在支承轴148上。由此,能够检测右方及左方的腿作用部3(操作臂12)相对于主体部101(传动箱11)的角度,能够检测右方及左方的腿作用部3(操作臂12)的动作速度。
如图13所示,在传动箱11的内部具备止挡151,通过半圆齿轮150的一方的端部及另一方的端部碰抵在止挡151上,决定了半圆齿轮150的旋转范围。
在此情况下,如图9所示,在操作臂12相对于传动箱11朝向斜上侧的上限角度U及操作臂12相对于传动箱11朝向下侧的斜后侧的下限角度D的范围中,半圆齿轮150旋转(操作臂12摆动)。
关于在前述的货物移动的第1状态及货物移动的第2状态下,基于上升操作开关23及下降操作开关24的按压操作、右方及左方的角度传感器149的检测值,控制装置14将右方及左方的腿作用部3分别独立地控制,来控制驱动装置17的状态,在以下的[6]~[9]中进行说明。
[6]
对前项[5]中记载的货物移动的第1状态进行说明。
如图9~图11所示,在作业者佩戴着辅助器具的状态下,如果作业者没有将上升操作开关23及下降操作开关24两者按压操作,则驱动装置17为停止状态,电动马达139为停止状态(自由旋转状态)。由此,在作业者步行的情况下,右方及左方的操作臂12摆动以追随于作业者的右方及左方的大腿部,作业者的动作不会被妨碍。
接着,在作业者蹲下而将地面的货物用手抓持的情况下,如果作业者将下降操作开关24按压操作,则线缆18、19的内缆18a、19a被从驱动装置17抽出,右方及左方的机械手部20下降。如果将下降操作开关24的按压操作中止,则驱动装置17停止,右方及左方的机械手部20停止。
如在前项[4]中记载的那样,在驱动装置17中具备制动功能(电动马达29的电磁制动器)。由此,在驱动装置17停止的状态下,线缆18、19的内缆18a、19a不会被从驱动装置17抽出,即使如后述那样货物的重量作用在右方及左方的机械手部20上,右方及左方的机械手部20也不会下降。
接着,作业者用右手(左手)将右(左)方的机械手部20抓持,将货物挂在右方及左方的机械手部20上,通过作业者站立,将货物从地面抬起。如果在该状态下作业者将上升操作开关23按压操作,则右方及左方的腿作用部3(操作臂12)被向下侧驱动,作业者的右方及左方的大腿部被向下侧操作,辅助作业者的站起。
在如前述那样作业者站起时,借助驱动装置17的制动功能(电动马达29的电磁制动器),右方及左方的机械手部20(货物)不会下降。
如前述那样,在作业者在将上升操作开关23按压操作的状态下站起后,如果右方及左方的角度传感器149的检测值达到相当于作业者站起来的状态的角度A1(传动箱11与操作臂12大致正交的状态),则电动马达139成为停止状态(自由旋转状态)。
接着,驱动装置17动作,线缆18、19的内缆18a、19a被驱动装置17卷取,右方及左方的机械手部20(货物)上升。如果右方及左方的机械手部20(货物)上升到希望的位置,则通过将上升操作开关23的按压操作中止,驱动装置17停止,右方及左方的机械手部20(货物)停止。
接着,作业者向应放置货物的较高的搁架或卡车的货台等步行而移动。如果作业者到达了较高的搁架或卡车的货台等,则作业者将下降操作开关24按压操作,使右方及左方的机械手部20(货物)下降,将货物放置到较高的搁架或卡车的货台等上,将右方及左方的机械手部20从货物脱离。
如以上这样,如果将货物放置到较高的搁架或卡车的货台等上,则回到最初的状态,对下个货物进行同样的操作。
[7]
对在前项[6]所记载的货物移动的第1状态下、当作业者站起时右方及左方的腿作用部3(操作臂12)被向下侧驱动的状态进行说明。
在作业者用右手(左手)抓持右(左)方的机械手部20、将右方及左方的机械手部20挂在货物上的状态下,在作业者将上升操作开关23按压操作的情况下,借助右方及左方的角度传感器149,在右方及左方的腿作用部3上,检测操作臂12的角度。
当作业者将上升操作开关23按压操作时,例如是使右腿位于前侧、使左腿位于后侧的状态(右方的角度传感器149的检测值比左方的角度传感器149的检测值更接近于上限角度U的状态)。
在前述的状态下,如果作业者将上升操作开关23按压操作,则如图14所示,右方及左方的电动马达139的驱动力(转矩)从停止状态(自由旋转状态)起逐渐变大。
如图14所示,在右方及左方的电动马达139的驱动力(转矩)从停止状态(自由旋转状态)逐渐变大的同时,设定右设定值R1及左设定值L1。
在此情况下,当作业者将上升操作开关23按压操作时,如果是右方的角度传感器149的检测值比左方的角度传感器149的检测值更接近于上限角度U的状态,则右设定值R1被设定为比左设定值L1大的值。相反,当作业者将上升操作开关23按压操作时,如果是左方的角度传感器149的检测值比右方的角度传感器149的检测值更接近于上限角度U的状态,则左设定值L1被设定为比右设定值R1大的值。
如图14所示,右方及左方的电动马达139的驱动力(转矩)逐渐变大,如果右方的电动马达139的驱动力(转矩)达到右设定值R1,则右方的电动马达139的驱动力(转矩)被维持为右设定值R1。如果左方的电动马达139的驱动力(转矩)达到左设定值L1,则左方的电动马达139的驱动力(转矩)被维持为左设定值L1。
如图14所示,如果右(左)方的角度传感器149的检测值接近于相当于作业者站起的状态的角度A1,则右(左)方的电动马达139的驱动力(转矩)从右设定值R1(左设定值L1)逐渐变小。接着,如果右(左)方的角度传感器149的检测值达到相当于作业者站起的状态的角度A1,则右(左)方的电动马达139成为停止状态(自由旋转状态)。
在此情况下,如图14所示,如果例如左方的角度传感器149的检测值达到相当于作业者站起的状态的角度A1,则左方的电动马达139先成为停止状态(自由旋转状态),如果接着右方的角度传感器149的检测值达到相当于作业者站起的状态的角度A1,则右方的电动马达139成为停止状态(自由旋转状态)。在前述的状态下,也有右方的电动马达139先成为停止状态(自由旋转状态)、接着左方的电动马达139成为停止状态(自由旋转状态)的情况。
[8]
对前项[5]中记载的货物移动的第2状态进行说明。
如图9~图11所示,如果在作业者佩戴着辅助器具的状态下,作业者没有将上升操作开关23及下降操作开关24两者按压操作,则驱动装置17停止,右方及左方的腿作用部3的电动马达139为停止状态(自由旋转状态)。由此,在作业者步行的情况下,操作臂12摆动以追随于作业者的大腿,作业者的动作不会被妨碍。
接着,在作业者将放置在较高的搁架或卡车的货台上的货物用手抓持的情况下,如果作业者将上升操作开关23按压操作,则线缆18、19的内缆18a、19a被驱动装置17卷取,右方及左方的机械手部20上升。如果中止上升操作开关23的按压操作,则驱动装置17停止,右方及左方的机械手部20停止。
如在前项[4]中记载的那样,在驱动装置17中具备制动功能(电动马达29的电磁制动器)。由此,在驱动装置17停止的状态下,线缆18、19的内缆18a、19a不会被从驱动装置17抽出,即使如后述那样货物的重量作用在右方及左方的机械手部20上,右方及左方的机械手部20也不会下降。
接着,作业者用右手(左手)抓持右(左)方的机械手部20,将右方及左方的机械手部20挂在货物上。如果在该状态下作业者将上升操作开关23按压操作,中止上升操作开关23的按压操作,则线缆18、19的内缆18a、19a被驱动装置17稍稍卷取,右方及左方的机械手部20稍稍上升,所以能够从较高的搁架或卡车的货台将货物稍稍抬起。
接着,作业者向应放置货物的地方步行移动。如果作业者到达应放置货物到的地方,则作业者在将下降操作开关24按压操作的同时蹲下。
在此情况下,当作业者蹲下时,右方及左方的腿作用部3(操作臂12)对作业者的右方及左方的大腿部施加阻力(对右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作产生阻力),以使得通过抑制作业者的右方及左方的大腿部的急剧的上升,作业者的右方及左方的大腿部平缓地上升,作业者能够平缓地蹲下。
接着,驱动装置17动作,线缆18、19的内缆18a、19a被从驱动装置17抽出,右方及左方的机械手部20(货物)下降。如果右方及左方的机械手部20(货物)下降到希望的位置,则通过将下降操作开关24的按压操作中止,驱动装置17停止而右方及左方的机械手部20(货物)停止,作业者将货物放置到地面上,将右方及左方的机械手部20从货物脱离。
如以上这样,如果将货物放置到地面上,则回到最初的状态,对下个货物进行同样的操作。
[9]
对于在前项[8]所记载的货物移动的第2状态下、当作业者蹲下时抑制作业者的右方及左方的大腿部的急剧的上升的状态进行说明。
在作业者用右手(左手)抓持右(左)方的机械手部20、将右方及左方的机械手部20挂在货物上的状态下,在作业者将下降操作开关24按压操作的情况下,右方及左方的角度传感器149的检测值是相当于作业者站起的状态的角度A1或其附近的角度。
在前述的状态下,如果作业者在将下降操作开关24按压操作的同时蹲下,则随着作业者的右方及左方的大腿部上升,右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧动作。
如前述那样,如果右方及左方的腿作用部3(操作臂12)开始向上侧动作,则基于右方及左方的角度传感器149的检测值,检测右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作速度。与此同时,如图15所示,如果右方及左方的腿作用部3(操作臂12)开始向上侧动作,则右方及左方的电动马达139产生将右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向下侧驱动的较小的驱动力(对于右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作产生阻力)。
接着,基于右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作速度的检测,右方及左方的电动马达139的较小的驱动力(转矩)逐渐变小(对于右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作阻力逐渐变小),以使右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作速度从停止状态逐渐增加。
如图15所示,右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作速度从停止状态逐渐增加,如果右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作速度达到设定值VD1,则控制右方及左方的电动马达139的较小的驱动力(转矩),以将右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作速度维持为设定值VD1。
如图15所示,如果右(左)方的角度传感器149的检测值接近于上限角度U,则右方及左方的电动马达139的较小的驱动力(转矩)逐渐变大(对于右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作,阻力逐渐变大),以使右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作速度逐渐下降。
接着,在右(左)方的角度传感器149的检测值接近于上限角度U的状态下,如果作业者中止蹲下(如果右方及左方的腿作用部3(操作臂12)成为停止状态),则在右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作速度逐渐下降的同时右方及左方的腿作用部3(操作臂12)成为停止状态,控制右方及左方的电动马达139的较小的驱动力(转矩),以使右方及左方的腿作用部3(操作臂12)维持停止状态。
如果在相当于作业者站起的状态的角度A1与上限角度U之间,作业者在中途中止蹲下(稍微弯腰的状态)(如果由右(左)方的角度传感器149检测到右方及左方的腿作用部3(操作臂12)成为停止状态),则控制右方及左方的电动马达139的较小的驱动力(转矩),以使右方及左方的腿作用部3(操作臂12)维持停止状态。由此,作业者能够轻松地维持稍微弯腰的状态。
接着,如果作业者从稍微弯腰的状态,以比右方及左方的电动马达139的较小的驱动力(转矩)大的力蹲下,则基于右方及左方的角度传感器149的检测,控制右方及左方的电动马达139的较小的驱动力(转矩),以将右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作速度维持为设定值VD1。
[第2实施方式的其他方式]
本发明的辅助器具的结构并不限定于上述结构。以下,列举能够以单独或组合而采用的代表性的其他方式。
[第1其他方式]
也可以构成为,在前项[6]所记载的货物移动的第1状态下,代替前项[7]所记载的作业者站起时右方及左方的腿作用部3(操作臂12)被向下侧驱动的状态,而如以下这样构成。
当作业者将上升操作开关23按压操作时,例如设为使右腿位于前侧、使左腿位于后侧的状态(右方的角度传感器149的检测值比左方的角度传感器149的检测值更接近于上限角度U的状态)。
在前述的状态下,如果作业者将上升操作开关23按压操作,则如图16所示,右方及左方的电动马达139从停止状态(自由旋转状态)开始旋转,旋转速度逐渐成为高速。
在此情况下,如果右方及左方的腿作用部3(操作臂12)开始向下侧驱动,则基于右方及左方的角度传感器149的检测值,检测右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向下侧的动作速度。
如图16所示,在右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向下侧的动作速度逐渐成为高速的同时,设定右设定值VR1及左设定值VL1。
在此情况下,当作业者将上升操作开关23按压操作时,如果是右方的角度传感器149的检测值比左方的角度传感器149的检测值更接近于上限角度U的状态,则右设定值VR1被设定为比左设定值VL1大的值。相反,当作业者将上升操作开关23按压操作时,如果是左方的角度传感器149的检测值比右方的角度传感器149的检测值更接近于上限角度U的状态,则左设定值VL1被设定为比右设定值VR1大的值。
如图16所示,右方及左方的电动马达139的旋转速度逐渐成为高速,如果右方的腿作用部3(操作臂12)向下侧的动作速度达到右设定值VR1,则控制右方的电动马达139,以将右方的腿作用部3(操作臂12)向下侧的动作速度维持为右设定值VR1。
如果左方的腿作用部3(操作臂12)向下侧的动作速度达到左设定值VL1,则控制左方的电动马达139,以将左方的腿作用部3(操作臂12)向下侧的动作速度维持为左设定值VL1(相当于右(左)方的电动马达139的旋转速度(动作速度)比左(右)的电动马达139的旋转速度(动作速度)高速的状态)。
如图16所示,如果右(左)方的角度传感器149的检测值接近于相当于作业者站起的状态的角度A1,则右(左)方的电动马达139的旋转速度逐渐成为低速。接着,如果右(左)方的角度传感器149的检测值达到相当于作业者站起的状态的角度A1,则右(左)方的电动马达139成为停止状态(自由旋转状态)。
在此情况下,如图16所示,例如如果左方的角度传感器149的检测值达到相当于作业者站起的状态的角度A1,则左方的电动马达139先成为停止状态(自由旋转状态),如果接着右方的角度传感器149的检测值达到相当于作业者站起的状态的角度A1,则右方的电动马达139成为停止状态(自由旋转状态)。在前述的状态下,也有右方的电动马达139先成为停止状态(自由旋转状态)、接着左方的电动马达139成为停止状态(自由旋转状态)的情况。
[第2其他方式]
也可以如图17所示那样构成为,如果右方及左方的角度传感器149中的至少一方的检测值达到相当于作业者站起的状态的角度A1,则右方及左方的电动马达139两者同时成为停止状态(自由旋转状态)。
在图17中,表示了左方的角度传感器149的检测值先达到相当于作业者站起的状态的角度A1、右方及左方的电动马达139两者同时成为停止状态(自由旋转状态)的状态。在此情况下,如果右方的角度传感器149的检测值先达到相当于作业者站起的状态的角度A1,则与前述同样,右方及左方的电动马达139两者同时成为停止状态(自由旋转状态)。
[第3其他方式]
也可以构成为,在作业者将上升操作开关23按压操作的情况下,不是右方及左方的电动马达139的驱动力(转矩)逐渐变大,而是如果作业者将上升操作开关23按压操作,则右方及左方的电动马达139的驱动力(转矩)直接成为右设定值R1及左设定值L1。
[第4其他方式]
也可以构成为,在作业者将上升操作开关23按压操作的情况下,不是右方及左方的电动马达139的旋转速度逐渐成为高速,而是如果作业者将上升操作开关23按压操作,则控制右方及左方的电动马达139,以使右(左)方的腿作用部3(操作臂12)向下侧的动作速度直接成为右设定值VR1(左设定值VL1)。
[第5其他方式]
也可以构成为,借助能够人为地操作的操作开关等,能够将右设定值R1及左设定值L1向大侧及小侧调节、将右设定值VR1及左设定值VL1向高速侧及低速侧人为地调节。
或者,也可以构成为,当作业者站起时,右方及左方的电动马达139产生恒定的驱动力(转矩)(也可以构成为,右方及左方的电动马达139以恒定的旋转速度动作)。
如果这样构成,则当作业者站起时,能够有意识地平缓地站起,或有意识地较快地站起。
[第6其他方式]
也可以与右方及左方的电动马达139另外地,具备对右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作施加制动的右方及左方的制动器(相当于阻力机构),如在前项[9]中记载的右方及左方的电动马达139那样,通过控制右方及左方的制动器的制动力,在作业者蹲下时抑制作业者的右方及左方的大腿部的急剧的上升。
[第7其他方式]
也可以不构成为,在作业者将下降操作开关24按压操作的情况下,右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作速度从停止状态逐渐增加,而是如果作业者将下降操作开关24按压操作,则控制右方及左方的电动马达139的较小的驱动力(转矩)(控制右方及左方的制动器),以使右方及左方的腿作用部3(操作臂12)向上侧的动作速度直接成为设定值VD1。
[第8其他方式]
也可以构成为,借助能够人为地操作的操作开关等,能够将设定值VD1向高速侧及低速侧人为地调节。
或者,也可以构成为,将设定值VD1弃置,而在作业者蹲下时,使得右方及左方的电动马达139产生恒定的较小的驱动力(也可以构成为,使右方及左方的制动器产生恒定的制动力)。
如果这样构成,则当作业者蹲下时,能够有意识地平缓地蹲下,或有意识地较快地蹲下。
[第9其他方式]
也可以将右方及左方的臂部2、驱动装置17、线缆18、19、右方及左方的机械手部20弃置,而做成仅具备主体部101、右方及左方的腿作用部3等的对作业者的右方及左方的大腿部作用的功能的辅助器具。
[第3实施方式]
以下,说明第3实施方式。
只要没有特别的说明,关于前后方向及左右方向,就以在后背上佩戴着辅助套装S(辅助器具的一例)的使用者为起点,相当于对于使用者而言的前方侧(参照图20中的箭头F)的方向表示辅助套装S的“前”方向。同样,相当于后方侧(参照图21中的箭头B)的方向表示“后”方向,相当于右方侧(参照图20中的箭头R)的方向表示“右”方向,相当于左方侧(参照图20中的箭头L)的方向表示“左”方向。
此外,虽然没有图示,但在辅助套装S的适当部分处设置合成树脂制或金属制的罩部件,构成为,将可动部分及需要保护的部分覆盖。
〔整体结构〕
图18~图20表示本发明的辅助套装S的一实施方式。
辅助套装S具备能够使用带佩戴工具207以被使用者背负的状态佩戴的扁平形状的主体部201。
对于该主体部201,安装后述的腿部操作装置202及提举臂203,并且在提举臂203上经由操作线缆(control cable)206(相当于索状体)装备着把持操作件204。
此外,在该主体部201上,设置有用来驱动经由操作线缆206装备的把持操作件204的绞车205、及控制腿部操作装置202及绞车205的动作的控制装置C、以及电力供给用的电池V等。
〔主体部的结构〕
主体部201具备隔开规定间隔以沿着上下方向的状态立设的左右一对的金属管制的纵框架210、和将该纵框架210的上下方向的中间部彼此及下部彼此连接的上下一对的横框架211、212,构成为矩形框状的一体物。左右的纵框架210与上下的横框架211、212的一体化,可以采用借助焊接的连结、或螺栓连结等手段。
在主体部201的上部,设置有越过使用者的肩部而向前方伸出的提举臂203。该提举臂203是以吊挂状态装配后述的把持操作件204的部件,由从纵框架210的上部朝向前方斜上方伸出的金属管部分构成。
在上下两横框架211、212中的配置在上侧的横框架211上,如图18及图19所示,作为使把持操作件204升降驱动的绞车205,安装着卷盘装置250和驱动该卷盘装置250的第1电动马达M1。
卷盘装置250及第1电动马达M1以各自的旋转轴心沿着水平方向、并且卷盘装置250位于第1电动马达M1的上方侧并沿着横框架211的扁平的面的方式配置。由此,能够实现主体部201的薄型设计,能够尽可能减小从主体部201向后方的突出尺寸。
在下部侧的横框架212上,如图18~图20所示,在左右两侧分别安装着腿部操作装置202。
该腿部操作装置202将主体部201与使用者的腿部大腿部分连结,借助各腿部操作装置202的动作,将相对于上半身处于弯折姿势的使用者的腿部向推下方向操作。由此,构成为,以腿部为反作用力承受点,辅助使用者的起立动作。
在上侧的横框架211和下侧的横框架212的中间位置,以架设在前述左右的纵框架210之间的状态固定着中间安装板213。
在该中间安装板213上,安装着:控制装置C,用来控制装备在绞车205上的第1电动马达M1及装备在腿部操作装置202上的第2电动马达M2的动作;以及电池V,向第1电动马达M1及第2电动马达M2供给驱动用的电力。即,相对于中间安装板213固定着控制装置C,在控制装置C的罩箱C1的背面侧固定着电池V。
如上述那样,在主体部201中,绞车205的卷盘装置250被配置在比绞车205的第1电动马达M1、控制装置C及电池V靠上方的一侧,所以能够缩短到把持操作件204的操作线缆206的路径长度,能实现线缆量的削减。
此外,作为该辅助套装S的中枢的控制装置C其上方被绞车205、后方被电池V分别保护,所以容易避免因与其他物体的碰撞造成的损伤,容易维持正常的设备控制。
电池V被作为相对于绞车205的第1电动马达M1、控制装置C及腿部操作装置202中的左右一对的第2电动马达M2、传感器类(未图示)等的电源使用。
控制装置C构成为,接受来自后述的在把持操作件204上具备的操作开关242及来自后述的检测传感器的信号,能够进行与其分别对应的装置的驱动控制。
〔腿部操作装置〕
左右一对的腿部操作装置202如以下这样构成。
如图18~图20所示,各腿部操作装置202具备俯视下的形状为“L”字形状的腰部框架202A、绕横轴心x1沿前后方向摆动自如地被支承在腰部框架202A的前端部上的摆动臂部202B、和被设置在摆动臂部202B的前端侧部分上、相对于使用者的大腿部分抵接自如的抵接部202C而构成。
腿部操作装置202的各自能够将相对于前述横框架212的安装位置在左右方向上变更、进行位置调节而构成,以便调整左右的腰部框架202A彼此的间隔,例如能够匹配于使用的使用者的腰宽及脚间隔而适当地配置左右的腿部操作装置202。
腿部操作装置202的腰部框架202A其“L”字形状中的、沿着左右方向抵接在下部侧的横框架212上的基端侧部分,被相对于横框架212螺栓连结,在向前方突出的前端侧部分中,内置有使前述摆动臂部202B绕横轴心x1摆动驱动的齿轮箱220。并且,在齿轮箱220的后方侧,连接设置有摆动臂部202B的驱动用的第2电动马达M2。该第2电动马达M2的旋转力通过经过齿轮箱220,被变换为绕横轴心x1的旋转力,被以减速状态传递给摆动臂部202B。
腿部操作装置202的驱动,基于由检测摆动臂部202B相对于腰部框架202A的绕横轴心x1的相对姿势的电位计254、255(参照图22)、及检测卷盘装置250的旋转角的电位计252等传感器得到的检测信号,和来自后述的装备于把持操作件204上的操作开关242的操作信号来进行。为此,构成为,能够由控制装置C检测出装备于把持操作件204上的操作开关242被操作的操作信号、该操作时点下的摆动臂部202B相对于腰部框架202A的绕横轴心x1的相对姿势的检测信号、和卷盘装置250的旋转角的检测信号。
在装备于把持操作件204上的操作开关242没有被操作的状态下,不论摆动臂部202B相对于腰部框架202A的绕横轴心x1的相对姿势是怎样的状态,都不进行对于腿部操作装置202的辅助操作。
在同时检测到操作开关242的向上升侧的操作、和该操作时点下的由电位计254、255得到的摆动臂部202B相对于腰部框架202A的绕横轴心x1的相对姿势的检测结果是规定角度以上的情况下,进行腿部操作装置202的辅助操作。
即,当使用者是相当于将腰降下的深蹲姿势的角度时,在由控制装置C检测到进行了操作开关242的向上升侧的操作的情况下,开始辅助操作。
该辅助操作优先于由卷盘装置250进行的卷取动作,首先使摆动臂部202B相对于腰部框架202A的绕横轴心x1的相对姿势变化。即,相对于腰部框架202A将摆动臂部202B向绕横轴心x1推下的方向操作,以辅助使用者的从深蹲姿势向起立姿势的运动。
并且,如果摆动臂部202B相对于腰部框架202A的绕横轴心x1的相对姿势变化,检测出成为相当于使用者的起立姿势的状态,则进行由前述卷盘装置250带来的操作线缆206(相当于索状体)的卷取,辅助从起立状态的货物向上方侧的抬起动作。
如果由控制装置C检测到在把持操作件204上装备的操作开关242被向下降侧操作的操作信号、和作为该操作时点下的摆动臂部202B相对于腰部框架202A的绕横轴心x1的相对姿势、是使用者起立的姿势的检测信号,则进行由前述卷盘装置250进行的操作线缆206的抽出。设定卷盘装置250的抽出极限,以使该抽出在使用者能够在抓持着把持操作件204的原状下将手伸展的范围中进行。
如果在由前述卷盘装置250进行的操作线缆206的抽出达到极限后、操作开关242还被向下降侧操作,则将摆动臂部202B相对于腰部框架202A的绕横轴心x1的相对姿势变更,以容许使用者的从起立姿势向深蹲姿势的运动。在该姿势变更中,使摆动臂部202B相对于腰部框架202A向与绕横轴心x1推下的方向相反的方向缓缓地动作,辅助使用者的姿势变更动作,以容许使用者成为深蹲姿势。
如果装备于把持操作件204上的操作开关242的向上升侧或下降侧的操作被解除,或者如果操作开关242被向上升侧和下降侧两者同时操作,则由卷盘装置250进行的操作线缆206的卷取或抽出的操作被停止,对于腿部操作装置202的辅助操作被解除。
如果操作开关242的向上升侧及下降侧的操作都被解除,则负向制动器284(参照图22)对驱动卷盘装置250的第1电动马达M1作用,操作线缆206的卷取、抽出方向的移动成为被锁定的状态。
〔提举臂〕
从主体部201的上部向前方伸出的提举臂203如以下这样构成。 提举臂203通过将构成左右一对的纵框架210的金属管的上部侧向前方侧弯曲加工,由与纵框架210一体的金属管构成。
即,在构成纵框架210的金属管中的、将上下取位的横框架211、212相连而具有从使用者的腰部到肩部左右的上下方向长度的范围内的部分被作为纵框架210使用,越过使用者的肩部而从纵框架210的上部朝向前方斜上方伸出的部位的金属管部分被作为提举臂203使用。
该提举臂203不是以在侧视中绕过使用者的头部的方式向上方侧较高地伸出,而是在侧视中横穿过使用者的头部的侧方而向前方上方侧伸出。由此,提举臂203的上端部被设定在不较大地越过使用者的头顶部的程度的比较低的高度位置。
此外,如图18所示,提举臂203经过比朝向水平方向前方的使用者的视线hL更靠上方侧的位置而向前方上方伸出。并且,该提举臂203的上端部的位置被设置在容易进入朝向水平方向前方的使用者的视野的位置。即,通常来说,朝向水平方向前方的人的上下方向上的视野角度为上方侧约60度、下方侧约70度(参照图18中的虚线的范围),所以将提举臂203的上端部的位置设定为位于该视野内。
如图19及图20所示,在构成纵框架210的部位,左右的金属管大致平行地配置,相对于此,在构成提举臂203的部分中,左右的金属管的上端侧被形成为越靠前方上方侧越向左右扩张的倾斜状态。
纵框架210的左右方向的间隔被设定为比使用者的肩宽窄(例如,肩宽的一半左右)。此外,提举臂203的上端部的左右方向的间隔被设定为比使用者的肩宽宽(例如,肩宽的2倍左右)。
俯视下的提举臂203的上端部的前后方向位置通过比使用者的肩的位置更向前方伸出,被设定在比使用者的脸及躯干部更靠前方侧的位置(例如,使用者的脚尖的铅直线上附近)(参照图18)。
这样构成的提举臂203,在其向前方侧伸出的左右各自的上端部,安装着2个滑轮231、231,使得其绕相同的水平方向轴心x2转动。
在该2个滑轮231、231上,卷挂着一端侧被安装在1个把持操作件204上的2条操作线缆206。因而,成为在左右的提举臂203的共计4个滑轮231上卷挂着共计4条操作线缆206的状态。
各操作线缆206的另一端侧被分别卡止在装备于卷盘装置250上的4个卷取鼓筒251(参照图19)上,随着由卷盘装置250进行的卷取或抽出的动作,4个卷取鼓筒251同时动作,4条操作线缆206同时被向相同方向卷取或抽出操作。
在提举臂203的上端部,装配着将前述滑轮231的上方侧及横侧方覆盖的端部罩230。在该端部罩230上,如图20及图21所示,一体地装备着形成有前述操作线缆206的插通孔232的线缆卡止部233。
操作线缆206如图21所示,由具备外缆线缆(outer cable)260和内缆线缆(innercable)261的鲍登线缆(Bowden cable)构成。在该鲍登线缆中,被连结在前述把持操作件204和卷盘装置250上的是内缆线缆261,外缆线缆260进行内缆线缆261的保护及导引。外缆线缆260其一端侧在距提举臂203的上端部较近的位置处被固定在线缆卡止部233上,另一端侧在距卷盘装置250较近的位置处被固定在背部线缆卡止部253上。
〔把持操作件〕
在被卷挂在左右的提举臂203上的4条操作线缆206中的、针对各提举臂203的每个被卷挂的2条操作线缆206的端部被安装在1个把持操作件204上。 该2条操作线缆206分别具有能够单独承受作为容许提举载荷被预先设定的载荷的强度。这是为了在长期的使用中,即使万一1条操作线缆206断裂,也能够借助剩余的1条操作线缆206将容许提举载荷的货物维持为提举状态。
具体而言,从各提举臂203垂下的2条内缆线缆261、261的下端部被安装到一个把持操作件204上,但该2条内缆线缆261、261中的一方的内缆线缆261与另一方的内缆线缆261相比形成得稍长。
即,与被连结在装备于卷盘装置250上的4个卷取鼓筒251中的位于左右方向上的外侧的卷取鼓筒251上的内缆线缆261相比,被连结在位于比该卷取鼓筒靠内侧一个的卷取鼓筒251上的内缆线缆261被形成得稍长。该2条内缆线缆261、261彼此之间的长度的差,希望是在通常的使用状态下货物的载荷作用时的、与预测较短的内缆线缆261因老化而发生的伸长量相同的程度或其以上。
上述的2条内缆线缆261、261的下端部被连结固定在设置于把持操作件204的上表面侧的安装托架243上。
在使2条内缆线缆261、261彼此之间的长度有差别的状态下,将把持操作件204连结在提举臂203上,由此,提举货物的载荷几乎不作用在2条内缆线缆261、261中的较长的内缆线缆上,而仅集中地作用在较短的内缆线缆上。因而,虽然装备了2条内缆线缆261、261,但一方的内缆线缆261被作为通常使用的内缆线缆261利用,另一方的内缆线缆261被作为用来即使在通常使用的内缆线缆261断裂的情况下也将货物维持为提举状态的辅助手段使用。
这样,在提举货物的载荷仅作用在一方的内缆线缆261上、提举货物的载荷不作用在另一方的内缆线缆261上的情况下,对于提举对象货物的重量的载荷分担率,前者为100%,后者为0%。
左右的各把持操作件204如图18~图21所示,呈左右对称形状,在金属制的钩部240的外表面上一体地安装合成树脂制的握持部241而构成。
钩部240将金属制的板材弯折而被形成为沟槽状,具备平板状的上侧部240a、从上侧部240a的外侧部向下方伸出的上下朝向的平板状的横侧部240b、和从横侧部240b的下部向内方伸出的平板状的下侧部240c。
握持部241是合成树脂制的,具备水平面状的前侧上表面部241a、和从前侧上表面部241a向斜后方下降的倾斜面状的后侧上表面部241b(参照图18)而构成。在握持部241的前侧上表面部241a上,装备有按钮型式的上升操作用(或下降操作用)的操作开关242。
在该实施方式的辅助套装S中,右方的握持部241的操作开关242被构成为上升操作用,左方的握持部241的操作开关242被构成为下降操作用。
另外,操作开关242构成为,借助在图中没有示出的线缆电气地连接在控制装置C上,能够发送各操作开关242的操作信号。
在将钩部240的下侧部240c例如钩挂在货物上的状态下将操作开关242操作,能够使钩部240的下侧部240c上升(或下降)。
在左右的提举臂203与左右的把持操作件204之间,设置有将把持操作件204相对于提举臂203的最接近距离L0保持为规定范围的止挡245。
该止挡245如图18及图21所示,相对于位于提举臂203与把持操作件204之间的2条内缆线缆261、261中的、在通常的使用状态下货物的载荷作用的较短的内缆线缆261被连结固定。
因而,即使在把持着把持操作件204的握持部241而将上升操作用的操作开关242持续操作的情况下,在借助由绞车205进行的卷取动作而把持操作件204达到了上限位置的时点下,也在提举臂203的上端部与把持操作件204的上表面部之间存在充分的间隔。由此,即使假如发生控制系统的故障等的某种故障、绞车205在不停止的情况下进行把持操作件204的卷起,也能够机械性地阻止把持操作件204越过最接近距离L0而向提举臂203异常接近。
〔带佩戴工具〕
带佩戴工具207具备:腰带270,被固定在主体部201的下部侧的横框架212上,能够卷绕到使用者的腰部上;以及肩带271,跨越下部侧的横框架212及上部侧的横框架211被固定,被挂在使用者的肩部上。经由该腰带270及肩带271,将辅助套装S以背负的状态佩戴在使用者上(参照图18~图20)。
腰带270如图20所示,经由腰部框架202A被安装在主体部201上。构成为,能够以将使用者的腰部分包围的状态佩戴。
具体而言,腰带270具备从腰部分的后表面部分到左右两侧面部分的后周部270A、从腰部分的左侧面部分到整面部分的左周部270B、从腰部分的右侧面部分到整面部分的右周部270C、和将左周部270B的前端与右周部270C的前端拆装自如的带扣部270D而构成,构成为,借助装备在带扣部270D上的带长度调整机构(未图示),能够匹配于使用者的腰围来调整带的长度。
此外,在腰带270的各部(后周部270A、左周部270B、右周部270C)的内周部,分别一体地设置有对于腰围部抵接自如的垫板273。
并且,在后周部270A与左周部270B的连结部、以及后周部270A与右周部270C的连结部上,分别具备能够以带扣方式调整带的长度的带长度调整机构274(位置变更机构的一例)。
通过设置有该带长度调整机构274,能够使分别设置在左周部270B和右周部270C上的垫板273匹配于佩戴对象的使用者的体格,位于使用者的两肋腹部的最适当的部位。
肩带271如图18所示,在左右分别设置,上端部被安装在上侧的横框架211上,下端部被安装在腰带270的后周部270A上。此外,肩带271主要发挥阻止主体部201要从使用者的后背部向后方离开的状态的功能。
借助这些腰带270和肩带271,能够将辅助套装S以稳定的状态佩戴到使用者的后背上。
辅助套装S及货物的重量经由腰带270主要作用在使用者的腰部,被该腰部稳定地支承。
〔控制装置〕
对腿部操作装置202及绞车205的动作进行控制的控制装置C如以下这样构成。
如图22所示,在控制装置C的输入侧,连接着被安装在右方的握持部241上的上升操作用的操作开关242、和被安装在左方的握持部241上的下降操作用的操作开关242。
此外,在控制装置C的输入侧,电气地连接着检测卷盘装置250的旋转角的电位计252、及检测摆动臂部202B的绕横轴心x1的相对姿势的电位计254、255。
在向驱动卷盘装置250的第1电动马达M1或装备在腿部操作装置202上的第2电动马达M2供给驱动用的电力的电池V中,具备用来检测该电池V的电池剩余量的剩余量检测传感器256(相当于检测状态变化的检测传感器)。该剩余量检测传感器256也被电气地连接在控制装置C的输入侧。
并且,在从电池V到作为绞车205的驱动用马达的第1电动马达M1的驱动输出系统中,具备用来检测该驱动输出系统中的发热温度的热感知传感器257(相当于检测状态变化的检测传感器),该热感知传感器257也被电气地连接在控制装置C的输入侧。
在控制装置C中,在输出侧设置有用来控制绞车205中的第1电动马达M1的驱动的绞车驱动器280、用来控制右腿用的腿部操作装置202中的第2电动马达M2的驱动的右用驱动器281、及用来控制左腿用的腿部操作装置202中的第2电动马达M2的驱动的左用驱动器282。
在绞车驱动器280上,连接着第1电动马达M1、检测该第1电动马达M1的电流值的变化的分析器283、和当对于第1电动马达M1的向上升侧的旋转指令及向下降侧的旋转指令都没有输出时将第1电动马达M1制动的负向制动器284。
在右用驱动器281上,连接着将右腿用的摆动臂部202B驱动的第2电动马达M2、和检测该第2电动马达M2的电流值的变化的分析器285。在左用驱动器282上,连接着将左腿用的摆动臂部202B驱动的第2电动马达M2、和检测该第2电动马达M2的电流值的变化的分析器286。
在前述控制装置C上,连接着将关于由剩余量检测传感器256或热感知传感器257检测到的检测结果的信息以能够目视的方式显示的目视用显示装置287(相当于注意唤起装置)、和以声音报告的警报装置288(相当于注意唤起装置)。
目视用显示装置287由被装入在设置于把持操作件204的上表面侧的按钮式的操作开关242的内部中的LED灯构成,构成为,按钮的上部点亮。
警报装置288由配设在主体部201的上部的蜂鸣器构成。
在控制装置C中,具备能够择一地切换恒常动作模式和警告动作模式的多个控制指令并输出的动作控制机构208,在所述恒常动作模式下,将绞车205的动作以预先设定的恒常状态的动作方式控制,在所述警告动作模式下,以与恒常动作模式不同的动作方式使绞车205动作。
在该动作控制机构208中,当用来检测电池剩余量的剩余量检测传感器256中的检测结果成为预先设定的规定值以上时,对于绞车驱动器280输出控制指令,以将绞车205以恒常动作模式驱动。并且,如果剩余量检测传感器256中的检测结果低于前述规定值,则切换相对于绞车驱动器280的控制指令并输出,以将绞车205以警告动作模式驱动。
此外,在动作控制机构208中,当用来检测从电池V到作为绞车205的驱动用马达的第1电动马达M1的驱动输出系统中的发热温度的热感知传感器257中的检测结果是预先设定的规定值以下时,对于绞车驱动器280输出控制指令,以将绞车205以恒常动作模式驱动。并且,如果热感知传感器257中的检测结果超过前述规定值,则切换相对于绞车驱动器280的控制指令并输出,以将绞车205以警告动作模式驱动。
上述的规定值可以适当地设定,但作为大致的目标,关于电池剩余量,只要至少设定为对于使用绞车205使当前把持的货物抬起动作到上限位置没有障碍的程度的电池剩余量以上的值就可以。希望尽可能将能够以多次的程度进行货物的起降的程度的电池剩余量设定为规定值。
关于驱动输出系统中的发热温度,希望以下述方式设定规定值:是不给第1电动马达M1及其控制设备等带来较大的不良影响的程度的温度范围。
在此情况下,从动作控制机构208输出的控制指令以警告动作模式下的控制指令为优先。即,在剩余量检测传感器256中的检测结果和热感知传感器257中的检测结果中的一方输出恒常动作模式、另一方输出警告动作模式下的控制指令的情况下,以该控制指令中的恒常动作模式下的控制指令为优先,切换相对于绞车驱动器280的控制指令并输出,以按照警告动作模式下的控制指令进行驱动。
此外,在控制装置C中具备注意唤起机构209。
在该注意唤起机构209中,对于作为注意唤起装置的目视用显示装置287或警报装置288输出动作指令。由该注意唤起机构209产生的动作指令,在从动作控制机构208输出的控制指令是警告动作模式的情况下,在该控制指令被输出之前或被输出的同时输出。因而,在绞车205开始警告动作模式下的动作之前、或开始警告动作模式下的动作的同时,进行由作为注意唤起装置的目视用显示装置287或警报装置288带来的报告动作。
根据从动作控制机构208输出的控制指令,绞车205如以下这样动作。
如图23所示,如果绞车205被以恒常动作模式驱动,则由绞车205将操作线缆206以恒定速度卷起。因而,处于下限开始位置o点的把持操作件204如用实线及单点划线表示的那样,被以恒定速度直线性地提举到上限位置的au点。此外,在下降动作时,存在于下降开始位置cu点的把持操作件204如用虚线表示的那样直线性地下降到下限位置cd点。
并且,例如当在中间位置am点处识别出电池剩余量是规定值以下时、或识别出驱动输出系统中的发热温度是规定值以上时,将绞车205以警告动作模式驱动。此时,由绞车205带来的操作线缆206的卷起速度迅速地下降,如用从中间位置am点到其他的上限位置bu的实线表示的那样,以大约1/2左右的缓慢的恒定速度被卷起。由此,能够根据绞车205自身的动作状况识别出绞车205被以警告动作模式驱动的情况。
如上述那样,在从动作控制机构208输出的控制指令是警告动作模式的情况下,从注意唤起机构209对于目视用显示装置287或警报装置288输出动作指令,借助目视或借助声音,也能够识别出是警告动作模式下的驱动状态。
像这样,也可以不是将警告动作模式下的注意唤起机构209的动作指令对于目视用显示装置287及警报装置288两者同样地输出,而是对于目视用显示装置287及警报装置288单独地输出。
即,在基于由检测传感器识别出电池剩余量是规定值以下的警告动作模式下,使得仅目视用显示装置287动作、警报装置288不动作。或者也可以是,在基于由检测传感器识别出驱动输出系统中的发热温度是规定值以上的警告动作模式下,使得仅警报装置288动作、目视用显示装置287不动作。
如果这样构成,则能够容易判别出警告动作模式是因电池剩余量的不足造成的、还是因驱动输出系统中的发热造成的。
[第3实施方式的其他方式]
本发明的辅助器具是使用者佩戴而使用的器具,能够应用到将使用者的作业(动作)借助动力来辅助的各种辅助套装中。由此,本发明并不限定于上述的实施方式。以下,列举代表性的其他方式。
〔第1其他方式〕
在上述的实施方式中,例示了以下的构造:如果绞车205以恒常动作模式被驱动,则由绞车205将操作线缆206以恒定速度卷起,在警告动作模式下,使得由绞车205进行的操作线缆206的卷起速度迅速下降,以缓慢的恒定速度卷起;但是,并不限定于该构造。
例如,如图24所示,如果绞车205以恒常动作模式被驱动,则由绞车205将操作线缆206以恒定速度卷起。因而,处于下限开始位置o点的把持操作件204如用实线及单点划线表示的那样,被以恒定速度直线性地提举到上限位置的au点。此外,在下降动作时,存在于下降开始位置cu点的把持操作件204如用虚线表示的那样直线性地下降到下限位置cd点。
并且,当例如在中间位置am点处识别出电池剩余量是规定值以下时,或者识别出驱动输出系统中的发热温度是规定值以上时,将绞车205以警告动作模式驱动。此时,由绞车205进行的操作线缆206的卷起,以交替地反复进行间歇性的卷起动作和卷起停止动作的所谓的点动(inching)操作而动作,阶段性地上升而到达其他的上限位置的bu点。由此,根据绞车205自身的动作状况,能够更明确地识别出绞车205被以警告动作模式驱动的情况。
其他的结构只要采用与前述的实施方式同样的结构就可以。
〔第2其他方式〕
在上述的实施方式中,例示了以下的构造:如果绞车205以恒常动作模式被驱动,则由绞车205将操作线缆206以恒定速度卷起,在警告动作模式下,使得由绞车205进行的操作线缆206的卷起速度迅速下降而以缓慢的恒定速度卷起,或者阶段性地卷起;但是,并不限定于该构造。
例如,如图25所示,如果绞车205以恒常动作模式被驱动,则由绞车205将操作线缆206以恒定速度卷起。因而,处于下限开始位置o点的把持操作件204如用实线及单点划线表示的那样,被以恒定速度直线性地提举到上限位置的au点。此外,在下降动作时,存在于下降开始位置cu点的把持操作件204如用虚线表示的那样直线性地下降到下限位置cd点。
并且,在例如中间位置am点处识别出电池剩余量是规定值以下时,或者识别出驱动输出系统中的发热温度是规定值以上时,将绞车205以警告动作模式驱动。此时,由绞车205进行的操作线缆206的卷起被停止,仅许可下降动作。由此,能够根据绞车205自身的动作状况,明确地识别出绞车205被以警告动作模式驱动的情况。
其他的结构只要采用与前述的实施方式同样的结构就可以。
〔第3其他方式〕
在上述的“第2其他方式”中,构成为,在警告动作模式下,由绞车205进行的操作线缆206的卷起被停止,仅容许下降动作;但也可以是,与上述规定值另外地,设置判别是否是由把持操作件204进行的货物的提举状态的机构,在是没有进行由把持操作件204进行的货物的提举的所谓的“空载”状态时,将由警告动作模式带来的制约解除,能够由绞车205将操作线缆206以恒定速度卷起。
在此情况下,作为判别是否是货物的提举状态的机构,可以设置能够检测操作线缆206的重量与把持操作件204自身的重量的合计值左右的很轻的重量的其他的检测机构,只要能够基于其检测结果判别货物的提举状态就可以。
其他的结构只要采用与前述的实施方式同样的结构就可以。
〔第4其他方式〕
在上述的实施方式中,例示了以下的构造:如果绞车205以恒常动作模式被驱动,则由绞车205将操作线缆206以恒定速度卷起,在警告动作模式下,使得由绞车205进行的操作线缆206的卷起速度迅速下降而以缓慢的恒定速度(大约1/2左右)卷起,或者阶段性地卷起;但是,并不限定于该构造。
例如,也可以将卷起速度设为更缓慢的1/3左右、或设为1/1.5左右等,只要设定为适当的速度就可以。此外,也可以能够变更该设定速度。
其他的结构只要采用与前述的实施方式同样的结构就可以。
〔第5其他方式〕
在上述的实施方式中,例示了将2条内缆线缆261、261的下端部连结固定到设置在把持操作件204的上表面侧的安装托架243上的构造,但并不限定于该构造。
例如,也可以是将索状体用1条操作线缆206构成、或使用3条以上的操作线缆206的构造。此外,并不限于操作线缆206,也可以使用带状体等。
其他的结构只要采用与前述的实施方式同样的结构就可以。
〔第6其他方式〕
在上述的实施方式中,例示了作为注意唤起装置而使用目视用显示装置287和警报装置288两者的构造,但也可以是仅使用该目视用显示装置287和警报装置288中的某一方的构造,也可以是两者都省略的构造。
其他的结构只要采用与前述的实施方式同样的结构就可以。
〔第7其他方式〕
在上述的实施方式中,例示了作为带佩戴工具207而具备腰带270和肩带271两者的构造,但并不限定于该构造。
例如,也可以将带佩戴工具207用仅具备肩带271或仅具备腰带270的构造构成。在此情况下,在只有腰带270的情况下,希望在主体部201侧形成代替肩带271的固定的肩的挂部等。
其他的结构只要采用与前述的实施方式同样的结构就可以。
〔第8其他方式〕
在上述的实施方式中,例示了在主体部201中具备绞车205和腿部操作装置202两者的构造,但也可以是不具备腿部操作装置202而仅具备绞车205的构造。
其他的结构只要采用与前述的实施方式同样的结构就可以。
产业上的可利用性
本发明是作业者佩戴而使用的器具,能够应用到对作业者的作业(动作)进行辅助的辅助器具中。
附图标记说明
[第1实施方式]
1 主体部
2 臂部
3 腿作用部、支承部件
14 控制装置
18、19 线缆
20 机械手部
23、24 手动操作部
25~28旋转体
29 电动马达
35 旋转速度传感器
44 负荷检测部
46 设定值变更部
VU1、VU2、VU3 设定旋转速度
V2 规定值
V3 设定旋转速度
[第2实施方式]
101 主体部
3 腿作用部
14 控制装置
23 人为操作部
139 驱动装置、阻力装置
149 角度传感器、速度检测装置
A1 相当于作业者站起的状态的角度
VD1 设定值
[第3实施方式]
201 主体部
203 提举臂
204 把持操作件
205 绞车
206 索状体
207 带佩戴工具
208 动作控制机构
256、257 检测传感器
287、288 注意唤起装置
C 控制装置
V 电池
M1 驱动用马达
Claims (25)
1.一种辅助器具,其特征在于,
具备:
主体部,被安装到作业者上;
臂部,从前述主体部向前侧伸出;
线缆,从前述臂部向下侧伸出;
机械手部,构成为,被连结在前述线缆上,通过作业者用手抓持而将货物保持;
旋转体,通过将前述线缆卷取而使前述机械手部上升,并且通过将前述线缆抽出而使前述机械手部下降;
电动马达,将前述旋转体向卷取侧及抽出侧旋转驱动;
旋转速度传感器,检测前述旋转体的旋转速度;
手动操作部,被人为地操作;以及
控制装置,基于前述手动操作部的操作信号,使前述电动马达向卷取侧及抽出侧动作;
前述控制装置构成为,基于前述旋转速度传感器的检测值,使前述电动马达向卷取侧动作,以使前述旋转体以预先设定的设定旋转速度向卷取侧旋转。
2.如权利要求1所述的辅助器具,其特征在于,
具备设定值变更部,所述设定值变更部被人为地操作,将前述设定旋转速度向高速侧及低速侧变更。
3.如权利要求2所述的辅助器具,其特征在于,
从前述主体部向作业者的腰部的右侧或左侧伸出支承部件;
在前述支承部件上具备前述设定值变更部。
4.如权利要求3所述的辅助器具,其特征在于,
具备:
右方的腿作用部,被前述主体部支承,作用于作业者的右方的大腿部;
左方的腿作用部,被前述主体部支承,作用于作业者的左方的大腿部;
前述控制装置构成为,使前述右方及左方的腿作用部向下侧动作,以将作业者的右方及左方的大腿部降低而辅助作业者的站起;
前述右或左方的腿作用部是前述支承部件。
5.一种辅助器具,其特征在于,
具备:
主体部,被安装到作业者上;
臂部,从前述主体部向前侧伸出;
线缆,从前述臂部向下侧伸出;
机械手部,构成为,被连结在前述线缆上,通过作业者用手抓持而将货物保持;
旋转体,通过将前述线缆卷取而使前述机械手部上升,并且通过将前述线缆抽出而使前述机械手部下降;
电动马达,将前述旋转体向卷取侧及抽出侧旋转驱动;
旋转速度传感器,检测前述旋转体的旋转速度;
手动操作部,被人为地操作;以及
控制装置,基于前述手动操作部的操作信号,使前述电动马达向卷取侧及抽出侧动作;
构成为,在前述电动马达向抽出侧动作的状态下,如果前述旋转速度传感器的检测值向比规定值更高的高速侧变动,则前述控制装置使前述电动马达产生卷取侧的驱动力,对前述旋转体向抽出侧的旋转施加阻力。
6.如权利要求5所述的辅助器具,其特征在于,
在前述电动马达向抽出侧动作的状态下,如果前述旋转速度传感器的检测值向比前述规定值更高的高速侧变动,
则前述控制装置使前述电动马达产生卷取侧的驱动力而对前述旋转体向抽出侧的旋转施加阻力,以便使前述旋转体以预先设定的设定旋转速度向抽出侧旋转。
7.如权利要求5或6所述的辅助器具,其特征在于,
具备检测作用在前述电动马达上的负荷的负荷检测部;
前述控制装置构成为,如果前述负荷检测部的检测值急剧减小,则使前述电动马达停止。
8.一种辅助器具,其特征在于,
具备:
主体部,被安装到作业者上;
右方的腿作用部,被前述主体部支承,作用于作业者的右方的大腿部;
右方的驱动装置,驱动前述右方的腿作用部;
左方的腿作用部,被前述主体部支承,作用于作业者的左方的大腿部;
左方的驱动装置,驱动前述左方的腿作用部;以及
控制装置;
前述控制装置构成为,使前述右方的驱动装置及前述左方的驱动装置相互独立地动作;
构成为,如果借助前述控制装置而前述右方的驱动装置动作,则前述右方的驱动装置将前述右方的腿作用部向下侧驱动而将作业者的右方的大腿部降低;
并且构成为,如果借助前述控制装置而前述左方的驱动装置动作,则前述左方的驱动装置将前述左方的腿作用部向下侧驱动而将作业者的左方的大腿部降低。
9.如权利要求8所述的辅助器具,其特征在于,
具备:
右方的角度传感器,检测前述右方的腿作用部相对于前述主体部的角度;以及
左方的角度传感器,检测前述左方的腿作用部相对于前述主体部的角度;
前述控制装置构成为,基于前述右方的角度传感器的检测值,如果前述右方的腿作用部达到相当于作业者站起的状态的角度,则使前述右方的驱动装置停止;
并且,前述控制装置构成为,基于前述左方的角度传感器的检测值,如果前述左方的腿作用部达到相当于作业者站起的状态的角度,则使前述左方的驱动装置停止。
10.如权利要求8所述的辅助器具,其特征在于,
具备:
右方的角度传感器,检测前述右方的腿作用部相对于前述主体部的角度;以及
左方的角度传感器,检测前述左方的腿作用部相对于前述主体部的角度;
前述控制装置构成为,基于前述右方及左方的角度传感器的检测值,如果前述右方及左方的腿作用部的至少一方达到相当于作业者站起的状态的角度,则使前述右方及左方的驱动装置停止。
11.如权利要求8~10中任一项所述的辅助器具,其特征在于,
具备:
右方的角度传感器,检测前述右方的腿作用部相对于前述主体部的角度;
左方的角度传感器,检测前述左方的腿作用部相对于前述主体部的角度;以及
人为操作部,对前述控制装置赋予前述右方及左方的驱动装置的动作开始的起动信号;
前述控制装置构成为,基于前述人为操作部被操作时的前述右方及左方的角度传感器的检测值,使前述右方及左方的驱动装置动作,使得前述右方及左方的腿作用部中的位于上侧的腿作用部的驱动装置的驱动力比前述右方及左方的腿作用部中的位于下侧的腿作用部的驱动装置的驱动力大。
12.如权利要求8~10中任一项所述的辅助器具,其特征在于,
具备:
右方的角度传感器,检测前述右方的腿作用部相对于前述主体部的角度;
左方的角度传感器,检测前述左方的腿作用部相对于前述主体部的角度;以及
人为操作部,对前述控制装置赋予前述右方及左方的驱动装置的动作开始的起动信号;
前述控制装置构成为,基于前述人为操作部被操作时的前述右方及左方的角度传感器的检测值,使前述右方及左方的驱动装置动作,使得前述右方及左方的腿作用部中的位于上侧的腿作用部的驱动装置的动作速度比前述右方及左方的腿作用部中的位于下侧的腿作用部的驱动装置的动作速度高速。
13.一种辅助器具,其特征在于,具备:
主体部,被安装到作业者上;
腿作用部,被前述主体部支承,作用于作业者的大腿部;以及
阻力装置,对于前述腿作用部的向上侧的动作施加阻力。
14.如权利要求13所述的辅助器具,其特征在于,
具备:
驱动装置,将前述腿作用部向下侧驱动,以便将作业者的大腿部降低;以及
控制装置,控制前述驱动装置;
前述阻力装置是前述驱动装置;
构成为,如果由前述控制装置使前述驱动装置产生将前述腿作用部向下侧驱动的驱动力,则前述驱动装置对前述腿作用部向上侧的动作施加阻力。
15.如权利要求14所述的辅助器具,其特征在于,
具备检测前述腿作用部的向上侧的动作速度的速度检测装置;
前述控制装置构成为,控制前述驱动装置,使得前述速度检测装置的检测值成为预先设定的设定值。
16.如权利要求15所述的辅助器具,其特征在于,
构成为,如果由前述速度检测装置检测到前述腿作用部成为停止状态,则前述控制装置控制前述驱动装置,使得前述腿作用部维持停止状态。
17.如权利要求15或16所述的辅助器具,其特征在于,
具备检测前述腿作用部相对于前述主体部的角度的角度传感器;
构成为,在前述角度传感器的检测值从相当于作业者站起的状态的角度向作业者蹲下的一侧变化的状态下,前述控制装置控制前述驱动装置,使得前述速度检测装置的检测值从比前述设定值低速的值逐渐增加而成为前述设定值。
18.如权利要求15~17中任一项所述的辅助器具,其特征在于,
具备检测前述腿作用部相对于前述主体部的角度的角度传感器;
构成为,在前述角度传感器的检测值从相当于作业者蹲下的状态的角度的跟前的角度向作业者蹲下的一侧变化的状态下,前述控制装置控制前述驱动装置,使得前述速度检测装置的检测值从前述设定值逐渐向低速的值下降。
19.一种辅助器具,其特征在于,
具备:
主体部,能够佩戴到使用者上;
提举臂,从前述主体部向佩戴状态下的使用者的前方上方侧伸出;
提举用的索状体,被从前述提举臂的前端部导出;以及
把持操作件,被装配在前述索状体的导出侧的端部上,能够相对于提举对象的货物卡合/脱离;
前述主体部具备:
绞车,将前述索状体卷取并卷绕;
电池,向前述绞车的驱动用马达供给驱动用电力;
控制装置,控制前述绞车的动作;以及
检测传感器,在从前述电池到前述驱动用马达的驱动输出系统中,检测预先设定的检测对象项目的状态变化;
前述控制装置具备择一地输出恒常动作模式和警告动作模式的动作控制机构,在所述恒常动作模式下,将前述绞车的动作以预先设定的恒常状态的动作方式控制,在所述警告动作模式下,以与前述恒常动作模式不同的动作方式使前述绞车动作;
前述动作控制机构构成为,当由前述检测传感器得到的前述检测对象项目中的状态变化的检测值是规定范围内时,向前述绞车输出前述恒常动作模式下的控制指令,如果前述状态变化的检测值从前述规定范围偏离,则将相对于前述绞车的输出切换为前述警告动作模式下的控制指令而输出。
20.如权利要求19所述的辅助器具,其特征在于,
由前述检测传感器得到的前述检测对象项目是前述电池中的电池剩余量;
前述动作控制机构构成为,
如果由前述检测传感器得到的电池剩余量的检测值是规定值以上,则向前述绞车输出前述恒常动作模式下的控制指令,
如果由前述检测传感器得到的电池剩余量的检测值低于规定值,则将相对于前述绞车的输出切换为前述警告动作模式下的控制指令。
21.如权利要求19所述的辅助器具,其特征在于,
由前述检测传感器得到的前述检测对象项目,是从前述电池到前述驱动用马达的驱动输出系统中的发热温度;
前述动作控制机构构成为,
如果由前述检测传感器得到的发热温度的检测值是规定值以下,则向前述绞车输出前述恒常动作模式下的控制指令,
如果由前述检测传感器得到的发热温度的检测值超过规定值,则将相对于前述绞车的输出切换为前述警告动作模式下的控制指令。
22.如权利要求19~21中任一项所述的辅助器具,其特征在于,
构成为,在前述警告动作模式下,前述动作控制机构输出以下这样的低速动作指令:其使由前述绞车进行的前述索状体的卷起速度比前述恒常动作模式下的卷起速度减速。
23.如权利要求19~21中任一项所述的辅助器具,其特征在于,
构成为,在前述警告动作模式下,前述动作控制机构输出以下这样的点动动作指令:其使由前述绞车进行的前述索状体的卷起速度间歇性地缓急变化。
24.如权利要求19~21中任一项所述的辅助器具,其特征在于,
构成为,在前述警告动作模式下,前述动作控制机构输出以下这样的升高限制动作指令:其将由前述绞车进行的前述索状体的卷起停止,仅容许由前述绞车进行的前述索状体的向降低侧的动作。
25.如权利要求19~24中任一项所述的辅助器具,其特征在于,
具备用来对于使用者报告注意事项的注意唤起装置;
构成为,在前述警告动作模式下,在将相对于前述绞车的控制指令输出之前或输出的同时,进行由前述注意唤起装置进行的报告动作。
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EP4080754A1 (de) * | 2021-04-22 | 2022-10-26 | Hilti Aktiengesellschaft | Verfahren, system und elektronisches modul zum ausgleich einer gewichtskraft eines gegenstands |
CN114083518B (zh) * | 2021-12-02 | 2023-08-29 | 中国科学技术大学 | 基于轻量化双向驱动助力的膝部柔性外骨骼装置及外骨骼 |
KR102597472B1 (ko) * | 2021-12-30 | 2023-11-01 | 한국로봇융합연구원 | 와이어 동작 기반 웨어러블 슈트 및 이의 제어방법 |
DE102022100204A1 (de) * | 2022-01-05 | 2023-07-06 | J.Schmalz Gmbh | Anziehbare Hilfsvorrichtung mit gelenkiger Anbindung der oberen Körperanbindung |
DE102022100203A1 (de) * | 2022-01-05 | 2023-07-06 | J.Schmalz Gmbh | Anziehbare Hilfsvorrichtung mit gelenkiger Anbindung der unteren Körperanbindung |
KR102646728B1 (ko) * | 2024-01-15 | 2024-03-12 | 엘아이지넥스원 주식회사 | 허리 근력 보조 장치의 배터리 장치 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1826283A (zh) * | 2003-07-17 | 2006-08-30 | Kci科恩起重机公开有限公司 | 控制起重机的方法 |
JP2013138848A (ja) * | 2011-12-05 | 2013-07-18 | Wakayama Univ | パワーアシストロボット装置およびその制御方法 |
CN104379095A (zh) * | 2012-08-08 | 2015-02-25 | 株式会社久保田 | 姿势保持架 |
CN104739620A (zh) * | 2013-12-30 | 2015-07-01 | 三星电子株式会社 | 辅助行走设备和控制所述辅助行走设备的方法 |
KR20150091622A (ko) * | 2014-02-03 | 2015-08-12 | 대우조선해양 주식회사 | 고소작업용 다관절 작업 보조장치 및 그 제어방법 |
CN104828703A (zh) * | 2014-02-12 | 2015-08-12 | 三菱电机株式会社 | 起重装置 |
JP2015182831A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 株式会社クボタ | アシストスーツ |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003306297A (ja) * | 2002-04-16 | 2003-10-28 | Tcm Corp | 荷役装置 |
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JP5209924B2 (ja) * | 2006-10-03 | 2013-06-12 | 国立大学法人 筑波大学 | 動作補助装置及び動作補助装置の保守管理システム |
JP4271712B2 (ja) * | 2007-10-15 | 2009-06-03 | 本田技研工業株式会社 | 運動補助装置 |
JP4985429B2 (ja) * | 2008-01-25 | 2012-07-25 | 株式会社セガ | 物品取得ゲーム装置 |
CN103038152A (zh) * | 2010-04-09 | 2013-04-10 | 洛克希德马丁公司 | 便携式负载提升系统 |
JP5516986B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-06-11 | 株式会社ダイフク | 物品搬送装置 |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1826283A (zh) * | 2003-07-17 | 2006-08-30 | Kci科恩起重机公开有限公司 | 控制起重机的方法 |
JP2013138848A (ja) * | 2011-12-05 | 2013-07-18 | Wakayama Univ | パワーアシストロボット装置およびその制御方法 |
CN104379095A (zh) * | 2012-08-08 | 2015-02-25 | 株式会社久保田 | 姿势保持架 |
CN104739620A (zh) * | 2013-12-30 | 2015-07-01 | 三星电子株式会社 | 辅助行走设备和控制所述辅助行走设备的方法 |
KR20150091622A (ko) * | 2014-02-03 | 2015-08-12 | 대우조선해양 주식회사 | 고소작업용 다관절 작업 보조장치 및 그 제어방법 |
CN104828703A (zh) * | 2014-02-12 | 2015-08-12 | 三菱电机株式会社 | 起重装置 |
JP2015182831A (ja) * | 2014-03-20 | 2015-10-22 | 株式会社クボタ | アシストスーツ |
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