CN114144286A - 人体支承装置 - Google Patents

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Innophys Co Ltd
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Abstract

本发明提供能够降低使用者感受到的重量感而得到使用者轻快的佩戴感、并且能够设为使用者能够容易购买的价格的抑制制造成本的人体支承装置。人体支承装置(10)具有基座部(12)、上身佩戴部(18)、腿部佩戴部(16)、腰部带(14)、致动器收纳部(38)、致动器(20)和线(48)，上身佩戴部(18)具有上身侧框架(18)，该上身侧框架由位于人体支承装置(10)的上部的1个部件构成，该上身侧框架具有致动器收纳部(38)，该上身侧框架与左右一对基座部(12)直接连接，人体支承装置(10)的重量相对于朝向拉起人体P的方向的作用力之比为6kgf/kg以上。

Description

人体支承装置
技术领域
本发明涉及人体支承装置。
背景技术
以往，已知有作为使用了人工肌肉的人体支承装置的腰部辅助装置(例如，参照专利文献1)。腰部辅助装置具有后背框架，该后背框架以能够倾动的方式安装于在使用者的腰部的侧方侧配置的左右一对侧部，并且佩戴于使用者的背部。另外，腰部辅助装置具有下肢框架，该下肢框架以能够倾动的方式安装于左右一对侧部，并且固定有与使用者的大腿部抵接的大腿板。而且，腰部辅助装置具有人工肌肉，该人工肌肉的一端部卡定于后背框架，并且另一端部经由线卡定于下肢框架。而且，通过从压缩机、箱内经由管向人工肌肉内供给压缩空气，从而人工肌肉收缩。由此，对使用者的上身施加朝向起立方向的支承力(朝向拉起人体的方向的作用力)，能够降低抬起重物时的使用者的腰部的负荷。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-75078号公报
发明内容
发明所要解决的课题
以往的人体支承装置的部件数量多，另外，伴随于此，重量大。因此，即使增强朝向拉起人体的方向的作用力，也难以降低使用人体支承装置的使用者感受到的人体支承装置的重量感，从而使用者难以得到轻快的佩戴感。
本发明的目的在于提供降低使用者感受到的重量感，使用者能够获得轻快的佩戴感，而且能够设为使用者能够容易购买的价格的抑制制造成本的人体支承装置。
用于解决课题的手段
本发明涉及一种人体支承装置，其具有：左右一对基座部，该左右一对基座部分别具有与人体的腿轴对应的第1轴和与人体的腰轴对应的第2轴，该左右一对基座部分别在所述第1轴和所述第2轴的位置设置有导线器；上身佩戴部，其支承所述左右一对基座部，该上身佩戴部在使用者的背部沿着使用者的上身配置并且被安装成能够相对于所述基座部倾动；腿部佩戴部，其佩戴于所述使用者的腿部并且被安装成能够相对于左右一对所述基座部倾动；腰部带，其与所述基座部连接并且佩戴于人体的骨盆附近；致动器收纳部，其在所述上身佩戴部配置有左右一对并且分别收纳有致动器；致动器，其收纳于所述致动器收纳部；以及左右一对线，该左右一对线设置在所述致动器与腿部佩戴部之间，被所述导线器引导，由于所述致动器被驱动，该左右一对线将所述腿部佩戴部向所述致动器的方向拉拽，使所述上身佩戴部相对于所述基座部倾动并且使所述腿部佩戴部相对于所述基座部倾动，由此将朝向拉起人体的方向的作用力经由所述上身佩戴部和所述腿部佩戴部向人体传递，其中，所述上身佩戴部具有上身侧框架，该上身侧框架由位于人体支承装置的上部的1个部件构成，该上身侧框架具有所述致动器收纳部，该上身侧框架与左右一对所述基座部直接连接，人体支承装置的重量相对于朝向拉起所述使用者的方向的作用力之比为6kgf/kg以上。
这里，优选的是，所述腰部带具有：上侧腰部带，其将分别固定于左右一对所述基座部的被固定部的上部彼此连接，该上侧腰部带配置于人体的臀大肌的上部的上侧；以及下侧腰部带，其将所述被固定部的下部彼此连接，该下侧腰部带与人体的臀大肌的后部的下部相邻配置。
另外，优选的是，所述上侧腰部带的长度恒定，所述下侧腰部带的长度能够调整。另外，优选的是，所述上身侧框架呈在中央具有顶点部的倒V字形状，在所述顶点部卡定有上身佩戴带的分别佩戴于人体的左右肩的端部。
另外，优选的是，所述致动器被设定为，在人体支承装置佩戴于人体的初始状态下，所述上身佩戴部成为以从人体的腰的位置朝向上方远离人体的后背的方式相对于所述基座部倾斜的状态。另外，优选的是，所述上身侧框架由树脂一体成型。优选的是，具有调整部，该调整部能够调整基于所述致动器的作用力。
发明效果
根据本发明，其目的在于提供降低使用者感受到的重量感，使用者能够获得轻快的佩戴感，而且能够设为使用者能够容易购买的价格的抑制制造成本的人体支承装置。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式的人体支承装置的侧视图。
图2是示出本发明的一个实施方式的人体支承装置的后视图。
图3是示出从本发明的一个实施方式的人体支承装置卸下罩、腰部带、上侧腰部带后的情况的后视图。
图4是示出从本发明的一个实施方式的人体支承装置卸下罩、腰部带、上侧腰部带后的情况的主视图。
图5是示出从本发明的一个实施方式的人体支承装置卸下罩、腰部带、上侧腰部带后的情况的侧视图。
图6是示出使用者使用本发明的一个实施方式的人体支承装置的情况的侧视图。
具体实施方式
参照图1至图6对本发明的一个实施方式的人体支承装置进行说明。
在以下的说明中，用箭头FR表示从佩戴着人体支承装置的状态且直立的状态的使用者观察到的前后方向前方侧，用箭头RH以及箭头LH分别表示右侧以及左侧，用箭头UP表示上下方向上侧。另外，在以下的说明中，在仅表示前后、左右、上下的方向的情况下，表示从佩戴着人体支承装置的状态且直立的状态的使用者观察到的前后、左右、上下。
如图2、图3等所示，人体支承装置10具有：左右一对基座部12，该左右一对基座部12配置于使用者的腰部的侧方侧；腰部带14，其安装于基座部12，佩戴于使用者的腰部(骨盆附近)；作为上身佩戴部的上身侧框架18，其支承左右一对基座部12；作为腿部佩戴部的大腿臂16，其以能够相对于左右一对基座部12倾动的方式安装；以及人工肌肉20，其收纳于上身侧框架18。基座部12以及上身侧框架18被罩101覆盖。
基座部12具有形成为板状的外侧板22以及内侧板24。外侧板22和内侧板24在侧视时(从右侧或左侧观察)形成为大致相同的形状。外侧板22和内侧板24经由多个连接销26(参照图5)等连接，在左右方向上以规定的间隔平行地配置。
在外侧板22与内侧板24之间以能够旋转的方式支承有作为导线器的第1带轮28以及第2带轮30。第1带轮28以旋转轴指向左右方向的位置关系安装于外侧板22以及内侧板24的下部。第1带轮28的旋转轴为与作为使用者的腿轴的股关节对应的第1轴C1。另外，在第1带轮28设置有供后述的线48的一部分卡定的线卡定部28A和安装有后述的大腿臂16且能够以第1轴C1为中心转动的大腿臂安装部28B。
第2带轮30以旋转轴指向左右方向的位置关系安装于外侧板22以及内侧板24的上部且第1带轮28的后侧的位置。第2带轮30的旋转轴被设为与作为使用者的腰轴的仙肠关节相对应的第2轴C2。另外，在第2带轮30的外周部形成有用于对后述的线48的长度方向的中间部进行引导的引导槽30A。支承第2带轮30的外侧板22以及内侧板24的部分构成安装在上身侧框架18上的被连接部。
腰部带14具有作为被固定部的基部垫141、上侧腰部带142和下侧腰部带143。基部垫141以与内侧板24平行的位置关系固定于基部12的内侧板24。上侧腰部带142的两端部分别不可调整长度地固定在基部垫141的上部。由此，上侧腰部带142将基部垫141的上部彼此连接，上侧腰部带142的长度恒定。这样长度一定的上侧腰部带142如图6所示，配置在使用者P的臀大肌的上部的上侧。
下侧腰部带143的两端部分别可调整长度地固定在基部垫141的下部。由此，下侧腰部带143将基部垫141的下部彼此连接。在下侧腰部带143的两端部的附近分别设置有带扣144，在带扣144的部分，能够调整下侧腰部带143的长度。调整下侧腰部带143的长度，下侧腰部带143与使用者P的臀大肌的后部的下部相邻配置。
如图2～图4等所示，大腿臂16具有：臂主体32，其沿着使用者P的大腿部延伸；以及腿垫34，其安装于臂主体32，被罩341覆盖。臂主体32具有设置有用于提高刚性的肋32B的延伸部32A，延伸部32A的基部经由能够相对于大腿臂安装部28B以大致指向前后方向的轴为中心转动的铰链36安装于大腿臂安装部28B。铰链36构成为能够在左右方向上转动，由此，大腿臂16也能够相对于基部12在左右方向上倾动。
在延伸部32A的前端部固定有佩戴于使用者P的腿部的腿垫34。腿垫34形成为沿着使用者P的大腿部的前方侧的面的弯曲形状。另外，腿垫34被支承为能够以指向左右方向的轴为中心相对于臂主体32以规定的角度转动。由此，能够使腿垫34与使用者P的大腿部的前方侧的面的接触状态成为适当的接触状态。
如图3等所示，上身侧框架18位于人体支承装置10的上部，在正面观察时(从使用者P的正面侧观察)形成为下方侧开放且在中央具有顶点部的倒V字状。上身侧框架18具有：一对人工肌肉安装部38，其在左右方向上以规定的间隔配置，具有收纳作为致动器的McKibben型的人工肌肉20的、作为致动器收纳部的人工肌肉收纳部38A；以及连接部40，其在左右方向上连接一对人工肌肉安装部38的上方侧的部位，它们由通过注射成型而一体成型的树脂制的1个部件构成。
上身侧框架18的左右的下端部具有形成为向下方向开放的コ字的基座部安装部382，在基座部安装部382之间配置有由支承第2带轮30的外侧板22以及内侧板24的部分构成的被连接部，基座部12被支承为能够相对于基座部安装部382转动。即，上身侧框架18的左右的下端部与左右一对基座部12直接连接，上身侧框架18以能够相对于基座部12倾动的方式安装。
一对人工肌肉安装部38在正面观察时随着从上方侧朝向下方侧而分别向使用者P的右侧以及左侧倾斜。在人工肌肉安装部38形成有在后侧开口的截面为コ字形状的未图示的槽，形成有该槽的部分构成人工肌肉收纳部38A，在该槽中收纳有人工肌肉20。后侧的开口被盖381封闭。连接部40具有十字形状的肋401，具有高刚性地连接一对人工肌肉安装部38。
人工肌肉20构成为包含：未图示的弹性管道，其使用橡胶等弹性材料形成为管状；以及筒状的未图示的网状套筒，其覆盖未图示的弹性管道，成为利用网状套筒覆盖弹性管道而将两端压接的构造。
未图示的弹性管道具有向内部供给气体(空气)的空间，经由通过管部件连接的泵211向未图示的弹性管道的内部供给空气。在管部件设置有能够调整向弹性管道供给的空气的量的调整阀212，通过利用调整阀212适当地调整空气的量来调整作用力，能够根据全身的肌肉力量不强的老人、女性等使用者使用的情况、全身的肌肉力量强的男性等使用者使用的情况等情况适当地调整人工肌肉20的作用力。
未图示的网状套筒例如通过编织伸缩性小的高张力纤维等线等而形成。而且，当向被配置在网状套筒内的未图示的弹性管道内供给空气而使弹性管道膨胀时，网状套筒的在与长度方向垂直的方向上的尺寸增加，并且该网状套筒的在长度方向上的尺寸减少。由此，构成为人工肌肉20的长度变短(人工肌肉20收缩)而产生后述的支承腰以及手臂的力。
人工肌肉20的一端部固定于人工肌肉安装部38，在人工肌肉20的另一端部卡定有线48。另外，线48从上身侧框架18的下端侧导出，依次分别挂在设置于上身侧框架18的下端部的带轮385的后侧、第2带轮30的后侧、第1带轮28的后侧并被它们引导，线48的另一端部卡定于第1带轮28的线卡定部28A。通过驱动人工肌肉20，将大腿臂16向人工肌肉20的方向拉拽，使上身侧框架18相对于基座部12倾动，使大腿臂16相对于基座部12倾动，由此将向拉起使用者P的方向的作用力经由上身侧框架18以及大腿臂16向使用者P传递。
在倒V字状的上身侧框架18的中央的顶点部的位置，安装有佩戴在使用者P的上身的上身佩戴带42的端部的上身佩戴带安装部38B被固定设置在上身侧框架18上。如图6等所示，上身佩戴带42具有佩戴在使用者P的右肩的右侧佩戴带42R和佩戴在使用者P的左肩的左侧佩戴带42L，右侧佩戴带42R和左侧佩戴带42L的长度分别能够通过带扣421进行调整。上身侧框架18的右侧佩戴带42R佩戴于使用者P的右肩，左侧佩戴带42L佩戴于使用者P的左肩，上身佩戴带安装部38B的部分成为从使用者P的背部离开的位置关系，在使用者P的背部沿着使用者P的上身配置。即，设定人工肌肉20，以使得在使用者P佩戴了人体支承装置10的初始状态时，如图6所示，上身侧框架18成为从使用者P的腰的位置朝向上方以远离使用者P的后背的方式倾斜的状态。通过设为该状态，尽管第1轴C1、第2轴C2与使用者P的腿轴、腰轴(股关节、仙肠关节)不完全一致，但在人体支承装置10辅助使用者P的动作时，能够抑制相对于使用者P发生位置偏移。
上述的人体支承装置10的重量为4.25kg以下，更具体而言，在本实施方式中为3.8kg左右。另外，由人体支承装置10产生的朝向拉起人体的方向的作用力(辅助力)为25.5kgf(100Nm)以上。因此，人体支承装置的重量相对于朝向拉起人体的方向的作用力之比(以下，称为“辅助比率”)为6kgf/kg以上。
对上述的人体支承装置10对使用者P的支承进行说明。
如图6所示，在本实施方式中，通过将腰部带14、上身佩戴带42以及大腿臂16分别佩戴于使用者P的腰部P1、上身P2以及大腿部，从而将人体支承装置10佩戴于使用者P。
更具体而言，长度恒定的腰部带14的上侧腰部带142，如图6所示，配置在使用者P的臀大肌的上部的上侧，即，与裤子的带的位置相当的位置。然后，以该位置为基准，调整腰部带14的下侧腰部带143的长度，下侧腰部带143与使用者P的臀大肌的后部的下部相邻配置。其结果，如图6所示，形成由上侧腰部带142和下侧腰部带143从上下方向夹着臀大肌的状态，人体支承装置10即使在使用者P活动的情况下，也成为相对于使用者P的人体难以偏移的状态。在该状态下，上身佩戴带42以及大腿臂16分别佩戴于使用者P的腰部P1、上身P2以及大腿部，人体支承装置10佩戴于使用者P。
在使用者P抬起放置在地面上的重物时，通过人工肌肉20的收缩，线48被人工肌肉20拉近，由此，上身侧框架18相对于基座部12转动，产生向拉起前倾的使用者P的上身P2的方向的支承力。另外，大腿臂16相对于基座部12转动，产生朝向使得使用者P的弯曲状态的腿笔直的方向的支承力。由此，能够降低使用者P抬起放置于地面的重物时在该使用者P的腰部P1产生的负荷。
根据上述的实施方式，能够发挥以下那样的效果。
在本实施方式中，上身佩戴部具有上身侧框架18，该上身侧框架18由位于人体支承装置10的上部的1个部件构成，该上身侧框架18具有致动器收纳部38，该上身侧框架18与左右一对基座部12直接连接，人体支承装置10的重量相对于朝向拉起使用者P的方向的作用力之比(辅助比率)为6kgf/kg以上。
根据该结构，不仅能够实现人体支承装置10的整体的轻量化，还能够实现位于人体支承装置10的上部的上身侧框架18的轻量化，由此能够使重心相对于人体支承装置10的整体的位置成为更下方的位置。由此，在使用者P佩戴着人体支承装置10时，能够减轻作为体感而感到沉重的情况。另外，由于构成为部件数量较少，因此能够抑制人体支承装置10的制造成本，能够将人体支承装置10的价格设为使用者P能够容易购买的价格。
另外，实现了人体支承装置10的整体的轻量化，与此相对，朝向拉起使用者P的方向的作用力强，人体支承装置10的重量相对于朝向拉起使用者P的方向的作用力之比为6kgf/kg以上，因此，作为辅助力的作用力从轻量化后的人体支承装置10发挥，使用者P能够感受到基于人体支承装置10的更轻快的辅助。其结果，与以往的人体支承装置相比，佩戴作业时的使用者P的轻快性提高，能够更舒适地使用人体支承装置10。
另外，在本实施方式中，腰部带14具有：上侧腰部带142，其将分别固定于左右一对基部12的作为被固定部的基部垫141的上部彼此连接，该上侧腰部带142配置于使用者P的臀大肌的上部的上侧；以及下侧腰部带143，其将基部垫141的下部彼此连接，该下侧腰部带143与使用者P的臀大肌的后部的下部相邻配置。
根据该结构，上侧腰部带142稳定地配置在与使用者P的裤子的带的位置相当的位置。另外，下侧腰部带143与使用者P的臀大肌的后部的下部相邻而稳定地配置。其结果，如图6所示，形成由上侧腰部带142和下侧腰部带143从上下方向夹持臀大肌的状态。由此，使用者P成为坐在上侧腰部带142与下侧腰部带143之间的状态，上侧腰部带142以及下侧腰部带143相对于使用者P不易发生位置偏移，使用者P能够稳定地利用基于人体支承装置10的辅助。另外，能够抑制因位置偏移所引起的重量平衡的偏移而导致使用者P对人体支承装置10感到沉重的情况。
另外，上侧腰部带142的长度恒定，下侧腰部带143能够调整长度。根据该结构，在使用者P佩戴人体支承装置10时，能够在将长度恒定的上侧腰部带142稳定地配置在与使用者P的裤子的带的位置相当的位置的状态下，调整下侧腰部带143的长度，使其适合于臀大肌的后部的下部。其结果，能够以从上下夹着臀大肌的位置关系，将腰部带14佩戴于使用者P的人体的骨盆附近。即，能够将上侧腰部带142以及下侧腰部带143可靠地配置在使用者P的适当的位置(部位)。其结果，能够抑制由于人体支承装置10相对于使用者P的位置不适当，而人体支承装置10感到沉重或在辅助时感到不协调感。
另外，上身侧框架18呈在中央具有顶点部的倒V字形状，在顶点部卡定有上身佩戴带42的分别佩戴于使用者P的人体的左右肩的端部。由此，不需要另外设置从上身侧框架18延伸的、用于卡定上身佩戴带42的端部的部件而与上身侧框架18连接，能够减少部件数量而降低人体支承装置10的上部的重量。
另外，上身侧框架18由树脂一体成型。根据该结构，能够可靠地实现人体支承装置10的整体的轻量化。
本发明并不限定于上述的实施方式，在权利要求书所记载的范围内，能够以各种方式实施。例如，人体支承装置的各部的结构并不限定于人体支承装置10的各部的结构。即，基座部、上身佩戴部、腿部佩戴部、腰部带、致动器、致动器收纳部、线等的结构并不限定于本实施方式中的基座部12、上身侧框架18、大腿臂16、腰部带14、人工肌肉20、人工肌肉安装部38、线48等的结构。
标号说明
10：人体支承装置；12：基座部；14：腰部带；16：大腿臂(腿部佩戴部)；18：上身侧框架(上身佩戴部)；20：人工肌肉(致动器)；28：第1带轮(导线器)；30：第2带轮(导线器)；38：人工肌肉安装部(致动器收纳部)；48：线；141：基部垫(被固定部)；142：上侧腰部带；143：下侧腰部带；C1：第1轴；C2：第2轴。

Claims (7)

1.一种人体支承装置，其具有：
左右一对基座部，该左右一对基座部分别具有与人体的腿轴对应的第1轴和与人体的腰轴对应的第2轴，该左右一对基座部分别在所述第1轴和所述第2轴的位置设置有导线器；
上身佩戴部，其支承所述左右一对基座部，该上身佩戴部在使用者的背部沿着使用者的上身配置并且被安装成能够相对于所述基座部倾动；
腿部佩戴部，其佩戴于所述使用者的腿部并且被安装成能够相对于左右一对所述基座部倾动；
腰部带，其与所述基座部连接并且佩戴于人体的骨盆附近；
致动器收纳部，其在所述上身佩戴部配置有左右一对并且分别收纳有致动器；
致动器，其收纳于所述致动器收纳部；以及
左右一对线，该左右一对线设置在所述致动器与腿部佩戴部之间，被所述导线器引导，由于所述致动器被驱动，该左右一对线将所述腿部佩戴部向所述致动器的方向拉拽，使所述上身佩戴部相对于所述基座部倾动并且使所述腿部佩戴部相对于所述基座部倾动，由此将朝向拉起人体的方向的作用力经由所述上身佩戴部和所述腿部佩戴部向人体传递，
其中，
所述上身佩戴部具有上身侧框架，该上身侧框架由位于人体支承装置的上部的1个部件构成，该上身侧框架具有所述致动器收纳部，该上身侧框架与左右一对所述基座部直接连接，
人体支承装置的重量相对于朝向拉起所述使用者的方向的作用力之比为6kgf/kg以上。
2.根据权利要求1所述的人体支承装置，其中，
所述腰部带具有：
上侧腰部带，其将分别固定于左右一对所述基座部的被固定部的上部彼此连接，该上侧腰部带配置于人体的臀大肌的上部的上侧；以及
下侧腰部带，其将所述被固定部的下部彼此连接，该下侧腰部带与人体的臀大肌的后部的下部相邻配置。
3.根据权利要求2所述的人体支承装置，其中，
所述上侧腰部带的长度恒定，
所述下侧腰部带的长度能够调整。
4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的人体支承装置，其中，
所述上身侧框架呈在中央具有顶点部的倒V字形状，
在所述顶点部卡定有上身佩戴带的分别佩戴于人体的左右肩的端部。
5.根据权利要求2至4中的任意一项所述的人体支承装置，其中，
所述致动器被设定为，在人体支承装置佩戴于人体的初始状态下，所述上身佩戴部成为以从人体的腰的位置朝向上方远离人体的后背的方式相对于所述基座部倾斜的状态。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的人体支承装置，其中，
所述上身侧框架由树脂一体成型。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的人体支承装置，其中，
所述人体支承装置具有调整部，该调整部能够调整基于所述致动器的作用力。
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