CN204529243U - 运输辅助设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种运输辅助设备，其包括背包、直线移动支承单元和驱动单元。直线移动支承单元连接到背包并且包括支承构件，该支承构件构造成被驱动成使支承构件的一端接触地面。驱动单元连接到背包和直线移动支承单元，并且构造成根据使用者提起目标人员和目标物体中的至少一者而沿使所述一端朝着地面移动的方向或根据使用者放下目标人员和目标物体中的所述至少一者而沿使所述一端远离地面移动的方向驱动所述支承构件。

Description

运输辅助设备

相关申请的交叉引用

本申请基于2013年11月20日提交的日本专利申请No.2013-240065和2014年10月22日提交的日本专利申请No.2014-215671并且要求它们的优先权，上述申请的全部内容通过引用结合入本文。

技术领域

本文描述的实施例总体涉及运输辅助设备。

背景技术

护理领域和物流领域对辅助运输重物存在需求。然而，传统升降机具有单独设置以支持满载重量的结构，并且因此规模庞大、对使用地点要求高、并且要求使用之前的安装准备工作，这些都是问题。因此，在小型医疗室或在联合执行除提升任务之外的多种任务的场所，在目前的情况下很难使用升降机。

另一方面，存在能够节省空间的辅助设备，例如附接到使用者的关节上的可穿戴式动力辅助装置，以及辅助机构，其使用者操纵从一组水平和竖直构件以及将机构的左右两侧连结的主框架伸出的臂。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方案，提供一种运输辅助设备，其包括：背包；直线移动支承单元，该直线移动支承单元连接到所述背包并且包括支承构件，所述支承构件构造成被驱动成使所述支承构件的一端接触地面；和驱动单元，所述驱动单元连接到所述背包和所述直线移动支承单元，并且构造成根据使用者提起目标人员和目标物体中的至少一者而沿使所述一端朝着地面移动的方向或根据使用者放下目标人员和目标物体中的所述至少一者而沿使所述一端远离地面移动的方向驱动所述支承构件。

根据本实用新型的一个方案，所述驱动单元包括能朝使用者的前侧或后侧枢转的枢轴，和所述运输辅助设备还包括具有一端和另一端的枢转支承单元，所述枢转支承单元的一端连接到所述驱动单元，所述枢转支承单元的另一端以所述枢轴为中心枢转以便朝所述前侧移动至所述枢转支承单元的另一端与地面接触，或以便朝所述后侧移动至所述枢转支承单元的另一端与地面接触。

根据本实用新型的一个方案，所述枢转支承单元是能伸展和收缩的。

根据本实用新型的一个方案，该运输辅助设备还包括在提起或放下所述目标人员和所述目标物体中的所述至少一者时使用者就座的座椅，所述座椅形成在所述枢转支承单元的一部分上。

根据本实用新型的一个方案，该运输辅助设备还包括手臂支承单元，所述手臂支承单元的一端连接到所述驱动单元且另一端延伸向使用者的前侧。

根据本实用新型的一个方案，所述背包能储存所述直线移动支承单元、所述枢转支承单元和所述手臂支承单元。

根据本实用新型的一个方案，该运输辅助设备还包括构造成测量使用者的肌源性电位的肌源性电位传感器、构造成测量所述驱动单元的加速度的加速度传感器和构造成测量施加至所述驱动单元的负荷的力传感器中的至少一者；判定单元，所述判定单元构造成判定所述肌源性电位传感器、所述加速度传感器和所述力传感器的至少一个值是否不小于阈值；和控制器，所述控制器构造成在所述至少一个值被判定为不小于所述阈值时控制所述直线移动支承单元的操作。

根据本实用新型的一个方案，所述控制器根据所述目标人员的负荷和所述目标物体的负荷中的至少一者或根据来自使用者的指令来控制所述驱动单元的转矩大小和操作速度以辅助使用者提起和放下。

根据本实用新型的一个方案，所述运输辅助设备还包括蓄力单元，所述蓄力单元连接到所述背包、所述直线移动支承单元和所述驱动单元中的至少一者，并且构造成蓄积用于沿远离地面的方向移动的力。

根据本实用新型的一个方案，所述蓄力单元随着使用者蹲下而蓄力，并随着所述使用者提起所述目标人员和所述目标物体中的至少一者而释放所蓄积的力。

根据本实用新型的另一个方案，提供一种运输辅助设备，包括：背包；直线移动支承单元，所述直线移动支承单元构造成被驱动成使一端与地面接触；蓄力单元，所述蓄力单元连接到所述背包并且所述直线移动支承单元的另一端插入所述蓄力单元，所述蓄力单元构造成蓄积用于沿远离地面的方向移动的力；和驱动单元，所述驱动单元连接到所述蓄力单元，并且构造成根据使用者提起目标人员和目标物体中的至少一者而沿使所述一端朝地面移动的方向或根据使用者放下所述目标人员和所述目标物体中的所述至少一者而沿使所述一端远离地面移动的方向驱动所述蓄力单元。

根据本实用新型的一个方案，所述蓄力单元随着使用者蹲下而蓄力，并随着所述使用者提起所述目标人员和所述目标物体中的至少一者而释放所蓄积的力。

根据本实用新型的一个方案，运输辅助设备还包括装配在所述驱动单元的一部分中的齿条；和连接所述齿条和所述直线移动支承单元的连接构件，所述蓄力单元根据所述驱动单元经由所述连接构件的驱动随着所述直线移动支承单元插入所述蓄力单元中而蓄力。

附图说明

图1是示出根据第一实施例的运输辅助设备的视图；

图2示出根据第一实施例的运输辅助设备的使用状态的示例；

图3是示出根据第一实施例的驱动单元的细节的框图；

图4示出根据第一实施例的运输辅助设备的特定示例性操作；

图5示出根据第一实施例的运输辅助设备的储存操作的示例；

图6示出根据第一实施例的从储存状态经伸展操作直到提起操作的一系列操作的流程；以及

图7示出根据第一实施例的运输辅助设备的转移操作的示例；

图8A示出根据第二实施例的运输辅助设备的第一状态；

图8B示出根据第二实施例的运输辅助设备的第二状态；

图8C示出根据第二实施例的运输辅助设备的第三状态；

图9示出根据第二实施例的运输辅助设备的提升操作的特定示例的初始状态；

图10示出根据第二实施例的运输辅助设备的提升操作的特定示例的蹲下状态；

图11示出根据第二实施例的运输辅助设备的提升操作的特定示例的提升状态；

图12A示出根据第二实施例的改型的运输辅助设备的第一状态；和

图12B示出根据第二实施例的改型的运输辅助设备的第二状态。

具体实施方式

如上所述的可穿戴式动力辅助设备无法容易地附接，而是需要费力的操作来附接和以一定程度进一步约束使用者的关节，从而引起使用者难以执行动作或休息的问题。此外，关于其使用者操纵从主框架伸出的臂的辅助机构，使用者常常使他们自己处于不自然的位置或姿势，从而引起使用者的疲劳程度增加或使用者被妨碍施力的问题。

一般而言，根据一个实施例，运输辅助设备包括背包(backpack)、直线移动支承单元和驱动单元。直线移动支承单元连接到背包并且包括支承构件，该支承构件构造成被驱动以便使支承构件的一端与地面接触。驱动单元连接到背包和直线移动支承单元，并且构造成根据使用者提起目标人员和目标物体中的至少一者而沿使所述一端朝地面移动的方向或根据使用者放下目标人员和目标物体中的所述至少一者而沿使所述一端远离地面移动的方向驱动支承构件。

(第一实施例)

在下文中，将参考附图描述根据本实用新型实施例的运输辅助设备。在以下实施例中，为了简洁将省略对具有相同的附图标记的元件的描述，因为它们的操作将是相同的。

将针对用于提起和放下目标人员，即提起躺在床上的目标人员或放下被提起的目标人员的示例性情形描述第一实施例。然而，该实施例并不限于该情形，而是还适用于提起或放下目标物体，诸如负载或行李。

将参考图1描述根据第一实施例的运输辅助设备。

根据第一实施例的运输辅助设备100包括背包101、直线移动支承单元102、枢转支承单元103、手臂支承单元104、驱动单元105和座椅106。此外，驱动单元105包括枢轴108。

背包101包括位于两侧的肩带107，以使得使用者150能将所述设备携带在他们的背部上，并且背包101的一部分——例如与使用者150的腰部接触的底面区域——连接到驱动单元105。此外，背包101能关于直线移动支承单元102枢转。背包101可包括固定在使用者150的腰部附近以更可靠地固定在使用者150身上的带(未示出)。

背包101能够在内部储存电源(蓄电池)，该电源电力驱动该驱动单元105。此外，背包101包括能够储存直线移动支承单元102、枢转支承单元103和手臂支承单元104的空间。稍后将参考图5描述储存直线移动支承单元102、枢转支承单元103和手臂支承单元104的方法。

在使用状态下，直线移动支承单元102以这样的方式连接到驱动单元105和背包101，使得直线移动支承单元102的一端与地面接触，从而通过驱动单元105沿从另一端所述一端的竖直方向驱动。直线移动支承单元102可通过提供平行的两个竖直构件(也称为支承构件)并通过将水平构件分别连接到各竖直构件的两端而形成，或可由竖直构件形成。此外，能绕z轴自由旋转的枢轴可设置在直线移动支承单元102的与地面接触的部分处。

枢转支承单元103由杆型构件形成并且一端与驱动单元105连接成能绕y轴枢转。当使用者150在使用中蹲下使得使用者蹲下一次然后提起躺着的目标人员或重量较重的物体时，该枢转支承单元的另一端以驱动单元105的枢轴108为中心枢转成从使用者150的胯部下方朝使用者150的前侧/前向侧(也称为伸展方向)移动，从而保持与地面接触。当使用者150从蹲下状态站起时，枢转支承单元103以驱动单元105的枢轴108为中心枢转成朝使用者150的后侧/后向侧(也称为储存方向)移动。

在枢转支承单元103的与地面接触的另一端，可设置具有允许自由枢转的机构的轮或可设置用作在伸展方向上的止挡件并能沿储存方向自由枢转的单向轮。与所述轮一样，可设置不仅可沿向前和向后方向而且可沿向左和向右方向移动的球形脚轮或偏心脚轮，或甚至简单的半球形结构即可。此外，枢转支承单元103可具有可伸展/收缩的结构。作为可伸展/收缩的结构，可采用普通结构，并且在此将省略其描述。

手臂支承单元104均具有连接到驱动单元105的一端和延伸到使用者150的前侧的另一端，并且形成为支承使用者150的前臂部。尽管图1的示例示出手臂支承单元104均具有杆型形状，但手臂支承单元104均可具有任何形状，例如成角度的U形或圆柱形，只要能支承前臂部。此外，在本实施例中，两个手臂支承单元104连接到驱动单元105以便分别支承两个手臂的前臂部。手臂支承单元104可设置有限制机构(硬件限制)以限制手臂支承部104的枢转不大于相对于直线移动支承单元102的固定角度(例如，约90度)。手臂支承单元104可具有伸展/收缩以改变它们的长度的形状或具有固定长度。此外，手臂支承单元104可构造成移动到使用者150的前侧或后侧，恒定地保持它们的长度。可采用普遍使用的可伸展/收缩的结构和可动结构作为手臂支承单元104的可伸展/收缩的结构和可动结构，它们将从下面给出的描述中省略。

背包101、直线移动支承单元102、枢转支承单元103和手臂支承单元104中的每一个连接到水平地布置在背包101的一部分(例如，在本例中背包101的底面部分)上的驱动单元105。驱动单元105包括驱动电机、小齿轮和齿条。驱动单元105利用驱动电机、小齿轮和齿条来驱动直线移动支承单元102伸展/收缩并利用驱动电机和小齿轮来驱动枢转支承单元103绕枢轴108枢转。

具体地，当使用者150提起和放下目标人员或物体时，直线移动支承单元102由驱动电机和小齿轮通过齿条沿竖直方向伸展和收缩，以支承施加至使用者150的重量。此外，驱动单元105使枢转支承单元103根据使用者150提起和放下目标人员或物体而通过驱动电机和小齿轮沿伸展方向或储存方向以枢轴108为中心枢转。用语“支承……的重量”可视为指的是使用者150的重量用于辅助使用者150提起目标人员或物体的力和支承目标人员或物体的负载重量的能力两者。

在使用者105提起和放下目标人员或物体时驱动单元105操作的时间选择可取决于来自使用者150的指令。否则，可将传感器的值变成不小于阈值的时间设定为驱动单元105操作的时间。在本实施例中，假定驱动单元105的形状为圆柱形。不仅可采用圆柱形，而且可采用球形或棱柱形或任何其它形状。

座椅106设置在枢转支承单元103的一部分处。具体地，在使用状态下，座椅106在允许使用者150在使用者150蹲下时坐下并保持半坐下状态的位置布置在枢转支承单元103上。座椅106可设置有杆型突起以允许使用者就位，或可构造成支承使用者150的大部分重量，像自行车的车座一样。或者，座椅106可构造成使得座椅106不是设置在枢转支承单元103上，而是悬挂到驱动单元105上以便能够沿伸展方向枢转并被推出以允许使用者150在枢转支承单元103沿伸展方向枢转时坐下。

接下来，将参考图2描述运输辅助设备100的使用状态的示例。

图2(a)示出运输辅助设备100在使用者150站立时的状态，而图2(b)示出运输辅助设备100在使用者150蹲下时的状态。

如图2(a)所示，当使用者150站立时，使用者150在背上携带背包101，手臂支承单元104朝使用者150的前侧水平地延伸，而直线移动支承单元102和枢转支承单元103沿竖直方向延伸。

接下来，在使用者150如图2(b)所示蹲下的状态下，直线移动支承单元102辅助使用者150和运输辅助设备100在竖直方向上的操作。枢转支承单元103随着使用者150进一步蹲下而以驱动单元105的枢轴108为中心并保持与地面接触地从使用者150的胯部下方向前枢转。由于枢转支承单元103以此方式操作，所以能比在使用直线移动支承单元102辅助使用者150的动作时更多地增加稳定性。在使用者150蹲下的状态下，背包101未被固定到直线移动支承单元102，而是能绕作为枢轴108的驱动单元104自由地枢转。因此，当直线移动支承单元102垂直于地面时，使用者150能采取蹲下姿势，并且保持与使用者150的姿势有关的自由度。在执行提起动作时，防止了使用者由于不自然的姿势而被妨碍施力。

接下来，将参考图3的框图描述控制驱动单元105的控制装置。控制装置300可与运输辅助设备100结合或可以以能从远离运输辅助设备100的位置进行远程操作的方式安装。

控制装置300包括传感器301、判定单元302和控制器303。

传感器301是例如测量驱动单元105在竖直方向上的加速度的加速度传感器、测量施加至驱动电机的负荷的力传感器和测量使用者150的肌源性电位/潜能(myogenic-potential)的肌源性电位传感器中的至少一者。传感器301从这些传感器获得传感器值。

判定单元302从传感器301接收传感器值，并判定该传感器值是否不小于阈值。如果传感器值不小于阈值，则判定单元302产生驱动信号。当使用多个传感器时，在多个传感器值中的任何一个都不小于阈值的情况下产生驱动信号。

控制器303从判定单元302接收驱动信号，并按照该驱动信号来控制驱动单元105中所包括的驱动电机的转矩大小和操作速度。具体地，例如，以这样的方式执行控制，即根据驱动信号来检测蹲下操作的时间，并且将驱动单元105的驱动电机控制到预设高度，由此降低直线移动支承单元102的高度。根据目标人员和物体的负载重量中的至少一者或根据来自使用者的指令来考虑进一步的控制，以采用输出辅助提起操作的方式来控制驱动电机的转矩大小和操作速度。

当驱动单元105被驱动以达到由来自使用者150的指令(由使用者通过开关控制)预先确定的(转矩)大小、操作速度和位置时，可以在不使用控制装置300的情况下执行控制。

接下来，将参考图4描述运输辅助设备100的示例性操作。

图4的示例显示了躺在床411上的目标人员410由使用者150利用运输辅助设备100提升之前的一系列操作。

在初始状态下，在背上携带背包101的使用者150站在床411旁边，并使直线移动支承单元102和枢转支承单元103伸展成沿竖直向下的方向伸出，由此将直线移动单元102的一端搁置在地面上。此外，使手臂支承单元104向使用者150的前侧伸展。

在步骤S401中，枢转支承单元103沿伸展方向枢转和伸展成将枢转支承单元103定位在直线移动支承单元102的前方。此时，枢转支承单元103的另一端(接地部分)可与地面接触或悬浮在地面的上方。

在步骤S402中，使用者150采取蹲下动作。按照蹲下动作，驱动单元105绕作为支承杆的直线移动支承单元102沿竖直向下的方向移动。换言之，驱动单元105沿竖直向上的方向驱动直线移动支承单元102，从而将直线移动单元102保持在地上。或者，使用者150可通过附接到运输辅助设备100的开关、从运输辅助设备100伸出的开关或无线连接到运输辅助设备100的开关手动地操纵蹲下操作。再或者，使用者150可向麦克风中输入语音，并且蹲下操作可通过对经麦克风获得的语音信号进行语音识别处理来用预定词语触发。

再或者，蹲下操作可由附接在运输辅助设备100上的加速度传感器的变化量触发。例如，可检测运输辅助设备100在竖直向下的方向上的移动。驱动单元105可在加速度传感器的传感器值不小于阈值的情况下沿竖直向上的方向驱动直线移动支承单元102。再或者，肌源性电位传感器可安装在使用者150身上，并且肌源性电位传感器的变化量可触发蹲下操作。例如，可由肌源性电位传感器的变化量检测使用者150弯曲膝盖的动作。如果肌源性电位传感器的传感器值不小于阈值，则驱动单元105可沿竖直向上的方向驱动直线移动支承单元102。再或者，驱动电机的负载量可触发蹲下操作。例如，当使用者150施加外力以使驱动单元105沿竖直向下的方向移动时，驱动单元105在由力传感器检测到的驱动电机的负载量不小于阈值的情况下沿竖直向上的方向驱动直线移动支承单元102。

按照驱动单元105沿竖直向下的方向向下移动的操作，枢转支承单元103沿伸展方向枢转。其枢转量可基于几何基础来设定，或枢转可被控制成保持恒定的向下转矩。或者，可以自由枢转。此时，座椅106按照枢转支承单元103的操作移动到使用者150能坐下的位置，并且使用者150因此能坐在其上。

在步骤S403中，当达到适于使用者140装载目标人员410的高度时，驱动单元105停止竖直向下的移动。停止该移动的触发机制可根据如上所述的力传感器、加速度传感器或肌源性电位传感器的值的变化量的检测。替代地，可执行这样的设置以在预定高度停止或根据来自使用者150的指令停止。

当装载目标人员410时，手臂支承单元104向前伸出以装载目标人员410。在图4的示例中，目标人员410被装载在使用者150的手臂上。可使用另一种方法，其中将目标人员410装载在手臂支承单元104上并且使用者150通过从上方保持人员来支承目标人员410。

步骤S404执行这样的操作(提起操作)，其中驱动单元105按照使用者150的提起动作相对于作为支承杆的直线移动支承单元102沿竖直向上的方向向上移动，即驱动单元105沿竖直向下的方向驱动直线移动支承单元102。作为站起操作的触发机制，除检测方向外可采用与蹲下操作相同的触发机制并逆转操作方向。按照驱动单元105在竖直向上的方向上的驱动，枢转支承单元103沿储存方向枢转。关于此时的枢转量，枢转支承单元103可几何地枢转成保持直线移动支承单元102竖直，或者可自由地枢转。

驱动电机施加至直线移动支承单元102和枢转支承单元103的转矩及其在提起操作期间的操作速度可作为预定转矩或作为与要提起的重量对应的转矩产生。替代地，可由肌源性电位传感器或力传感器估计使用者150施加的力，并且可根据该估计值补充地产生转矩。否则，可产生转矩以在预定速度下操作。此外，可使用加速度传感器测量需要提起人员的速度，并且可产生转矩以在这种速度下操作。可以以与如上所述相同的方式控制驱动电机的加速度和减速度。

当达到站立状态的初始位置时，可停止提起操作。代替初始位置，在检测到来自使用者150的指令或传感器的变化量时可停止提起操作。然后，结束运输辅助设备100的操作。

在使用者150在步骤S401和S402中的蹲下操作中，驱动电机被驱动以执行蹲下操作。在装载目标人员410之前，驱动单元105可在不驱动该驱动电机的情况下按照使用者150的蹲下动作沿竖直向下的方向向下移动，由此使枢转支承单元103沿伸展方向枢转。以此方式，快速实现蹲下，使用者能从该蹲下姿势转移到提起目标人员410的姿势。

根据使用者150的姿势，可假设使用者更放松并且在使用者向前或向后弯曲时比在使用者竖直地站立时能施加更多力。因此，直线移动支承单元102的驱动方向并非始终限制到垂直的竖直方向并且直线移动支承单元102能沿朝向地面或远离地面的方向驱动。

接下来，将参考图5描述储存运输辅助设备100的储存操作。

在步骤S501中，手臂支承单元104被手动或自动地枢转成沿竖直向上的方向引导手臂支承单元104的边缘，并大致平行于背包101储存在背包101中。本实施例假设手臂支承单元104被储存在背包101的横向侧的情形。然而，该结构可构造成使手臂支承单元104朝背包101的中心进一步折叠和储存。为了保持手臂支承单元104收缩或举起，可采用锁闩结构，或手臂支承单元104可通过滑动面的摩擦来保持或可使用螺钉固定。

在步骤S502中，枢转支承单元103沿缩回方向枢转以储存在背包中。例如，如图2所示，如果直线移动支承单元102具有其中每个水平构件连接到两个竖直构件的端部的结构，则可预料枢转支承单元103与直线移动支承单元102碰撞并相干涉。因此，枢转支承单元103可由可伸展/收缩的构件构成并且可收缩成在缩回时不干涉直线移动支承单元102。此外，如果座椅106从驱动单元105悬挂，则座椅106可储存在背包101中或可固定在背包101的底面或驱动单元105上。

在步骤S503中，驱动单元105沿竖直向上的方向驱动枢转支承单元105并将驱动单元105储存在背包101中。替代地，该结构可构造成通过以与枢转支承单元103相同的方式枢转来储存直线移动支承单元102。

因此，由于手臂支承单元104、枢转支承单元103和直线移动支承单元102被储存在背包101中，所以改善了空间利用并且有利于便携性。储存方法并不限于以上的描述，而是可以以任意次序执行。

接下来，将参考图6描述从运输辅助设备100的储存状态到提起操作的一系列操作的流程。

开始状态是与图5中的步骤S503所示相同的储存状态。

在步骤S601中，使直线移动支承单元102从运输辅助设备100的储存状态伸展。作为用于直线移动支承单元102的伸展操作的触发机制，使用者150可通过附接到运输辅助设备100上的开关、从运输辅助设备100伸出的开关或无线连接到运输辅助设备100的开关手动操纵直线移动支承单元102。否则，可通过语音识别处理来指示直线移动支承单元102伸展。

或者，伸展操作可由附接到运输辅助设备100上的加速度传感器的变化量触发。例如，当检测到运输辅助设备100在竖直向下的方向上的移动时，驱动单元105可沿竖直向下的方向向下驱动直线移动支承单元102。再或者，肌源性电位传感器可附接到使用者150身上，并且肌源性电位传感器的变化量可触发蹲下操作。例如，当可从肌源性电位的变化量检测使用者150弯曲膝盖的动作时，驱动单元105可沿垂直向下的方向向下驱动直线移动支承单元102。再或者，电机的负荷量可触发伸展操作。例如，当使用者150施加外力以沿竖直向下的方向向下移动直线移动支承单元102时，直线移动支承单元102可沿竖直向下的方向被向下驱动。

此外，当直线移动支承单元102与地面接触时，直线移动支承单元102停止。可通过在直线移动支承单元102的接地面上设置开关来检测与地面的接触，并且当使用者150按压该开关时可停止操作。或者，距离传感器可从直线移动支承单元102朝下，以测量离地面的距离。当测量出该距离为零时，可判定为接地。再或者，可设置力传感器以检测负荷，或可根据电机的负荷来检测接地。或者，当达到预先输入的距离时可停止操作。再或者，直线移动支承单元102的操作可在明显的人工操纵(通过附接到设备上的开关或通过语音指令或语音识别)时停止。

在步骤S602中，执行颠倒步骤S502的控制，并且使枢转支承单元103沿伸展方向枢转成使得枢转支承单元103在竖直向下的方向上朝下。

在步骤S603中，执行颠倒步骤S501的控制，并且使手臂支承单元104沿伸展方向枢转成使得手臂支承单元104在水平方向上朝下。

在步骤S604中，示出了作为就坐姿势的使用者150坐在座椅106上的状态。因此，使用者150可以休息并且还从就坐姿势执行蹲下操作，以转换到装载目标人员410的操作。

步骤S605至S607的与图4所示的步骤S402至S404的操作相同，并且因此将在此省略其描述。

接下来，将参考图7描述运输辅助设备100的转移操作的示例。

图7示出从目标人员410被装载在运输辅助设备100上的状态将目标人员410向下转移到椅子710上的示例。转移并不限于该示例，并且甚至能执行需要在目标人员被装载的状态下蹲下的转移。

在步骤S701中，直线移动支承单元102从目标人员如在步骤S607中所示被提起的状态绕作为枢转轴的直线移动支承单元102沿水平方向枢转。此时，枢转支承单元103的接地部分可以是能自由地枢转的脚轮，或者可具有这样的结构，其中沿水平方向枢转时接地部分离开地面悬浮并在枢转停止时再次接地。

在步骤S702中，当达到能使目标人员410坐在椅子710上的位置时停止枢转。枢转的开始和停止及其枢转速度可由使用者150自由地控制。

在步骤S703中，使目标人员410坐在椅子710上。此时，为了让目标人员410坐在椅子710上，驱动单元105在必要时按照使用者150的蹲下动作沿竖直向下的方向向下移动。换句话说，执行控制以沿竖直向上的方向驱动直线移动支承单元102，其中直线移动支承单元102的一端接地。此时，为了减轻施加至使用者150的负载重量的负担，电机的转矩的大小被控制成辅助支承负载重量。

在步骤S704中，使目标人员410坐在椅子710上，并且随后控制驱动单元105以达到初始位置。可通过如参考步骤S404所述的方法来执行返回初始位置的控制。然后结束运输辅助设备100的转移操作。

根据上述第一实施例，使用者将背包携带在背上，并且连接到背包的驱动单元驱动直线移动支承单元。因此，使用者和运输辅助设备一起一体地协作，并且所述设备在使用者保持他们的姿势的同时支承负载重量。当使用者从使用者蹲下的状态提起目标人员或物体时，或者当使用者从提起状态放下目标人员或物体时，使用者能保持这样的姿势，其中：即使在不自然的姿势如半坐下时使用者也能在支承施加至使用者的负载重量的同时施力。因此，减轻了在提起或放下目标人员或物体时施加至使用者的负载重量的负担。此外，直线移动支承单元、枢转支承单元和手臂支承单元构造成可被储存在背包中。因此，该设备可以缩小尺寸并且有利于便携性。再者，启动驱动单元的驱动电机的电池如蓄电池被储存在背包中。因此实现进一步的尺寸减小，并且进一步改善便携性。此外，驱动单元的构型能部分地与直线移动支承单元和旋转辅助部的驱动共用。该设备因此可以是小型的。此外，由于枢转支承单元从胯部的下方枢转，所以能确保腿的可移动范围，并且能更稳定地平衡运输辅助设备。

(第二实施例)

在第一实施例中，当在背上携带运输辅助设备的使用者执行蹲下操作和站立操作时，如果运输辅助设备的驱动速度慢，则使用者可能长时间处于不自然的位置或姿势下。因此，使用者的疲劳程度可能增加，或者可能妨碍使用者施力。此外，在诸如一般而言电机之类的驱动器中，高转矩和高速度不兼容。因此，为了实现能以与使用者相当的操作速度输出相当的力的高速度和高转矩操作，需要高功率驱动器。然而，高功率驱动器存在使用者由于驱动器本身或致动器的电源(例如电池)又大又重而负担重的问题。

在第二实施例中，使用蓄力/蓄能单元来提高运输辅助设备在站立操作中的驱动速度。结果，运输辅助设备能以与使用者的速度相当的操作速度操作并且能减轻施加至使用者的负担。

将参考图8A、8B和8C描述根据第二实施例的运输辅助设备。

根据第二实施例的运输辅助设备800包括背包101、直线移动支承单元102、手臂支承单元104、驱动单元105、蓄力单元801和齿条802。

背包101、手臂支承单元104和驱动单元105与第一实施例的那些相同；因此，省略对这些元件的描述。在第一实施例中，未示出驱动单元105中所包括的齿条；然而，在第二实施例中，附图中示出了齿条802。

图8A示出运输辅助设备800的初始状态(第一状态)。在第二实施例中，假设蓄力单元801由气压弹簧形成。蓄力单元801并不局限于此，而是可由螺旋弹簧、低负荷弹簧等形成。

蓄力单元801连接到背包101和装配在驱动单元105的一部分中的齿条802中。直线移动支承单元102的未搁靠在地面上的一端能插入蓄力单元801中。或者，蓄力单元801可具有这样的构型，其中未连接到背包101的地面侧的一端放置在地上。

图8B示出用于沿远离地面的方向移动的力蓄积在蓄力单元801中的状态(第二状态)。例如，当背上携带背包101的使用者沿竖直向下的方向蹲下时，直线移动支承单元102插入蓄力单元801中。结果，蓄力单元801蓄力。在本实施例中，直线移动支承单元102用作气压弹簧的杆，并且气体随着直线移动支承单元102插入蓄力单元801中而被压缩。因此，蓄积了用于沿远离地面的方向移动的力。

蓄力单元801包括用于在期望位置释放或停止所蓄积的力的锁定机构。

图8C示出力从图8B所示的状态释放的状态(第三状态)。例如，当背上携带背包101的使用者沿竖直向上的方向站立时，蓄力单元801将锁定机构解锁并释放所蓄积的力。因此，由于能产生用于沿竖直向上的方向移动的力，所以该力能辅助使用者的提起操作并提高站起速度。

接下来，将参考图9、10和11描述根据第二实施例的运输辅助设备的蹲下操作和提起操作的示例。

在图9的示例中，目标人员410躺在床411上。目标人员410由使用者150在一系列操作及图4的示例中利用运输辅助设备800提起。

首先，当执行蹲下操作时，使用者150将蓄力单元801的锁定机构解锁。锁定机构可直接由使用者锁定或解锁，或可与如上文结合图4所示的步骤S402所述的用于开始蹲下操作的触发机制相关地控制。

用作支承杆的直线移动支承单元102根据使用者150的重量被推入蓄力单元801中，并且在蓄力单元801中蓄力。蓄力单元801中的力被设定成使得，当蓄力单元801的锁定机构被解锁时，在蹲下操作中由于使用者的重量而引起的在竖直向下的方向上的力大于蓄力单元801中蓄积的在竖直向上的方向上的力。

接下来，将参考图10描述停止蹲下操作的情形。

停止图4所示的步骤S403中的移动的触发机制可用来停止蹲下操作。因此，在此省略对触发的描述。在停止蹲下操作之后，如果例如为了将手臂支承单元104调节至床边的高度而执行精确的定位调节，则优选通过使驱动单元105移动来调节在竖直方向上的高度，同时蓄力单元801的锁定机构保持锁定。能按照驱动单元105的传动比来进行精确调节。

接下来，将参考图11描述提起操作。

使用者150通过在将目标人员装载在手臂支承单元104或他们自己的手臂上的同时站起来执行提起操作。用于开始提起操作的触发机制与第一实施例相同。

当执行提起操作时，蓄力单元801的锁定机构被解锁并且通过利用触发开始图4所示的步骤S404中的站起操作来操作运输辅助设备800。在提起操作中，直线移动支承单元102用作支承杆并且该设备能通过使用者站起的肌肉力量、蓄力单元801中蓄积的力和驱动单元105的驱动来沿垂直向上的方向提起目标人员410。直线移动支承单元102通过蓄力单元801中蓄积的力的释放而上推的速度被提前设定为与使用者的站起操作相同的速度。驱动单元105以与使用者在站起操作中的操作速度相同的速度被驱动。当使用者150感觉到目标人员达到期望高度时，他们停止驱动单元105并通过锁定机构锁定蓄力单元801。

接下来，将描述放下操作。

按照使用者150的蹲下操作，驱动单元105绕用作支承杆的直线移动支承单元102沿竖直向下的方向移动。利用开关、通过麦克风进行的语音识别处理、通过加速度传感器检测到的变化量(例如，检测到使用者即将沿蹲下方向移动)、通过肌源性电位传感器检测到的变化量(例如，检测到膝盖的弯曲运动)、驱动电机的负荷的变化量(例如，检测到施加用于使驱动单元105向下移动的外力)、力传感器的负荷量(例如，检测到施加至力传感器的力增大)等作为用于开始放下操作的触发机制，在如上所述的方法中可以以与第一实施例中相同的方式开始驱动。可以以与停止蹲下操作相同的方式触发停止放下操作。

运输辅助设备800的单元可以以与第一实施例中相同的方式被储存。

在上述第二实施例中，蓄力单元801包括气压弹簧，并且通过将直线移动支承单元102作为杆插入蓄力单元801中来蓄力。然而，蓄力单元并不限于这种构型。例如，蓄力单元801可与第一实施例的运输辅助设备100的直线移动支承单元102平行布置，并且可按照使用者的蹲下操作在蓄力单元801中蓄力。

如果蓄力单元801包括低负荷弹簧，则蓄力单元801可连接到直线移动支承单元102的未搁置在地面上的一端。在此构型中，通过使用者的蹲下操作来蓄积在远离地面的方向上的力(低负荷弹簧伸展)，并且在提起操作中释放蓄力单元801(低负荷弹簧回复)。

换言之，蓄力单元801可以以任何方式布置或连接，只要蓄力单元801能按照使用者的蹲下操作蓄力并按照使用者的站起操作释放所蓄积的力。

根据上述第二实施例，在蓄力单元中通过使用者的蹲下操作蓄积的力在提起操作中被释放。因此，第二实施例能提高使用者的提起操作和放下操作的速度，并且能辅助使用者的运输操作。

(第二实施例的改型)

第二实施例的改型与第二实施例的不同之处在于齿条802的一端连接到直线移动支承单元102。

将参考图12A和图12B描述根据第二实施例的改型的运输辅助设备。图12A示出根据第二实施例的改型的运输辅助设备的初始状态(第一状态)。图12B示出根据第二实施例的改型的在运输辅助设备中蓄力的状态(第二状态)。

根据第二实施例的改型的运输辅助设备1200包括背包101、直线移动支承单元102、手臂支承单元104、驱动单元105、蓄力单元801、齿条802和连接构件1201。

背包101、直线移动支承单元102、手臂支承单元104和蓄力单元801与第二实施例的那些相同；因此，省略对这些元件的描述。

齿条802的位于地面侧的部分经由连接构件1201连接到直线移动支承单元102的位于地面侧的部分。可按照携带运输辅助设备1200的使用者的蹲下量适当地确定连接构件1201的连接位置。换言之，连接位置可以是连接构件1201在使用者完全蹲下之前无法与蓄力单元801接触的位置。

由于齿条802的位于地面侧的一端连接到直线移动支承单元102，所以蓄力单元801随着驱动单元105沿竖直向下的方向驱动而沿竖直向下的方向向下移动。因此，直线移动支承单元102被推入蓄力单元801中，由此蓄力。

驱动单元105包括作为驱动单元105中包括的电机和小齿轮之间的传动机构的棘轮/棘齿(未示出)，并且仅在一个方向上传递动力。棘轮的旋转方向按照操作方向改变；因此，利用棘轮来为上下操作驱动驱动单元105并在蓄力单元801中蓄力。例如，当使用者在竖直向上的方向上执行提起操作时，驱动单元105在竖直向上的方向(顺时针方向)上的旋转能通过由棘轮解除旋转来释放蓄积在蓄力单元801中的力。棘轮可以是仅限制从输入轴到输出轴的传动的转矩限制器。

驱动单元105的齿轮可以改变为具有高减速传动比的齿轮以在低速度和高转矩下驱动，尽管在此情况下站起操作中的速度降低。随着驱动单元105驱动，除使用者在提起操作中的肌肉力外，驱动单元105的驱动量与蓄力单元801中的力之和也能用于提起操作。因此，能减轻施加至使用者的负担。类似地，在放下操作中，驱动单元105的电机的齿轮可变更为具有高减速比的齿轮以在低速度和高转矩下驱动。

上述的根据第二实施例的改型能辅助使用者的提起操作和放下操作。

尽管已描述了特定实施例，但这些实施例仅仅是通过示例的方式提供的，且并非意在限制本实用新型的范围。实际上，本文描述的新颖实施例可采用多种其它形式实施；此外，可以作出呈本文描述的实施例的形式的各种省略、替代和变更而不脱离本实用新型的精神。后附的权利要求和它们的等同意在涵盖将落入本实用新型的范围和精神之内的这些形式或改型。

Claims (13)

1.一种运输辅助设备，其特征在于，包括：

背包；

直线移动支承单元，该直线移动支承单元连接到所述背包并且包括支承构件，所述支承构件构造成被驱动成使所述支承构件的一端接触地面；和

驱动单元，所述驱动单元连接到所述背包和所述直线移动支承单元，并且构造成根据使用者提起目标人员和目标物体中的至少一者而沿使所述一端朝着地面移动的方向或根据使用者放下目标人员和目标物体中的所述至少一者而沿使所述一端远离地面移动的方向驱动所述支承构件。

2.根据权利要求1所述的运输辅助设备，其特征在于，所述驱动单元包括能朝使用者的前侧或后侧枢转的枢轴，和

所述运输辅助设备还包括具有一端和另一端的枢转支承单元，所述枢转支承单元的一端连接到所述驱动单元，所述枢转支承单元的另一端以所述枢轴为中心枢转以便朝所述前侧移动至所述枢转支承单元的另一端与地面接触，或以便朝所述后侧移动至所述枢转支承单元的另一端与地面接触。

3.根据权利要求2所述的运输辅助设备，其特征在于，所述枢转支承单元是能伸展和收缩的。

4.根据权利要求2所述的运输辅助设备，其特征在于，还包括在提起或放下所述目标人员和所述目标物体中的所述至少一者时使用者就座的座椅，所述座椅形成在所述枢转支承单元的一部分上。

5.根据权利要求2所述的运输辅助设备，其特征在于，还包括手臂支承单元，所述手臂支承单元的一端连接到所述驱动单元且另一端延伸向使用者的前侧。

6.根据权利要求5所述的运输辅助设备，其特征在于，所述背包能储存所述直线移动支承单元、所述枢转支承单元和所述手臂支承单元。

7.根据权利要求1所述的运输辅助设备，其特征在于，还包括：

构造成测量使用者的肌源性电位的肌源性电位传感器、构造成测量所述驱动单元的加速度的加速度传感器和构造成测量施加至所述驱动单元的负荷的力传感器中的至少一者；

判定单元，所述判定单元构造成判定所述肌源性电位传感器、所述加速度传感器和所述力传感器的至少一个值是否不小于阈值；和

控制器，所述控制器构造成在所述至少一个值被判定为不小于所述阈值时控制所述直线移动支承单元的操作。

8.根据权利要求7所述的运输辅助设备，其特征在于，所述控制器根据所述目标人员的负荷和所述目标物体的负荷中的至少一者或根据来自使用者的指令来控制所述驱动单元的转矩大小和操作速度以辅助使用者提起和放下。

9.根据权利要求1所述的运输辅助设备，其特征在于，还包括蓄力单元，所述蓄力单元连接到所述背包、所述直线移动支承单元和所述驱动单元中的至少一者，并且构造成蓄积用于沿远离地面的方向移动的力。

10.根据权利要求9所述的运输辅助设备，其特征在于，所述蓄力单元随着使用者蹲下而蓄力，并随着所述使用者提起所述目标人员和所述目标物体中的至少一者而释放所蓄积的力。

11.一种运输辅助设备，其特征在于，包括：

背包；

直线移动支承单元，所述直线移动支承单元构造成被驱动成使一端与地面接触；

蓄力单元，所述蓄力单元连接到所述背包并且所述直线移动支承单元的另一端插入所述蓄力单元，所述蓄力单元构造成蓄积用于沿远离地面的方向移动的力；和

驱动单元，所述驱动单元连接到所述蓄力单元，并且构造成根据使用者提起目标人员和目标物体中的至少一者而沿使所述一端朝地面移动的方向或根据使用者放下所述目标人员和所述目标物体中的所述至少一者而沿使所述一端远离地面移动的方向驱动所述蓄力单元。

12.根据权利要求11所述的运输辅助设备，其特征在于，所述蓄力单元随着使用者蹲下而蓄力，并随着所述使用者提起所述目标人员和所述目标物体中的至少一者而释放所蓄积的力。

13.根据权利要求11所述的运输辅助设备，其特征在于，还包括：

齿条，所述齿条装配在所述驱动单元的一部分中；和

连接构件，所述连接构件连接所述齿条和所述直线移动支承单元，其中

所述蓄力单元根据所述驱动单元经由所述连接构件的驱动随着所述直线移动支承单元插入所述蓄力单元中而蓄力。