DE102020101602A1

DE102020101602A1 - Assistenzvorrichtung

Info

Publication number: DE102020101602A1
Application number: DE102020101602.6A
Authority: DE
Inventors: Tomoki ARAI; Yoshiyuki Shibata
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2019-01-24
Filing date: 2020-01-23
Publication date: 2020-07-30
Also published as: CN111469116A; JP7192528B2; US20200237600A1; US11617701B2; JP2020116684A

Abstract

Eine Assistenzvorrichtung umfasst eine Körpermontagefixierung (2), ein Stellglied (4R, 4L), einen Aktionszustandsdetektor (35, 43RS) und eine Steuerung (61). Die Steuerung (61) ist konfiguriert, um einen Antrieb des Stellgliedes (4R, 4L) zu steuern. Die Steuerung (61) ist konfiguriert, um eine abgeschätzte Haltung des Trägers zu beziehen, die basierend auf den durch den Aktionszustandsdetektor (35, 43RS) erfassten Aktionserfassungsinformationen abgeschätzt wird, wenn das Stellglied (4R, 4L) das Unterstützungsmoment erzeugt. Die Steuerung (61) ist konfiguriert um zu bestimmen, ob die abgeschätzte Haltung eine unangemessene Haltung ist oder nicht, bei der eine übermäßige Kraft an einen unteren Rückenabschnitt angelegt wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Assistenzvorrichtung, die einen Träger beim Durchführen einer Tätigkeit unterstützt.
Beschreibung des Standes der Technik
Es wurde eine Vielzahl von Assistenzvorrichtungen vorgeschlagen, die eine Person bei einer Arbeit unterstützen, wenn diese am Köper der Person montiert ist. Zum Beispiel beschreibt die japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nummer 2013-173190 ( JP 2013-173190 A ) eine Tätigkeitsassistenzvorrichtung der Anbringungsart, die einen unteren Rückenrahmen, der an dem unteren Rücken eines Trägers montiert ist, einen Rückenstützabschnitt, einen Unterleibsstützabschnitt, ein Kopplungselement, das den Rückenstützabschnitt und den Unterleibsstützabschnitt miteinander koppelt, einen Oberschenkelfixierabschnitt, der mit einem Oberschenkelabschnitt fixiert ist, und einen Antriebsmechanismus, der den Oberschenkelfixierabschnitt in Bezug auf den unteren Rückrahmen antreibt, umfasst. Die Tätigkeitsassistenzvorrichtung der Anbringungsart umfasst weiterhin einen Erfassungssensor eines biologischen Signals, der an die Haut des Trägers angebracht ist, und einen Steuerungsabschnitt, der den Antriebsmechanismus basierend auf einem biologischen Signal, das von dem Erfassungssensor des biologischen Signals ausgegeben wird, steuert.
In dem Fall, in dem der Träger die Muskelkraft der beiden Beine verwendet, und die Haltung unterhalb des unteren Rückens beibehält, sind der rechte und der linke Hüftgelenkswinkel, die durch Winkelsensoren erfasst werden, die in einem rechten und einem linken Antriebsmotor eingebaut sind, die den Antriebsmechanismus bilden, einander im Wesentlichen gleich. Der rechte und der linke Antriebsmotor übertragen ein Antriebsmoment an den Rückenstützabschnitt und den Unterleibsstützabschnitt des unteren Rückenrahmens mit zweiten Koppelabschnitten, die an dem rechten und linken Oberschenkel des Trägers befestigt sind, die als die fixierte Seite dient, und mit einem rechten und linken ersten Kopplungsabschnitt, die mit dem unteren Rückenrahmen fixiert sind, die als die bewegliche Seite dient. Folglich werden der untere Rücken, der Rücken und der Unterleib des Trägers durch das Antriebsmoment der Antriebsmotoren gehalten, was eine Last auf den unteren Rücken reduziert, wenn der Träger arbeitet, um ein sich auf dem Fußboden befindliches schweres Objekt anzuheben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Anhand der Tätigkeitsassistenzvorrichtung der Anbringungsart, die in der JP 2013-173190 A beschrieben ist, wird eine Last auf den unteren Rücken reduziert, wenn der Träger arbeitet, um ein sich auf dem Fußboden befindliches schweres Objekt anzuheben, etc. Jedoch kann eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt werden (und der rechte und der linke Hüftgelenkwinkel sind voneinander verschieden), um eine Lumbago bzw. einen Hexenschuss zu bewirken, wenn der Träger arbeitet, um ein schweres Objekt mit einer unangemessenen Haltung anzuheben.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Assistenzvorrichtung bereit, die effektiv eine Lumbago unterbinden kann, indem die Wahrscheinlichkeit verringert wird, dass eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt eines Trägers angelegt wird, durch Unterbinden, dass der Träger zum Hoch- bzw. Anheben eines schweren Objekts in einer unangemessenen Haltung arbeitet.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Assistenzvorrichtung bereit, die eine Körpermontagefixierung, ein Stellglied, einen Aktionszustandsdetektor und eine Steuerung umfasst. Die Köpermontagefixierung ist an zumindest einen unteren Rückenabschnitt eines Trägers zu montieren. Das Stellglied ist an der Körpermontagefixierung und einem Oberschenkelabschnitt des Trägers montiert. Das Stellglied ist konfiguriert, um ein Unterstützungsmoment zum Unterstützen einer Aktion des Oberschenkelabschnitts in Bezug auf den unteren Rückenabschnitt des Trägers oder eine Aktion des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt des Trägers zu erzeugen. Der Aktionszustandsdetektor ist konfiguriert, um einen Aktionszustand des Trägers zu erfassen. Die Steuerung ist konfiguriert, um eine Ansteuerung bzw. einen Antrieb des Stellgliedes zu steuern. Die Steuerung ist konfiguriert, um eine abgeschätzte Haltung des Trägers, die basierend auf Aktionserfassungsinformationen, die durch den Aktionszustandsdetektor erfasst werden, zu beziehen, wenn das Stellglied das Unterstützungsmoment erzeugt. Die Steuerung ist konfiguriert um zu bestimmen, ob die abgeschätzte Haltung eine unangemessene Haltung ist oder nicht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
Anhand der Assistenzvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung schätzt die Steuerung die Haltung des Trägers basierend auf den Aktionserfassungsinformationen, die durch den Aktionszustandsdetektor erfasst werden, wenn das Stellglied das Unterstützungsmoment zum Unterstützen einer Aktion des Oberschenkelabschnitts in Bezug auf den unteren Rückenabschnitt des Trägers, oder einer Aktion des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt des Trägers, ab. Die Steuerung bestimmt, ob die abgeschätzte Haltung des Trägers eine unangemessene Haltung ist oder nicht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
Folglich kann die Steuerung den Träger davor warnen, dass die Haltung des Trägers eine Haltung sein kann, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, wenn das Stellglied das Unterstützungsmoment erzeugt, wenn bestimmt wird, dass die abgeschätzte Haltung des Trägers eine unangemessene Haltung ist, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird. Daher ist es möglich, effektiv eine Lumbago zu unterbinden, durch vermeiden, dass eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, durch Unterbinden, dass der Träger zum Anheben eines schweren Objekts mit einer unangemessenen Haltung arbeitet.
In der Assistenzvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung konfiguriert sein, um basierend auf den Aktionserfassungsinformationen zu bestimmen, ob die abgeschätzte Haltung in die unangemessene Haltung übergeht oder nicht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, wenn bestimmt wird, dass die abgeschätzte Haltung nicht die unangemessene Haltung ist, bei der die übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
Anhand der Assistenzvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung bestimmt die Steuerung basierend auf den Aktionserfassungsinformationen, die durch den Aktionszustandsdetektor erfasst werden, ob die abgeschätzte Haltung des Trägers in eine unangemessene Haltung übergeht oder nicht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, wenn die Steuerung bestimmt, dass die abgeschätzte Haltung des Trägers keine unangemessene Haltung ist, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird. Folglich kann die Steuerung den Träger davor warnen, dass die abgeschätzte Haltung des Trägers in eine unangemessene Haltung übergeht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, in dem Fall, in dem die Steuerung bestimmt, dass die abgeschätzte Haltung des Trägers in eine unangemessene Haltung übergeht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird. Daher ist es möglich, effektiv eine Lumbago zu unterbinden, durch vermeiden, dass eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, durch Unterbinden, dass der Träger zum Anheben eines schweren Objekts mit einer unangemessenen Haltung arbeitet.
Die Assistenzvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann weiterhin eine Informierungsvorrichtung umfassen, die konfiguriert ist, um den Träger zu informieren. Die Steuerung kann konfiguriert sein, um die Informierungsvorrichtung derart zu steuern, um den Träger zu informieren, dass die abgeschätzte Haltung die unangemessene Haltung ist, in der die übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, wenn bestimmt wird, dass die abgeschätzte Haltung die unangemessene Haltung ist, in der die übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
Anhand der Assistenzvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung informiert die Steuerung den Träger, der die Informierungsvorrichtung verwendet, dass die abgeschätzte Haltung des Trägers eine unangemessene Haltung ist, in der die übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die abgeschätzte Haltung des Trägers eine unangemessene Haltung ist, in der die übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird. Folglich kann der Träger einfach erkennen, dass dieser ein schweres Objekt mit einer unangemessenen Haltung anhebt, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, was weiterhin effektiv eine Lumbago unterbinden kann, durch vermeiden, dass eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
Die Assistenzvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ferner eine Informierungsvorrichtung umfassen, die konfiguriert ist, um den Träger zu informieren. Die Steuerung kann konfiguriert sein, um eine Korrekturoperation zum Korrigieren der abgeschätzten Haltung zu bestimmen, sodass es dem Träger ermöglicht wird, eine sichere Haltung einzunehmen, in der die übermäßige Kraft nicht an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird. Die Steuerung kann konfiguriert sein, um die Informierungsvorrichtung derart zu steuern, um den Träger darüber zu informieren, dass der Träger in die unangemessene Haltung übergeht, in der die übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, wenn bestimmt wird, dass die abgeschätzte Haltung in die unangemessene Haltung übergeht, in der die übermäßige Kraft an den unteren Rückgenabschnitt angelegt wird, und um die Informierungsvorrichtung derart zu steuern, um die Korrekturoperation dem Träger anzugeben.
Anhand der Assistenzvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung informiert die Steuerung den Träger, der die Informierungsvorrichtung verwendet, dass die abgeschätzte Haltung des Trägers in eine unangemessene Haltung übergeht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, wenn bestimmt wird, dass die abgeschätzte Haltung des Trägers in eine unangemessene Haltung übergeht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird. Die Steuerung gibt dem Träger die Korrekturoperation zum Einnehmen einer sicheren Haltung an, in der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, unter Verwendung der Informierungsvorrichtung. Folglich kann der Träger eine sichere Haltung einnehmen, in der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, durch Durchführen der Korrekturoperation, was weiterhin effektiv eine Lumbago unterbinden kann, durch vermeiden, dass eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
In der Assistenzvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Aktionszustandsdetektor einen Neigungswinkeldetektor und einen Winkeldetektor des unteren Rückenabschnitts umfassen. Der Neigungswinkeldetektor kann konfiguriert sein, um einen Neigungswinkel eines Oberkörpers des Trägers in eine Vorwärtsrichtung bzw. nach Vorne bezüglich einer vertikalen Richtung zu erfassen. Der Winkeldetektor des unteren Rückenabschnitts kann konfiguriert sein, um einen Vorwärtskippwinkel des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt des Trägers zu erfassen. Die Steuerung kann konfiguriert sein, um eine Haltung des Trägers basierend auf dem Neigungswinkel und dem Vorwärtskippwinkel abzuschätzen.
Anhand der Assistenzvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung die Haltung des Trägers basierend auf dem Neigungswinkel des Oberkörpers des Trägers in der Vorwärtsrichtung bezüglich der vertikalen Richtung, der durch den Neigungswinkeldetektor erfasst wird, und dem Vorwärtskippwinkel des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt des Trägers, der durch den Winkeldetektor des unteren Rückenabschnitts erfasst wird, abschätzen. Folglich ist es möglich, die Haltung des Trägers mit einer einfachen Konfiguration, die das Gewicht der Assistenzvorrichtung reduziert, abzuschätzen.
Anhand der Assistenzvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung konfiguriert sein, um ein Lernmodell zu speichern, das die abgeschätzte Haltung gelernt hat. Die Steuerung kann konfiguriert sein, um die abgeschätzte Haltung basierend auf dem Lernmodell zu beziehen, wenn das Stellglied das Unterstützungsmoment erzeugt.
Anhand der Assistenzvorrichtung gemäß dem Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung konfiguriert sein, um ein Lernmodell zu speichern, das eine Bestimmung darüber gelernt hat, ob die abgeschätzte Haltung die unangemessene Haltung ist oder nicht, bei der die übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
Figurenliste
Merkmale, Vorteile sowie technische und industrielle Signifikanz von exemplarischen Ausführungsbeispielen der Erfindung werden nachstehend mit Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und in denen gilt:

1 ist eine perspektivische Ansicht, die die Gesamtkonfiguration einer Assistenzvorrichtung gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel veranschaulicht;
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der in 1 veranschaulichten Assistenzvorrichtung;
3 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die ein Beispiel einer internen Struktur eines rechten Stellgliedes veranschaulicht;
4 ist eine Teilansicht, die ein Beispiel der internen Struktur des rechten Stellgliedes veranschaulicht;
5 veranschaulicht ein Beispiel des Aussehens einer Betätigungseinheit;
6 veranschaulicht Eingaben und Ausgaben von einer Steuerung;
7 veranschaulicht einen Träger, der die Assistenzvorrichtung in einem aufrechten Zustand trägt, in dem der Träger dessen Rücken streckt;
8 veranschaulicht einen Zustand, in dem der Träger eine nach vorne gekippte Haltung einnimmt, wobei sich ein Rahmenabschnitt etc. um eine virtuelle Drehachse aus dem in 7 veranschaulichten Zustand dreht;
9 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Beispiel eines „Lumbago-Unterbindungsprozesses“, der durch die Steuerung der Assistenzvorrichtung ausgeführt wird, veranschaulicht;
10 ist ein untergeordnetes Ablaufdiaramm, das ein Beispiel eines untergeordneten Prozesses eines „Haltungswarnprozesses“ in 9 veranschaulicht;
11 veranschaulicht, wie der Träger eine Anhebetätigkeit durchführt;
12 veranschaulicht, wie der Vorwärtsbückwinkel und das Anhebeunterstützungsmoment bezüglich dem Zeitpunkt, wenn der Träger die Anhebetätigkeit durchführt, variiert werden; und
13 veranschaulicht ein Beispiel von Haltungsbereichsinformationen, die Haltungsbereiche angeben, in die Haltungen des Trägers gemäß den Neigungswinkeln eines Oberkörpers und den Vorwärtskippwinkeln eines unteren Rückenabschnitts bezüglich des Oberschenkelabschnitte gehören.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel, das eine Assistenzvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verkörpert, detailliert mit Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zunächst wird eine schematische Konfiguration einer Assistenzvorrichtung 1 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel mit Bezugnahme auf die 1 bis 8 beschrieben. In den Zeichnungen sind die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse orthogonal zueinander, und die X-Achsrichtung, die Y-Achsrichtung und die Z-Achsrichtung entsprechen der Front-Richtung, der Links-Richtung bzw. der Oben-Richtung, aus Sicht eines Trägers, der die Assistenzvorrichtung 1 trägt.
Wie in den 1 und 2 veranschaulicht ist, besteht die Assistenzvorrichtung 1 aus einem Stützabschnitt des unteren Rückens 10, einem Jackenabschnitt 20, einem Rahmenabschnitt 30, einem Rucksackabschnitt 37, einem Kissen 37G, einem rechten Stellglied 4R, einem linken Stellglied 4L, etc. Eine Körpermontagefixierung 2, die an dem Oberkörper des Trägers 6 zu montieren ist, besteht auf dem Stützabschnitt des unteren Rückens 10, dem Jackenabschnitt 20, dem Rahmenabschnitt 30, dem Rucksackabschnitt 37 und dem Kissen 37G. Die Assistenzvorrichtung weist ebenfalls eine Betätigungseinheit R1 (eine sogenannte Fernsteuerung) auf, die dem Nutzer 6 ermöglicht, den Aktionsmodus (wie etwa Anhebeunterstützung und Absetzunterstützung) zu ändern, die Verstärkung des Unterstützungsmoments oder die Ausmaßanstiegsrate des Unterstützungsmoments anzupassen, sowie den angepassten Zustand zu bestätigen, etc., sowie einen Aufnahmeabschnitt R1S, der die Betätigungseinheit R1 aufnimmt.
Die Körpermontagefixierung 2 ist zumindest um den unteren Rücken des Trägers 6 montiert. Das rechte Stellglied 4R und das linke Stellglied 4L sind an dem Stützabschnitt des unteren Rückens 10, der die Körpermontagefixierung 2 bildet, und mit den Oberschenkelabschnitten des Trägers 6 fixiert, und unterstützt eine Aktion der Oberschenkelabschnitte in Bezug auf den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 oder eine Aktion des unteren Rückenabschnitts bezüglich den Oberschenkelabschnitten des Trägers 6.
Wie in den 1 und 2 veranschaulicht ist, weist die Körpermontagefixierung 2 den Stützabschnitt des unteren Rückens 10, der um den unteren Rücken des Trägers 6 zu montieren ist, den Jackenabschnitt 20, der um die Schultern und die Brust des Trägers 6 zu montieren ist, den Rahmenabschnitt 30, mit dem der Jackenabschnitt 20 verbunden ist, und den Rucksackabschnitt 37 sowie das Kissen 37G, die an den Rahmenabschnitt 30 angebracht sind, auf. Der Rahmenabschnitt 30 ist um den Rücken und den unteren Rücken des Trägers 6 angebracht.
Der Rahmenabschnitt 30 weist einen Hauptrahmen 31, einen rechten Unterrahmen 32R einen linken Unterrahmen 32L, etc., auf. Der Hauptrahmen 31 weist Stützkörper 31SR und 31SL, in denen eine Vielzahl von Riemenverbindungslöchern 31H in der Oben-Unter-Richtung an beiden Seitenkantenabschnitten angebracht sind, einen Verbindungsabschnitt 31R in einer im Wesentlichen zylindrischen Form, und einen Verbindungsabschnitt 31L in einer im Wesentlichen zylindrischen Form auf. Ein Ende (oberes Ende) des rechten Unterrahmens 32R ist mit dem Verbindungsabschnitt 31R verbunden. Ein Ende (oberen Ende) des linken rechten Unterrahmens 32L ist mit dem Verbindungsabschnitt 31L verbunden. Die Verbindungsabschnitte 31R und 31L sind sogenannte zylindrische Dämpfer, und weisen ein inneres Rohr und ein äußeres Rohr auf, die einachsig miteinander angebracht sind, wobei ein röhrenförmiger elastischer Körper zwischen dem inneren Rohr und dem äußeren Rohr angebracht ist.
Das äußere Rohr des Verbindungsabschnitts 31R ist mit dem rechten Seitenkantenabschnitt des Hauptrahmens 31 fixiert. Das eine Ende (obere Ende) des rechten Unterrahmens 32R ist mit dem inneren Rohr des Verbindungsabschnitts 31R fixiert. Gleichermaßen ist das äußere Rohr des Verbindungsabschnitts 31L mit dem linken Seitenkantenabschnitt des Hauptrahmens 31 fixiert. Das eine Ende (obere Ende) des linken Unterrahmens 32L ist mit dem inneren Rohr des Verbindungsabschnitts 31L fixiert. Folglich ist der rechte Unterrahmen 32R um die Mittelachse des Verbindungsabschnitts 31R drehbar, und der linkte Unterrahmen 32L ist um die Mittelachse des Verbindungsabschnitts 32L drehbar. Wie in 1 veranschaulicht ist, ist der untere Endabschnitt des rechten Unterrahmens 32R mit einem Verbindungsabschnitt 41RS des rechten Stellgliedes 4R verbunden (fixiert), und der untere Endabschnitt des linken Unterrahmens 32L ist mit einem Verbindungsabschnitt 41LS des linken Stellgliedes 4L verbunden (fixiert).
Wie in 2 veranschaulicht ist, weist der Stützabschnitt des unteren Rückens 10 einen Montageabschnitt des rechten unteren Rückens 11R, der um den unteren Rücken der rechten Seite des Körpers des Trägers 6 zu montieren ist, und einen Montageabschnitt des linken unteren Rückens 11L, der um den unteren Rücken der linken Seite des Körpers des Trägers 6 zu montieren ist, auf. Der rückseitige Endabschnitt des Montageabschnitts des rechten unteren Rückens 11R und der Rückseitenendabschnitt des Montageabschnitts des linken unteren Rückens 11L sind miteinander über einen unteren Rückseitenflächenrückenriemen 16A, einen oberen Gesäßriemen 16B und einen unteren Gesäßriemen 16C verbunden. Der Frontseitenendabschnitt des Montageabschnitts des rechten unteren Rückens 11 R und der Frontseitenendabschnitt des Montageabschnitts des linken unteren Rückens 11L sind abnehmbar miteinander über einen rechten Befestigungsriemen des unteren Rückens 13RA, ein Riemenhalterungselement des unteren Rückens 13RB (Schnalle des unteren Rückens), einen Befestigungsriemen des linken unteren Rückens 13LA, ein Riemenhalteelement des unteren Rückens 13LB (Schnalle des unteren Rückens), etc., verbunden.
Wie in den 1 und 2 veranschaulicht ist, weist der Stützabschnitt des unteren Rückens 10 einen Kopplungsriemen 19R, der einen Kopplungsring 19RS aufweist, der mit einem Kopplungsabschnitt 29RS des Jackenabschnitts 20 zu koppeln ist, und einen Kopplungsriemen 19L, der einen Kopplungsring 19LS aufweist, der mit einem Kopplungsabschnitt 29LS des Jackenabschnitts 20 zu koppeln ist, auf. Wie in 2 veranschaulicht ist, weist der Montageabschnitt des rechten unteren Rückens 11R des Stützabschnitts des unteren Rückens 10 Befestigungslöcher 15R zum Verbinden eines Kopplungsabschnitts 40RS des rechten Stellgliedes 4R an einer Position, die eine virtuelle Drehachse 15Y schneidet, auf. Indessen weist der Montageabschnitt des linken unteren Rückens 11L des Stützabschnitts des unteren Rückens 10 Befestigungslöcher 15L für eine Verbindung mit Kopplungsabschnitts 40LS des linken Stellgliedes 4L an einer Position, die die virtuelle Drehachse 15Y schneidet, auf.
Wie in den 1 und 2 veranschaulicht ist, ist der Rucksackabschnitt 37 an dem Hauptrahmen 31, der den oberen Endabschnitt des Rahmenabschnitts 30 bildet, angebracht. Der Rucksackabschnitt 37 weist eine einfache Kastenform auf, und beherbergt eine Steuerung 61 (siehe 6), einen Motortreiber 62 (siehe 6), eine Energiequelleneinheit 63 (siehe 6), eine Kommunikationsvorrichtung 64 (sieh 6), etc. Der Rucksackabschnitt 37 beherbergt ebenfalls einen Drei-Achsen-Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitssensor 35, der ein Kippen des Oberkörpers des Trägers 6 in jeder der X-Achsrichtung, des Y-Achsrichtung und der Z-Achsrichtung erfasst.
Folglich kann die Steuerung 61 (siehe 6) einen Neigungswinkel θP(t) (siehe 7 und 8) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung (X-Achsrichtung) bezüglich der vertikalen Richtung unter Verwendung des Drei-Achsen-Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitssensors 35 (Neigungswinkeldetektor) wie später beschrieben, erfassen. Ein Lautsprecher 36 (Informierungsvorrichtung) ist beispielsweise an dem Oberflächenabschnitt des Rucksackabschnitts 37 angebracht. Folglich kann die Steuerung 61 eine Sprachführung, etc., über den Lautsprecher 36, wie später beschreiben, bereitstellen.
Wie in den 1 und 2 veranschaulicht ist, weist der Rucksackabschnitt 37 einen Rückenstützabschnitt 37C an der Hauptrahmen-31-Seite auf. Der Rückenstützabschnitt 37C ist an dem Hauptrahmen 31 fixiert. Wie in 1 veranschaulicht ist, ist ein Riemenverbindungsabschnitt 24RS eines rechten Schulterriemens 24R mit einem beliebigen der Riemenverbindungslöcher 31H (Riemenverbindungsabschnitte) des Stutzkörpers 31SR, der an dem rechten Seitenkantenabschnitt des Hauptrahmens 31 bereitgestellt ist, verbunden. Gleichermaßen, wie in 1 veranschaulicht ist, ist, ist ein Riemenverbindungsabschnitt 24LS eines linken Schulterriemens 24L mit einem beliebigen der Riemenverbindungslöcher 31H (Riemenverbindungsabschnitte) des Stutzkörpers 31SL, der an dem linken Seitenkantenabschnitt des Hauptrahmens 31 bereitgestellt ist, verbunden. Die Stützkörper 31SR und 31SL können an dem Rucksackabschnitt 37 bereitgestellt sein.
Eine Vielzahl von Riemenverbindungslöchern 31H (Riemenverbindungsabschnitte) ist entlang der Oben-Unten-Richtung bereitgestellt, um eine Anpassung der Position in der Höherichtung des Jackenabschnitts 20 bezüglich des Rahmenabschnitts 30 gemäß der physikalischen Größe des Trägers 6 zu ermöglichen. Daher kann die Höhe des Jackenabschnitts 20 auf eine angemessene Position gemäß der physikalischen Größe des Trägers 6 angepasst werden.
Wie in den 1 und 2 veranschaulicht ist, sind Riemenverbindungsabschnitte 37FR und 37FL rechts und links des unteren Endes Rucksackabschnitts 37 bereitgestellt. Wie in 1 veranschaulicht ist, ist ein Riemenverbindungsabschnitt 25RS eines rechten Hilfsriemens 25R mit dem Riemenverbindungsabschnitt 37FR verbunden. Gleichermaßen, wie in 1 veranschaulicht ist, ist ein Riemenverbindungsabschnitt 25LS eines linken Hilfsriemens 25L mit dem Riemenverbindungsabschnitt 37FL verbunden. Die Riemenverbindungsabschnitt 37FR und 37FL können an dem Hauptrahmen 31 bereitgestellt sein.
Auch in dem Fall, in dem der Oberkörper des Trägers 6 nach vorne gekippt bzw. geneigt ist, können die Stellglieder 4R und 4L, die ein Unterstützungsmoment ausgeben, angemessen unterstützt werden, durch Erweitern des Kissens 37G (oder des Rückenstützabschnitts 37C), der den Rücken berührt, in der Richtung des unteren Rückens von der Schulter des Trägers 6. Auch in dem Fall, in dem der Oberkörper des Trägers 6 nach rechts und nach links gekippt bzw. geneigt ist, können ferner die Stellglieder 4R und 4L, die ein Unterstützungsmoment ausgeben, angemessener unterstützt werden (um die Stützstabilität zu verbessern), durch das Kissens 37G (oder des Rückenstützabschnitts 37C), der die Mitte des Biegens des Rückens des Trägers 6 berührt.
Wie in den 1 und 2 veranschaulicht ist, weist der Jackenabschnitt 20 einen Montageabschnitt der rechten Brust 21R, der um die Brust der rechten Seite des Körpers des Trägers 6 zu montieren ist, und einen Montageabschnitt der linken Brust 21L, der um die Brust der linken Seite des Körpers des Trägers 6 zu montieren ist, auf. Der Montageabschnitt der rechten Brust 21R ist mit dem Montageabschnitt des linken Brust 21L beispielsweise über einen Oberflächenverschluss 21F und eine Schnalle 21B verbindbar, um dem Träger 6 zu ermöglichen, den Jackenabschnitt 20 leicht an- und auszuziehen.
Der Montageabschnitt der rechten Brust 21R weist den rechten Schulterriemen 24R und den Riemenverbindungsabschnitt 24RS, der mit dem Riemenverbindungsloch 31H des Hauptrahmens 31 zu verbinden ist, und die rechten Hilfsriemen 26R und 25R sowie den Riemenverbindungsabschnitt 25RS, der mit dem Riemenverbindungsabschnitt 37FR des Rucksackabschnitts 37 zu verbinden ist, auf. Indessen weist der Montageabschnitt der linken Brust 21L den linken Schulterriemen 24L und den Riemenverbindungsabschnitt 24LS, der mit dem Riemenverbindungsloch 31H des Hauptrahmens 31 zu verbinden ist, und die linken Hilfsriemen 26L und 25L sowie den Riemenverbindungsabschnitt 25LS, der mit dem Riemenverbindungsabschnitt 37FL des Rucksackabschnitts 37 zu verbinden ist, auf.
Der rechte Hilfsriemen 26R und der rechte Hilfsriemen 25R, sowie der linke Hilfsriemen 26L und der linke Hilfsriemen 25L sind miteinander mit anpassbarer Länge verbunden, um fest um die Brust des Trägers 6 ohne Abstand angepasst zu werden. Der Montageabschnitt des rechten Brust 21R weist einen Kopplungsriemen 29R und den Kopplungsabschnitt 29RS, der mit dem Montageabschnitt des rechten unteren Rückens 11R zu koppeln ist, und der Montageabschnitt des linken Brust 21L weist einen Kopplungsriemen 29L und den Kopplungsabschnitt 29LS, der mit dem Montageabschnitt des linken unteren Rückens 11L zu koppeln ist, auf.
Wie in den 1 und 2 veranschaulicht ist, weist das rechte Stellglied 4R einen Drehmomenterzeugungsabschnitt 40R und eine Ausgabeverbindung 50R, die als ein Drehmomentübertragungsabschnitt dient, auf. Weiterhin, wie in den 1 und 2 veranschaulicht ist, weist das linke Stellglied 4L einen Drehmomenterzeugungsabschnitt 40L und eine Ausgabeverbindung 50L, die als ein Drehmomentübertragungsabschnitt dient, auf. Das rechte Stellglied 4R und das linke Stellglied 4L sind konfiguriert, um einander in der Rechts-Links-Richtung symmetrisch zu sein. In der folgenden Beschreibung wird das rechte Stellglied 4R beschrieben, und eine Beschreibung des linken Stellgliedes 4L wird weggelassen.
Wie in 1 veranschaulicht ist, weist der Drehmomenterzeugungsabschnitt 40R einen Stellgliedbasisabschnitt 41R, eine Abdeckung 41RB und eine Kopplungsbasis 4AR auf. Wie in 7 veranschaulicht ist, wird die Ausgabeverbindung 50R um ein Gelenk (in diesem Fall das Hüftgelenkt) des zu unterstützenden Körperabschnitts (in diesem Fall der Oberschenkelabschnitt) gedreht, und ist an einem zu unterstützenden Körperabschnitt (in diesem Falls der Oberschenkelabschnitt) montiert. Ein Unterstützungsmoment zum Unterstützen einer Drehbewegung des zu unterstützenden Körperabschnitts über die Ausgabeverbindung 50R wird über einen Elektromotor 47R (siehe 3) in dem Drehmomenterzeugungsabschnitt 40R erzeugt. Das Unterstützungsmoment ist eine Unterstützungskraft, und wirkt unter der Annahme, dass der untere Rückenabschnitt eine Drehachse bildet.
Die Ausgabeverbindung 50R weist einen Unterstützungsarm 51R (entsprechend einer ersten Verbindung), eine zweite Verbindung 52R, eine dritte Verbindung 53R und einen Oberschenkelmontageabschnitt 54R (entsprechend einem Körperhalteabschnitt) auf. Der Unterstützungsarm 51R wird um die virtuelle Drehachse 15Y über ein synthetisiertes Drehmoment, das auf dem Unterstützungsmoment, das durch den Elektromotor 47R in dem Drehmomenterzeugungsabschnitt 40R und einem Zielpersondrehmoment, das durch eine Aktion des Oberschenkelabschnitts des Trägers 6 erzeugt wird, erzeugt wird, synthetisiert wird.
Ein Ende der zweiten Verbindung 52R ist mit dem distalen Ende des Unterstützungsarms 51R verbunden, um um eine Drehachse 51RJ drehbar zu sein. Ein Ende der dritten Verbindung 53R ist mit dem anderen Ende des zweiten Verbindung 52R verbunden, um um die Drehachse 52RJ drehbar zu sein. Der Oberschenkelmontageabschnitt 54R ist mit dem anderen Ende der dritten Verbindung 53R über einen dritten Gelenkabschnitt 53RS (in diesem Fall ein Kugelgelenk) verbunden.
Der Oberschenkelmontageabschnitt 54R ist mit einem Oberschenkelriemen 55R, der um den Oberschenkelabschnitt des Trägers 6 zu wickeln ist, ausgestattet. Der Oberschenkelriemen 55R ist aus einem dehnbaren elastischen Körper ausgebildet, und ein Ende des Oberschenkelriemens 55R ist mit dem Oberschenkelmontageabschnitt 54R fixiert, während dieser einen Oberflächenverschluss an dem anderen Ende des Oberschenkelriemens 55R aufweist. Ein Oberflächenverschluss ist an dem Oberschenkelmontageabschnitt 54R an einer Position bereitgestellt, die dem anderen Ende des Oberschenkelriemens 55R gegenübersteht, um den Träger 6 zu ermöglichen, den Oberschenkelmontageabschnitt 54R und den Oberschenkelriemen 55R von dem Oberschenkelabschnitt leicht anzulegen und abzunehmen.
Als nächstes wird die Konfiguration des Drehmomenterzeugungsabschnitt 40R mit Bezugnahme auf die 3 und 4 beschrieben. 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV in 3. Wie in den 3 und 4 veranschaulicht ist, beherbergt die Abdeckung 41RB darin eine Drehzahlreduktionseinrichtung 42R, eine Riemenscheibe 43RA, einen Übertragungsriemen 43RB, eine Riemenschreibe 43RC, der einen Flanschabschnitt 43RD aufweist, eine Spiralfeder 45R, eine Lagerung 46R, einen Elektromotor 47R, einen Unterrahmen 48R, etc. Der Unterstützungsarm 51R, der einen Wellenabschnitt 51RA aufweist, ist außerhalb der Abdeckung 41RB angebracht.
Herausführungsanschlüsse 33RS und 33LS (siehe 2) für Kabel zum Antrieb, zu Steuerung und zur Kommunikation der Elektromotoren 47R und 47L (siehe 6) sind an Abschnitten der Stellglieder 4R und 4L, die sich nahe an dem Rahmenabschnitt 30 befinden, bereitgestellt. Kabel (nicht veranschaulicht), die mit den Kabelherausführungsanschlüssen 33RS und 33LS (siehe 2) verbunden sind, sind entlang des Rahmenabschnitts 30 angebracht, und mit dem Rucksackabschnitt 37 verbunden.
Wie in 4 veranschaulicht ist, weist der Drehmomenterzeugungsabschnitt 40R den Stellgliedbasisabschnitt 41R, an dem der Unterrahmen 48R, der den Elektromotor 47R, etc., beinhaltet, angebracht ist, die Abdeckung 41RB, die an einer Seite des Stellgliedbasisabschnitts 41R angebracht ist, und die Kopplungsbasis 4AR, die an der anderen Seite des Stellgliedbasisabschnitts 41R angebracht ist, auf. Die Kopplungsbasis 4AR ist mit dem Kopplungsabschnitt 40RS ausgestattet, der um die virtuelle Drehachse 15Y drehbar ist.
Wie in den 3 und 4 veranschaulicht ist, ist ein Ausgangsverbindungsdrehwinkeldetektor (Winkeldetektor des unteren Rückenabschnitts) 43RS (beispielsweise ein Drehwinkelsensor), der den Drehwinkel des Unterstützungsarms 51R bezüglich des Stellgliedbasisabschnitts 41R erfasst, das heißt, ein Vorwärtskippwinkel θR(t) (siehe 8) des unteren Rückenabschnitts bezüglich des rechten Oberschenkelabschnitts des Trägers 6, mit der Riemenscheibe 43RA, die mit einer Drehzahlerhöhungswelle 42RB der Drehzahlreduktionseinrichtung 42R verbunden ist, verbunden. Der Ausgangsverbindungsdrehwinkeldetektor 43RS ist beispielsweise Encoder oder Winkelsensor, und gibt ein Erfassungssignal entsprechend dem Drehwinkel an die Steuerung 61 (siehe 6) aus. Der Elektromotor 47R ist mit einem Motordrehwinkeldetektor 47RS ausgestattet, der den Drehwinkel einer Motorwelle (entsprechend der Ausgangswelle) erfassen kann. Der Motordrehwinkeldetektor 47RS ist beispielsweise ein Encoder oder ein Winkelsensor, und gibt ein Erfassungssignal entsprechend dem Drehwinkel an die Steuerung 61 (siehe 6) aus.
Wie in 3 veranschaulicht ist, ist der Unterrahmen 48R mit einem Durchgangsloch 41RA mit dem ein Drehzahlreduktionseinrichtungsgehäuse 42RC der Drehzahlreduktionseinrichtung 42R fixiert ist, und einem Durchgangsloch 48RB, durch die eine Ausgangswelle 47RA des Elektromotors 47R eingebracht wird, ausgebildet. Der Wellenabschnitt 51RA des Unterstützungsarms 51R ist in einem Lochabschnitt 42RD einer Drehzahlverringerungswelle 42RA der Drehzahlreduktionseinrichtung 42R eingepasst. Das Drehzahlreduktionseinrichtungsgehäuse 42RC der Drehzahlreduktionseinrichtung 42R ist an dem Durchgangsloch 48RA des Unterrahmens 48R fixiert.
Folglich wird der Unterstützungsarm 51R gestützt, um um die virtuelle Drehachse 15Y bezüglich des Stellgliedbasisabschnitts 41R drehbar zu sein, und dreht sich zusammen mit der Drehzahlverringerungswelle 42RA. Der Elektromotor 47R ist an dem Unterrahmen 48R fixiert. Die Ausgangswelle 47RA wird durch das Durchgangsloch 48RB des Unterrahmens 48R eingebracht. Der Unterrahmen 48R ist an Anbringungsabschnitten 41RH des Stellgliedbasisabschnitts 41R durch Befestigungselemente, wie etwa Schrauben, fixiert.
Wie in 3 veranschaulicht ist, ist die Riemenscheibe 43RA mit der Drehzahlerhöhungswelle 42RB der Drehzahlreduktionseinrichtung 42R verbunden, und der Ausgangsverbindungsdrehwinkeldetektor 43RS ist mit der Riemenscheibe 43RA verbunden. Ein Stützelement 43RT, das an dem Unterrahmen 48R fixiert ist, ist mit dem Ausgabeverbindungsdrehwinkeldetektor 43RS verbunden. Folglich kann der Ausgangsverbindungsdrehwinkeldetektor 43RS den Drehwinkel der Drehzahlerhöhungswelle 42RB bezüglich des Unterrahmens 48R (d. h. bezüglich des Stellgliedbasisabschnitts 41R) erfassen.
Darüber hinaus wurde der Drehwinkel des Unterstützungsarms 51R durch die Drehzahlerhöhungswelle 42RB der Drehzahlreduktionseinrichtung 42R erhöht, und daher können der Ausgabeverbindungsdrehwinkeldetektor 43RS und die Steuerung 61 (siehe 6) den Drehwinkel des Unterstützungsarms 51R mit größerer Auflösung erfassen. Die Steuerung 61 kann eine Steuerung durch Erfassen des Drehwinkels der Ausgabeverbindung mit höherer Auflösung präzise ausführen. Der Wellenabschnitt 51RA des Unterstützungsarms 51R, Drehzahlreduktionseinrichtung 42R, die Riemenscheibe 43RA und der Ausgabeverbindungsdrehwinkeldetektor 43RS sind einachsig miteinander entlang der virtuellen Drehachse 15Y angebracht.
Die Drehzahlreduktionseinrichtung 42R weist ein Drehzahlreduktionsverhältnis n (1 < n) auf, und dreht die Drehzahlerhöhungswelle 42RB um einen Drehwinkel nθR(t) in dem Fall, in dem die Drehzahlverringerungswelle 42RA um einen Drehwinkel θR(t) gedreht wird. Die Drehzahlreduktionseinrichtung 42R dreht die Drehzahlverringerungswelle 42RA um einen Drehwinkel θR(t) in dem Fall, in dem die Drehzahlerhöhungswelle 42RB um einen Drehwinkel nθR(t) gedreht wird. Der Übertragungsriemen 43RB ist um die Riemenscheibe 43RC, mit der die Drehzahlerhöhungswelle 42RB der Drehzahlreduktionseinrichtung 42R verbunden ist, und die Riemenscheibe 43RC gewickelt. Daher wird ein Sollpersonenmoment von dem unterstützungsarm 41R an die Riemenscheibe 43RC über die Drehzahlerhöhungswelle 42RB übertragen, und ein Unterstützungsmoment von dem Elektromotor 47R wird an die Drehzahlerhöhungswelle 42RB über die Spiralfeder 45R und die Riemenscheide 43RC übertragen.
Die Spiralfeder 45R weist eine Federkonstante Ks auf, und besitzt eine Spiralform, dessen Innenendabschnitt 45RC an der Mittelseite und ein Außenendabschnitt 45RA an der Außenumfangseite liegen. Der Innenendabschnitt 45RC der Spiralfeder 45R ist in einen Nutabschnitt 47RB, der in der Ausgangswelle 47RA des Elektromotors 47R ausgebildet ist, eingepasst. Der Außenendabschnitt 45RA der Spiralfeder 45R ist in einer zylindrischen Form gewickelt, und ist mit einer Übertragungswelle 43RE, die an dem Flanschabschnitt 43RD der Riemenscheibe 43RC bereitgestellt ist, bestückt, um durch die Übertragungswelle 43RE gelagert zu werden (die Riemenscheibe 43RC ist in dem Flanschabschnitt 43RD und der Übertragungswelle 43RE integriert).
Die Riemenscheibe 43RC ist derart gelagert, um um die Drehachse 47RY drehbar zu sein, und die Übertragungswelle 43RE, die in Richtung der Spiralfeder 45R hervorragt, ist in der Umgebung des Außenumfangskantenabschnitts des Flanschabschnitts 43RD, der in der Riemenscheibe 43RC integriert ist, bereitgestellt. Die Übertragungswelle 43RE ist mit dem Außenendabschnitt 45RA der Spiralfeder 45R bestückt, und bewegt die Position des Außenendabschnitts 45RA um die Drehachse 47RY. Die Lagerung 46R ist zwischen der Ausgangswelle 47RA des Elektromotors 47R und der Riemenscheibe 43RC bereitgestellt.
Das heißt, dass die Ausgangswelle 47RA nicht an der Riemenscheibe 43RC fixiert ist, und die Ausgangswelle 47RA bezüglich der Riemenscheibe 43RC frei drehbar ist. Die Riemenscheibe 43RC wird drehend durch den Elektromotor 47R über die Spiralfeder 45R angetrieben. Anhand der vorstehend beschriebenen Konfigurationen sind die Ausgangswelle 47RA des Elektromotors 47R, die Lagerung 46R, die Riemenscheibe 43RC, die den Flanschabschnitt 43RD aufweist, und die Spiralfeder 45R einachsig miteinander entlang der Drehachse 47RY angebracht.
Die Spiralfeder 45R speichert das Unterstützungsmoment, das von dem Elektromotor 47R übertragen wird, speichert das Sollpersonenmoment, das durch die Aktion des Oberschenkelabschnitts des Trägers 6 mittels des Unterstützungsarms 51R, die Drehzahlreduktionseinrichtung 42R, die Riemenscheibe 43RA und der Riemenscheibe 43RC übertragen wird, und speichert als Ergebnis ein synthetisiertes Drehmoment, das aus dem Unterstützungsmoment und dem Sollpersonenmoment synthetisiert wird. Das synthetisierte Moment, das in der Spiralfeder 45R gespeichert ist, dreht den Unterstützungsarm 51R über der Riemenscheibe 43RC, die Riemenscheibe 43RA und die Drehzahlreduktionseinrichtung 42R. Anhand der vorstehend beschriebenen Konfigurationen ist die Ausgangswelle 47RA des Elektromotors 47R mit einer Ausgabeverbindung (in dem Fall von 3, der Unterstützungsarm 51R) über die Drehzahlreduktionseinrichtung 42R, die den Drehwinkel der Ausgangswelle 47RA reduziert, verbunden.
Das synthetisierte Drehmoment, das in der Spiralfeder 45R gespeichert ist, wird basierend auf dem Variationsausmaß des Winkels von einem Zustand keiner Last und der Federkonstante berechnet, und wird beispielsweise basierend auf dem Drehwinkel des Unterstützungsarms 51R (der durch den Ausgabeverbindungsdrehwinkeldetektor 43RS berechnet wird), den Drehwinkel der Ausgangswelle 47RA des Elektromotors 47R (der durch den Motordrehwinkeldetektor 47RS berechnet wird), und der Federkonstante Ks der Spiralfeder 45R berechnet. Das Sollpersonenmoment wird aus dem berechneten synthetisierten Drehmoment extrahiert, und das Unterstützungsmoment entsprechend des Sollpersonenmoments, wird von dem Elektromotor ausgegeben.
Wie in 4 veranschaulicht ist, weist der Drehmomenterzeugungsabschnitt 40R des rechten Stellgliedes 4R den Kopplungsabschnitt 40RS auf, der um die virtuelle Drehachse 25Y drehbar ist. Wie in den 1 und 2 veranschaulicht ist, ist der Kopplungsabschnitt 40RS durch Kopplungselemente wie etwa Schrauben, über die Anbringlöcher 15R des Stützabschnitts des unteren Rückens 10 gekoppelt (fixiert). Wie in den 1 und 2 veranschaulicht ist, ist der untere Endabschnitt des rechten Unterrahmens 32R des Rahmenabschnitts 30 mit dem Verbindungsabschnitt 41RS des rechten Stellgliedes 4R verbunden (fixiert).
Gleichermaßen, wie in den 1 und 2 veranschaulicht ist, ist der Kopplungsabschnitt 40LS des Drehmomenterzeugungsabschnitts 40L des linken Stellgliedes 4L durch Kopplungselemente, wie etwa Schrauben, über die Anbringlöcher 15L des Stützabschnitts des unteren Rückens 10 gekoppelt (fixiert). Wie in den 1 und 2 veranschaulicht ist, ist der untere Endabschnitt des linken Unterrahmens 32L des Rahmenabschnitts 30 mit dem Verbindungsabschnitt 41LS des linken Stellgliedes 4L verbunden (fixiert).
Das heißt, dass in 2 der Stützabschnitt des unteren Rückens 10 und der Rahmenabschnitt 30 mit dem Drehmomenterzeugungsabschnitts 40R des rechten Stellgliedes 4R fixiert sind, und der Stützabschnitt des unteren Rückens 10 und der Rahmenabschnitt 30 mit dem Drehmomenterzeugungsabschnitts 40L des linken Stellgliedes 4L fixiert sind. Das rechte Stellglied 4R, das linke Stellglied 4L und der Rahmenabschnitt 30 sind miteinander integriert, und sind bezüglich des Stützabschnitts des unteren Rückens 10 über die Kopplungsabschnitte 40RS und 40LS, die um die virtuelle Drehachse 15Y drehbar sind, drehbar (siehe 7 und 8).
Als nächstes wird eine schematische Konfiguration der Betätigungseinheit R1, die dem Träger 6 ermöglicht, einfach den Unterstützungszustand bzw. Assistenzzustand der Assistenzvorrichtung 1 anzupassen, mit Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben. Wie in 6 veranschaulicht ist, ist die Betätigungseinheit R1 mit der Steuerung 61 in dem Rucksackabschnitt 37 (siehe 1) über eine kabelgebundene oder drahtlose Kommunikationsleitung R1T verbunden. Eine Steuerung R1E der Betätigungseinheit R1 kann Informationen zu und von der Steuerung 61 über eine Kommunikationsvorrichtung R1EA senden und empfangen, und die Steuerung 61 kann Informationen zu und von der Steuerung R1RE in der Betätigungseinheit R1 über die Kommunikationsvorrichtung 64 senden und empfangen. Wie in 1 veranschaulicht ist, kann der Träger 6 die Betätigungseinheit R1 in dem Aufnahmeabschnitt R1S, wie etwa beispielsweise einer an dem Jackenabschnitt 20 bereitgestellten Tasche, aufnehmen, wenn der Träger 6 die Betätigungseinheit R1 gerade nicht betätigt (siehe 1).
Wie in 5 veranschaulicht ist, weist die Betätigungseinheit R1 einen Hauptbetätigungsabschnitt R1A, einen Verstärkungserhöhungsbetätigungsabschnitt R1BU, einen Verstärkungsverringerungsbetätigungsabschnitt R1BD, einen Ausmaßerhöhungsratenerhöhungsbetätigungsabschnitt R1CU, einen Ausmaßanstiegsratenverringerungsbetätigungsabschnitt R1CD, einen Anzeigeabschnitt R1D, etc. auf. Wie in 6 veranschaulicht ist, weist die Betätigungseinheit R1 darin die Steuerung R1E, eine Betätigungseinheitsenergiequelle R1F etc., auf. Der Hauptbetätigungsabschnitt R1A, der Verstärkungserhöhungsbetätigungsabschnitt R1BU, der Verstärkungsverringerungsbetätigungsabschnitt R1BD, der Ausmaßerhöhungsratenerhöhungsbetätigungsabschnitt R1CU und der Ausmaßanstiegsratenverringerungsbetätigungsabschnitt R1CD ragen vorzugsweise nicht von einer Oberfläche hervor, an der solche Abschnitte angebracht sind, um eine unabsichtliche Betätigung zu verhindern, wenn die Betätigungseinheit R1 in dem Aufnahmeabschnitt R1S aufgenommen ist (siehe 1).
Der Hauptbetätigungsabschnitt R1A ist ein Schalter, der durch den Träger 6 zu betätigen ist, um eine Unterstützungssteuerung durch die Assistenzvorrichtung 1 zu starten und zu stoppen. Wie in 6 veranschaulicht ist, ist ein Hauptenergieversorgungsschalter 65 zum Starten und Stoppen der gesamten Assistenzvorrichtung 1 beispielsweise einem Rucksackabschnitt 37 bereitgestellt. Wenn der Hauptenergieversorgungsschalter 65 eingeschaltet wird, werden die Steuerung 61 und die Steuerung R1E gestartet. Wenn der Hauptenergieversorgungsschalter 65 ausgeschaltet wird, wird ein Betrieb der Steuerung 61 und der Steuerung R1E gestoppt.
Wie in 5 veranschaulicht ist, zeigt ein Anzeigebereich R1DB auf dem Anzeigeabschnitt R1D der Betätigungseinheit R1 an, ob der gegenwärtige Betriebsstatus der Assistenzvorrichtung beispielsweise ein (in Betrieb) oder aus (gestoppt) ist. Der Verstärkungserhöhungsbetätigungsabschnitt R1BU ist ein Schalter, der durch den Träger 6 zu betätigen ist, um die Verstärkung des Unterstützungsmoments, das durch die Assistenzvorrichtung 1 erzeugt wird, zu erhöhen. Der Verstärkungsverringerungsbetätigungsabschnitt R1BD, ist ein Schalter, der durch den Träger 6 zu betätigen ist, um die Verstärkung des Unterstützungsmoments, das durch die Assistenzvorrichtung 1 erzeugt wird, zu verringern.
Zum Beispiel inkrementiert die Steuerung R1E die gespeicherte Verstärkungszahl um 1 in der Reihenfolge von „0“, „1“, „2“ und „3“, jedes Mal, wenn der Verstärkungserhöhungsbetätigungsabschnitt R1BU durch den Träger 6 betätigt wird, und verringert die Verstärkungszahl um 1 in der Reihenfolge von „3“, „2“, „1“ und „0“, jedes Mal, wenn der Verstärkungsverringerungsbetätigungsabschnitt R1BD betätigt wird. Während die Verstärkungszahl in dem beschriebenen Beispiel vier Werte von „0“ bis „3“ aufweist, ist die Anzahl solcher Werte nicht auf vier beschränkt. Wie in 6 veranschaulicht ist, führt die Steuerung R1E eine Anzeige, die der gegenwärtigen Verstärkungszahl entspricht, in dem Anzeigebereich R1DC auf dem Anzeigeabschnitt R1D der Betätigungseinheit R1 als Beispiels durch.
In dem Fall, in dem der Verstärkungserhöhungsbetätigungsabschnitt R1BU kontinuierlich für fünf Sekunden oder länger herabgedrückt wird, fungiert beispielsweise der Verstärkungserhöhungsbetätigungsabschnitt R1BU als ein Betriebsmodusumstellungsschalter. In dem Fall, in dem der Verstärkungserhöhungsbetätigungsabschnitt R1BU kontinuierlich herabgedrückt wird, wird der Betriebsmodus (Moduszahl) sequentiell in der Reihenfolge von „1 (Absetzunterstützung)“ → „2 (automatisch angepasste Anhebeunterstützung)“ → „3 (manuell angepasste Anhebeunterstützung)“ umgeschaltet, jedes Mal, wenn der Verstärkungserhöhungsbetätigungsabschnitt R1BU gedrückt wird. Wie in 5 veranschaulicht ist, führt die Steuerung R1E beispielsweise eine Anzeige, die mit dem gegenwärtigen Betriebsmodus übereinstimmt, in einem Anzeigebereich R1DE auf dem Anzeigeabschnitt R1D der Betätigungseinheit R1 durch. Ein „Gehen“-Modus kann nicht aus dem Verstärkungserhöhungsbetätigungsabschnitt R1BU ausgewählt werden, jedoch schaltet die Steuerung 61 (siehe 6) automatisch auf den „Gehen“-Modus, wenn die Steuerung 61 erkennt, dass der Träger 6 „geht“.
Der Ausmaßerhöhungsratenerhöhungsbetätigungsabschnitt R1CU ist ein Schalter, der durch den Träger 6 zu betätigen ist, um die Anstiegsrate des Ausmaßes einer durch die Assistenzvorrichtung 1 erzeugten Assistenzdrehmoment zu erhöhen. Der Ausmaßanstiegsratenverringerungsbetätigungsabschnitt R1CD ist ein Schalter, der durch den Träger 6 zu betätigen ist, um die Erhöhungsrate des Ausmaßes eines durch die Unterstützungsvorrichtung 1 erzeugtem Unterstützungsmoments zu verringern. Zum Beispiel inkrementiert die Steuerung R1E die gespeicherte Ratenzahl, die der Ausmaßerhöhungsrate entspricht, um 1 in der Reihenfolge von „-1“, „0“, „1“, „2“, „3“ und „4“, jedes Mal, wenn der Ausmaßerhöhungsratenerhöhungsbetätigungsabschnitt R1CU betätigt wird.
Indessen dekrementiert die Steuerung R1E die gespeicherte Ratenzahl, die der Ausmaßerhöhungsrate entspricht, um 1 in der Reihenfolge von „4“, „3“, „2“, „1“, „0“, und „-1“, jedes Mal, wenn der Ausmaßanstiegsratenverringerungsbetätigungsabschnitt R1CD betätigt wird. Wie in 5 veranschaulicht ist, führt die Steuerung R1E beispielsweise eine Anzeige der Anstiegsrate des Ausmaßes des Unterstützungsmoments, die der gegenwärtigen Ratenzahl entspricht, in einem Anzeigebereich R1DD auf dem Anzeigeabschnitt R1D der Betätigungseinheit R1 durch. Die Anzahl von Werten der Ratenzahl ist nicht auf 6 von „-1“ bis „4“ beschränkt.
Die Steuerung R1E der Betätigungseinheit R1 überträgt Betätigungsinformationen an die Steuerung 61 (siehe 6) über die Kommunikationsvorrichtung R1EA (siehe 6) in Interwallen einer vorbestimmten Zeit (z.B. in Interwallen von einige Millisekunden bis einigen hundert Millisekunden), oder jedes Mal, wenn ein beliebiger des Hauptbetätigungsabschnitts R1A des Verstärkungserhöhungsbetätigungsabschnitt R1BU des Verstärkungsverringerungsbetätigungsabschnitt R1BD, des Ausmaßerhöhungsratenerhöhungsbetätigungsabschnitt R1CU und des Ausmaßanstiegsratenverringerungsbetätigungsabschnitt R1CD betätigt wird. Die Betätigungsinformationen umfassen die Stoppanweisung oder die Startanweisung, die Moduszahl, die Verstärkungszahl, die Ratenzahl, etc., wie vorstehend beschrieben.
Wenn die Betätigungsinformationen über die Kommunikationsvorrichtung 64 empfangen werden, speichert die Steuerung 61 (siehe 6), die in dem Rucksackabschnitt 37 beherbergt ist, die empfangenen Betätigungsinformationen. Die Steuerung 61 überträgt Batterieinformationen, die den Zustand einer Batterie der Energiequelleneinheit 63, die zum Antrieb der Assistenzvorrichtung 1 verwendet wird, angibt, und Reaktionsinformationen, die Unterstützungsinformationen umfassen, die den Unterstützungszustand angeben, etc., über die Kommunikationsvorrichtung 64 (siehe 6). Die Batterieinformationen, die in den Reaktionsinformationen enthalten sind, umfassen die verbleibende Kapazität der Energiequelleneinheit 63, etc.
Die Unterstützungsinformationen, die in den Reaktionsinformationen enthalten sind, umfassen Fehlerinformationen, die den Inhalt einer Abnormität angeben, beispielsweise wenn eine Abnormität in der Assistenzvorrichtung 1 erfasst wird. Wie in 5 veranschaulicht ist, zeigt die Steuerung R1E der Betätigungseinheit R1 beispielsweise die verbleibende Batteriekapazität etc. in einem Anzeigebereich R1DA auf dem Anzeigeabschnitt R1D der Betätigungseinheit R1 an, und zeigt Fehlerinformationen auf einer beliebigen Position auf dem Anzeigeabschnitt R1D an, in dem Fall, in dem solche Fehlerinformationen enthalten sind.
Die Steuerung 61 (siehe 6), die die Betätigungsinformationen von der Steuerung R1E empfangen hat, startet die Assistenzvorrichtung 1, wenn die empfangenen Betätigungsinformationen eine Startanweisung umfassen, und stoppt die Assistenzvorrichtung 1, wenn die empfangenen Betätigungsinformationen eine Stoppanweisung umfassen. In dem Fall, in dem eine Moduszahl, die einen Betriebsmodus repräsentiert, empfangen wird, speichert beispielsweise die Steuerung 61 einen Betriebsmodus entsprechend der empfangen Moduszahl. In dem Fall, in dem eine Verstärkungszahl empfangen wird, speichert beispielsweise die Steuerung 61 den Wert (0 bis 3) einer Verstärkung CP entsprechend der Verstärkungszahl. In dem Fall, in dem eine Ratenzahl empfangen wird, speichert beispielsweise die Steuerung 61 eine (rechte) Ausmaßerhöhungsrate CSR (rechte Ratenzahl: -1 bis 4) und eine (linke) Ausmaßerhöhungsrate CSL (linke Ratenzahl: -1 bis 4) entsprechend der Ratenzahl.
Wie vorstehend beschrieben wurde, kann der Träger 6 eine Anpassung zum Erlangen eines gewünschten Unterstützungszustands durch Betätigen der Betätigungseinheit R1 einfach bewirken. Der Träger 6 kann einfach den Zustand der Unterstützungsvorrichtung 1 mit der verbleibenden Batteriekapazität, Fehlerinformationen, etc., die auf dem Anzeigeabschnitt R1D der Betätigungseinheit R1 angezeigt werden, verstehen. Die Form von verschiedenen Typen von Informationen, die auf dem Anzeigeabschnitt R1D angezeigt werden, ist nicht auf das in 5 veranschaulichte Beispiel beschränkt.
Als nächstes wird die Steuerungskonfiguration der Assistenzvorrichtung 1 mit Bezugnahme auf die 6 bis 8 beschrieben. Wie in 6 veranschaulicht ist, umfasst die Unterstützungsvorrichtung 1 die Steuerung 61, die die gesamte Assistenzvorrichtung 1 steuert. In dem in 6 veranschaulichten Beispiel sind die Steuerung 61, der Motortreiber 62, die Energiequelleneinheit 63, etc., in dem Rucksackabschnitt 37 beherbergt. Die Steuerung 61 weist beispielsweise eine elektronische Steuerungseinheit (ECU) 66, eine Speichervorrichtung 67 (wie etwa ein Festplattenlaufwerk (HDD) als Beispiel, die Steuerungsprogramme, verschiedene Parameter, etc., speichert), die Kommunikationsvorrichtung 64, etc., auf. Die Steuerung 61 weist eine Haltungsabschätzeinheit 61A, eine Haltungsbestimmungseinheit 61B, eine Übergangsbestimmungseinheit 61C, eine Korrekturoperationsbestimmungseinheit 61D, etc., auf, die später beschrieben werden.
Die ECU 66 ist eine bekannte, die eine CPU, einen RAM, einen ROM, einen Zeitgeber, einen Sicherungs-RAM, etc. (nicht veranschaulicht) umfasst. Die CPU führt eine Vielzahl von Berechnungsprozessen basierend auf in dem ROM gespeicherten verschiedenen Programmen und verschiedenen Parametern aus.
Der RAM speichert temporär die Ergebnisse von Berechnungen durch die CPU, Dateneingaben von den Detektoren, etc. Der Sicherungs-RAM speichert Daten, etc., die gespeichert werden sollten, wenn beispielsweise die Assistenzvorrichtung 1 gestoppt wird.
Der Motortreiber 62 ist eine elektronische Schaltung, die einen Antriebsstrom ausgibt, der die Elektromotoren 47R und 47L antreibt, basierend auf einem Steuerungssignal von der Steuerung 61. Die Energiequelleneinheit 63 ist beispielsweise eine Lithiumionenbatterie, und führt der Steuerung 61 und dem Motortreiber 62 Energie zu. Die Betätigungsinformationen von der Betätigungseinheit R1 werden in die ECU 66 über die Kommunikationsvorrichtung 64 eingegeben.
Die Motordrehwinkeldetektoren 47RS du 47LS, die Ausgabeverbindungsdrehwinkeldetektoren 43RS und 43LS, der Drei-Achsen-Beschleunigungs- und Winkelsensor 35, der Lautsprecher 36, etc., sind elektrisch mit der Steuerung 61 verbunden. Die Steuerung 61 berechnet einen Drehwinkel θ_rM der Motorwelle von jedem der Elektromotoren 47R und 47L basierend auf einem Erfassungssignal, das von jedem der Motordrehwinkeldetektoren 47RS und 47LS eingegeben wird, und gibt ein Steuerungssignal, das den berechneten Drehwinkel θ_rM entspricht, an den Motortreiber 62 aus.
Die ECU 66 erfasst den Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung (X-Achsrichtung) in Bezug auf die Vertikalrichtung (Z-Achsrichtung), wie in den 7 und 8 veranschaulicht ist, basierend auf einem Erfassungssignal für die Beschleunigung und die Winkelgeschwindigkeit, das von dem Drei-Achsen-Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitssensor 35 eingegeben wird. Die ECU 66 erfasst ebenso den Vorwärtskippwinkel θR(t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den rechten Oberschenkelabschnitt des Trägers 6 sowie den Vorwärtskippwinkel θL(t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den linken Oberschenkelabschnitt, wie in den 7 und 8 veranschaulicht ist, basierend auf Erfassungssignalen, die von den Ausgabeverbindungsdrehwinkeldetektoren 43RS und 43LS eingegeben werden.
Als nächstes wird ein „Lumbago bzw. Hexenschussunterbindungsprozess“, der durch die ECU 66 zum Start einer Anhebeaktion durch den Träger 6 in der wie vorstehend beschriebenen konfigurierten Assistenzvorrichtung 1 ausgeführt wird, mit Bezugnahme auf die 9 bis 13 beschrieben. Ein in den Ablaufdiagrammen in den 9 und 10 angegebenes Programm ist in der Speichervorrichtung 67 gespeichert, und wird durch die ECU 66 zu jedem vorbestimmten Zeitpunkt (z.B. alle mehrere Millisekunden bis alle mehrere zehn Millisekunden) gestartet, wenn der Träger 6 den Hauptbetätigungsabschnitt R1A einschaltet. Wenn der Prozess gestartet wird, fährt die ECU 66 mit Schritt S11 fort.
Wie in 9 veranschaulicht ist, liest die ECU 66 in Schritt S11 ein Anhebeunterstützungs-Flag aus dem (nicht veranschaulichten) RAM, und bestimmt, ob das Flag auf „EIN“ gesetzt ist oder nicht. Das Anhebeunterstützungs-Flag wird auf „AUS“ gesetzt, wenn die Steuerung 61 gestartet wird, und wird in den (nicht veranschaulichten) RAM gespeichert. Das Anhebeunterstützungs-Flag wird auf „EIN“ gesetzt, wenn der Träger 6 den automatisch angepassten Anhebeunterstützungsbetätigungsmodus oder den manuellen Anhebeunterstützungsmodus unter Verwendung der Betätigungseinheit R1 auswählt. Andererseits wird das Anhebeunterstützungs-Flag auf „AUS“ gesetzt, wenn der Träger 6 den Absetzunterstützungsbetriebsmodus unter Verwendung der Betätigungseinheit R1 auswählt, oder wenn der Betriebsmodus automatisch auf den „Gehen“- Modus umgeschaltet wird.
In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass das Anhebeunterstützungs-Flag auf „AUS“ gesetzt ist (S11: NEIN), fährt die ECU 66 zu Schritt S16 fort, der später beschrieben wird. In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass das Anhebeunterstützungs-Flag auf „EIN“ gesetzt ist (S11: JA), fährt andererseits die ECU 66 zu Schritt S12 fort. In Schritt S12 erfasst die ECU 66 den Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung (X-Achsrichtung) bezüglich der vertikalen Richtung (Z-Achsrichtung) basierend auf einem Erfassungssignal bezüglich der Beschleunigung und der Winkelgeschwindigkeit, das von dem Drei-Achsen-Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitssensor 35 eingegeben wird, und speichert den erfassten Winkel chronologisch in dem (nicht veranschaulichten) RAM.
Anschließend, in Schritt S13, erfasst die ECU 66 den Vorwärtskippwinkel θR(t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den rechten Oberschenkelabschnitt des Trägers 6 sowie den Vorwärtskippwinkel θL(t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den linken Oberschenkelabschnitt basierend auf Erfassungssignalen, die von den Ausgabeverbindungsdrehwinkeldetektoren 43RS und 43LS eingegeben werden, und speichert die erfassten Winkel chronologisch in dem (nicht veranschaulichten) RAM. Anschließend, in Schritt S14, liest die ECU 66 aus dem (nicht veranschaulichten) RAM ein Vorwärtsbückaktionsende-Flag, dass das Ende einer Vorwärtsbückaktion angibt, und bestimmt, ob das Flag auf „EIN“ gesetzt ist oder nicht. Das Vorwärtsbückaktionsende-Flag wird auf „AUS“ gesetzt, wenn die Steuerung 61 gestartet wird, und in dem (nicht veranschaulichten) RAM gespeichert.
In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass das Vorwärtsbückaktionsende-Flag auf „EIN“ gesetzt ist (S14: JA), fährt die ECU 66 zu Schritt S18 fort, der später beschrieben wird. In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass das Vorwärtsbückaktionsende-Flag auf „AUS“ gesetzt ist (S14: NEIN), fährt andererseits die ECU 66 zu Schritt S15fort. In Schritt S15 bestimmt die ECU 66, ob die Vorwärtsbückaktion des Trägers 6 beendet ist oder nicht.
Insbesondere liest die ECU 66 aus dem RAM die Vorwärtskippwinkel θR(t) und θL(t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den rechten und linken Oberschenkelabschnitt, die in Schritt S13 erfasst werden, berechnet einen Vorwärtskippwinkel θF(t) des in 11 veranschaulichten Trägers 6 unter Verwendung der folgenden Formel (1), und speichert den berechneten Winkel chronologisch in dem RAM. Anschließend bestimmt die ECU 66, ob ein Anstieg des Vorwärtsbückwinkels θF(t) des Trägers 6 anschließend gestoppt wird. $θ F (t) = 180 ° - (θ R (t) + θ L (t)) / 2$
In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Vorwärtsbückaktion nicht beendet ist, das heißt, in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Vorwärtsbückwinkel θF(t) ansteigt (S15: NEIN), wie in 12 angegeben ist, fährt die ECU 66 zu Schritt S16 fort. In Schritt S16 liest die ECU 66 den Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung (X-Achsrichtung) bezüglich der vertikalen Richtung (Z-Achsrichtung) und die Vorwärtskippwinkel θR(t) des unteren Rückenabschnitts bezüglich des rechten und linken Oberschenkelabschnitts, die in dem RAM gespeichert sind, als Ausgangshaltungsdaten, die die Anhebehaltung des Trägers 6 bei Beginn der Anhebetätigkeit angeben, initialisiert solche Winkel (z.B. substituiert „0“), speichert die initialisierten Winkel in dem RAM wiederum als Ausgangshaltungsdaten, und beendet den Prozess.
Andererseits, in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Vorwärtsbückaktion beendet ist, das heißt, in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Vorwärtsbückwinkel θF(t) nicht ansteigt (S15: JA), wie in 12 angegeben ist, fährt die ECU 66 zu Schritt S17 fort. Zum Beispiel, wie in 12 angegeben ist, beginnt der Träger 6, der sich in einem aufrechten Zustand befindet, eine Vorwärtsbückaktion zum Zeitpunkt 0, und erhöht schrittweise den Vorwärtsbückwinkel θF(t). Zum Zeitpunkt T11 ist die Vorwärtsbückaktion beendet, und der Anstieg des Vorwärtsbückwinkels θF(t) wird im Wesentlichen gestoppt.
Wie in 12 angegeben ist, steuert die ECU 66 einen Antrieb der Elektromotoren 47R und 47L mit einem vorbestimmten Anhebeunterstützungsmoment nach dem Zeitpinkt T12, wenn der Träger 6 die Anhebeaktion beginnt, und bis zum Zeitpunkt T13, wenn der Vorwärtsbückwinkel θF(t) des Trägers 6 auf im Wesentlichen „0 Grad“ abgenommen hat. Die ECU 66 liest aus dem (nicht veranschaulichten) RAM das Vorwärtsbückaktionsende-Flag, dass das Ende der Vorwärtsbückaktion zum Zeitpunkt T13 angibt, setzt das Flag auf „AUS“, und speichert wiederum das Flag in dem RAM.
Wie in 11 veranschaulicht ist, ist das Anhebeunterstützungsmoment ein Unterstützungsmoment in der Anheberichtung (-(negative) Seite in 11), und reduziert eine Last auf den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6, und unterstützt den Träger 6 angemessen bei der Durchführung einer Anhebetätigkeit. Das vorbestimmte Anhebeunterstützungsmoment ist vorab in der Speichervorrichtung 67 gespeichert.
Anschließend, wie in 9 veranschaulicht ist, in Schritt S17, liest die ECU 66 aus dem (nicht veranschaulichten) RAM das Vorwärtsbückaktionsende-Flag, dass das Ende der Vorwärtsbückaktion angibt, setzt das Flag auf „EIN“, und speichert wiederum das Flag in dem RAM. Anschließend, in Schritt S18, liest die ECU 66 den Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung bezüglich der vertikalen Richtung, der in Schritt S12 erfasst wird, sowie die Vorwärtskippwinkel θR(t) und θL(t) (Aktionserfassungsinformationen) des unteren Rückenabschnitts bezüglich des rechten und linken Oberschenkelabschnitts, die in Schritt S13 erfasst werden.
Die ECU 66 speichert in dem RAM den Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung bezüglich der vertikalen Richtung, der in Schritt S12 erfasst wird, sowie einen Vorwärtskippwinkel (ein Winkel zwischen dem Rückgrat und dem Oberschenkelknochen) θ(t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt des Trägers 6, der unter Verwendung der folgenden Formel (2) berechnet wird, als abgeschätzte Haltungsinformationen, die durch Abschätzen der Anhebehaltung des Trägers 6 bei der Anhebetätigkeit abgeschätzt wird, und fährt zu Schritt S19 fort. Daher entspricht der Prozess in Schritt S18 einer Haltungsabschätzeinheit 61A, die in 6 veranschaulicht ist. $θ (t) = (θ L (t) + θ R (t)) / 2$
In Schritt S19 liest die ECU 66 aus dem RAM wiederum die abgeschätzten Haltungsinformationen, die in Schritt S18 gespeichert werden, und bestimmt basierend auf in 13 angegebenen Haltungsbereichsinformationen 71, ob die Anhebehaltung des Trägers 6 bei der Anhebetätigkeit eine „sichere Haltung“ ist oder nicht, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird. Die in 13 angegebenen Haltungsbereichsinformationen 71 sind vorab in der Speichervorrichtung 67 gespeichert.
Die Haltungsbereichsinformationen 71 werden mit Bezugnahme auf 13 beschrieben. Wie in 13 angegeben ist, weisen die Haltungsbereichsinformationen 71 eine vertikale Achse entsprechend dem Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers in der Vorwärtsrichtung bezüglich der vertikalen Richtung, sowie eine horizontale Achse entsprechend dem Vorwärtskippwinkel (Winkel zwischen dem Rückgrat und dem Oberschenkelknochen) θ (t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt, der unter Verwendung der vorstehenden Formel (2) berechnet wird, auf. Der Neigungswinkel θP(t), der auf der vertikalen Achse definiert ist, ist eingestellt, um bei gleichem Abstand von 0 Grad bis 90 Grad anzusteigen. Der Vorwärtskippwinkel (Winkel zwischen dem Rückgrat und dem Oberschenkelknochen) θ (t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt, der an der horizontalen Achse definiert ist, ist eingestellt, um mit gleichem Abstand von 180 Grad bis 0 Grad abzunehmen.
Die Haltungsbereichsinformationen sind in einen „Bereich der unangemessenen Haltung (schattierter Bereich) 71A“, in dem eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt während der Anhebetätigkeit angelegt wird, einen „Bereich sicherer Haltung (schraffierter Bereich) 71B“, in dem keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, und einen „Zwischenbereich (unausgefüllter Bereich) 71C“, der vertikal zwischen dem Bereich unangemessener Haltung 71A und dem Bereich sicherer Haltung 71B eingeschoben ist, aufgeteilt. In dem Bereich sicherer Haltung 71B ist ein vorbestimmter Bereich (z.B. ein halbkreisförmiger Bereich, der nach oben ragt), der an einer Position zentriert ist, an dem der Vorwärtskippwinkel θ (t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt 90 Grad beträgt, und der Neigungswinkel θP(t) 0 Grad beträgt, als „Bereich schwieriger Haltung 71D“ eingestellt, in dem es schwierig ist, die Haltung beizubehalten.
Der Bereich unangemessener Haltung 71A ist in dem gesamten Bereich oberhalb eines unteren Endkantenabschnitts, der nach oben in einer im Wesentlichen Halbkreisbogenform ragt, und eine Position aufweist, an der der Vorwärtskippwinkel θ(t) des unteren Rückenabschnitt in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt 180 Grad beträgt und der Neigungswinkle θP(t) 0 Grad beträgt, sowie eine Position, an der der Vorwärtskippwinkel θ(t) 0 Grad beträgt und der Neigungswinkel θP(t) ungefähr 40 Grad beträgt, die als linker und rechter untere Endpunkte definiert sind. Der Scheitelpunkt des unteren Endkantenabschnitts des Bereichs unangemessene Haltung 71A ist an eine Position gesetzt, an der der Vorwärtskippwinkel θ(t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt ungefähr 110 Grad beträgt, und der Neigungswinkel θP(t) ungefähr 60 Grad beträgt.
Der Bereich sicherer Haltung 71B ist als ein Bereich eingestellt, der in einer im Wesentlichen rechteckigen Form mit einer Linie, auf der der Neigungswinkel θP(t) 0 Grad beträgt, und dem Vorwärtskippwinkel θ(t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt von 180 bis 0 Grad als der untere Kantenabschnitt definiert ist, nach oben ragt, ausgenommen dem „Bereich schwieriger Haltung 71D“ in einer Halbkreisform. Der obere Endkantenabschnitt des Bereichs sicherer Haltung 71B ist an einer Position gesetzt, an der der Neigungswinkle θP(t) ungefähr 25 Grad beträgt, und der Vorwärtskippwinkel θ(t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt von ungefähr 160 Grad bis ungefähr 20 Grad verläuft.
Wie in 13 veranschaulicht ist, gehört eine Anhebehaltung des Trägers 6 entsprechend einem schwarzen Punkt 81A, an dem der Vorwärtskippwinkel θ(t) ungefähr 90 Grad beträgt und der Neigungswinkel θP(t) ungefähr 90 Grad beträgt, beispielsweise zum Bereich unangemessener Haltung 71A. Das heißt, dass die Anhebehaltung des Trägers 6 entsprechend dem schwarzen Punkt 81A eine Haltung angibt, bei der der Träger 6 ein Objekt mit dessen ausgestreckten Knien und mit dessen unteren Rücken, der nach vorne um 90 Grad gebückt ist, ein Objekt anhebt, und in dem eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt.
Indessen gehört beispielsweise eine Anhebehaltung des Trägers 6 entsprechend einem schwarzen Punkt 81B, an dem der Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers ungefähr 45 Grad beträgt, und der Vorwärtskippwinkel θ(t) ungefähr 135 Grad beträgt, zum Zwischenbereich 71C. Das heißt, dass die Anhebehaltung des Trägers 6 entsprechend dem schwarzen Punkt 81B eine Haltung angibt, bei der der Träger 6 ein Objekt mit dessen Knien, die im Wesentlichen ausgestreckt sind, und mit dessen Rücken, der vorwärts ungefähr um 45 Grad gebückt, ist, anhebt, und bei dem eine große Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt.
Eine Anhebehaltung des Trägers 6 entsprechend einem schwarzen Punkt 81C, an dem der Vorwärtskippwinkel θ(t) ungefähr 180 Grad beträgt, und der Neigungswinkel θP(t) ungefähr 0 Grad beträgt, gehört beispielsweise zu dem unteren linken Endabschnitt des Bereichs unangemessener Haltung 71A. Das heißt, dass die Anhebehaltung des Trägers 6 entsprechend dem schwarzen Punkt 81C eine Haltung angibt, bei der der Träger 6 ein Objekt anhebt, wobei dessen Knie im Wesentlichen ausgestreckt sind und dessen unterer Rücken im Wesentlichen ausgestreckt ist, und wobei keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, und gibt einen Endabschnitt des Bereichs unangemessene Haltung 71A an.
Eine Anhebehaltung des Trägers 6 entsprechend einem schwarzen Punkt 81D, an dem der Vorwärtskippwinkel θ(t) ungefähr 90 Grad und der Neigungswinkel θP(t) ungefähr 0 Grad beträgt, gehört beispielsweise in den „Bereich schwieriger Haltung 71D“, in dem es schwierig ist, die Haltung beizubehalten. Das heißt, es wird angegeben, dass es für den Träger 6 schwierig ist, die Anhebehaltung entsprechend dem schwarzen Punkt 81D einzunehmen.
Daher, wie in 9 angegeben ist, in Schritt S19, liest die ECU 66 aus dem RAM wiederum die abgeschätzten Haltungsinformationen, die in Schritt S18 gespeichert werden, und bestimmt, ob die Anhebehaltung des Trägers 6, die gemäß den Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 und dem Vorwärtskippwinkel θ(t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt des Trägers 6 spezifiziert ist, in dem „Bereich sicherer Haltung 71B“ in den Haltungsregionsinformationen 71, in dem keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, gehört oder nicht, (siehe 13). Das heißt, dass die ECU 66 bestimmt, ob die Anhebehaltung des Trägers 6 eine „sichere Haltung“ ist oder nicht, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schwere Objekt anhebt.
In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Anhebehaltung des Trägers 6, die gemäß dem Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 und dem Vorwärtskippwinkel θ(t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt des Trägers 6 spezifiziert ist, in dem „Bereich sicherer Haltung 71B“ in den Haltungsbereichsinformationen 71 gehört, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird (siehe 13), das heißt, in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Anhebehaltung des Trägers 6 eine „sichere Haltung“ ist, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt (S19: JA), fährt die ECU 66 zu Schritt S20 fort.
Zum Beispiel, wie in 13 angegeben ist, gehört ein schwarzer Punkt 81E, an dem der Vorwärtskippwinkel θ(t) ungefähr 90 Grad und der Neigungswinkel θP(t) ungefähr 15 Grad in den abgeschätzten Haltungsinformationen, die in Schritt S18 gespeichert sind, beträgt, gehört in den „Bereich sicherer Haltung 71B“ in den Haltungsbereichsinformationen 71. Als Ergebnis bestimmt die ECU 66, dass die Anhebehaltung des Trägers 6 eine „sichere Haltung“ ist, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt (S19: JA), und fährt zu Schritt S20 fort.
In Schritt S20 bestimmt die ECU 66, ob ein Warnton, etc., der angibt, dass die Anhebehaltung eine Haltung ist, oder wahrscheinlich eine Haltung ist, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, über den Lautsprecher 36 erzeugt wird oder nicht. In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass ein Warnton, etc., der angibt, dass die Anhebehaltung eine Haltung ist oder wahrscheinlich eine Haltung ist, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, nicht über den Lautsprecher 36 erzeugt wird (S20: NEIN), beendet die ECU 66 den Prozess.
In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass ein Warnton, etc., der angibt, dass die Anhebehaltung eine Haltung ist, oder wahrscheinlich eine Haltung ist, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, über den Lautsprecher 36 erzeugt wird (S20: JA), fährt andererseits die ECU 66 zu Schritt S21 fort. In Schritt S21 beendet die ECU 66 die Warnung durch Stoppen des Warntons, etc., aus dem Lautsprecher 36, und beendet anschließend den Prozess.
Andererseits, in Schritt S19, in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Anhebehaltung des Trägers 6 die gemäß dem Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 und dem Vorwärtskippwinkel θ(t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt des Trägers 6 spezifiziert ist, nicht in den „Bereich sicherer Haltung 71B“ in den Haltungsbereichsinformationen 71 gehört, in dem keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird (siehe 13), das heißt, in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Anhebehaltung des Trägers 6 keine „sicher Haltung“ ist, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt (S19: NEIN), fährt die ECU 66 zu Schritt S22 fort.
In Schritt S22 bestimmt die ECU 66, ob Ausgangshaltungsdaten, die die Anhebehaltung des Trägers 6 bei dem Start der Anhebetätigkeit angeben, in dem (nicht veranschaulichten) RAM gespeichert sind oder nicht. Insbesondere bestimmt die ECU 66, ob der Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung (X-Achsrichtung) bezüglich der Vertikalrichtung (Z-Achsrichtung), sowie die Vorwärtskippwinkel θR(t) und θL(t) des unteren Rückenabschnitts bezüglich des rechten und linken Oberschenkelabschnitts, die in dem RAM als Ausgangshaltungsdaten gespeichert sind, initialisiert sind.
In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass Ausgangshaltungsdaten, die die Anhebehaltung des Trägers 6 bei dem Start einer Anhebetätigkeit angeben, in dem (nicht veranschaulichten) RAM gespeichert sind, das heißt, in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung (X-Achsrichtung) bezüglich der Vertikalrichtung (Z-Achsrichtung), sowie die Vorwärtskippwinkel θR(t) und θL(t) des unteren Rückenabschnitts bezüglich des rechten und linken Oberschenkelabschnitts, die in dem RAM als Ausgangshaltungsdaten gespeichert sind, nicht initialisiert sind (S22: JA), fährt die ECU 66 zu Schritt S24 fort, der später beschrieben wird.
Andererseits, in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass Ausgangshaltungsdaten, die die Anhebehaltung des Trägers 6 bei dem Start einer Anhebetätigkeit angeben, in dem (nicht veranschaulichten) RAM gespeichert sind, das heißt, in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung (X-Achsrichtung) bezüglich der Vertikalrichtung (Z-Achsrichtung), sowie die Vorwärtskippwinkel θR(t) und θL(t) des unteren Rückenabschnitts bezüglich des rechten und linken Oberschenkelabschnitts, die in dem RAM als Ausgangshaltungsdaten gespeichert sind, initialisiert sind (S22: NEIN), fährt die ECU 66 zu Schritt S23 fort.
In Schritt S23 liest die ECU 66 den Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung bezüglich der Vertikalrichtung, der in Schritt S12 erfasst wird, sowie die Vorwärtskippwinkel θR(t) und θL(t) (Aktionserfassungsinformationen) des unteren Rückenabschnitts bezüglich des rechten und linken Oberschenkelabschnitts, die in Schritt S13 erfasst werden, speichert diese Winkel in dem (nicht veranschaulichten) RAM als Ausgangshaltungsdaten, und fährt anschließend zu Schritt S24 fort. In Schritt S24 führt die ECU 66 einen Unterprozess eines „Haltungswarnprozesses“, der später beschrieben wird, aus, und beendet anschließend den Prozess
[Haltungswarnprozess]
Als nächstes wird der Unterprozess des „Haltungswarnprozesses“, der in Schritt S24 ausgeführt wird, mit Bezugnahme auf 10 beschrieben. Wie in 10 angegeben ist, liest die ECU 66 in Schritt S31 aus dem RAM wiederum die abgeschätzten Haltungsinformationen, die in Schritt S18 gespeichert werden, du bestimmt, ob die Anhebehaltung des Trägers 6, die gemäß dem Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 sowie dem Vorwärtskippwinkel θ(t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt des Trägers 6 spezifiziert ist, zu dem „Bereich unangemessener Haltung 71A“ in den Haltungsbereichsinformationen 71 gehört, in dem eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird (siehe 13), oder nicht. Das heißt, dass die ECU 66 bestimmt, ob die Anhebehaltung des Trägers 6 eine „unangemessene Haltung“ ist oder nicht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt. Daher entsprechen die Prozesse in Schritt S19 und Schritt S31 der in 6 veranschaulichten Haltungsbestimmungseinheit 61B.
In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Anhebehaltung des Trägers 6, die gemäß dem Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 sowie dem Vorwärtskippwinkel θ(t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt des Trägers 6 spezifiziert ist, in den „Bereich unangemessener Haltung 71A“ in den Haltungsbereichsinformationen 71 gehört, in dem eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird (siehe 13), das heißt, in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Anhebehaltung des Trägers 6 eine „unangemessene Haltung“ ist, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt (S31: JA), fährt die ECU 66 zu Schritt S33 fort.
In Schritt S32 informiert die ECU 66 den Träger 6, dass dieser eine unangemessene Anhebehaltung aufweist, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, durch Erzeugen eines ersten Warntons (z.B. einen Summton), der angibt, dass der Träger 6 höchstwahrscheinlich eine Lumbago erleiden wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, über den Lautsprecher 36, und beendet anschließend den Unterprozess und kehrt zu dem Hauptablaufdiagramm zurück.
In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Anhebehaltung des Trägers 6, die gemäß dem Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 sowie dem Vorwärtskippwinkel θ(t) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt des Trägers 6 spezifiziert ist, nicht in den „Bereich unangemessener Haltung 71A“ in den Haltungsbereichsinformationen 71 gehört, indem eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird (siehe 13), das heißt, in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Anhebehaltung des Trägers 6 in den „Zwischenbereich 71C“ in den Haltungsbereichsinformationen 71gehört (S31: NEIN), fährt andererseits die ECU 66 zu Schritt S33 fort.
In Schritt S33 liest die ECU 66 die Ausgangshaltungsdaten, und schätzt eine Ausgangsanhebehaltung ab. Die ECU 66 liest aus dem RAM wiederum die abgeschätzten Haltungsinformationen, die in Schritt S18 gespeichert werden, schätzt eine Haltungsänderung der Anhebehaltung des Trägers 6 bei der Anhebetätigkeit basierend auf den in 13 angegebenen Haltungsbereichsinformationen 71 ab, und fährt zu Schritt S34 fort.
Insbesondere liest die ECU 66 den Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung (X-Achsrichtung) bezüglich der vertikalen Richtung (Z-Achsrichtung) sowie die Vorwärtskippwinkel θR(t) und θL(t) des unteren Rückenabschnitts bezüglich des rechten und linken Oberschenkelabschnitts, die in dem RAM als Ausgangshaltungsdaten gespeichert sind. Die ECU 66 schätzt, als Ausgangsanhebehaltung, den Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung bezüglich der vertikalen Richtung in den Ausgangshaltungsausgangsdaten sowie dem Vorwärtskippwinkel (Winkel zwischen dem Rückgrat und dem Oberschenkelknochen) θ(t) unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt des Trägers 6, der unter Verwendung der vorstehenden Formel (2) berechnet wird, ab. Die ECU 66 liest die abgeschätzten Haltungsinformationen, die in Schritt S18 gespeichert werden, schätzt eine Haltungsänderung in der Anhebehaltung des Trägers 6 basierend auf den in 13 angegebenen Haltungsbereichsinformationen 71 ab, und fährt zu Schritt S34 fort.
In Schritt S34 bestimmt die ECU 66, ob eine Änderung der Anhebehaltung des Trägers 6 eine Änderung zu einem Übergang in eine „unangemessene Haltung“ ist oder nicht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt. In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass eine Änderung der Anhebehaltung des Trägers 6 keine Änderung in einen Übergang zu einer „unangemessenen Haltung“ ist, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, das heißt, die Haltungsänderung eine Änderung zu einem Übergang zu einer „sicheren Haltung“ ist, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt (S24: NEIN), beendet die ECU 66 den Unterprozess und kehrt zu dem Hauptablaufdiagramm zurück.
Ebenso gilt in dem Fall, in dem keine Änderung der Anhebehaltung des Trägers 6 vorliegt, die ECU 66 bestimmt, dass eine Änderung in die Anhebehaltung des Trägers 6 in einen Übergang zu einer „sicheren Haltung“ ist, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt. Daher entspricht der Prozess in Schritt S34 der in 6 veranschaulichten Übergangsbestimmungseinheit 61C.
Zum Beispiel gilt in dem Fall, in dem der Vorwärtskippwinkel θ(t) ungefähr 45 Grad und der Neigungswinkel θP(t) ungefähr 45 Grad in der Ausgangsanhebehaltung, die aus den Ausgangshaltungsdaten berechnet wird, betragen, entspricht die Ausgangsanhebehaltung einem schwarzen Punkt 81F, der in dem Zwischenbereich 71C in den Haltungsbereichsinformationen 71 gehört, wie in 13 angegeben ist. In dem Fall, in dem der Vorwärtskippwinkel θ(t), und der Neigungswinkel θP(t) der Anhebehaltung des Trägers 6, die durch die in Schritt S18 gespeicherten abgeschätzten Haltungsinformationen angegeben ist, einer Haltungsänderung entlang eines Pfeils 85 in Richtung von dem schwarzen Punkt 81F zu dem schwarzen Punkt 81E entspricht, der in den „Bereich sicherer Haltung 71B“ in den Haltungsbereichsinformationen 71 gehört, oder sich in der Umgebung des Pfeiles 85 befindet, wie in 13 angegeben ist, bestimmt die ECU 66, dass eine solche Haltungsänderung eine Änderung zu einem Übergang in eine „sichere Haltung“ ist, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt.
In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass eine Änderung der Anhebehaltung des Trägers 6 eine Haltungsänderung zu einem Übergang in eine „unangemessene Haltung“ ist, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, das heißt, in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass es wahrscheinlich ist, dass der Trägers 6 eine Lumbago erleidet, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt (S34: JA), fährt die ECU 66 zu Schritt S35 fort. Zum Beispiel gilt in dem Fall, in dem der Vorwärtskippwinkel θ(t) ungefähr 45 Grad und der Neigungswinkel θP(t) ungefähr 45 Grad in der Ausgangsanhebehaltung, die aus den Ausgangshaltungsdaten berechnet wird, betragen, die Ausgangsanhebehaltung einem schwarzen Punkt 81F entspricht, der in dem Zwischenbereich 71C in den Haltungsbereichsinformationen 71 gehört, wie in 13 angegeben ist.
In dem Fall, in dem der Vorwärtskippwinkel θ(t) und der Neigungswinkel θP(t) der Anhebehaltung des Trägers 6, der durch die in Schritt S18 gespeicherten abgeschätzten Haltungsinformationen angegeben ist, einer Haltungsänderung entlang eines Pfeils 86, der von dem schwarzen Punkt 81F zu dem schwarzen Punkt 81G erreicht, der einen „Bereich unangemessener Haltung 71A“ in den Haltungsbereichsinformationen 71 entspricht, oder sich in der Umgebung des Pfeiles 86 befindet, wie in 13 angegeben ist, bestimmt die ECU 66, dass eine solche Haltungsänderung eine Haltungsänderung zu einem Übergang in eine „unangemessene Haltung“ ist, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, während sich dieser nach vorne bückt. Das heißt, dass die ECU 66 bestimmt, dass die Haltungsänderung des Trägers 6 höchstwahrscheinlich den Träger 6 bewirkt, eine Lumbago zu erleiden, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, und fährt zu Schritt S35 fort.
In dem Fall, in dem der Vorwärtskippwinkel θ(t) und der Neigungswinkel θP(t) der Anhebehaltung des Trägers 6, die durch die abgeschätzten Haltungsinformationen angegeben ist, die in Schritt S18 gespeichert werden, einer Haltungsänderung entlang eines Pfeils 87, der von dem schwarzen Punkt 81F in Richtung eines schwarzen Punkts 81H gerichtet ist, der in den „Zwischenbereich 71C“ in den Haltungsbereichsinformationen 71 gehört, entspricht, oder sich in der Umgebung des Pfeils 87 befindet, wie in 13 gezeigt ist, bestimmt die ECU 66, dass eine solche Haltungsänderung eine Haltungsänderung zu einem Übergang in eine „unangemessene Haltung“ ist, bei der der Träger 6 ein Objekt durch Ausstrecken dessen unteren Rückens anhebt, und eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt. Das heißt, dass die ECU 66 bestimmt, dass die Haltungsänderung des Trägers 6 höchstwahrscheinlich den Träger 6 bewirkt, eine Lumbago zu erleiden, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, und fährt zu Schritt S35 fort.
In Schritt S35 informiert die ECU 66 den Träger 6, dass dieser eine Haltungsänderung zu einem Übergang zu einer „unangemessenen Haltung“ durchführt, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, durch Erzeugen eines zweiten Warntons (z.B. ein Piepton), der angibt, dass der Träger 6 höchstwahrscheinlich eine Lumbago erleidet, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, über den Lautsprecher 36. Die ECU 66 bestimmt ebenfalls eine Korrekturoperation zum Korrigieren der Anhebehaltung des Trägers 6, sodass der Träger 6 eine „sichere Haltung“ einnimmt, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt. Die ECU 66 gibt die Korrekturoperation über eine Sprachführung über den Lautsprecher 36 an, endet anschließend den Unterprozess, und kehrt zu dem Hauptablaufdiagramm zurück. Daher entspricht der Prozess in Schritt S35 der in 6 veranschaulichten Korrekturoperationsbestimmungseinheit 61D.
Zum Beispiel bestimmt die ECU 66 eine Korrekturoperation zum Korrigieren der Haltungsänderung des Trägers 6 zu einer Haltungsänderung entlang des Pfeils 85, der von dem schwarzen Punkt 81F in Richtung des schwarzen Punkts 81E gerichtet ist, der in den „Bereich sicherer Haltung 71B“ in den Haltungsbereichsinformationen 71 gehört, oder sich in der Umgebung des Pfeils 85 befindet, wie in 13 angegeben ist. Insbesondere bestimmt die ECU 66 eine Korrekturoperation zum Reduzieren des Neigungswinkels θP(t) des Oberkörpers, das heißt, eine Korrekturoperation um „den Oberkörper des Trägers wiederaufzurichten und aufzustehen“. Die ECU 66 gibt die Korrekturoperation dem Träger 6 über Sprachführung „richten Sie ihren Rücken auf und stehen Sie auf“ über den Lautsprecher 36 an.
Wie vorstehend detailliert beschrieben wurde, in der Assistenzvorrichtung 1 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel, erfasst die ECU 66 den Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung (X-Achsrichtung) bezüglich der vertikalen Richtung unter Verwendung des Drei-Achsen-Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitssensors 35, der in dem Rucksackabschnitt 37 beherbergt ist. Die ECU 66 erfasst ebenfalls den Vorwärtskipppinkel θR(t) des unteren Rückenabschnitts bezüglich des rechten Oberschenkelabschnitts des Trägers 6 sowie den Vorwärtskippwinkel θL(t) des unteren Rückenabschnitts bezüglich des linken Oberschenkelabschnitts unter Verwendung der Ausgabeverbindungsdrehwinkeldetektoren 43RS und 43LS, die jeweils in den Stellgliedern 4R beziehungsweise 4L angebracht sind.
Die ECU 66 schätzt die Anhebehaltung des Trägers 6 aus dem Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung bezüglich der vertikalen Richtung und der Vorwärtskippwinkeln θR(t) sowie θL(t) des unteren Rückenabschnitts bezüglich des rechten und linken Oberschenkelabschnitts ab. Folglich ist es möglich, die Haltung des Trägers 6 mit einer einfachen Konfiguration abzuschätzen, was das Gewicht der Assistenzvorrichtung 1 reduziert.
Die ECU 66 bestimmt, dass die abgeschätzte Anhebehaltung des Trägers 6 eine unangemessene Haltung ist, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, in dem Fall, in dem die abgeschätzte Anhebehaltung des Trägers 6 in den „Bereich unangemessener Haltung 71A“, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, in den Haltungsbereichsinformationen 71, die in 13 angegeben sind, gehört. In dem Fall, in dem die abgeschätzte Anhebehaltung des Trägers 6 eine unangemessene Haltung ist, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, informiert die ECU 66 den Träger 6, durch Erzeugen eines ersten Warntons über den Lautsprecher 36, dass sich dieser in einer unangemessenen Anhebehaltung befindet, bei der eine übermäßige Kraft an den an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt. Folglich kann der Träger 6 einfach erkennen, dass dieser ein schweres Objekt mit einer unangemessenen Haltung anhebt, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, was effektiv eine Lumbago unterbinden kann, durch vermeiden, dass eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die abgeschätzte Anhebehaltung des Trägers 6 in den „Zwischenbereich 71C“ in den in 13 angegebenen Haltungsbereichsinformationen 71 gehört, bestimmt die ECU 66, ob eine Haltungsänderung des Trägers 6 bei der Anhebetätigkeit eine Haltungsänderung zu einem Übergang in eine „unangemessene Haltung“ ist oder nicht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt. In dem Fall, in dem bestimmt wird, dass die Änderung der Anhebehaltung des Trägers 6 eine Haltungsänderung zu einem Übergang in eine „unangemessene Haltung“ ist, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, das heißt, in dem Fall, in dem bestimmt wird, dass der Trägers 6 höchstwahrscheinlich eine Lumbago erleidet, informiert die ECU 66 den Träger 6, durch Erzeugen eines zweiten Warntons, dass dieser eine Haltungsänderung zu einem Übergang in eine „unangemessene Haltung“ durchführt, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt.
Die ECU 66 bestimmt ebenfalls eine Korrekturoperation zum Korrigieren der Anhebehaltung des Trägers 6, sodass der Träger 6 eine „sichere Haltung“ einnehmen kann, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, und gibt die Korrekturoperation über Sprachführung über den Lautsprecher 36 an. Folglich kann der Träger 6 eine sichere Haltung einnehmen, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, durch Durchführen der Korrekturoperation, die effektiv eine Lumbago unterbinden kann, durch vermeiden, dass eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
Die Assistenzvorrichtung 1 gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel kann ein Maschinenlernen (wie etwa ein neuronales Netzwerk) während der Haltungsabschätzung (Schritte S18, S33 und S34) verwenden. Zum Beispiel kann die gegenwärtige Anhebehaltung und eine zukünftige Anhebehaltung aus Haltungsinformationen abgeschätzt werden, wie etwa dem Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 und den Vorwärtskippwinkeln θL(t), sowie θR(t) des unteren Rückenabschnitts bezüglich des rechten und linken Oberschenkelabschnitts.
Eine Lernoperation kann durch Hinzufügen eines Speicherbereichs (Erhöhen der Speicherkapazität) zum Lernen an dem RAM, etc., der für das Speichern in Schritt S18 verwendet wird, Speichern eines Lernmodells, und Betätigen der Betätigungseinheit R1 (Antwortinformationen für das Lernen werden ebenfalls von der Betätigungseinheit R1 eingegeben) durchgeführt werden. Die gegenwärtige Anhebehaltung und eine zukünftige Anhebehaltung können unter Verwendung des Lernmodells abgeschätzt werden, das durch Reflektieren des gelernten Lernmodells in dem RAM, etc., der für ein Speichern in Schritt S18 verwendet wird, gelernt werden. Alternativ können die gegenwärtige Anhebehaltung und eine zukünftige Anhebehaltung unter Verwendung eines Lernmodells für eine andere Assistenzvorrichtung 1 durch Speichern des Lernmodells für die andere Assistenzvorrichtung 1 mittels der Betätigungseinheit R1, etc., abgeschätzt werden.
Maschinenlernen (wie etwa ein neuronales Netzwerk), können ebenfalls für die Bestimmungsprozesse bezüglich der Haltungsbestimmung (Schritte S19 und S34), etc., wie für die Anhebehaltungsabschätzung verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Lernoperation durch Hinzufügen eines Speicherbereichs (Erhöhen der Speicherkapazität) zum Lernen zu dem RAM, etc., der für ein Speichern in Schritt S18 verwendet wird, Speichern eines Lernmodells, und Betätigen der Betätigungseinheit R1 (Antwortinformationen für das Lernen werden ebenfalls von der Betätigungseinheit R1 eingegeben) durchgeführt werden.
Die gegenwärtige Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebenene Ausführungsbeispiel beschränkt, und selbstverständlich können eine Vielzahl von Verbesserungen, Modifikationen, Hinzufügungen und Weglassungen durchgeführt werden, ohne von dem Umfang und Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. In der nachfolgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Symbole wie jene der Komponenten, etc., der Assistenzvorrichtung 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel, das vorstehend in den 1 bis 13 beschrieben wurde, Komponenten, die die gleichen oder äquivalente der Komponenten, etc., der Assistenzvorrichtung 1 gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind.

(A) Zum Beispiel kann der Drei-Achsen-Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitssensor 35 weiterhin an jeden der Unterstützungsarme 51R und 51L der Ausgabeverbindungen 50R und 50L anstatt den Ausgabeverbindungsdrehwinkeldetektoren 43RS du 43LS angebracht sein. Der Drei-Achsen-Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitssensor 35 kann elektrisch mit der Steuerung 61 verbunden sein. Die ECU 66 kann die Vorwärtskippwinkel θR(t) und θL(t) des unteren Rückenabschnitts bezüglich des rechten und linken Oberschenkelabschnitts basierend auf einem Erfassungssignal von dem Drei-Achsen-Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitssensor 35, der an jedem der Unterstützungsarme 51R und 51L angebracht ist, erfassen. Folglich kann die ECU 66 den Vorwärtskippwinkel θ(t) (ein Winkel zwischen dem Rückgrat und dem Oberschenkelknochen) des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt des Trägers 6, der unter Verwendung der vorstehenden Formel (2) berechnen.
(B) In dem Ausführungsbeispiel schätzt beispielsweise die ECU 66 die Anhebehaltung des Träges 6 bei der Anhebetätigkeit ab, und bestimmt, ob eine Änderung der Anhebehaltung des Trägers 6 eine Änderung zu einem Übergang in eine „unangemessene Haltung“ ist oder nicht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt. Gleichermaßen kann die ECU 66 eine Absetzhaltung des Trägers 6 bei einer Absetztätigkeit abschätzen, und bestimmen, ob eine Änderung der Absetzhaltung des Trägers 6 eine Haltungsänderung zu einem Übergang in eine „unangemessene Haltung“ ist oder nicht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt absetzt. Die ECU 66 kann eine Warnung ausgeben, wenn bestimmt wird, dass eine Änderung der Absetzhaltung des Trägers 6 eine Haltungsänderung zu einem Übergang in eine „unangemessene Haltung“ ist, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt absetzt. Die ECU 66 kann über Sprachführung, etc., über den Lautsprecher 36 eine Korrekturoperation zum Korrigieren der Absetzhaltung des Trägers 6 angeben, sodass der Trägers 6 eine „sichere Haltung“ einnimmt, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt absetzt. Folglich kann der Träger 6 eine sichere Haltung einnehmen, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt absetzt, durch Durführen der Korrekturoperation, die effektiv eine Lumbago verhindern kann, durch vermeiden, dass eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
(C) In dem Fall, in dem der Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung bezüglich der vertikalen Richtung in Schritt S35 nicht variiert, kann beispielsweise die ECU 66 die Korrekturoperation über Sprachführung über den Lautsprecher 36 angeben, und eine Unterstützung der Anhebetätigkeit des Trägers 6 durch Nichtantreiben der Elektromotoren 47R und 47L unterbinden. Folglich kann der Träger 6 einfach die Notwenigkeit erkennen, eine sichere Haltung einzunehmen, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, wenn dieser ein schweres Objekt anhebt, was effektiv eine Lumbago verhindert, durch vermeiden, dass eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
(D) Der Drei-Achsen-Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitssensor 35 kann nicht nur am Rucksackabschnitt 37 bereitgestellt sein, sondern beispielsweise ebenfalls an Armpositionen des Trägers 6. Folglich kann der Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung (X-Achsrichtung) bezüglich der vertikalen Richtung unter Verwendung der Drei-Achsen-Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitssensoren 35, die an dem Rucksackabschnitt 37 und den Armabschnitten bereitgestellt sind, erfassen, was die Genauigkeit der abgeschätzten Anhebehaltung des Trägers 6 verbessern kann.
(E) In dem Ausführungsbeispiel wird beispielsweise der Neigungswinkel θP(t) des Oberkörpers des Trägers 6 in der Vorwärtsrichtung (X-Achsrichtung) bezüglich der vertikalen Richtung unter Verwendung der Drei-Achsen-Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitssensoren 35 erfasst. Jedoch kann die Anhebehaltung des Trägers 6 detaillierter durch zusätzliches Erfassen eines Rollwinkels des Oberkörpers abgeschätzt werden. Folglich ist es möglich, die Präzision der Korrekturoperation zu verbessern, die ermöglicht, eine sichere Haltung einzunehmen, bei der keine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
(F) Eine Vielzahl von Typen von Haltungsbereichsinformationen 71, in denen die untere Endkante des „Bereichs unangemessener Haltung 71A“ schrittweise näher an den „Bereich sicherer Haltung 71B“ eingestellt wird, kann beispielsweise bereitgestellt werden. In dem Fall, in dem der Träger 6 eine Lumbago erlitten hat, und oftmals an Lumbago leidet, wird ein Typ von Haltungsbereichsinformationen 71, in denen die untere Endkante des „Bereichs unangemessene Haltung 71A“ nahe an dem „Bereich sicherer Haltung 71B“ gesetzt wird, ausgewählt werden, und durch Betätigen der Betätigungseinheit R1 eingestellt werden. Folglich ist es möglich, angemessen zu bestimmen, ob eine Haltungsänderung eine Haltungsänderung zu einem Übergang in eine „unangemessene Haltung“ ist oder nicht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, auch wenn der Träger 6 unter Lumbago gelitten hat und oftmals unter Lumbago leidet, was effektiv eine Lumbago des Trägers 6 unterbinden kann.
(G) Die Unterstützungsvorrichtung 1 kann beispielsweise mit einem Fußsohlenlastsensor an beiden Füßen des Trägers 6 ausgestattet sein. Die Fußsohlenlastsensoren können elektrisch mit der Steuerung 61 verbunden sein. Die ECU 66 kann die Anhebehaltung des Träger 6 während der Anhebetätigkeit eines schweren Objekts basierend auf Erfassungssignalen von dem Drei-Achsen-Beschleunigungs- und Winkelgeschwindigkeitssensoren 35, der in dem Rucksackabschnitt 37 beherbergt ist, den Ausgabeverbindungsdrehwinkeldetektoren 43RS du 43LS, und den Fußsohlenlastsensoren abschätzen. Folglich ist es möglich zu bestimmen, ob der Träger 6 ein schweres Objekt anhebt oder nicht, und um angemessen zu bestimmen, ob eine Haltungsänderung eine Haltungsänderung zu einem Übergang in eine „unangemessene Haltung“ ist oder nicht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt des Trägers 6 während der Anhebetätigkeit eines schweren Objekts angelegt wird, was effektiv eine Lumbago unterbinden kann.

Eine Assistenzvorrichtung umfasst eine Körpermontagefixierung (2), ein Stellglied (4R, 4L), einen Aktionszustandsdetektor (35, 43RS) und eine Steuerung (61). Die Steuerung (61) ist konfiguriert, um einen Antrieb des Stellgliedes (4R, 4L) zu steuern. Die Steuerung (61) ist konfiguriert, um eine abgeschätzte Haltung des Trägers zu beziehen, die basierend auf den durch den Aktionszustandsdetektor (35, 43RS) erfassten Aktionserfassungsinformationen abgeschätzt wird, wenn das Stellglied (4R, 4L) das Unterstützungsmoment erzeugt. Die Steuerung (61) ist konfiguriert um zu bestimmen, ob die abgeschätzte Haltung eine unangemessene Haltung ist oder nicht, bei der eine übermäßige Kraft an einen unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2013173190 [0002]
JP 2013173190 A [0002, 0004]

Claims

Assistenzvorrichtung, gekennzeichnet durch: eine Körpermontagefixierung (2), die an mindestens einen unteren Rückenabschnitt eines Trägers zu montieren ist; ein Stellglied (4R, 4L), das an der Körpermontagefixierung (2) und einem Oberschenkelabschnitt des Trägers montiert ist, wobei das Stellglied (4R, 4L) konfiguriert ist, um ein Unterstützungsmoment zum Unterstützen einer Aktion des Oberschenkelabschnitts in Bezug auf den unteren Rückenabschnitt des Trägers oder eine Aktion des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt des Trägers zu erzeugen; einen Aktionszustandsdetektor (35, 43RS), der konfiguriert ist, um einen Aktionszustand des Träger zu erfassen; und eine Steuerung (61), die konfiguriert ist, um einen Antrieb des Stellglieds (4R, 4L) zu steuern, wobei die Steuerung (61) konfiguriert ist, um eine abgeschätzte Haltung des Trägers zu beziehen, die basierend auf Aktionserfassungsinformationen, die durch den Aktionszustandsdetektor (35, 43RS) erfasst werden, wenn das Stellglied (4R, 4L) das Unterstützungsmoment erzeugt, abgeschätzt wird, und die Steuerung (61) konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob die abgeschätzte Haltung eine unangemessene Haltung ist oder nicht, bei der eine übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
Assistenzvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerung (61) konfiguriert ist, um basierend auf den Aktionserfassungsinformationen zu bestimmen, ob die abgeschätzte Haltung in die unangemessene Haltung übergeht oder nicht, bei der die übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, wenn bestimmt wird, dass die abgeschätzte Haltung nicht die unangemessene Haltung ist, bei der die übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
Assistenzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, weiterhin gekennzeichnet durch eine Informierungsvorrichtung (36), die konfiguriert ist, um den Träger zu informieren, wobei die Steuerung (61) konfiguriert ist, um die Informierungsvorrichtung (36) zu steuern, um den Träger darüber zu informieren, dass die die abgeschätzte Haltung die unangemessene Haltung ist, bei der die übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, wenn bestimmt wird, dass die abgeschätzte Haltung die unangemessene Haltung ist, bei der übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.
Assistenzvorrichtung gemäß Anspruch 2, weiterhin gekennzeichnet durch eine Informierungsvorrichtung (36), die konfiguriert ist, um den Träger zu informieren, wobei: die Steuerung (61) konfiguriert ist, um eine Korrekturoperation zum Korrigieren der abgeschätzten Haltung zu bestimmen, sodass dem Träger ermöglicht wird, eine sichere Haltung einzunehmen, bei der die übermäßige Kraft nicht an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird; und die Steuerung (61) konfiguriert ist, um die Informierungsvorrichtung (36) zu steuern, um den Träger darüber zu informieren, dass der Träger in die unangemessene Haltung übergeht, bei der die übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, wenn bestimmt wird, dass die abgeschätzte Haltung in die unangemessene Haltung übergeht, bei der die übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird, und um die Informierungsvorrichtung (36) zu steuern, um dem Träger die Korrekturoperation anzugeben.
Assistenzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 wobei: der Aktionszustandsdetektor (35, 43RS) einen Neigungswinkeldetektor und einen Winkeldetektor des unteren Rückenabschnitts umfasst, wobei der Neigungswinkeldetektor konfiguriert ist, um einen Neigungswinkel eines Oberkörpers des Trägers in einer Vorwärtsrichtung bezüglich einer Vertikalrichtung zu erfassen, und der Winkeldetektor des unteren Rückenabschnitts konfiguriert ist, um einen Vorwärtskippwinkel des unteren Rückenabschnitts in Bezug auf den Oberschenkelabschnitt des Trägers zu erfassen; und Die Steuerung (61) konfiguriert ist, um eine Haltung des Trägers basierend auf dem Neigungswinkel und dem Vorwärtskippwinkel abzuschätzen.
Assistenzvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerung (61) konfiguriert ist, um ein Lernmodell zu speichern, das die abgeschätzte Haltung gelernt hat; und die Steuerung (61) konfiguriert ist, um die abgeschätzte Haltung basierend auf dem Lernmodell zu beziehen, wenn das Stellglied (4L, 4R) das Unterstützungsmoment erzeugt.
Assistenzvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Steuerung (61) konfiguriert ist, um ein Lernmodell zu speichern, das eine Bestimmung darüber gelernt hat, ob die abgeschätzte Haltung die unangemessene Haltung ist oder nicht, bei der die übermäßige Kraft an den unteren Rückenabschnitt angelegt wird.