CN114055428A - 辅助装置 - Google Patents

Abstract

一种辅助装置，包括第一体穿戴单元(11)、第二体穿戴单元(12L，12R)、致动器(9)、检测部、控制器，该控制器被配置成获得用于使致动器(9)产生期望的辅助力的辅助参数，并且执行用于使致动器(9)以对应于该辅助参数的输出进行操作的控制。当使用者执行前倾动作时，控制器基于倾斜角度和倾斜角度的基于时间的变化，获得用于向使用者提供在使使用者达到直立姿势的方向上的辅助力的辅助参数。控制器被配置成当倾斜角度的基于时间的变化增加时进一步执行辅助减弱处理以减小辅助力。

Description

辅助装置

技术领域

本公开内容涉及辅助装置。

背景技术

已经提出了穿戴在使用者(人)的身体上以辅助处于任务中的使用者的各种辅助装置。例如，在提升或降低重物时，辅助装置的使用者可以用较小的力(用较小的负担)来执行任务。在这样的辅助装置中，存在包括下述的已知装置：穿戴在使用者上身的第一体穿戴单元、穿戴在使用者的右腿上的右第二体穿戴单元和左腿上的左第二体穿戴单元、以及通过第一体穿戴单元和第二体穿戴单元向使用者提供辅助力的致动器(例如，参见日本未审查专利申请公开第2019-206044号(JP 2019-206044 A))。

发明内容

当提升负载时，使用者将他或她的姿势从前倾姿势改变为直立姿势。在这种情况下，JP 2019-206044 A中公开的辅助装置产生在使处于前倾姿势的上身达到直立姿势的方向上的辅助力(辅助扭矩)。当使用者降低负载时，即当使用者将使用者用手握住的负载放置在地板等上时，使用者将他或她的姿势从直立姿势改变为前倾姿势。同样在这种情况下，辅助装置产生在使处于前倾姿势的上身达到直立姿势的方向上的辅助力(辅助扭矩)。因此，辅助装置产生减慢(制动)使用者向前倾斜他或她的上身以降低负载的动作的这样的辅助力。

优选的是，由辅助装置产生的辅助力根据例如上身的倾斜角度而变化。例如，当使用者在保持负载的同时将他或她的上身向前倾斜到大程度时，大的负担被放置在他或她的髋部上。因此，优选的是，与在上身的前倾角(倾斜角度)小时相比，辅助装置在上身的前倾角(倾斜角度)大时应当产生较大的辅助力。因此，可以更有效地减轻使用者的髋部的负担。

为了实现这一点，JP 2019-206044 A中公开的辅助装置获得辅助扭矩命令值作为用于使致动器产生期望的辅助力的辅助参数，并且执行用于使致动器以对应于命令值的输出进行操作的控制。当使用者将他或她的上身向前倾斜到大程度时，辅助装置将命令值设置为大值。

如上所述，当使用者采取前倾姿势时，辅助装置产生在使处于前倾姿势的上身达到直立姿势的方向上的辅助扭矩。因此，当使用者将他或她的上身向前倾斜到大程度、暂时停止该动作、并且然后将他或她的上身进一步向前倾斜时，已经设置为大值的辅助扭矩命令值使得使用者难以采取进一步向前倾斜的姿势。如果命令值被设置成使得在上身的倾斜角度大时也产生小的辅助扭矩，则使用者可以在暂时停止前倾动作之后容易地采取进一步向前倾斜的姿势。然而，在这种情况下，辅助力可能不足，并且因此，例如，可能不太有效地减轻髋部上的负担。

本公开内容提供了一种辅助装置，该辅助装置可以实现在使用者执行向前倾斜他或她的上身的动作时随着使用者上身的倾斜角度增加而增加辅助力，以及当使用者执行从该状态进一步向前倾斜的动作时使得使用者能够容易地移动两者。

根据本公开内容的一个方面的辅助装置包括：第一体穿戴单元，其穿戴在使用者的上身上；左右第二体穿戴单元，其穿戴在使用者的左腿和右腿上；致动器，其被配置成通过第一体穿戴单元和第二体穿戴单元向使用者提供辅助力；检测部，其被配置成检测使用者的上身的倾斜角度；以及控制器，其被配置成：获得用于使致动器产生期望的辅助力的辅助参数，并且执行用于使致动器以对应于该辅助参数的输出进行操作的控制。当使用者执行前倾动作时，控制器基于倾斜角度和倾斜角度的基于时间的变化，获得用于向使用者提供在使使用者达到直立姿势的方向上的辅助力的辅助参数。控制器被配置成：当倾斜角度的基于时间的变化增加时，进一步执行辅助减弱处理以减小辅助力。

该辅助装置使用使用者上身的倾斜角度来获得辅助参数。因此，与在倾斜角度小时相比，该辅助装置在上身向前倾斜到大程度并且倾斜角度大时可以产生较大的辅助力。因此，例如，可以更有效地减轻使用者的髋部上的负担。此外，不仅使用使用者的上身的倾斜角度而且使用倾斜角度的基于时间的变化来获得辅助参数。特别地，执行用于当倾斜角度的基于时间的变化增加时减小辅助力的处理。因此，在使用者向前倾斜上身到相对大程度、暂时停止该动作、并且然后进一步向前倾斜上身的情况下，当上身开始移动时，可以根据倾斜角度的基于时间的变化来减小辅助力，使得使用者可以容易地采取进一步向前倾斜的姿势。

控制器可以被配置成当倾斜角度增加时执行第一处理以增加辅助力，当倾斜角度的基于时间的变化增加时执行作为辅助减弱处理的第二处理以减小辅助力，并且基于第一处理的结果和第二处理的结果获得辅助参数。

在该配置中，当使用者执行降低负载的动作时，例如，当上身的倾斜角度增加时，辅助力增加。当使用者以预定倾斜角度以前倾姿势停止时，倾斜角度的基于时间的变化变为零，并且通过相对大的辅助力维持前倾姿势以减轻使用者上的负担。当使用者开始进一步向前倾斜的动作并且倾斜角度的基于时间的变化增加时，获得在减小辅助力的方向上的辅助参数。因此，使用者可以容易地采取前倾姿势。

控制器可以被配置成进一步执行如下处理作为第二处理：获得使用者的前倾动作的加速度或减速度，并且使在获得加速度的情况下减小辅助力的比率大于在获得减速度的情况下减小辅助力的比率。

在该配置中，即使当倾斜角度的基于时间的变化在使用者的前倾动作中相同时，前倾动作涉及加速时获得的辅助参数不同于前倾动作涉及减速时获得的辅助参数。因此，当前倾动作涉及加速时，例如，当使用者快速降低相对轻的负载时，减小在使使用者达到直立姿势的方向上的辅助力的比率增加，并且因此，使用者可以更容易地执行前倾动作。相比之下，当前倾动作涉及减速时，例如，当使用者缓慢降低重的负载时，减小在使使用者达到直立姿势的方向上的辅助力的比率降低，并且因此，可以向使用者提供适当的辅助力。

作为辅助装置的一种配置，致动器可以包括：驱动单元，其安装在第一体穿戴单元上以位于使用者的髋部的左侧和右侧；以及臂，臂中的每一者具有安装在被穿戴于使用者的腿部的大腿上的第二体穿戴单元中的对应一者上的前端，并且具有安装在驱动单元中的对应一者上的基端，臂中的每一者被配置成围绕基端前后摆动。致动器可以被配置成：当使用者在前倾方向上改变上身的姿势时，通过在臂上围绕基端产生扭矩来向使用者提供在与前倾方向相反的方向上的辅助力。

例如，当使用者降低负载时，即，当使用者将使用者用手握住的负载放置在地板等上时，使用者将姿势从直立姿势改变为前倾姿势。在以上配置中，辅助装置可以产生在使处于前倾姿势的上身达到直立姿势的方向上的辅助力。换言之，辅助装置可以产生减慢使用者向前倾斜上身的动作的这样的辅助力。

作为辅助装置的另一配置，致动器可以包括：卷绕单元，卷绕单元包括滚筒和使滚筒旋转的电机，卷绕单元安装在第一体穿戴单元上；以及带体，该带体具有围绕滚筒缠绕的第一端，和安装在第二体穿戴单元上的第二端。致动器可以被配置成通过电机产生在滚筒卷绕带体的一部分的方向上的扭矩。致动器可以被配置成：当使用者在前倾方向上改变上身的姿势时，产生在将带体卷绕到滚筒上的方向上的扭矩的同时，从滚筒卷绕出带体。

例如，当使用者降低负载时，即，当使用者将使用者用手握住的负载放置在地板等上时，使用者将姿势从直立姿势改变为前倾姿势。在以上配置中，辅助装置可以产生在使处于前倾姿势的上身达到直立姿势的方向上的辅助力。换言之，辅助装置可以产生减慢使用者向前倾斜他或她的上身的动作的这样的辅助力。

根据以上方面的本公开内容的辅助装置可以实现在使用者执行向前倾斜上身的动作的情况下在使用者上身的倾斜角度增加时增加辅助力，以及在使用者执行从该状态进一步向前倾斜的动作的情况下使得使用者能够容易地移动两者。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术和工业意义，其中，相同的标记表示相同的元件，并且在附图中：

图1是示出辅助装置的一个示例的总体配置的透视图；

图2是图1所示的辅助装置的分解透视图；

图3是示出使用者穿戴图1所示的辅助装置的侧视图；

图4是示出使用者穿戴图1所示的辅助装置的侧视图；

图5是右致动器的分解视图；

图6是右致动器的剖视图；

图7是示出包括在辅助装置中的控制装置等的框图；

图8是示出降低动作处理的一部分的框图；

图9是示出降低动作处理的一个示例的流程图；

图10是示出虚拟弹簧常数和阻尼器常数的一个示例的图示；

图11是示出辅助扭矩命令值的图像的曲线图；

图12是示出第二处理的修改示例的图；

图13是示出第二形式的辅助装置的透视图；

图14是示出图8所示的处理的修改示例的框图；

图15是示出第三形式的辅助装置的透视图；以及

图16是卷绕单元的图示。

具体实施方式

辅助装置的整体结构

图1是示出辅助装置的一个示例的整体构造的立体图。图2是图1所示的辅助装置的分解立体图。图3和图4是示出使用者穿戴图1所示的辅助装置的侧视图。在图3中，使用者处于直立姿势，并且在图4中，使用者处于前倾姿势。图3所示的直立姿势是其中使用者的身体从他或她的腿BL到他或她的头部BH的纵向方向沿着竖直线V的姿势。图4所示的前倾姿势是其中使用者的上身的纵向方向相对于竖直线V朝前侧倾斜的姿势。上身是从髋部BW到头部BH的部分。图4所示的前倾姿势是使用者在已经使他或她的腿BL在膝关节处弯曲的状态下的姿势。在图4中，使用者的上身的前倾姿势相对于竖直线V的角度由θh表示。角度θh代表使用者的上身相对于竖直线V的“倾斜角度θh”。

辅助装置10是这样的装置，该装置例如在使用者提升负载和降低负载时辅助使用者使他或她的腿BL(大腿BF)相对于他或她的髋部BW转动，并且在使用者行走时辅助使用者使他或她的腿BL(大腿BF)相对于他或她的髋部BW转动。辅助装置10向使用者提供物理辅助的操作将被称为“辅助操作”。

附图中的X轴、Y轴和Z轴彼此正交。对于以直立姿势穿戴辅助装置10的使用者而言，X轴方向、Y轴方向和Z轴方向分别对应于向前方向、向左方向和向上方向。关于辅助操作，如以上提到的辅助使用者使他或她的腿BL(大腿BF)相对于他或她的髋部BW转动与辅助使用者使他或她的髋部BW相对于他或她的腿BL(大腿BF)转动相同。本实施方式中的辅助操作是通过向使用者提供围绕假想线Li的扭矩来辅助使用者的操作，该假想线Li在左右方向上在使用者的髋部BW附近穿过该使用者。该扭矩也将被称为“辅助扭矩”。

图1所示的辅助装置10包括：第一体穿戴单元11；右第二体穿戴单元12R；左第二体穿戴单元12L；以及致动器9，该致动器9生成用于辅助使用者使他或她的髋部BW相对于他或她的大腿BF移动并且反之亦然的辅助扭矩。“使他或她的髋部BW相对于他或她的大腿BF移动并且反之亦然”意指使他或她的大腿BF相对于他或她的髋部BW移动并且使他或她的髋部BW相对于他或她的大腿BF移动。在图1所示的形式中，致动器9包括右驱动单元13R和左驱动单元13L、以及分别安装在驱动单元13R、13L上的臂37。

第一体穿戴单元11包括髋部支承件21和护套22，并且被穿戴在使用者的至少包括他或她的髋部BW的上身上。右第二体穿戴单元12R和左第二体穿戴单元12L被穿戴在使用者的右腿BL的大腿BF和左腿BL的大腿BF上。右驱动单元13R和左驱动单元13L被插入在第一体穿戴单元11与第二体穿戴单元12R、12L之间，并且用作执行驱动操作以执行辅助操作的驱动部。

辅助装置10还包括操作单元14和控制装置15。操作单元14是所谓的控制器，并且是使用者将辅助操作的规格等输入其中的装置。辅助操作的规格包括辅助操作的动作模式、辅助操作的强度和辅助操作的速度。动作模式包括例如“降低动作”和“提升动作”。动作模式还可以包括“行走”。辅助操作的强度设置为多个级别。例如，设置“级别1(低)”、“级别2(中)”和“级别3(高)”。操作单元14设置有选择按钮，使用者通过选择按钮来选择辅助操作的规格。操作单元14和控制装置15经由有线或无线地连接至彼此，并且可以彼此通信。控制装置15根据输入至操作单元14的信息来控制驱动单元13R、13L的操作。

第一体穿戴单元11包括髋部支承件21、护套22、框架23和背包24。髋部支承件21围绕使用者的髋部BW穿戴。髋部支承件21包括带25。带25使得能够改变髋部支承件21围绕髋部BW的长度，并且用于将髋部支承件21固定至髋部BW。髋部支承件21包括由树脂等制成的硬芯以及皮革或织物构件。驱动单元13R、13L的壳体36安装在髋部支承件21的右侧和左侧。髋部支承件21和壳体36被安装成能够围绕在左右方向上延伸的假想线Li在一个方向和另一方向上转动。护套22围绕使用者的肩部BS和胸部BB穿戴。护套22包括由树脂等制成的硬芯以及皮革或织物构件。护套22耦接至框架23和髋部支承件21。

框架23由诸如铝合金的金属制成的构件形成。框架23包括主框架28、左子框架29L和右子框架29R。主框架28包括使用者的背部倚靠在其上的支承构件30。右子框架29R和左子框架29L是将主框架28与右驱动单元13R的一部分和左驱动单元13L的一部分连接至彼此的柱状构件。因此，右驱动单元13R和左驱动单元13L与第一体穿戴单元11的框架23是一体的，并且因此，右驱动单元13R和左驱动单元13L与框架23(第一体穿戴单元11)不能相对于彼此移位。

背包24安装在主框架28的后部。背包24也称为控制箱并且具有箱形状，并且在背包24的内部，设置有控制装置15、电源(电池)20、加速度传感器33和其他装置。电源20将所需的电力供应给包括控制装置15以及右驱动单元13R和左驱动单元13L的多件设备。

右第二体穿戴单元12R和左第二体穿戴单元12L围绕使用者的右大腿BF和左大腿BF穿戴。用于左大腿BF的第二体穿戴单元12L的形状和用于右大腿BF的第二体穿戴单元12R的形状是彼此的镜像，但是两个单元具有相同的构造。第二体穿戴单元12L(12R)包括由金属、树脂等制成的硬芯形成的垫状主体部31和由皮革或织物构件形成的带32。驱动单元13L的臂37的一部分耦接至主体部31。主体部31与大腿BF的前表面接触。带32使得能够改变第二体穿戴单元12R(12L)围绕大腿BF的长度，并且用于将主体部31固定至大腿BF。

右驱动单元13R和左驱动单元13L安装在第一体穿戴单元11上，从而位于使用者的髋部BW的右侧和左侧。具体地，驱动单元13R、13L安装在髋部支承件21的右侧和左侧。左驱动单元13L的形状和右驱动单元13R的形状是彼此的镜像，但是两个单元具有相同的构造和相同的功能。左驱动单元13L和右驱动单元13R可以分别独立于另一者操作并且执行不同的操作，也可以同步地执行相同的操作。

右驱动单元13R和左驱动单元13L中的每一者具有用于执行向使用者提供辅助力的辅助操作的构造。辅助力是基于围绕假想线Li的扭矩的力，并且该扭矩是“辅助扭矩”。辅助装置10利用由右驱动单元13R和左驱动单元13L输出的辅助扭矩来辅助使用者使他或她的大腿BF相对于他或她的髋部BW转动。

图5是右驱动单元13R的分解图。图6是右驱动单元13R的截面图。由于左驱动单元13L和右驱动单元13R具有相同的构造，因此将对右驱动单元13R的构造进行描述，并且在此将省略对左驱动单元13L的描述。驱动单元13R包括驱动机构35和容纳驱动机构35的壳体36。从驱动机构35输出的扭矩被传递至臂37。在图5和图6中，仅示出了臂37的一部分(第一臂部分37a)。

辅助轴38固定在臂37的上端部(第一臂部分37a)处，并且臂37和辅助轴38一体地旋转。辅助轴38在驱动单元13R中设置成以假想线Li为中心。如图1所示，臂37的前端部(第三臂部分37c)耦接至第二体穿戴单元12R。

驱动机构35构造如下。驱动机构35通过使臂37围绕假想线Li摆动(转动)来向使用者提供辅助扭矩。当使用者自愿改变他或她的姿势时(参见图3和图4)，臂37相对于壳体36围绕假想线Li摆动(转动)。

将对驱动机构35的具体构造进行描述。如图5和图6所示，驱动机构35包括：固定在壳体36上的子框架41；电机42；减速器43；具有凸缘44a的第一带轮44；传动带45；第二带轮46；螺旋弹簧47；轴承48；第一检测器51；以及第二检测器52。电机42、减速器43和第二检测器52安装在子框架41上。第一带轮44通过轴承48安装在电机42的输出轴42a上，并且第一带轮44可以相对于输出轴42a旋转。螺旋弹簧47的内周缘端部安装在输出轴42a的前部分上。螺旋弹簧47的外周缘端部安装在第一带轮44的凸缘44a上。辅助轴38固定在减速器43的减速轴43b上。第二带轮46安装在减速器43的增速轴43a上。围绕第一带轮44和第二带轮46缠绕有传动带45。辅助轴38、减速器43和第二带轮46的中心轴线与假想线Li重合。

壳体36具有分开的结构。壳体36包括外壳体54、中壳体55和内壳体56。内壳体56安装在髋部支承件21上，从而可围绕假想线Li转动。辅助轴38被布置成延伸穿过设置在外壳体54中的孔54a。

第一检测器51检测电机42的输出轴42a的旋转角度。第二检测器52直接检测第二带轮46的旋转角度。由于减速器43的减速比恒定，因此第二检测器52可以检测辅助轴38的转动角度。辅助轴38的转动角度与臂37的摆动角度(转动角度)相同，并且因此第二检测器52可以检测臂37的摆动角度。

在图3所示的直立姿势中，在使用者的上身的纵向方向上的直线LB和在使用者的大腿BF的纵向方向上的直线LF沿着共同的竖直线V延伸。如图4所示，在其中使用者通过使他或她的膝关节弯曲而向前倾斜的姿势中，直线LB相对于竖直线V倾斜，并且该倾斜的角度为“倾斜角度θh”。在使用者的上身的纵向方向上的直线LB和在使用者的大腿BF的纵向方向上的直线LF以角度θL彼此相交。由于臂37被设置成沿着使用者的大腿BF，因此由使用者的上身和大腿BF形成的角度与臂37的摆动角度相同。换句话说，角度θL代表上身相对于大腿BF的倾斜角度。

因此，第二检测器52可以用作检测使用者的上身相对于使用者的大腿BF的倾斜角度(θL)的检测部。在下文中，可以使用上身相对于竖直线V的角度(θh)，或者可以使用上身相对于大腿BF的角度(θL)，作为使用者的上身的倾斜角度。倾斜角度(θh、θL)可以基于在辅助装置10开始辅助操作时的时间点的状态。

图5所示的驱动单元13R的第二检测器52可以获得关于臂37相对于在使用者的上身的纵向方向上的直线LB的摆动角度θL的摆动角度信息。第二检测器52用作获得关于臂37的摆动角度θL的摆动角度信息的摆动角度检测部。由于臂37的摆动角度θL对应于股骨相对于骨盆的旋转角度(摆动角度)，因此臂37的摆动角度θL不仅可以被称为使用者的上身的倾斜角度，而且还可以被称为使用者的髋关节的旋转角度。

第一检测器51和第二检测器52由编码器、角度传感器等形成。第一检测器51和第二检测器52设置在驱动单元13R、13L中的每一者中，并且用作用于右腿的大腿BF的检测器和用于左腿的大腿BF的检测器。第一检测器51和第二检测器52的检测结果被输出至控制装置15。各个第一检测器51的检测结果应该是关于输出轴42a的旋转角度的旋转角度信息，并且在本实施方式中，该信息是旋转角度本身。各个第二检测器52的检测结果应该是关于臂37的摆动角度的摆动角度信息，并且在本实施方式中，该信息是摆动角度θL本身。

如上所述(参见图1)，第一体穿戴单元11的框架23与右驱动单元13R和左驱动单元13L是一体的并且不能相对于彼此移位。当使用者改变他或她的姿势时(参见图3和图4)，右臂37和左臂37相对于右驱动单元13R和左驱动单元13L的壳体36围绕假想线Li转动。因此，当使用者改变他或她的姿势时，扭矩被施加至臂37。该扭矩通过辅助轴38和减速器43从每个臂37传递至第二带轮46。传递至第二带轮46的扭矩通过传动带45和第一带轮44传递至螺旋弹簧47。由于使用者的姿势的改变而从臂37通过辅助轴38传递的扭矩累积在螺旋弹簧47中。

当电机42旋转时，电机42的扭矩(电机扭矩)累积在螺旋弹簧47中。因此，电机42的扭矩以及通过使用者的动作传递的使用者的扭矩累积在螺旋弹簧47中。将辅助扭矩和使用者的扭矩组合的组合扭矩累积在螺旋弹簧47中。累积在螺旋弹簧47中的组合扭矩通过第一带轮44、传动带45、第二带轮46和减速器43输出至辅助轴38，并且使臂37摆动。驱动单元13R、13L利用电机42的扭矩输出的扭矩是由辅助装置10提供的“辅助扭矩”。如稍后将描述的，由驱动单元13R、13L输出的辅助扭矩的命令值由控制装置15获得，并且致动器9以对应于该辅助扭矩命令值的输出进行操作。

组合扭矩是基于螺旋弹簧47从空载状态的角度变化量和螺旋弹簧47的弹簧常数而获得的。角度变化量与电机42的输出轴42a的旋转角度的变化量和辅助轴38的旋转角度的变化量的总和相关。因此，组合扭矩是基于第一检测器51的检测结果、第二检测器52的检测结果以及螺旋弹簧47的弹簧常数而获得的。由于第一检测器51的检测结果和第二检测器52的检测结果被提供给包括在控制装置15中的处理单元16，因此处理单元16可以获得组合扭矩。

如图1和图2所示，每个臂37包括多个臂部分和将这些臂部分耦接在一起的接头。在本公开内容中，每个臂37包括第一臂部分37a、第二臂部分37b、第三臂部分37c、第一接头39a和第二接头39b。臂37包括接头39a、39b，但是可以将围绕假想线Li的扭矩传递至第二体穿戴单元12R(12L)。当使用者改变他或她的姿势时(参见图3和图4)，第二体穿戴单元12R(12L)被大腿BF按压，并且臂37围绕假想线Li摆动。因此，臂37可以将作为使用者施加在第二体穿戴单元12R(12L)上的动作(姿势的改变)的力传递至辅助轴38作为围绕假想线Li的扭矩。臂37可以具有与附图中所示的形式不同的形式。

辅助装置10还包括检测使用者的上身的倾斜角度的检测部，使用者的上身是使用者的身体的包括他或她的髋部BW的上部分。本实施方式中的检测部是三轴加速度传感器33。加速度传感器33例如设置在背包24中。由加速度传感器33检测到的使用者的上身的倾斜角度是当使用者的上身朝前侧倾斜时使用者的上身相对于竖直线V的倾斜角度，并且在本公开内容中(参见图4)，该倾斜角度由如上所述的“θh”表示。检测部可以具有其他形式，只要检测部被配置成像三轴加速度传感器33一样输出与使用者的上身的姿势(倾斜角度)相对应的信号即可。

如上所述，上身相对于大腿BF的倾斜角度由第二检测器52检测。虽然检测上身的倾斜角度的检测部可以是第二检测器52，但是在该实施方式中，将对其中该检测部是三轴加速度传感器33的情况进行描述。

图7是示出包括在辅助装置10中的控制装置15等的框图。控制装置15获得辅助扭矩命令值作为确定要产生的辅助力(辅助扭矩)的辅助参数，并且执行用于使致动器9以基于该命令值的输出操作的控制。辅助参数可以是确定要产生的辅助扭矩的任何参数，并且除扭矩之外的参数例如辅助力可以用作辅助参数。

为了获得辅助扭矩命令值并且控制致动器9，控制装置15包括具有中央处理单元(CPU)的处理单元(处理装置)16、由存储诸如各种程序和数据库的信息的非易失性存储器等形成的存储装置17、电机驱动器18和通信接口19。

处理单元16可以通过执行存储在存储装置17中的计算机程序而具有各种功能。处理单元16用于获取辅助扭矩命令值作为辅助参数，并且利用驱动单元13R、13L提供用于执行辅助操作的命令。具体地，作为根据存储在存储装置17中的计算机程序进行操作的功能部，处理单元16包括获得辅助扭矩命令值的计算部16a和确定使用者的动作(动作模式)的动作确定部16b。动作确定部16b基于三轴加速度传感器33和第二检测器52中的一者或两者的检测结果自动确定使用者的动作。

将对给出用于利用驱动单元13R、13L执行辅助操作的命令的功能进行描述。例如，当由使用者选择操作单元14(参见图7)的选择按钮时，处理单元16根据与该选择按钮相对应的动作的程序来执行辅助操作。处理单元16用于根据存储在存储装置17中的程序来执行用于“降低动作”、“提升动作”等的辅助操作。处理单元16用于在检测到“行走”作为动作模式时根据存储在存储装置17中的程序来执行用于“行走”的辅助操作。将行走程序、提升程序和降低程序作为程序存储在存储装置17中。例如，当通过使用者的操作选择操作单元14中的与“降低动作”相对应的按钮时，处理单元16根据降低程序来执行用于降低动作的辅助操作。

在辅助装置10为“行走”、“提升动作”和“降低动作”中的每个动作提供辅助的情况下，处理单元16获得针对所需辅助扭矩的命令值，并且产生使驱动单元13R、13L输出与该命令值相对应的辅助扭矩的命令信号。该命令信号被提供给电机驱动器18。电机驱动器18被配置成包括例如电子电路，并且基于来自处理单元16的命令信号输出用于驱动电机42的驱动电流。电机驱动器18基于该命令信号来激活驱动单元13R、13L。电机驱动器18用作基于与辅助扭矩命令值相对应的信号(命令信号)来激活驱动单元13R、13L的激活控制部。

来自操作单元14、第一检测器51、第二检测器52和加速度传感器33中的每一个的信号被输入至通信接口19中，该通信接口19然后将这些信号提供给处理单元16。输入至操作单元14中的信息例如辅助操作的规格通过通信接口19被输入至处理单元16中，并且处理单元16使用输入的信息来执行处理。

辅助操作的概述

如上所述，辅助装置10通过操作右驱动单元13R和左驱动单元13L使用臂37来执行辅助操作。辅助操作是通过第一体穿戴单元11和第二体穿戴单元12R、12L向使用者提供围绕假想线Li的辅助扭矩的操作，该假想线Li在左右方向上在他或她的髋部BW附近穿过使用者。

使用者的动作的示例包括：提升动作(也称为“直立动作”)，在提升动作中，使用者将他或她的上身的姿势从前倾姿势改变为直立姿势以提升负载；降低动作(也称为“前倾动作”)，在降低动作中，使用者将他或她的上身的姿势从直立姿势改变为前倾姿势以降低负载；以及其中使用者行走的动作。

不管使用者执行提升动作还是降低动作，由辅助装置10产生的辅助扭矩都是在将使用者的姿势从前倾姿势改变为直立姿势的方向上的扭矩。也就是说，其中右驱动单元13R和左驱动单元13L试图使臂37围绕假想线Li(参见图4)转动(摆动)的方向是箭头R1的方向，并且其中右驱动单元13R和左驱动单元13L试图使第一体穿戴单元11(框架23)围绕假想线Li转动的方向是箭头R2的方向。

当使用者执行提升动作或降低动作时，右第二体穿戴单元12R和左第二体穿戴单元12L的垫状主体部31通过在箭头R1的方向上的辅助扭矩向后推动右大腿BF和左大腿BF。第一体穿戴单元11的框架23通过在箭头R2的方向上的辅助扭矩朝后侧(向后)拉动使用者的上身。在提升动作的情况下，使用者沿着其中辅助扭矩作用的上述方向将他或她的姿势改变为直立姿势。在降低动作的情况下，使用者在与其中辅助扭矩作用的上述方向相反的方向上将他或她的姿势改变为前倾姿势。因此，辅助装置10产生作为减缓(制动)使用者向前倾斜他或她的上身以降低负载的动作的辅助力的辅助扭矩。此外，当使用者以前倾姿势停止时，该姿势通过产生的辅助扭矩保持，并且减轻了他或她的身体的负担。

当辅助装置10对使用者执行用于行走的辅助操作时，该辅助操作是辅助使用者使他或她的大腿BF相对于他或她的髋部BW转动的操作，并且右驱动单元13R和左驱动单元13L交替地执行该操作以辅助转动。因此，右驱动单元13R和左驱动单元13L以预定的辅助扭矩交替地摆动右臂37和左臂37。

由控制装置15执行的处理

由驱动单元13R、13L输出的用于如上描述配置的辅助装置10执行辅助操作的辅助扭矩的命令值由处理单元16的计算部16a确定。致动器9提供给使用者的扭矩基于电机42的输出扭矩。为了增加提供给使用者的辅助扭矩，应该增加电机42的输出扭矩，并且为了减小提供给使用者的辅助扭矩，应该减小电机42的输出扭矩。辅助扭矩命令值是基于从包括加速度传感器33并且检测使用者的上身的倾斜角度的检测部获得的各种信息获得的。

在下文中，将对获得用于降低动作的辅助扭矩的命令值的处理的具体示例进行描述。图8是示出由处理单元16执行的降低动作处理的一部分的框图，并且图9是示出该处理的一个示例的流程图。图8示出了获得辅助扭矩命令值τa的处理。当在操作单元14中选择“降低动作”时(图9的步骤St50)，执行降低动作处理。使用者的执行降低动作处理的动作除了其中使用者用手保持负载并且向前倾斜他或她的上身以降低负载的动作之外，还包括其中使用者在不用手保持负载的情况下向前倾斜他或她的上身的动作(弯腰动作)。

降低动作处理是当穿戴辅助装置10的使用者执行降低动作时向使用者提供辅助扭矩的处理。此外，当使用者执行降低动作时，如上所述，由辅助装置10产生的辅助扭矩是在将使用者的姿势从前倾姿势改变为直立姿势的方向上的扭矩，即，在提升方向上的扭矩。当使用者执行降低动作时，辅助装置10产生作为减缓使用者向前倾斜他或她的上身的动作的辅助力的辅助扭矩。关于辅助扭矩的正符号和负符号，如图4所示，提升方向和降低方向被分别定义为负和正。

将对整个降低动作处理进行描述(参见图9)。执行获取由三轴加速度传感器33获得的倾斜角度θh的处理(步骤St60)。由计算部16a基于关于倾斜角度θh的信息执行涉及各种计算的处理(步骤St70)，并且基于处理的结果获得辅助扭矩命令值τa(步骤St80)。用于使驱动单元13R、13L输出与命令值τa相对应的辅助扭矩的命令信号被提供给电机驱动器18(步骤St90)。电机驱动器18基于命令信号来激活驱动单元13R、13L(步骤St100)。因此，向使用者提供辅助扭矩。图9所示的该循环——即图9所示的一系列处理——以预定周期(例如，每0.001秒执行一系列处理)重复执行，直至降低动作完成为止(步骤St110)。用于右驱动单元13R的降低动作处理和用于左驱动单元13L的降低动作处理相同并且同时执行。

将使用图8对获得命令值τa的处理的具体示例进行描述。基于三轴加速度传感器33的检测信号，计算部16a获取使用者的倾斜角度θh(图8的框B50和图9的步骤St60)。倾斜角度θh存储在存储装置17中。

使用所获取的倾斜角度θh，计算部16a获得倾斜角度θh的基于时间的变化θv(时间变化率)(图8的框B60和图9的步骤St70)。如上所述，由于以预定周期重复执行降低动作处理，因此计算部16a可以使用在上次(直接在前)降低动作处理中获取的倾斜角度θh(t-1)、在当前降低动作处理中获取的倾斜角度θh(t)以及预定周期的值t根据以下公式获得倾斜角度θh的基于时间的变化θv。θv＝(θh(t)-θh(t-1))/t。

倾斜角度θh的基于时间的变化θv存储在存储装置17中。倾斜角度θh的基于时间的变化θv可以被称为上身在倾斜时的移动速度和上身在倾斜时的角速度。在下文中，倾斜角度θh的基于时间的变化θv可以被称为“角速度θv”。

在控制装置15中，设置作为刚度项增益的虚拟弹簧常数K和作为粘度项增益的阻尼常数d。虚拟弹簧常数K和阻尼常数d的相应值的信息存储在存储装置17中。虚拟弹簧常数K和阻尼常数d的相应值是预设值，并且例如，如图10所示，这些常数中的每一个对于用于降低的辅助操作的每个强度级别(级别1、2或3)被设置为不同的值。

如根据下面的描述将理解的，阻尼常数d是用于在降低动作的情况下减小辅助扭矩命令值τa的常数，即用于减小对使用者向前倾斜他或她的上身的动作的减缓效果的常数。因此，阻尼常数d也可以被称为辅助减弱常数(辅助减弱项)。

根据辅助操作的设置强度(级别1、2或3)选择虚拟弹簧常数K和阻尼常数d中的每一个的值之一。辅助操作的强度由使用者在动作开始时通过操作单元14(选择按钮)设置。当在设置辅助操作的强度中选择“高(级别3)”时，与选择“低(级别1或级别2)”时相比，选择使辅助扭矩命令值τa较大的值作为虚拟弹簧常数K的值。虽然级别1、2和3被示出为辅助操作的强度的设置，但是可以提供更多的级别(例如，级别0、1、2、3、4等)。

计算部16a将所获得的倾斜角度θh乘以虚拟弹簧常数K(图8的框B51和图9的步骤St70)。执行该乘法的处理是第一处理。在本实施方式的情况下，虚拟弹簧常数K在级别2和3处具有负符号。如上所述，对于辅助扭矩，提升方向被定义为负。因此，在第一处理中，在负方向上的辅助扭矩命令值随着倾斜角度θh的增加而增加。因此，执行用于随着倾斜角度θh变大而增加辅助力的第一处理。

作为与第一处理分离的处理，计算部16a将所获得的上身的角速度θv乘以阻尼常数d(图8的框B61和图9的步骤St70)。执行该乘法的处理是第二处理。在该实施方式的情况下，阻尼常数d在级别2和3处具有正符号。如上所述，关于辅助扭矩，提升方向被定义为负。因此，在第二处理中，在负方向上的辅助扭矩命令值随着倾斜角度θh的增加而减小。因此，执行用于随着上身的角速度θv增加而减小辅助力的第二处理。该第二处理可以被称为用于减小辅助力的“辅助减弱处理”。

计算部16a基于第一处理的结果和第二处理的结果获得作为用于降低动作的辅助参数的辅助扭矩命令值。具体地，计算部16a获得通过将倾斜角度θh乘以虚拟弹簧常数K而获得的值与通过将角速度θv乘以阻尼常数d而获得的值的总和(图8的框B70和步骤图9的St70)，并且将该总和的值设置为用于降低动作的辅助扭矩命令值τa(图9的步骤St80)。

图11是示出由处理单元16(计算部16a)获得的辅助扭矩命令值τa的图像的曲线图。在图11的曲线图中，纵坐标和横坐标分别示出了在降低动作的情况下的辅助扭矩和上身的角速度θv。在图11中，倾斜角度θh为30度的情况由虚线指示，并且倾斜角度θh为60度的情况由实线指示。关于辅助扭矩的正符号和负符号，提升方向为负，并且降低方向为正。如图11所示，与倾斜角度θh无关，随着上身的角速度θv增加，辅助扭矩命令值τa接近零。换句话说，随着角速度θv增加，对使用者向前倾斜他或她的上身的动作的减缓效果减小。

如已经描述的，当使用者执行向前倾斜他或她的上身的动作时，控制装置15的处理单元16基于使用者的上身的倾斜角度θh和上身的角速度θv获得辅助扭矩命令值，该辅助扭矩命令值用于向使用者提供在使使用者达到直立姿势方向上的辅助力。在本实施方式中，处理单元16可以执行用于随着角速度θv增加而减小辅助力(命令值τa)的辅助减弱处理(第二处理)。

具有上述构造的辅助装置10使用使用者的上身的倾斜角度θh来获得辅助扭矩命令值τa。因此，与倾斜角度θh小时相比，当上身前倾到大的程度并且倾斜角度θh大时，辅助装置10可以产生较大的辅助力。因此，例如，可以更有效地减轻使用者的髋部BW的负担。此外，辅助扭矩命令值τa不仅使用使用者的上身的倾斜角度θh而且还使用角速度θv获得，角速度θv是倾斜角度的基于时间的变化。特别地，执行用于当角速度θv增加时减小辅助力的处理。因此，在使用者向前倾斜他或她的上身到相对大的程度、暂时停止该动作、并且然后进一步向前倾斜他或她的上身的情况下，当上身开始移动时，辅助力可以根据角速度θv减小，并且因此，使用者可以容易地采取进一步向前倾斜的姿势。

图12是示出第二处理的修改示例的图表。图12所示的图的纵坐标和横坐标分别示出了“通过将角速度θv乘以阻尼常数d而获得的值”和角速度θv。由于处理单元16以预定周期获得角速度θv，因此可以确定角速度θv在当前时间点处(在当前处理中)是在增加还是在减少。也就是说，当使用者执行向前倾斜他或她的上身的动作时，处理单元16可以确定该动作是涉及加速的动作还是涉及减速的动作。

即使角速度θv相同，在加速的情况下的阻尼常数d和在减速的情况下的阻尼常数d被设置为彼此不同的值。如由图12中示出的箭头J1和J2所指示的，当使用者的前倾动作涉及加速时，处理单元16增加减小辅助力的比率。相反，如图由12中示出的箭头J3和J4所指示的，当使用者的前倾动作涉及减速时，处理单元16降低减小辅助力的比率。因此，阻尼常数d是可变值，并且在加速的情况下使用的阻尼常数d的值和在减速的情况下使用的阻尼常数d的值彼此不同。因此，处理单元16执行以下处理作为第二处理：获得使用者的前倾动作的加速度或减速度，并且使在获得加速度的情况下减小辅助力的比率大于在获得减速度的情况下减小辅助力的比率。

在本修改示例的情况下，当前倾动作涉及加速时，例如当使用者快速地降低相对轻的负载时，减小在使使用者达到直立姿势的方向上的辅助力的比率增加，并且因此，使用者可以更容易地执行前倾动作。相反，当前倾动作涉及减速时，例如当使用者缓慢降低重负载时，减小在使使用者达到直立姿势的方向上的辅助力的比率降低，并且因此，可以向使用者提供适当的辅助力。当使用者执行涉及加速的动作时，例如当使用者开始降低相对重的负载时，减小在使使用者达到直立姿势的方向上的辅助力的比率增加，并且因此使用者可以更容易地执行前倾动作。此外，当使用者执行降低负载的动作并且在接近目标位置时即将停止该动作时(即，当前倾动作减速时)，减小在使使用者达到直立姿势的方向上的辅助力的比率降低，并且因此，可以向使用者提供适当的辅助力。

第二形式的辅助装置10

图13是示出第二形式的辅助装置10的透视图。该辅助装置10包括穿戴在使用者的上身上的第一体穿戴单元11、穿戴在使用者的右腿的大腿上的右第二体穿戴单元12R和左腿的大腿上的左第二体穿戴单元12L以及致动器9。在图1所示的辅助装置10(第一形式)和图13所示的辅助装置10中具有相同功能的这些部件由相同的附图标记表示。

在第二形式中，致动器9包括与第一形式中的背包24相对应的动力单元79B，以及被设置成位于使用者的髋部的右侧上的右驱动单元13R和左侧上的左驱动单元13L。动力单元79B以及右驱动单元13R和左驱动单元13L中的每一者通过由金属等制成的框架23耦接在一起。第一体穿戴单元11安装在动力单元79B以及右驱动单元13R和左驱动单元13L上。

动力单元79B包括在壳体84内部的电机83以及被电机83驱动以旋转的右驱动带轮81R和左驱动带轮81L。三轴加速度传感器33设置在动力单元79B内部作为检测使用者的上身的倾斜角度的检测部。左驱动单元13L在壳体36内部设置有从动带轮80L。右驱动单元13R在壳体36内部设置有从动带轮80R。右从动带轮80R和左从动带轮80L中的每一者都设置在壳体36内部以能够围绕假想线Li在一个方向和另一方向上转动，该假想线Li在左右方向上在他或她的髋部附近的位置处穿过使用者。在左侧，线材82L围绕驱动带轮81L和从动带轮80L缠绕，并且在右侧，线材82R围绕驱动带轮81R和从动带轮80R缠绕。线材82R、82L分别容纳在设置在动力单元79B与右壳体36和左壳体36之间的导管77中。

当右驱动带轮81R和左驱动带轮81L通过电机83在一个方向上转动时，右从动带轮80R和左从动带轮80L在一个方向上转动，其中线材82R、82L用作动力传递构件。当驱动带轮81R、81L通过电机83在另一方向上转动时，从动带轮80R、80L在另一方向上转动，其中线材82R、82L用作动力传递构件。臂37分别安装在从动带轮80R、80L上，并且从动带轮80R、80L中的每一者与臂37一体地移动。第二体穿戴单元12R、12L安装在臂37的下部处。

由于从动带轮80R、80L的转动而围绕假想线Li摆动的右臂37和左臂37的扭矩被提供给使用者作为辅助扭矩。右驱动单元13R和左驱动单元13L中的每一者可以彼此独立地操作并且执行不同的操作，也可以同步执行相同的操作。因此，致动器9可以执行通过第一体穿戴单元11和第二体穿戴单元12R、12L向使用者提供辅助力的辅助操作。

同样在第二形式中，辅助装置10包括传感器53，该传感器53获得表示由使用者的上身和大腿形成的角度的臂37的摆动角度。传感器53用于检测与臂37一体地移动的从动带轮80R、80L的旋转角度，并且该传感器53例如是编码器或角度传感器。传感器53具有与第一形式中的第二检测器52相同的功能。由于从动带轮80L(80R)的旋转角度和驱动带轮81L(81R)的旋转角度彼此相关，因此基于驱动带轮81L(81R)的旋转角度来检测臂37的摆动角度的传感器可以用作获得臂37的摆动角度的检测器。

同样在第二形式中，如在第一形式中一样，辅助装置10包括执行降低动作处理的控制装置15。控制装置15(参见图7)包括：包括中央处理单元(CPU)的处理单元(处理装置)16、由非易失性存储器等形成的存储例如各种程序和数据库的信息的存储装置17、控制电机83的电机驱动器18等。如在第一形式中，处理单元16检测使用者上身的倾斜角度θh，并且通过使用倾斜角度θh的计算来获得使用者的上身的倾斜角度θh的基于时间的变化θv(角速度θv)，如图8所示。

如在第一形式(参见图8)中，处理单元16执行第一处理以随着使用者的上身的倾斜角度θh增加而增加辅助力。此外，处理单元16执行第二处理以随着倾斜角度θh的基于时间的变化θv(角速度θv)变大(变高)而减小辅助力。处理单元16基于第一处理的结果和第二处理的结果获得作为辅助参数的辅助扭矩命令值τa。电机83以对应于命令值τa的输出进行操作。这些处理的具体示例与图8至图12所示的处理的示例相同，并且因此此处将省略对其的描述。

像第一形式中的辅助装置10一样，第二形式中的辅助装置10通过操作右驱动单元13R和左驱动单元13L使用臂37来执行辅助操作。该辅助操作是通过第一体穿戴单元11和第二体穿戴单元12R、12L向使用者提供围绕假想线Li的辅助扭矩的操作。假想线Li在左右方向上在他或她的髋部BW附近的位置处穿过使用者。第二形式和第一形式在这方面也相同。

由处理单元16获得的辅助扭矩命令值τa是使臂37围绕假想线Li摆动的扭矩的值。该扭矩由致动器9的电机83产生。因此，通过驱动单元13R、13L利用电机83的扭矩输出的扭矩是由辅助装置10提供的“辅助扭矩”。

同样在第二形式中，处理单元16可以被配置成执行以下处理作为第二处理：获得使用者的前倾动作的加速度或减速度，并且使在获得加速度的情况下减小辅助力的比率大于在获得减速度的情况下减小辅助力的比率，如图12所描述的。

如已经描述的，图1所示的辅助装置10(第一形式)和图13所示的辅助装置10(第二形式)中的每一个的致动器9被配置成如下。致动器9包括安装在第一体穿戴单元11上以位于使用者的髋部BW的右侧上的右驱动单元13R和左侧上的左驱动单元13L，以及右臂37和左臂37。右臂37和左臂37的前端分别安装在第二体穿戴单元12R、12L上，第二体穿戴单元12R、12L穿戴在使用者的腿部的大腿BF上，并且右臂37和左臂37的基端分别安装在驱动单元13R、13L上。右臂37和左臂37中的每一者围绕基端前后摆动。

致动器9被配置成当使用者在前倾方向上改变他或她的上身的姿势时，通过在右臂37和左臂37中的每一者上围绕基端产生扭矩，向使用者提供在与前倾方向相反的方向上的辅助力(辅助扭矩)。例如，当使用者降低负载时，即当使用者将使用者用手握住的负载放置在地板等上时，使用者将他或她的姿势从直立姿势改变为前倾姿势。具有该配置的辅助装置10可以产生在使处于前倾姿势的上身达到直立姿势的方向上的辅助力。因此，辅助装置可以产生减慢使用者向前倾斜他或她的上身的动作的这样的辅助力。

第一处理和第二处理的修改示例

如上所述，除了设置在动力单元79B(背包24)中的三轴加速度传感器33之外，第二形式(第一形式)的辅助装置10包括设置在驱动单元13R、13L上的传感器53(第二检测器52)，作为用于检测上身的倾斜角度的装置。加速度传感器33检测相对于竖直线V(参见图4)的倾斜角度θh。传感器53(第二检测器52)检测使用者的上身相对于使用者的大腿BF的倾斜角度θL。由于倾斜角度θh(θL)是基于即时检测的，因此处理单元16可以基于倾斜角度θh(θL)获得使用者的上身的倾斜角度θh(θL)的基于时间的变化θv(角速度θv)。

如图14所示，在第一处理中使用的倾斜角度θh可以是由三轴加速度传感器33获得的值，并且在第二处理中使用的角速度θv可以是由传感器53(第二检测器52)获得的值。图14是示出图8所示的处理的修改示例的框图。因此，当使用者执行前倾动作时，处理单元16可以基于由三轴加速度传感器33获得的倾斜角度θh和由传感器53(第二检测器52)获得的角速度θv获得辅助扭矩命令值τa，以用于向使用者提供在使使用者达到直立姿势的方向上的辅助力。

第三形式的辅助装置10

图15是示出第三形式(在被使用者穿戴的状态下)的辅助装置10的透视图。该辅助装置10包括：穿戴在使用者上身的第一体穿戴单元11、穿戴在使用者的右腿上的右第二体穿戴单元12R和左腿上的左第二体穿戴单元12L、通过第一体穿戴单元11和第二体穿戴单元12R、12L向使用者提供辅助力的致动器9、以及作为检测使用者的上身的倾斜角度的检测部的三轴加速度传感器33。在这方面，该辅助装置10与根据第一形式的辅助装置10相同。在图15所示的第三形式中，第二体穿戴单元12R、12L穿戴在腿的膝盖上。

第一体穿戴单元11由柔性织物等制成。第一体穿戴单元11包括穿戴在使用者的背部上的背主体部61、以及连接至背主体部61的肩带62和髋部带63。背主体部61被携带在使用者的背部上。肩带62和髋部带63的长度是可调节的，并且这些长度被调节成使背主体部61与使用者的背部紧密接触。第一体穿戴单元11被穿戴成不能相对于使用者的上身在前后方向、右左方向和上下方向上移动。

右第二体穿戴单元12R和左第二体穿戴单元12L的形状为彼此的镜像，但是这些单元具有相同的配置。右第二体穿戴单元12R和左第二体穿戴单元12L中的每一者都由柔性织物等制成。第二体穿戴单元12R、12L中的每一者包括穿戴在使用者的膝盖BN的后侧上的膝盖主体部64，以及设置成从膝盖主体部64延伸的膝盖带65。膝盖带65围绕膝盖BN并且通过接触和闭合紧固件(钩环紧固件)等固定至膝盖主体部64。膝盖带65的固定位置被调节成使得第二体穿戴单元12R、12L与膝盖BN紧密接触。第二体穿戴单元12R、12L中的每一者被穿戴成不能相对于膝盖BN在前后方向、右左方向和上下方向上移动。

致动器9包括带体70以及卷绕单元71，带体70被设置成沿使用者的后侧延伸以将第一体穿戴单元11连接至第二体穿戴单元12R、12L中的每一者，卷绕单元71可以卷绕和退绕(即，卷绕出)带体70的一部分。带体70包括对应于使用者的上身侧的第一带部分70a、对应于使用者的下身侧的第二带部分70b、以及将第一带部分70a和第二带部分70b耦接在一起的耦接构件72。第一带部分70a和第二带部分70b中的每一者是细长且柔性的。

卷绕单元71设置在背包24的内部，背包24安装在第一体穿戴单元11(背主体部61)上。图16是示出卷绕单元71的视图。卷绕单元71包括电机73和可以由电机73旋转并且卷绕带体70的滚筒74。当卷绕单元71卷绕带体70时，张力施加在带体70上。该张力提供辅助处于任务中的使用者的辅助力，并且减轻使用者的身体上的负担。例如，当使用者在用手支撑负载(用手握住负载)的同时将他或她的姿势从前倾姿势改变为直立姿势时，卷绕单元71卷绕带体70以在带体70上施加张力。该张力帮助使用者将他或她的姿势从前倾姿势改变为直立姿势，并且减轻使用者的身体上的负担。

当使用者将他或她的姿势从直立姿势改变为前倾姿势时，即当使用者执行降低动作时，卷绕单元71操作成在产生在将带体70卷绕到滚筒74上的方向上的扭矩的同时，从滚筒74卷绕出带体70。当使用者执行降低动作时，卷绕单元71产生减慢使用者向前倾斜他或她的上身的动作的这样的辅助力。该辅助力基于滚筒74试图卷绕的带体70上的张力，并且该辅助力在降低动作中减轻使用者的身体上的负担。当使用者以前倾姿势停止时，该姿势由带体70上的张力维持以减轻使用者的身体上的负担。如已经描述的包括带体70和卷绕单元71的致动器9可以执行通过第一体穿戴单元11和第二体穿戴单元12R、12L向使用者提供辅助力的辅助操作。

如在第一形式中，根据第三形式的辅助装置10包括执行降低动作处理的控制装置15。控制装置15(参见图7)包括：包括中央处理单元(CPU)的处理单元(处理装置)16、由非易失性存储器等形成的存储例如各种程序和数据库的信息的存储装置17、控制电机73的电机驱动器18等。如在第一形式中，处理单元16检测使用者上身的倾斜角度θh，并且根据检测到的倾斜角度θh获得使用者的上身的倾斜角度θh的基于时间的变化θv(角速度θv)，如图8所示。

如在第一形式(参见图8)中，处理单元16执行第一处理以随着使用者的上身的倾斜角度θh增加而增加辅助力。此外，处理单元16执行第二处理以随着倾斜角度θh的基于时间的变化θv(角速度θv)增加而减小辅助力。处理单元16基于第一处理的结果和第二处理的结果获得作为辅助参数的辅助扭矩命令值τa。电机73以对应于命令值τa的输出进行操作。这些处理的具体示例与图8至图12所示的处理的示例相同，并且因此此处将省略对其的描述。

第三形式的辅助装置10通过卷绕单元71在使用者执行提升动作和在使用者执行降低动作两者时卷绕带体70来执行辅助操作。该辅助操作是在卷绕单元71卷绕带体70时通过第一体穿戴单元11和第二体穿戴单元12R、12L向使用者提供施加在带体70上的张力的操作。

由处理单元16获得的辅助扭矩命令值τa是卷绕单元71(滚筒74)卷绕带体70的扭矩值。该扭矩由卷绕单元71的电机73产生。因此，通过卷绕单元71使用电机73的扭矩输出的扭矩是由辅助装置10提供的“辅助扭矩”。

同样在第三形式中，处理单元16可以被配置成执行如下处理作为第二处理：获得使用者的前倾动作的加速度或减速度，并且使在获得加速度的情况下减小辅助力的比率大于在获得减速度的情况下减小辅助力的比率，如图12所描述的。

如已经描述的，图15和图16中所示的辅助装置10(第三形式)的致动器9被配置成如下。致动器9包括卷绕单元71以及带体70，该卷绕单元71包括滚筒74以及使滚筒74旋转的电机73，并且该卷绕单元71安装在第一体穿戴单元11上。带体70具有围绕滚筒74缠绕的第一端和安装在第二体穿戴单元12R、12L上的第二端。电机73产生在滚筒74卷绕带体70的一部分的方向上的扭矩。

例如，当使用者降低负载时，即当使用者将使用者用手握住的负载放置在地板等上时，使用者将他或她的姿势从直立姿势改变为前倾姿势。具有该配置的辅助装置10可以产生在使处于前倾姿势的上身达到直立姿势的方向上的辅助力。换言之，辅助装置可以产生减慢使用者向前倾斜他或她的上身的动作的这样的辅助力。

各个形式的辅助装置10

在各个第一形式、第二形式和第三形式的辅助装置10中，控制装置15获得用于使致动器9产生期望的辅助力的辅助扭矩命令值τa，并且执行用于使致动器9以对应于命令值τa的输出进行操作的控制。当使用者执行前倾他或她的上身的动作时，控制装置15基于使用者的上身的倾斜角度θh和倾斜角度θh的基于时间的变化θv获得命令值τa，以用于向使用者提供在使使用者达到直立姿势的方向上的辅助力。此外，当基于时间的变化θv增加时，控制装置15可以执行辅助减弱处理以减小辅助力。

各个形式的这些辅助装置10使用使用者的上身的倾斜角度θh来获得辅助扭矩命令值τa。当上身向前倾斜到大程度并且倾斜角度θh大时，辅助装置10产生大的辅助力。因此，例如，可以更有效地减轻使用者的髋部的负担。此外，辅助扭矩命令值τa不仅使用使用者的上身的倾斜角度θh，而且还使用倾斜角度θh的基于时间的变化θv(角速度θv)来获得的。特别地，当倾斜角度θh的基于时间的变化θv增加时，执行用于减小辅助力的处理。因此，在使用者向前倾斜他或她的上身到相对大程度、暂时停止该动作、并且然后进一步向前倾斜他或她的上身的情况下，当上身开始移动时，辅助力可以根据倾斜角度θh的基于时间的变化θv而减小，并且因此，使用者可以容易地采取进一步向前倾斜的姿势。

在第一形式、第二形式和第三形式的辅助装置10中，例如，当使用者执行降低负载的动作时，辅助力随着上身的倾斜角度θh增加而增加。当使用者以预定倾斜角度θh以前倾姿势停止时，倾斜角度θh的基于时间的变化θv变为零，并且该前倾姿势由相对大的辅助力维持，并且因此，减轻了使用者上的负担。当使用者开始进一步向前倾斜的动作并且倾斜角度θh的基于时间的变化θv增加时，获得在减小辅助力的方向上的辅助扭矩命令值τa。因此，使用者可以容易地采取前倾姿势。

如已经描述的，当使用者执行向前倾斜他或她的上身的动作时，上述形式中的每一个的辅助装置10都可以实现随着使用者的上身的倾斜角度θh增加而增加辅助力，并且当使用者从该状态执行进一步向前倾斜的动作时使得使用者能够容易地移动。此外，当使用者相对快地执行前倾的动作并且倾斜角度θh的基于时间的变化θv增加时，控制装置15获得在减小辅助力的方向上的辅助扭矩命令值τa。因此，使用者可以容易地采取前倾姿势。

上述形式中的每一个的辅助装置10的各个部分的机构可以具有与附图中所示的配置不同的配置。例如，第一体穿戴单元11可以具有与附图中所示的形式不同的形式，只要其被配置成穿戴在使用者的上身上即可。第二体穿戴单元12R、12L可以具有与附图中所示的形式不同的形式，只要它们被配置成穿戴在使用者的右腿和左腿上即可。在图1和图13所示的形式中，致动器9的配置也可以不同，只要其包括通过前后摆动向使用者提供辅助扭矩的臂37即可。在图15所示的形式中，致动器9的配置可以不同，只要其被配置成卷绕带体70即可。

在上述形式中，已经描述了检测上身的倾斜角度(θh)的检测部为三轴加速度传感器33的情况。然而，检测部可以是被配置成产生根据使用者的上身的姿势而变化的输出的任何其他传感器。在上述形式中，处理单元16获得用于辅助操作的辅助参数作为扭矩值(辅助扭矩)。然而，辅助参数可以是除了扭矩值以外的参数，并且可以是例如负载(力)。

以上公开的实施方式在各方面仅是说明性的而非限制性的。针对本发明的权利的范围不限于以上实施方式，而是包括在与权利要求中描述的配置等效的范围内的所有改变。

Claims (5)

1.一种辅助装置，其特征在于，包括：

第一体穿戴单元(11)，其穿戴在使用者的上身上；

左右第二体穿戴单元(12L，12R)，其穿戴在所述使用者的左腿和右腿上；

致动器(9)，其被配置成通过所述第一体穿戴单元(11)和所述第二体穿戴单元(12L，12R)向所述使用者提供辅助力；

检测部，其被配置成检测所述使用者的上身的倾斜角度；以及

控制器，其被配置成：获得用于使所述致动器(9)产生期望的辅助力的辅助参数，并且执行用于使所述致动器(9)以对应于所述辅助参数的输出进行操作的控制，其中：

当所述使用者执行前倾动作时，所述控制器基于所述倾斜角度和所述倾斜角度的基于时间的变化，获得用于向所述使用者提供在使所述使用者达到直立姿势的方向上的辅助力的辅助参数；并且

所述控制器被配置成：当所述倾斜角度的基于时间的变化增加时，进一步执行辅助减弱处理以减小所述辅助力。

2.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述控制器被配置成：当所述倾斜角度增加时执行第一处理以增加所述辅助力，当所述倾斜角度的基于时间的变化增加时执行作为所述辅助减弱处理的第二处理以减小所述辅助力，并且基于所述第一处理的结果和所述第二处理的结果获得所述辅助参数。

3.根据权利要求2所述的辅助装置，其特征在于，所述控制器被配置成进一步执行下述处理作为所述第二处理：获得所述使用者的前倾动作的加速度或减速度，并且使在获得所述加速度的情况下减小所述辅助力的比率大于在获得所述减速度的情况下减小所述辅助力的比率。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的辅助装置，其特征在于：

所述致动器(9)包括：

驱动单元(13L，13R)，其安装在所述第一体穿戴单元(11)上以位于所述使用者的髋部的左侧和右侧，以及

臂(37)，所述臂(37)中的每一者具有安装在被穿戴于所述使用者的腿部的大腿上的所述第二体穿戴单元(12L，12R)中的对应一者上的前端，并且具有安装在所述驱动单元(13L，13R)中的对应一者上的基端，所述臂(37)中的每一者被配置成围绕所述基端前后摆动；并且

所述致动器(9)被配置成：当所述使用者在前倾方向上改变所述上身的姿势时，通过在所述臂(37)上围绕所述基端产生扭矩来向所述使用者提供在与所述前倾方向相反的方向上的辅助力。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的辅助装置，其特征在于：

所述致动器(9)包括：

卷绕单元(71)，其包括滚筒(74)和使所述滚筒(74)旋转的电机，所述卷绕单元(71)安装在所述第一体穿戴单元(11)上，以及

带体(70)，其具有围绕所述滚筒(74)缠绕的第一端和安装在所述第二体穿戴单元(12L，12R)上的第二端；

所述致动器(9)被配置成通过所述电机产生在所述滚筒(74)卷绕所述带体(70)的一部分的方向上的扭矩；并且

所述致动器(9)被配置成：当所述使用者在前倾方向上改变所述上身的姿势时，在产生在将所述带体(70)卷绕到所述滚筒(74)上的方向上的扭矩的同时，从所述滚筒(74)卷绕出所述带体(70)。

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