DE102020113517A1

DE102020113517A1 - Leistungsunterstützungsanzug

Info

Publication number: DE102020113517A1
Application number: DE102020113517.3A
Authority: DE
Inventors: Yoshitaka YOSHIMI; Toshiki KUMENO
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2019-05-20
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2020-11-26
Also published as: US20200368094A1; CN111958574A

Abstract

Ein Leistungsunterstützungsanzug umfasst: ein Körpertragwerkzeug; eine linke Betätigungseinheit und eine rechte Betätigungseinheit, die bei dem Körpertragewerkzeug angebracht sind und bei linken und rechten Oberschenkeln des Trägers getragen werden, sodass die linke Betätigungseinheit und die rechte Betätigungseinheit jeweils Unterstützungsdrehmomente zum Unterstützen von Bewegungen der linken und rechten Oberschenkel erzeugen; Erfassungseinrichtungen eines ein linkes und ein rechtes Drehmoment betreffenden Betrags, die einen ein linkes Drehmoment betreffenden Betrag und einen ein rechtes Drehmoment betreffenden Betrag bei linken und rechten Trägerdrehmomenten sowie linken und rechten Unterstützungsdrehmomenten erfassen, wobei die linken und rechten Trägerdrehmomente jeweils von den linken und rechten Oberschenkeln in die linke Betätigungseinheit und die rechte Betätigungseinheit eingegeben werden, wobei die linken und rechten Unterstützungsdrehmomente durch die linke Betätigungseinheit und die rechte Betätigungseinheit erzeugt werden; und eine Steuerungseinrichtung, die eine Bewegungsbetriebsart auf der Grundlage des ein linkes Drehmoment betreffenden Betrags und des ein rechtes Drehmoment betreffenden Betrags automatisch umschaltet.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Leistungsunterstützungsanzug bzw. ein Exoskelett, der eine Bewegung eines linken Oberschenkels und eines rechten Oberschenkels in Bezug auf eine Taille bzw. einen Bauch eines Trägers unterstützt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
In den letzten Jahren sind verschiedene Leistungsunterstützungsanzüge bzw. Exoskelette, die eine Anhebebewegung und eine Absenkbewegung eines Objekts unterstützen (fördern) offenbart worden. Diese Leistungsunterstützungsanzüge sind konfiguriert, die Bewegung des Trägers des Leistungsunterstützungsanzugs in geeigneter Weise zu unterstützen, wobei ein Fall angenommen wird, in dem der Träger ein Objekt hält. Beispielsweise unterstützt zu einer Zeit einer Anhebebewegung des Objekts der Leistungsunterstützungsanzug eine Tätigkeit zum Aufstehen, während das Objekt gehalten wird, von einem Zustand, in dem der Träger die Taille absenkt und das Objekt greift.
Beispielsweise offenbart die JP 2018-061663A ein Leistungsunterstützungsrobotergerät, das konfiguriert ist, es dem Benutzer zu erlauben, eine Bewegungsbetriebsart aus einem Laufen, einem Laden, einer halbsitzenden Körperhaltung und einer Dämpferbewegung des Trägers auszuwählen. Der Träger, der das Leistungsunterstützungsrobotergerät trägt, kann eine Bewegungsbetriebsart aus einem Laufen, einem Laden, einer halbsitzenden Körperhaltung und einer Dämpfungsbewegung von einer Tätigkeitstypeingabeeinheit auswählen, um einen gewünschten Unterstützungsbetrieb zu erhalten.
Des Weiteren gab es in den letzten Jahren verschiedene Leistungsunterstützungsanzüge, die eine Belastung der Hüfte des Trägers und dergleichen in verschiedenen Gebieten, wie beispielsweise einer Herstellung, einer Verteilung, einer Konstruktion, Landwirtschaft, Pflege und Rehabilitation, verringern.
Beispielsweise umfasst die Unterstützungsvorrichtung, die in der folgenden JP 2018-199186A beschrieben ist, ein Körpertragewerkzeug, das an dem Körper eines Subjekts zu tragen ist, das den Umfang eines Unterstützungszielkörperteils des Trägers umfasst, und eine Betätigungseinheit, die an dem Körpertragewerkzeug und dem Unterstützungszielkörperteil zu tragen ist und die eine Bewegung des Unterstützungszielkörperteils unterstützt. Die Betätigungseinheit umfasst ein Ausgabeverbindungsstück, das um ein Gelenk des Unterstützungszielkörperabschnitts gedreht wird, um an den Unterstützungszielkörperabschnitt angebracht zu werden, und eine Betätigungseinrichtung, die eine Ausgabewelle umfasst, die ein Unterstützungsdrehmoment erzeugt, das die Drehung des Unterstützungszielkörperabschnitts über das Ausgabeverbindungsstück unterstützt.
Die Ausgabewelle der Betätigungseinrichtung ist mit einem inneren Ende einer Spiralfeder verbunden. Ein äußeres Ende der Spiralfeder ist mit einer Geschwindigkeitsvergrößerungswelle einer Geschwindigkeitsreduziereinrichtung, die einen Drehwinkel von der Ausgabewelle der Betätigungseinrichtung reduziert, über eine Riemenscheibe verbunden. Eine Geschwindigkeitsreduzierwelle der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung ist mit dem Ausgabeverbindungsstück verbunden. Eine Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit, die einen Drehwinkel des Ausgabeverbindungsstücks erfasst, ist bei der Geschwindigkeitsvergrößerungswelle der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung bereitgestellt. Ferner ist eine Motorwinkelerfassungseinheit, die einen Drehwinkel der Ausgabewelle der Betätigungseinrichtung erfasst, bereitgestellt.
Ein synthetisches Drehmoment, das in der Spiralfeder gespeichert ist, wird aus dem Drehwinkel der Ausgabewelle, der durch die Motordrehwinkelerfassungseinheit erfasst wird, dem Drehwinkel des Ausgabeverbindungsstücks, der durch die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit erfasst wird, und eine Federkonstante der Spiralfeder erhalten. Ferner wird ein Trägerdrehmoment aus dem erhaltenen synthetischen Drehmoment extrahiert, wobei ein Unterstützungsdrehmoment, das dem Trägerdrehmoment entspricht, von der Betätigungseinrichtung ausgegeben wird.
In dem Leistungsunterstützungsrobotergerät, das in der JP 2018-061663 A beschrieben ist, ist, da der Träger die Bewegungsbetriebsart von der Bewegungstypeingabeeinheit auswählen muss, bevor seine/ihre eigene Bewegung und Tätigkeit gestartet wird, dieser Auswahlbetrieb mit Schwierigkeiten verbunden. Beispielsweise muss, wenn der Träger sich durch Laufen von einem Anlegeraum des Leistungsunterstützungsrobotergeräts zu einer Arbeitsstelle bewegt, eine Ladetätigkeit von der halbsitzenden Körperhaltung bei der Arbeitsstelle ausführt und sich durch Laufen von der Arbeitsstelle zu dem Anlegeraum bewegt, die Bewegungsbetriebsart sequentiell auf Laufen, halbsitzende Körperstellung, Laden und Laufen geändert werden, was mühsam ist. Zusätzlich kann, wenn der Träger in Eile ist, eine Änderung der Bewegungsbetriebsart vergessen werden, oder ein Arbeitswirkungsgrad kann verringert werden.
Des Weiteren ist es in der Unterstützungsvorrichtung, die in der JP 2018-199186 A beschrieben ist, wenn eine Fehlfunktion in der Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit auftritt, schwierig, den Drehwinkel des Ausgabeverbindungsstücks genau zu erfassen, wobei ein ungeeignetes Unterstützungsdrehmoment durch die Betätigungseinrichtung ausgegeben wird und der Träger sich unbehaglich fühlen kann. Zusätzlich kann in dem Fall, in dem ein Unterstützungsdrehmoment, das eine Obergrenze einer mechanischen Festigkeit der Spiralfeder überschreitet, durch die Betätigungseinrichtung ausgegeben wird, ein geeignetes Unterstützungsdrehmoment plötzlich aufgrund einer Verformung der Spiralfeder oder dergleichen nicht ausgegeben werden, wobei, wenn die Last angehoben wird oder dergleichen, der Träger plötzlich die Last fühlen kann und sich unbehaglich fühlen kann, wenn er ein Objekt oder dergleichen anhebt.
KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung stellt einen Leistungsunterstützungsanzug bzw. ein Exoskelett bereit, der in der Lage ist, eine Bewegungsbetriebsart automatisch und geeignet umzuschalten, ohne dass ein Umschalten der Bewegungsbetriebsart durch einen Träger erforderlich ist.
Des Weiteren stellt die vorliegende Offenbarung einen im hohen Maße zuverlässigen Leistungsunterstützungsanzug bereit, der ein geeignetes Unterstützungsdrehmoment mit einer Betätigungseinrichtung ausgeben kann, ohne ein Unbehaglichkeitsgefühl bei einem Träger zu verursachen.
Entsprechend einer ersten veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Leistungsunterstützungsanzug: ein Körpertragewerkzeug, das konfiguriert ist, um zumindest eine Taille eines Trägers herum getragen zu werden; eine linke Betätigungseinheit, die konfiguriert ist, bei dem Körpertragewerkzeug angebracht zu werden und an einem linken Oberschenkel des Trägers getragen zu werden, sodass die linke Betätigungseinheit ein Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Bewegung des linken Oberschenkels in Bezug auf die Taille des Trägers erzeugt; eine rechte Betätigungseinheit, die konfiguriert ist, bei dem Körpertragewerkzeug angebracht zu werden und an einem rechten Oberschenkel des Trägers getragen zu werden, sodass die rechte Betätigungseinheit ein Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Bewegung des rechten Oberschenkels in Bezug auf die Taille des Trägers erzeugt; eine Erfassungseinrichtung eines ein linkes Drehmoment betreffenden Betrags, die konfiguriert ist, einen ein linkes Drehmoment betreffenden Betrag zu erfassen, der ein Drehmoment ist, das ein linkes Trägerdrehmoment und ein linkes Unterstützungsdrehmoment betrifft, wobei das linke Trägerdrehmoment ein Drehmoment ist, das von dem linken Oberschenkel des Trägers in die linke Betätigungseinheit eingegeben wird, wobei das linke Unterstützungsdrehmoment ein Unterstützungsdrehmoment ist, das durch die linke Betätigungseinheit erzeugt wird; eine Erfassungseinrichtung eines ein rechtes Drehmoment betreffenden Betrags, die konfiguriert ist, einen ein rechtes Drehmoment betreffenden Betrag zu erfassen, der ein Drehmoment ist, das ein rechtes Trägerdrehmoment und ein rechtes Unterstützungsdrehmoment betrifft, wobei das rechte Trägerdrehmoment ein Drehmoment ist, das von dem rechten Oberschenkel des Trägers in die rechte Betätigungseinheit eingegeben wird, wobei das rechte Unterstützungsdrehmoment das Unterstützungsdrehmoment ist, das durch die rechte Betätigungseinheit erzeugt wird; und eine Steuerungseinrichtung, die konfiguriert ist, eine Bewegungsbetriebsart auf der Grundlage des das linke Drehmoment betreffenden Betrags und des das rechte Drehmoment betreffenden Betrags automatisch umzuschalten.
Entsprechend einer zweiten veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst die Bewegungsbetriebsart drei Betriebsarten umfasst, deren Unterstützungsbewegungen zueinander unterschiedlich sind, wobei die Bewegungsbetriebsart umfasst: eine Anhebebetriebsart zum Unterstützen einer Anhebetätigkeit, in der der Träger ein Objekt anhebt; eine Absenkbetriebsart zum Unterstützen einer Absenktätigkeit, in der der Träger das Objekt absetzt; und eine Laufbetriebsart zum Unterstützen einer Laufbewegung, in der der Träger läuft. Die Steuerungseinrichtung ist konfiguriert, die Bewegungsbetriebsart auf eine der Anhebebetriebsart, der Absenkbetriebsart oder der Laufbetriebsart auf der Grundlage des das linke Drehmoment betreffenden Betrags und des das rechte Drehmoment betreffenden Betrags umzuschalten oder dort aufrecht zu erhalten.
Entsprechend einer dritten veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist die Steuerungseinrichtung konfiguriert: die Bewegungsbetriebsart auf die Absenkbetriebsart umzuschalten, wenn der das linke Drehmoment betreffende Betrag und der das rechte Drehmoment betreffende Betrag die Drehmomente in einer Richtung betreffen, in der der Träger sich vorbeugt, und größer als ein erster vorbestimmter Schwellenwert sind, und die Bewegungsbetriebsart auf die Anhebebetriebsart umzuschalten, wenn der das linke Drehmoment betreffende Betrag und der das rechte Drehmoment betreffende Betrag die Drehmomente in einer Richtung betreffen, die entgegengesetzt zu der Richtung ist, in der der Träger sich vorbeugt, und größer als ein zweiter vorbestimmter Schwellenwert sind.
Entsprechend einer vierten veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst die Erfassungseinrichtung des das linke Drehmoment betreffenden Betrags eine linke Oberschenkelwinkelerfassungseinrichtung, die konfiguriert ist, einen Schwenkwinkel des linken Oberschenkels in Bezug auf die Taille des Trägers zu erfassen. Die Erfassungseinrichtung des das rechte Drehmoment betreffenden Betrags umfasst eine rechte Oberschenkelwinkelerfassungseinrichtung, die konfiguriert ist, einen Schwenkwinkel des rechten Oberschenkels in Bezug auf die Taille des Trägers zu erfassen.
Entsprechend einer fünften veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst der Leistungsunterstützungsanzug eine Speichereinheit, in der ein Lernmodell gespeichert wird. Die Steuerungseinrichtung ist konfiguriert, ein maschinelles Lernen mit dem Lernmodell auszuführen, sodass die Steuerungseinrichtung Werte des ersten vorbestimmten Schwellenwerts bzw. des zweiten vorbestimmten Schwellenwerts justiert.
Entsprechend einer sechsten veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst der Leistungsunterstützungsanzug: ein Körpertragewerkzeug, das konfiguriert ist, um zumindest eine Taille eines Trägers herum getragen zu werden; eine linke Betätigungseinheit, die konfiguriert ist, bei dem Körpertragewerkzeug angebracht zu werden und an einem linken Oberschenkel des Trägers getragen zu werden, sodass die linke Betätigungseinheit ein Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Bewegung des linken Oberschenkels in Bezug auf die Taille des Trägers erzeugt; eine rechte Betätigungseinheit, die konfiguriert ist, bei dem Körpertragewerkzeug angebracht zu werden und an einem rechten Oberschenkel des Trägers getragen zu werden, sodass die rechte Betätigungseinheit ein Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Bewegung des rechten Oberschenkels in Bezug auf die Taille des Trägers erzeugt; und eine Steuerungseinrichtung, die konfiguriert ist, die linke Betätigungseinheit und die rechte Betätigungseinheit zu steuern. Jede der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit umfasst: ein Ausgabeverbindungsstück, das konfiguriert ist, bei einem des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels des Trägers getragen zu werden und sich drehend um ein Gelenk von einem des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels zu bewegen; eine Betätigungseinrichtung, die eine Ausgabewelle umfasst, die konfiguriert ist, ein Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Drehbewegung um das Gelenk von dem einen des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels über das Ausgabeverbindungsstück zu erzeugen; ein elastisches Element, das konfiguriert ist, ein synthetisches Drehmoment aufzuspeichern, das erhalten wird, indem das Trägerdrehmoment, das von dem Ausgabeverbindungsstück eingegeben wird, das drehend durch eine Kraft des Trägers bewegt wird, und das Unterstützungsdrehmoment, das von der Ausgabewelle in den einen des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels eingegeben wird, synthetisiert werden, wobei ein Ende des elastischen Elements mit dem Ausgabeverbindungsstück verbunden ist, wobei das andere Ende des elastischen Elements mit der Ausgabewelle der Betätigungseinrichtung verbunden ist; und eine Verformungszustandserfassungseinrichtung, die konfiguriert ist, einen Verformungszustand zu erfassen, in dem das elastische Element verformt ist. Die Steuerungseinrichtung umfasst: eine Synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit, die konfiguriert ist, das synthetische Drehmoment, das in dem elastischen Element aufgespeichert ist, auf der Grundlage des Verformungszustands des elastischen Elements zu beschaffen, wobei der Verformungszustand mit der Verformungszustandserfassungseinrichtung jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit erfasst wird; und eine Federfehlfunktionsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, zu bestimmen, ob das elastische Element jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit dabei ist, eine Fehlfunktion aufzuweisen, auf der Grundlage des synthetischen Drehmoments, das in dem elastischen Element aufgespeichert ist, das über die synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit beschafft wird.
Entsprechend einer siebten veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist die Federfehlfunktionsbestimmungseinheit konfiguriert, zu bestimmen, dass das elastische Element dabei ist, eine Fehlfunktion aufzuweisen, wenn das synthetische Drehmoment, das über die Synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit beschafft wird, größer oder gleich einem vorbestimmten Drehmomentschwellenwert ist.
Entsprechend einer achten veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst der Leistungsunterstützungsanzug ferner eine Leistungszufuhreinheit, die konfiguriert ist, eine elektrische Leistung zu der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit zuzuführen. Die Steuerungseinrichtung umfasst eine Leistungszufuhrsteuerungseinheit, die eine Steuerung ausführt, um eine Zufuhr der elektrischen Leistung zu der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit zu stoppen, wenn die Federfehlfunktionsbestimmungseinheit bestimmt, dass das elastische Element dabei ist, eine Fehlfunktion aufzuweisen.
Entsprechend einer neunten veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst die die Verformungszustandserfassungseinrichtung umfasst: eine Ausgabewellendrehwinkelerfassungsvorrichtung, die konfiguriert ist, einen Drehwinkel der Ausgabewelle zu erfassen; und eine Ausgabeverbindungsstückdrehbewegungswinkelerfassungs-vorrichtung, die konfiguriert ist, einen Drehbewegungswinkel des Ausgabeverbindungsstücks zu erfassen. Die Synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit ist konfiguriert, jedes der synthetischen Drehmomente auf der Grundlage des Drehwinkels der Ausgabewelle, der durch die Ausgabewellendrehwinkelerfassungsvorrichtung erfasst wird, und des Drehbewegungswinkels des Ausgabeverbindungsstücks, der durch die Ausgabeverbindungsstückdrehbewegungswinkelerfassungsvorrichtung erfasst wird, zu beschaffen.
Entsprechend einer zehnten veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst jede der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit eine Geschwindigkeitsreduziereinrichtung, die eine Geschwindigkeitsreduzierwelle umfasst, die mit dem Ausgabeverbindungsstück verbunden ist, und eine Geschwindigkeitsvergrößerungswelle umfasst, die mit der Ausgabeverbindungsstückdrehbewegungswinkelerfassungsvorrichtung verbunden ist.
Entsprechend einer elften veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Leistungsunterstützungsanzug: ein Körpertragewerkzeug, das konfiguriert ist, um zumindest eine Taille eines Trägers herum getragen zu werden; eine linke Betätigungseinheit, die konfiguriert ist, bei dem Körpertragewerkzeug angebracht zu werden und an einem linken Oberschenkel des Trägers getragen zu werden, sodass die linke Betätigungseinheit ein Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Bewegung des linken Oberschenkels in Bezug auf die Taille des Trägers erzeugt; eine rechte Betätigungseinheit, die konfiguriert ist, bei dem Körpertragewerkzeug angebracht zu werden und an einem rechten Oberschenkel des Trägers getragen zu werden, sodass die rechte Betätigungseinheit ein Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Bewegung des rechten Oberschenkels in Bezug auf die Taille des Trägers erzeugt; eine Leistungszufuhreinheit, die konfiguriert ist, eine elektrische Leistung zu der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit zuzuführen, und eine Steuerungseinrichtung, die konfiguriert ist, die linke Betätigungseinheit und die rechte Betätigungseinheit zu steuern. Jede der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit umfasst: ein Ausgabeverbindungsstück, das konfiguriert ist, bei einem des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels des Trägers getragen zu werden und sich drehend um ein Gelenk von einem des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels zu bewegen; eine Betätigungseinrichtung, die eine Ausgabewelle umfasst, die konfiguriert ist, ein Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Drehbewegung um das Gelenk von dem einen des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels über das Ausgabeverbindungsstück zu erzeugen; ein elastisches Element, das konfiguriert ist, ein synthetisches Drehmoment aufzuspeichern, das erhalten wird, indem das Trägerdrehmoment, das von dem Ausgabeverbindungsstück eingegeben wird, das drehend durch eine Kraft des Trägers bewegt wird, und das Unterstützungsdrehmoment, das von der Ausgabewelle in den einen des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels eingegeben wird, synthetisiert werden, wobei ein Ende des elastischen Elements mit dem Ausgabeverbindungsstück verbunden ist, wobei das andere Ende des elastischen Elements mit der Ausgabewelle der Betätigungseinrichtung verbunden ist; und eine Verformungszustandserfassungseinrichtung, die konfiguriert ist, einen Verformungszustand zu erfassen, in dem das elastische Element verformt ist. Die Steuerungseinrichtung ist konfiguriert, die linke Betätigungseinheit und die rechte Betätigungseinheit zu steuern, wobei die Steuerungseinrichtung umfasst: eine Synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit, die konfiguriert ist, das synthetische Drehmoment, das in dem elastischen Element aufgespeichert ist, auf der Grundlage des Verformungszustands des elastischen Elements zu beschaffen, wobei der Verformungszustand mit der Verformungszustandserfassungseinrichtung jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit erfasst wird; eine erste Drehbewegungsdrehmomentbeschaffungseinheit, die konfiguriert ist, ein erstes Drehbewegungsdrehmoment zum drehenden Bewegen des Ausgabeverbindungsstücks jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit auf der Grundlage des synthetischen Drehmoments zu beschaffen, das in dem elastischen Element aufgespeichert ist, das über die Synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit beschafft wird; eine Stromerfassungseinrichtung, die konfiguriert ist, einen Stromwert zu erfassen, der jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit zugeführt wird; eine zweite Drehbewegungsdrehmomentbeschaffungseinheit, die konfiguriert ist, ein zweites Drehbewegungsdrehmoment zum drehenden Bewegen des Ausgabeverbindungsstück jedes der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit auf der Grundlage des Stromwerts, der jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit zugeführt wird, der mit der Stromerfassungseinrichtung erfasst wird, zu beschaffen; und eine Vorrichtungsfehlfunktionsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, zu bestimmen, ob die Verformungszustandserfassungseinrichtung jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit eine Fehlfunktion aufweist, auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem ersten Drehungsdrehmoment und dem zweiten Drehungsdrehmoment.
Entsprechend einer zwölften veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist die Vorrichtungsfehlfunktionsbestimmungseinheit konfiguriert, zu bestimmen, dass die Verformungszustandserfassungseinrichtung eine Fehlfunktion aufweist, wenn die Differenz zwischen dem ersten Drehbewegungsdrehmoment und dem zweiten Drehbewegungsdrehmoment größer oder gleich einem vorbestimmten Fehlerschwellenwert ist.
Entsprechend einer dreizehnten veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst die Steuerungseinrichtung eine Leistungszufuhrsteuerungseinheit, die eine Steuerung ausführt, um eine Zufuhr der elektrischen Leistung zu der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit zu stoppen, wenn die Vorrichtungsfehlfunktionsbestimmungseinheit bestimmt, dass die Verformungszustandserfassungseinrichtung der linken Betätigungseinheit oder der rechten Betätigungseinheit eine Fehlfunktion aufweist.
Entsprechend einer vierzehnten veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst die Verformungszustandserfassungseinrichtung: eine Ausgabewellendrehwinkelerfassungsvorrichtung, die konfiguriert ist, einen Drehwinkel der Ausgabewelle zu erfassen; und eine Ausgabeverbindungsstückdrehbewegungswinkelerfassungs-vorrichtung, die konfiguriert ist, einen Drehbewegungswinkel des Ausgabeverbindungsstücks zu erfassen. Die Synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit ist konfiguriert, jedes der synthetischen Drehmomente auf der Grundlage des Drehwinkels der Ausgabewelle, der durch die Ausgabewellendrehwinkelerfassungsvorrichtung erfasst wird, und des Drehbewegungswinkels des Ausgabeverbindungsstücks, der durch die Ausgabeverbindungsstückdrehbewegungswinkelerfassungsvorrichtung erfasst wird, zu beschaffen.
Entsprechend einer fünfzehnten veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist die Vorrichtungsfehlfunktionsbestimmungseinheit konfiguriert, auf der Grundlage der Differenz zwischen dem ersten Drehungsdrehmoment und dem zweiten Drehungsdrehmoment jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit zu bestimmen, ob die Ausgabeverbindungsstückdrehbewegungswinkelerfassungsvorrichtung jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit eine Fehlfunktion aufweist.
Entsprechend einer sechszehnten veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst jede der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit eine Geschwindigkeitsreduziereinrichtung, die eine Geschwindigkeitsreduzierwelle umfasst, die mit dem Ausgabeverbindungsstück verbunden ist, und eine Geschwindigkeitsvergrößerungswelle umfasst, die mit der Ausgabeverbindungsstückdrehbewegungswinkelerfassungsvorrichtung verbunden ist.
Entsprechend einer siebzehnten veranschaulichenden Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung umfasst das elastische Element eine Spiralfeder.
Entsprechend der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann die Bewegung des Trägers in geeigneter Weise auf der Grundlage des das linke Drehmoment betreffenden Betrags und des das rechte Drehmoment betreffenden Betrags bestimmt werden, wobei die Bewegungsbetriebsart automatisch und in geeigneter Weise unter Verwendung der Steuerungsvorrichtung umgeschaltet werden kann.
Entsprechend der zweiten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist es, da die Bewegungsbetriebsart die Anhebebetriebsart für ein Unterstützen der Anhebebetätigkeit, die Absenkbetriebsart für ein Unterstützen der Absenktätigkeit und die Laufbetriebsart für ein Unterstützen der Laufbewegung (Bewegung zu einem Arbeitsplatz) umfassen, möglich, eine Tätigkeit des Trägers, die eine physische Stärke erfordert, in geeigneter Weise zu unterstützen.
Entsprechend der dritten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, zwischen der Absenkbetriebsart und der Anhebebetriebsart auf der Grundlage der Bewegung des Trägers in geeigneter Weise umzuschalten.
Entsprechend der vierten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die Erfassungseinheit für den das linke Drehmoment betreffenden Betrag und die Erfassungseinheit für den das rechte Drehmoment betreffenden Betrag in geeigneter Weise zu verwirklichen.
Entsprechend der fünften Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist es, indem ein maschinelles Lernen ausgeführt wird, möglich, einen optimalen Wert des ersten vorbestimmten Schwellenwerts und einen optimalen Wert des zweiten vorbestimmten Schwellenwerts für jeden Träger, der geeignet ist, automatisch zu justieren.
Entsprechend der sechsten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung beschafft die Steuerungsvorrichtung das synthetische Drehmoment, das in jedem der elastischen Elemente gespeichert ist, auf der Grundlage des Verformungszustands jedes der elastischen Elemente, der durch die Verformungszustandserfassungsvorrichtung von jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit erfasst wird. Ferner bestimmt die Steuerungsvorrichtung, ob das elastische Element von jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit dabei ist, eine Fehlfunktion aufzuweisen (beispielsweise sich verformt, bricht bzw. kaputt geht usw.), auf der Grundlage des synthetischen Drehmoments, das in jedem der elastischen Elemente gespeichert ist.
Dementsprechend ist es, wenn die Steuerungsvorrichtung bestimmt, dass das elastische Element der linken Betätigungseinheit oder der rechten Betätigungseinheit dabei ist, eine Fehlfunktion aufzuweisen, möglich, das Unterstützungsdrehmoment durch die Betätigungseinrichtung zu justieren, um eine obere Grenze einer mechanischen Festigkeit des elastischen Elements nicht zu überschreiten, wobei es möglich ist, eine Fehlfunktion des elastischen Elements zu vermeiden. Auf diese Weise ist es möglich, einen im hohen Maße zuverlässigen Leistungsunterstützungsanzug bereitzustellen, der ein geeignetes Unterstützungsdrehmoment mit den Betätigungseinrichtungen ausgeben kann, ohne ein Unbehaglichkeitsgefühl, wie beispielsweise ein Gefühl einer plötzlichen Last, bei dem Träger zu verursachen.
Entsprechend der siebten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung bestimmt die Steuerungsvorrichtung, dass eines der elastischen Elemente dabei ist, eine Fehlfunktion aufzuweisen (es verformt sich beispielsweise, es bricht usw.), wenn das synthetische Drehmoment größer oder gleich dem vorbestimmten Drehmomentschwellenwert ist. Als Ergebnis kann, indem der „Drehmomentschwellenwert“ zu einer Zeit, wenn das elastische Element eine Fehlfunktion aufweist, im Voraus über eine computergestützte Entwicklungsanalyse (computer aided engineering bzw. CAE), Experimente oder dergleichen beschafft wird, die Steuerungsvorrichtung genau bestimmen, ob das elastische Element dabei ist, eine Fehlfunktion aufzuweisen (beispielsweise sich verformt, bricht usw.), bevor das elastische Element eine Fehlfunktion aufweist, wobei sie die Zuverlässigkeit des Leistungsunterstützungsanzugs verbessern kann.
Entsprechend der achten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung stoppt die Steuerungsvorrichtung eine Zufuhr einer Leistung zu der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit, wenn auf der Grundlage des synthetischen Drehmoments bestimmt wird, dass eines der elastischen Elemente dabei ist, eine Fehlfunktion aufzuweisen. Als Ergebnis wird das Unterstützungsdrehmoment durch die Betätigungseinrichtung auf „0“ eingestellt, wobei somit das synthetische Drehmoment allmählich durch eine Federkraft des elastischen Elements verringert werden kann. Als Ergebnis ist es möglich, einen in hohem Maße zuverlässigen Leistungsunterstützungsanzug bereitzustellen, der kein Unbehaglichkeitsgefühl, wie beispielsweise ein Gefühl einer plötzlichen Last, bei dem Träger verursacht, wenn die Anhebebewegung oder Absenkbewegung eines Objekts unterstützt wird.
Entsprechend der neunten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung beschafft die Synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit jedes der synthetischen Drehmomente auf der Grundlage des Drehwinkels der Ausgabewelle, der durch die Ausgabedrehwinkelerfassungsvorrichtung erfasst wird, und des Drehwinkels des Ausgabeverbindungsstücks, der durch die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungsvorrichtung erfasst wird. Folglich kann jedes der synthetischen Drehmomente mit einer einfachen Konfiguration beschafft werden, die die Ausgabewellendrehwinkelerfassungsvorrichtung und die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungsvorrichtung umfasst, wenn die Anhebebewegung und Absenkbewegung des Objekts unterstützt wird.
Entsprechend der zehnten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungsvorrichtung mit dem Ausgabeverbindungsstück über die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung verbunden. Dementsprechend ist es, da eine Änderung in dem Drehwinkel des Ausgabeverbindungsstücks vergrößert werden kann und durch die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungsvorrichtung erfasst werden kann, möglich, eine Erfassungsgenauigkeit des Drehwinkels des Ausgabeverbindungsstücks zu verbessern und eine Erfassungsgenauigkeit des synthetischen Drehmoments zu verbessern.
Entsprechend der elften Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung beschafft die Steuerungsvorrichtung das synthetischen Drehmoment, das in jedem der elastischen Elemente gespeichert ist, auf der Grundlage des Verformungszustands jedes der elastischen Elemente, der durch die Verformungszustandserfassungsvorrichtung jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit erfasst wird. Ferner beschafft die Steuerungsvorrichtung das erste Drehmoment für ein Drehen des Ausgabeverbindungsstücks jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit auf der Grundlage des synthetischen Drehmoments, das in jedem der elastischen Elemente gespeichert ist.
Außerdem beschafft die Steuerungsvorrichtung das zweite Drehmoment für ein Drehen jedes der Ausgabeverbindungsstücke auf der Grundlage des Stromwerts, der zu jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit zugeführt wird. Ferner bestimmt die Steuerungsvorrichtung, ob die Verformungszustandserfassungsvorrichtung jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit eine Fehlfunktion aufweist, auf der Grundlage der Differenz zwischen dem ersten Drehmoment und dem zweiten Drehmoment.
Dementsprechend kann, wenn bestimmt wird, dass die Verformungszustandserfassungsvorrichtung der linken Betätigungseinheit oder der rechten Betätigungseinheit eine Fehlfunktion aufweist, die Steuerungsvorrichtung eine Ausgabe eines ungeeigneten Unterstützungsdrehmoments durch die Betätigungseinrichtung stoppen. Auf diese Weise ist es möglich, einen im hohen Maße zuverlässigen Leistungsunterstützungsanzug bereitzustellen, der ein geeignetes Unterstützungsdrehmoment mit den Betätigungseinrichtungen ausgeben kann, ohne ein Unbehaglichkeitsgefühl bei dem Träger zu verursachen, wenn die Anhebebewegung und Absenkbewegung des Objekts unterstützt werden.
Entsprechend der zwölften Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung bestimmt die Steuerungsvorrichtung, dass eine der Verformungszustandserfassungsvorrichtungen eine Fehlfunktion aufweist, wenn die Differenz zwischen dem ersten Drehmoment und dem zweiten Drehmoment größer oder gleich dem vorbestimmten Fehlerschwellenwert ist. Als Ergebnis kann die Steuerungsvorrichtung, in dem der „Fehlerschwellenwert“ zu einer Zeit, wenn eine der Verformungszustandserfassungsvorrichtungen eine Fehlfunktion aufweist, im Voraus über eine computergestützte Entwicklungsanalyse (computer aided engineering bzw. CAE), Experimente oder dergleichen beschafft wird, genau bestimmen, ob eine der Verformungszustandserfassungsvorrichtungen eine Fehlfunktion aufweist, wobei sie die Zuverlässigkeit des Leistungsunterstützungsanzugs verbessern kann.
Entsprechend der dreizehnten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung stoppt die Steuerungsvorrichtung eine Zufuhr von Leistung zu der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit, wenn die Vorrichtungsfehlfunktionsbestimmungseinheit auf der Grundlage der Differenz zwischen dem ersten Drehmoment und dem zweiten Drehmoment bestimmt, dass die Verformungszustandserfassungsvorrichtung der linken Betätigungseinheit oder der rechten Betätigungseinheit eine Fehlfunktion aufweist. Als Ergebnis wird das Unterstützungsdrehmoment durch die Betätigungseinrichtung auf „0“ eingestellt, wobei somit das synthetische Drehmoment allmählich durch die Federkraft des elastischen Elements verringert werden kann. Als Ergebnis ist es möglich, einen in hohem Maße zuverlässigen Leistungsunterstützungsanzug bereitzustellen, der kein Unbehaglichkeitsgefühl, wie beispielsweise ein Gefühl einer plötzlichen Last, bei dem Träger verursacht, wenn die Anhebebewegung und Absenkbewegung des Objekts unterstützt werden.
Entsprechend der vierzehnten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung beschafft die Synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit jedes der synthetischen Drehmomente auf der Grundlage des Drehwinkels der Ausgabewelle, der durch die Ausgabewellendrehwinkelerfassungsvorrichtung erfasst wird, und des Drehwinkels des Ausgabeverbindungsstücks, der durch die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungsvorrichtung erfasst wird. Folglich kann jedes der synthetischen Drehmomente mit einer einfachen Konfiguration beschafft werden, die die Ausgabewellendrehwinkelerfassungsvorrichtung und die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungsvorrichtung umfasst, wenn die Anhebebewegung und die Absenkbewegung des Objekts unterstützt werden.
Entsprechend der fünfzehnten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung bestimmt die Steuerungsvorrichtung auf der Grundlage der Differenz zwischen dem ersten Drehmoment und dem zweiten Drehmoment jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit, ob die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungsvorrichtung jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit eine Fehlfunktion aufweist.
Dementsprechend kann, wenn eine Fehlfunktion der Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungsvorrichtung der linken Betätigungseinheit oder der rechten Betätigungseinheit erfasst wird, da der Drehwinkel des Ausgabeverbindungsstücks nicht genau erfasst werden kann, die Steuerungsvorrichtung eine Ausgabe eines ungeeigneten Unterstützungsdrehmoments durch die Betätigungseinrichtung stoppen. Auf diese Weise ist es möglich, einen im hohen Maße zuverlässigen Leistungsunterstützungsanzug bereitzustellen, der ein geeignetes Unterstützungsdrehmoment mit den Betätigungseinrichtungen ausgeben kann, ohne ein Unbehaglichkeitsgefühl bei dem Träger zu verursachen, wenn die Anhebebewegung und die Absenkbewegung des Objekts unterstützt werden.
Entsprechend der sechzehnten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung ist die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungsvorrichtung jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit mit dem Ausgabeverbindungsstück über die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung verbunden. Dementsprechend ist es, da eine Änderung in dem Drehwinkel des Ausgabeverbindungstücks vergrößert werden kann und durch die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungsvorrichtung erfasst werden kann, möglich, eine Erfassungsgenauigkeit des Drehwinkels des Ausgabeverbindungsstücks zu verbessern und eine Genauigkeit des ersten Drehmoments zu verbessern.
Entsprechend der siebzehnten Ausgestaltung der vorliegenden Offenbarung kann, indem die Spiralfeder verwendet wird, im Vergleich zu einem Fall, in dem das Ausgabedrehmoment der Betätigungseinrichtung über einen Strom justiert wird, das Ausgabedrehmoment justiert werden, indem ein Betrag einer Ausdehnung oder Kontraktion der Spiralfeder (das heißt der Drehwinkel der Ausgabewelle) justiert wird, sodass das Unterstützungsdrehmoment auf einfache Weise justiert werden kann.
Figurenliste

1 zeigt eine perspektivische Darstellung, die ein Beispiel einer Gesamtkonfiguration eines Leistungsunterstützungsanzugs bzw. eines Exoskeletts veranschaulicht.
2 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung des Leistungsunterstützungsanzugs, der in 1 veranschaulicht ist.
3 zeigt eine perspektivische Darstellung, die ein Beispiel eines äußeren Aussehens eines Körpertragewerkzeugs in dem Leistungsunterstützungsanzug veranschaulicht, der in 1 veranschaulicht ist.
4 zeigt eine perspektivische Darstellung, die ein Beispiel eines äußeren Aussehens von Betätigungseinheiten und Lasterfassungseinheiten in dem Leistungsunterstützungsanzug veranschaulicht, der in 1 veranschaulicht ist.
5 zeigt eine perspektivische Darstellung, die ein Beispiel eines äußeren Aussehens eines Rahmenabschnitts veranschaulicht, der ein Bauelement des Körpertragewerkzeugs ist.
6 zeigt eine entwickelte Darstellung, die ein Beispiel einer Struktur eines Hüfthalterungsabschnitts veranschaulicht, der ein Bauelement des Körpertragewerkzeugs ist.
7 zeigt eine entwickelte Darstellung, die ein Beispiel einer Struktur eines Jackettabschnitts veranschaulicht, der ein Bauelement des Körpertragewerkzeugs ist.
8 zeigt eine perspektivische Darstellung, die ein Beispiel eines äußeren Aussehens einer (rechten) Betätigungseinheit in dem Leistungsunterstützungsanzug veranschaulicht, der in 1 veranschaulicht ist.
9 zeigt eine perspektivische Darstellung, die ein anderes Beispiel der (rechten) Betätigungseinheit veranschaulicht, die in 8 veranschaulicht ist.
10 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung, die ein Beispiel einer internen Struktur der Betätigungseinheit veranschaulicht.
11 zeigt eine Querschnittsdarstellung, die ein Beispiel der internen Struktur der Betätigungseinheit veranschaulicht.
12 zeigt eine Darstellung, die einen aufrecht stehenden Zustand veranschaulicht, in dem eine Träger, der den Leistungsunterstützungsanzug trägt, seine/ihre Rückenmuskulatur streckt.
13 zeigt eine Darstellung, die einen Zustand veranschaulicht, in dem der Träger in eine Vorbeugehaltung von einem Zustand, der in 12 veranschaulicht ist, kommt und der Rahmenabschnitt und dergleichen um eine virtuelle Drehachse herum gedreht wird.
14 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel eines äußeren Aussehens einer Bedienungseinheit veranschaulicht.
15 zeigt eine Darstellung, die eine Eingabe/Ausgabe einer Steuerungsvorrichtung veranschaulicht.
16 zeigt eine Darstellung, die eine Änderung (Justierung) einer Bewegungsbetriebsart, einer Verstärkung und einer Vergrößerungsrate von der Bedienungseinheit veranschaulicht.
17 zeigt ein Steuerungsblockschaltbild zur Steuerung der Betätigungseinheit mit der Steuerungsvorrichtung.
18 zeigt ein Flussdiagramm, das eine vollständige Verarbeitungsprozedur veranschaulicht, die auf dem Steuerungsblockdiagramm beruht, das in 17 veranschaulicht ist.
19 zeigt ein Flussdiagramm, das Einzelheiten der Verarbeitung gemäß [S100: JUSTIERUNGSBESTIMMUNG, EINGABEVERARBEITUNG, BERECHNUNG DES DREHMOMENTÄNDERUNGSBETRAGS USW.] in dem in 18 veranschaulichten Flussdiagramm veranschaulicht.
20 zeigt ein Flussdiagramm, das Einzelheiten der Verarbeitung gemäß [S150: Fehlfunktionserfassungsverarbeitung] in dem in 18 veranschaulichten Flussdiagramm veranschaulicht.
21 zeigt ein Flussdiagramm, das Einzelheiten der Verarbeitung gemäß [S1600R: FEHLFUNKTIONSERFASSUNGSVERARBEITUNG DER RECHTEN BETÄTIGUNGSEINRICHTUNG] in dem in 20 veranschaulichten Flussdiagramm veranschaulicht.
22 zeigt ein Flussdiagramm, das Einzelheiten der Verarbeitung gemäß [S200: BEWEGUNGSBETRIEBSARTBESTIMMUNG] in dem in 18 veranschaulichten Flussdiagramm veranschaulicht.
23 zeigt ein Flussdiagramm, das Einzelheiten der Verarbeitung gemäß [S300: LASTBESTIMMUNG (BESTIMMUNG DER VERSTÄRKUNG C_p)] in dem in 18 veranschaulichten Flussdiagramm veranschaulicht.
24 zeigt eine Darstellung, die eine Last veranschaulicht, die durch die Lasterfassungseinheit in einem aufrecht stehenden Zustand erfasst wird, in dem der Träger kein Objekt hält.
25 zeigt eine Darstellung, die eine Last veranschaulicht, die durch die Lasterfassungseinheit in einem Zustand erfasst wird, in dem der Träger seine/ihre Taille von dem in 24 veranschaulichten Zustand absenkt, um das Objekt anzuheben.
26 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel einer Objektmasse veranschaulicht, die auf der Grundlage eines Erfassungssignals von der Lasterfassungseinheit erhalten wird, wenn der Träger seine/ihre Taille tatsächlich absenkt, um das Objekt zu greifen, und dann das ergriffene Objekt anhebt.
27 zeigt eine Darstellung, die eine Beschleunigung, die durch eine Beschleunigungserfassungseinheit erfasst wird, die addiert wird, und die Last, die durch die Lasterfassungseinheit erfasst wird, in Bezug auf den in 24 veranschaulichten Zustand veranschaulicht.
28 zeigt eine Darstellung, die eine Beschleunigung, die durch die Beschleunigungserfassungseinheit erfasst wird, und eine Last, die durch die Lasterfassungseinheit erfasst wird, in einem Zustand veranschaulicht, in dem der Träger seine/ihre Taille von dem in 27 veranschaulichten Zustand absenkt, um das Objekt anzuheben.
29 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel einer Objektmasse veranschaulicht, die auf der Grundlage eines Erfassungssignals von der Lasterfassungseinheit und eines Erfassungssignals von der Beschleunigungserfassungseinheit erhalten wird, wenn der Träger seine/ihre Taille tatsächlich absenkt, um das Objekt zu greifen, und dann das ergriffene Objekt anhebt.
30 zeigt ein Flussdiagramm, das Einzelheiten der Verarbeitung gemäß [SD000R: (RECHTES) ABSENKEN] in dem in 18 veranschaulichten Flussdiagramm veranschaulicht.
31 zeigt eine Darstellung, die einen Zustand einer Absenktätigkeit des Trägers veranschaulicht.
32 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel einer Trägerdrehmomentänderungsbetrag-Unterstützungsbetrag-Kennlinie veranschaulicht.
33 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel einer Vorbeugewinkel-Absenkdrehmomentgrenzwert-Kennlinie veranschaulicht.
34 zeigt eine Darstellung, die veranschaulicht, wie der Vorbeugewinkel und ein Absenkunterstützungsdrehmoment sich in Bezug auf die Zeit ändern, wenn der Träger die Absenktätigkeit ausführt.
35A und 35B zeigen ein Flussdiagramm, das Einzelheiten der Verarbeitung gemäß [SU000: ANHEBEN] in dem in 18 veranschaulichten Flussdiagramm veranschaulicht.
36 zeigt ein Zustandsübergangsdiagramm, das Einzelheiten der Verarbeitung gemäß [SS000: BEWEGUNGSZUSTANDSBESTIMMUNG] in dem in den 35A und 35B veranschaulichten Flussdiagramm veranschaulicht.
37 zeigt eine Darstellung, die veranschaulicht, wie sich der Vorbeugewinkel und ein Anhebeunterstützungsdrehmoment in Bezug auf einen Übergang des Bewegungszustands ändern, wenn der Träger die Anhebetätigkeit ausführt.
38 zeigt ein Flussdiagramm, das Einzelheiten der Verarbeitung gemäß [SS100R: UMSCHALTBESTIMMUNG DER (RECHTEN) VERGRÖßERUNGSRATE] in dem in den 35A und 35B veranschaulichten Flussdiagramm veranschaulicht.
39 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel einer Zeit-Umschaltuntergrenze-Kennlinie und einer Zeit-Umschaltobergrenze-Kennlinie veranschaulicht.
40 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel einer Vergrößerungsrate-Übergangszeit-Kennlinie veranschaulicht.
41 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel einer Zeit-Unterstützungsbetrag-Kennlinie veranschaulicht.
42 zeigt ein Flussdiagramm, das Einzelheiten der Verarbeitung gemäß [SS170R: (RECHTE) UNTERSTÜTZUNGSDREHMOMENTBERECHNUNG] in dem in den 35A und 35B veranschaulichten Flussdiagramm veranschaulicht.
43 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel einer Zeit-Anhebedrehmoment-Kennlinie und einer Vorbeugewinkel-Maximales-Anhebedrehmoment-Kennlinie veranschaulicht.
44 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel einer Verstärkung-Dämpfungskoeffizient-Kennlinie veranschaulicht.
45 zeigt eine Darstellung, die ein Beispiel eines Unterstützungsverhältnis-Drehmomentdämpfungsrate-Kennlinie veranschaulicht.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Eine Gesamtstruktur eines Leistungsunterstützungsanzugs bzw. eines Exoskeletts 1 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 1 bis 16 beschrieben. Der Leistungsunterstützungsanzug 1 ist beispielsweise eine Vorrichtung, die eine Drehung von Oberschenkeln in Bezug auf eine Taille bzw. einen Bauch (oder der Taille bzw. des Bauchs in Bezug auf die Oberschenkel) unterstützt, wenn ein Träger ein Objekt anhebt (oder die Last absenkt), wobei er eine Drehung der Oberschenkel in Bezug auf die Taille unterstützt, wenn der Träger läuft. Eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse in der Zeichnung sind orthogonal zueinander, wobei die X-Achsen-Richtung einer Vorwärtsrichtung entspricht, die Y-Achsen-Richtung eine Linksrichtung ist und die Z-Achsen-Richtung einer Aufwärtsrichtung entspricht, wenn sie von dem Träger, der den Leistungsunterstützungsanzug trägt, betrachtet werden.
[Gesamtstruktur des Leistungsunterstützungsanzugs 1 (Figuren 1 und 2)]
1 zeigt ein gesamtes äußeres Aussehen des Leistungsunterstützungsanzugs 1. 2 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung des Leistungsunterstützungsanzugs 1, der in 1 veranschaulicht ist.
Wie es in der perspektivischen Explosionsdarstellung gemäß 2 gezeigt ist, umfasst der Leistungsunterstützungsanzug 1 einen Bauchhalterungsabschnitt bzw. Taillenhalterungsabschnitt 10, einen Jackettabschnitt 20, einen Rahmenabschnitt 30, einen Rucksackabschnitt 37, ein Kissen 37G, eine rechte Betätigungseinheit 4R, eine linke Betätigungseinheit 4L, Lasterfassungseinheiten 71R, 71L und dergleichen. Der Taillenhalterungsabschnitt 10, der Jackettabschnitt 20, der Rahmenabschnitt 30, der Rucksackabschnitt 37 und das Kissen 37G bilden ein Körpertragewerkzeug 2 (siehe 3), wobei die rechte Betätigungseinheit 4R und die linke Betätigungseinheit 4L eine Betätigungseinheit 4 (siehe 4) bilden. Der Rucksackabschnitt 37 ist mit einer Beschleunigungserfassungseinheit 75 versehen. Der Leistungsunterstützungsanzug 1 umfasst eine Bedienungseinheit R1 (eine sogenannte Fernsteuerung) für den Träger, um eine Bewegungsbetriebsart (Absenkunterstützung, Anhebeunterstützung und dergleichen), eine Verstärkung eines Unterstützungsdrehmoments und eine Vergrößerungsrate des Unterstützungsdrehmoments zu justieren und einen justierten Zustand und dergleichen zu bestätigen, und einen Unterbringungsabschnitt R1S, der die Bedienungseinheit R1 unterbringt.
Die Lasterfassungseinheiten 71R, 71L sind beispielsweise Einlegesohlen von Schuhen, wobei die Lasterfassungseinheit 71R in einem rechten Schuh des Trägers und unter einem rechten Fuß des Trägers angeordnet ist und die Lasterfassungseinheit 71L in einem linken Schuh des Trägers und unter einem linken Fuß des Trägers angeordnet ist. Die Lasterfassungseinheit 71R ist mit einer Lasterfassungseinheit 72R (beispielsweise einem Drucksensor), die in der Lage ist, eine Last um Zehen des rechten Fußes des Trägers herum zu erfassen, und einer Lasterfassungseinheit 73R (beispielsweise einem Drucksensor) versehen, die in der Lage ist, eine Last um eine Ferse des rechten Fußes des Trägers herum zu erfassen. Obwohl es nicht gezeigt ist, umfasst die Lasterfassungseinheit 71R ebenso eine drahtlose Kommunikationseinheit, die Erfassungssignale von den Lasterfassungseinheiten 72R, 73R zu der Bedienungseinheit R1 überträgt, eine Leistungszufuhr der Kommunikationseinheit und dergleichen. Auf ähnliche Weise umfasst die Lasterfassungseinheit 71L, Lasterfassungseinheiten 72L, 73L, eine drahtlose Kommunikationseinheit, eine Leistungszufuhr und dergleichen, die die gleichen wie die der Lasterfassungseinheit 71R sind, wobei eine Beschreibung hiervon weggelassen wird.
Eine Steuerungsvorrichtung 61 (siehe 15) kann eine Trägermasse, die eine Masse des Trägers ist, oder ein Trägergewicht, das ein Gewicht des Trägers ist, auf der Grundlage der Erfassungssignale von den Lasterfassungseinheiten 72L, 72R, 73L, 73R erfassen, wenn der Träger kein Objekt hält. Ferner kann die Steuerungsvorrichtung 61 (siehe 15) eine synthetische Masse, die eine Masse des Trägers und eines Objekts ist, oder ein synthetisches Gewicht, das ein Gewicht des Trägers und des Objekts ist, auf der Grundlage der Erfassungssignale von den Lasterfassungseinheiten 72L, 72R, 73L, 73R erfassen, wenn der Träger das Objekt hält. Die Steuerungsvorrichtung 61 kann eine Objektmasse, die eine Masse des Objekts ist, oder ein Objektgewicht, das ein Gewicht des Objekts ist, auf der Grundlage der synthetischen Masse oder des synthetischen Gewichts und der Trägermasse oder des Trägergewichts erfassen, wobei sie einen eine Last betreffenden Betrag auf der Grundlage der Objektmasse oder des Objektgewichts (der Objektmasse oder des Objektgewichts vor einer Korrektur oder der Objektmasse oder des Objektgewichts nach einer Korrektur) erhält.
Die Beschleunigungserfassungseinheit 75 ist beispielsweise ein Beschleunigungssensor und ist beispielsweise in dem Rucksackabschnitt 37 bereitgestellt, wobei sie eine Körperbewegungsbeschleunigung erfasst, die eine Bewegungsbeschleunigung eines Teils eines Körpers des Trägers (in diesem Fall eines Oberkörpers des Trägers) ist. Da der Rucksackabschnitt 37 an dem Rücken des Trägers fixiert ist, erfasst die Beschleunigungserfassungseinheit 75 eine Körperbewegungsbeschleunigung av in einer zu dem Rückgrat parallelen Richtung entlang einer Rückenoberfläche des Trägers (siehe 27 und 28) und eine Körperbewegungsbeschleunigung aw in einer zu dem Rücken orthogonalen Richtung, die orthogonal zu der Rückenoberfläche des Trägers ist (siehe 27 und 28). Die Steuerungsvorrichtung 61 kann eine Körperbewegungsbeschleunigung az (siehe 28) einer vertikalen Komponente auf der Grundlage der Körperbewegungsbeschleunigungen av, aw und dergleichen erhalten.
Wie es nachstehend beschrieben wird, korrigiert die Steuerungsvorrichtung 61 die Objektmasse (das Objektgewicht), die auf der Grundlage der Erfassungssignale von den Lasterfassungseinheiten 72L, 72R, 73L 73R erhalten wird, unter Verwendung der Körperbewegungsbeschleunigung az, die auf der Grundlage des Erfassungssignals von der Beschleunigungserfassungseinheit 75 erhalten wird, um den die Last betreffenden Betrag zu erhalten (in diesem Fall die Objektmasse oder das Objektgewicht nach einer Korrektur).
Das Körpertragewerkzeug 2 (siehe 3) ist um zumindest die Taille bzw. den Bauch des Trägers herum zu tragen. Die rechte Betätigungseinheit 4R und die linke Betätigungseinheit 4L (siehe 4) sind an dem Körpertragewerkzeug 2 und den Oberschenkeln des Trägers zu tragen, um die Bewegung der Oberschenkel zu unterstützen, oder in Bezug auf die Taille des Trägers oder der Bewegung der Taille in Bezug auf die Oberschenkel des Trägers. Nachstehend werden das Körpertragewerkzeug 2 und die Betätigungseinheit 4 der Reihe nach beschrieben.
[Äußeres Aussehen des Körpertragewerkzeugs 2 (Fig. 3)]
Wie es in den 2 und 3 veranschaulicht ist, umfasst die Körpertragewerkzeugvorrichtung 2 den Taillenhalterungsabschnitt 10, der um die Taille des Trägers herum zu tragen ist, den Jackettabschnitt 20, der um Schultern und eine Brust des Trägers herum zu tragen ist, den Rahmenabschnitt 30, mit dem der Jackettabschnitt 20 verbunden ist, und den Rucksackabschnitt 37 sowie das Kissen 37G, die an dem Rahmenabschnitt 30 angebracht sind. Der Rahmenabschnitt 30 ist um den Rücken und die Taille des Trägers herum angeordnet.
[Gesamtstruktur des Rahmenabschnitts 30 (Figuren 2, 3 und 5)]
Wie es in den 2 und 5 veranschaulicht ist, umfasst der Rahmenabschnitt 30 einen Hauptrahmen 31, einen rechten Unterrahmen 32R, einen linken Unterrahmen 32L und dergleichen. Wie es in 5 veranschaulicht ist, umfasst der Hauptrahmen 31 Halterungskörper bzw. Trägerkörper 31SR, 31SL, von denen jeder eine Vielzahl von Riemenverbindungslöchern 31H aufweist, die in der vertikalen Richtung angeordnet sind, einen Verbindungsabschnitt 31R und einen Verbindungsabschnitt 31L. Ein Ende (oberes Ende) des rechten Unterrahmens 32R ist mit dem Verbindungsabschnitt 31R verbunden, und eine Ende (oberes Ende) des linken Unterrahmens 32L ist mit dem Verbindungsabschnitt 31L verbunden. Der rechte Unterrahmen 32R und der linke Unterrahmen 32L weisen eine Elastizität auf, wobei ein Intervall zwischen den linken und rechten unteren Endabschnitten hiervon zusammen mit dem Taillenhalterungsabschnitt 10 entsprechend einer Taillenbreite des Trägers justiert wird (sieh 1).
Wie es in 1 veranschaulicht ist, ist der untere Endabschnitt des rechten Unterträgers 32R mit einem Verbindungsabschnitt 41RS der rechten Betätigungseinheit 4R verbunden (daran fixiert), wobei der untere Endabschnitt des linken Unterrahmens 32L mit einem Verbindungsabschnitt 41LS der linken Betätigungseinheit 4L verbunden ist (daran fixiert ist).
[Gesamtstruktur des Taillenhalterungsabschnitts 10 (Figuren 2, 3 und 6)]
Wie es in den 3 und 6 veranschaulicht ist, umfasst der Taillenhalterungsabschnitt 10 einen rechten Taillentrageabschnitt 11R, der um die Taille einer rechten Körperhälfte des Trägers herum zu tragen ist, und einen linken Taillentrageabschnitt 11L, der um die Taille einer linken Körperhälfte des Trägers herum zu tragen ist. Wie es in 6 veranschaulicht ist, sind der rechte Taillentrageabschnitt 11R und der linke Taillentrageabschnitt 11L durch einen hinteren Taillenriemen 16A, einen oberen Gesäßriemen 16B und einen unteren Gesäßriemen 16C verbunden.
Wie es in den 1 und 2 veranschaulicht ist, umfasst der Taillenhalterungsabschnitt 10 einen Kopplungsriemen 19R, der einen Kopplungsring 19RS umfasst, der mit einem Kopplungsabschnitt 19RS des Jackettabschnitts 20 gekoppelt wird, und einen Kopplungsriemen 19L, der einen Kopplungsring 19LS umfasst, der an einen Kopplungsabschnitt 29LS des Jackettabschnitts 20 gekoppelt wird. Wie es in 2 veranschaulicht ist, umfasst der Taillenhalterungsabschnitt 10 Anbringungslöcher 15R für ein Verbinden mit einem Kopplungsabschnitt 40RS der rechten Betätigungseinheit 4R sowie Anbringungslöcher 15L für ein Verbinden mit dem Kopplungsabschnitt 40LS der linken Betätigungseinheit 4L bei Positionen, die eine virtuelle Drehachse 15Y schneiden.
Ferner ist, wie es in 6 veranschaulicht ist, eine Position auf der Rückenseite des Trägers in dem rechten Taillentrageabschnitt 11R mit einem Einschnittabschnitt 11RC ausgebildet, wobei er somit in einen rechten Taillenabschnitt 11RA und einen rechten Hüftabschnitt 11RB aufgeteilt ist. Eine Position auf der hinteren Seite des Trägers in dem linken Taillentrageabschnitt 11L ist mit einem Einschnittabschnitt 11LC ausgebildet, wobei er somit in einen linken Taillenabschnitt 11LA und einen linken Hüftabschnitt 11LB aufgeteilt ist.
Wie es in 6 veranschaulicht ist, umfasst der Taillenhalterungsabschnitt 10 verschiedene Riemen, deren Länge justiert werden kann, für einen engen Kontakt um der Taille des Trägers herum, ohne versetzt zu werden, wie beispielsweise einen rechten Taillenspannriemen 13RA, ein Taillenriemenhalteelement 13RB (ein Taillengurtschloss), einen linken Taillenspannriemen 13LA, ein Taillenriemenhalteelement 13LB (ein Taillengurtschloss), einen rechten oberen Beckenriemen 17RA, einen rechten unteren Beckenriemen 17RB, einen linken oberen Beckenriemen 17LA, einen linken unteren Beckenriemen 17LB, ein oberes rechtes Riemenhalteelement 17RC (ein oberer rechter Schieber), ein unteres rechtes Riemenhalteelement 17RB (einen unteren rechten Schieber), einen Spannabschnitt 13RAH, ein oberes linkes Riemenhalteelement 17LC (einen oberen linken Schieber), ein unteres linkes Riemenhalteelement 17LD (einen unteren linken Schieber) und einen Spannabschnitt 13LAH.
[Konfiguration des Rucksackabschnitts 37 und Peripherie des Rucksackabschnitts 37 (Figuren 1 bis 3)]
Wie es in den 1 und 3 veranschaulicht ist, ist der Rucksackabschnitt 37 an dem Hauptrahmen 31 angebracht, der als ein oberer Endabschnitt des Rahmenabschnitts 30 dient. Wie es in 3 veranschaulicht ist, sind ein rechter Schulterriemen 24R, ein rechter Unterarmriemen 25R, ein linker Schulterriemen 24L und ein linker Unterarmriemen 25L des Jackettabschnitts 20 mit dem Hauptrahmen 31 oder dem Rucksackabschnitt 37 verbunden.
Wie es in den 1 und 3 veranschaulicht ist, weist der Rucksackabschnitt 37 eine einfache kastenartige Form auf und beherbergt eine Steuerungsvorrichtung, eine Leistungszufuhreinheit, eine Kommunikationseinheit und dergleichen. Wie es in 3 veranschaulicht ist, sind die Trägerkörper 31SR, 31SL, bei denen jedes der Vielzahl von Riemenverbindungslöchern 31H (die den Riemenverbindungsabschnitten entsprechen) in der vertikalen Richtung angeordnet sind, bei Positionen bereitgestellt, die jeweils beiden Schultern auf der hinteren Seite des Trägers bei dem Hauptrahmen 31 gegenüberliegen. Das heißt, die Vielzahl von Riemenverbindungslöchern 31H (der Riemenverbindungsabschnitte) ist bereitgestellt, um in der Lage zu sein, die Position des Jackettabschnitts 20 in einer Höhenrichtung in Bezug auf den Rahmenabschnitt 30 entsprechend einer Physis des Trägers zu justieren. Folglich kann eine Höhe des Jackettabschnitts 20 auf eine geeignete Position entsprechend der Physis des Trägers justiert werden.
Auch wenn der Oberkörper des Trägers sich vorbeugt, ist das Kissen 37G (oder ein Rückenauflageabschnitt 37C), das den Rücken kontaktiert, von den Schultern in Richtung der Taille des Trägers verlängert, sodass die Betätigungseinheiten (4R, 4L), die die Unterstützungsdrehmomente ausgeben, in geeigneter Weise getragen bzw. gehalten werden können. Ferner ist, auch wenn der Oberkörper des Trägers sich nach links oder rechts beugt, das Kissen 37G (oder ein Rückenauflageabschnitt 37C) in Kontakt mit einer Biegemitte bei dem Rücken des Trägers, sodass die Betätigungseinheiten (4R, 4L), die die Unterstützungsdrehmomente ausgeben, in geeigneter Weise getragen bzw. gehalten werden können.
Wie es in 3 veranschaulicht ist, ist ein Riemenverbindungsabschnitt 24RS des rechten Schulterriemens 24R mit einem der Riemenverbindungslöcher 31H (Riemenverbindungsabschnitt) des Trägerkörpers 31SR verbunden. Auf ähnliche Weise ist, wie es in 3 veranschaulicht ist, ein Riemenverbindungsabschnitt 24LS des linken Schulterriemens 24L mit einem der Riemenverbindungslöcher 31H (Riemenverbindungsabschnitt) des Trägerkörpers 31SL verbunden. Die Trägerkörper 31SR, 31SL können ebenso bei dem Rucksackabschnitt 37 bereitgestellt sein.
Wie es in 3 veranschaulicht ist, sind Riemenverbindungsabschnitte 37FR, 37FL jeweils auf linken und rechten Seiten eines unteren Endes des Rucksackabschnitts 37 bereitgestellt. Wie es in 3 veranschaulicht ist, ist ein Riemenverbindungsabschnitt 25RS des rechten Unterarmriemens 25R mit dem Riemenverbindungsabschnitt 37FR verbunden. Auf ähnliche Weise ist, wie es in 3 veranschaulicht ist, ein Riemenverbindungsabschnitt 25RS des linken Unterarmriemens 25L mit dem Riemenverbindungsabschnitt 37FR verbunden. Die Riemenverbindungsabschnitte 37FR, 37FL können ebenso bei dem Hauptrahmen 31 bereitgestellt werden.
[Gesamtstruktur des Jackettabschnitts 20 (Figuren 2, 3 und 7)]
Wie es in 3 veranschaulicht ist, umfasst der Jackettabschnitt 20 einen rechten Brusttrageabschnitt 21R, der um die Brust einer rechten Körperhälfte des Trägers herum zu tragen ist, und einen linken Brusttrageabschnitt 21L, der um die Brust einer linken Körperhälfte des Trägers herum zu tragen ist. Der rechte Brusttrageabschnitt 21R ist mit dem linken Brusttrageabschnitt 21L beispielsweise durch einen Klettverschluss 21F und ein Gurtschloss 21B verbunden, um ein Anlegen und Ablegen des Jackettabschnitts 20 bei dem Träger zu vereinfachen.
Wie es in 3 veranschaulicht ist, umfasst der rechte Brusttrageabschnitt 21R den rechten Schulterriemen 24R und den Riemenverbindungsabschnitt 24RS, die mit einem der Riemenverbindungslöcher 31H des Hauptrahmens 31 (oder des Rucksackabschnitts 37) verbunden sind, sowie den rechten Unterarmriemen 25R und den Riemenverbindungsabschnitt 25RS, die mit den Riemenverbindungsabschnitten 37FR, 37FL des Rucksackabschnitts 37 (oder des Hauptrahmens 31) verbunden sind. Wie es in 3 veranschaulicht ist, umfasst der linke Brusttrageabschnitt 21L den linken Schulterriemen 24L und den Riemenverbindungsabschnitt 24LS, die mit dem Hauptrahmen 31 (oder dem Rucksackabschnitt 37) verbunden sind, sowie den linken Unterarmriemen 25L und den Riemenverbindungsabschnitt 25LS, die mit dem Rucksackabschnitt 37 (oder dem Hauptrahmen 31) verbunden sind. Wie es in 3 veranschaulicht ist, umfasst der rechte Brusttrageabschnitt 21R einen Kopplungsriemen 29R und einen Verbindungsabschnitt 29RS für ein Koppeln mit dem rechten Taillentrageabschnitt 11R sowie den linken Brusttrageabschnitt 21L, der einen Kopplungsriemen 29L und einen Kopplungsabschnitt 29LS für ein Koppeln mit dem linken Taillentrageabschnitt 11L umfasst.
Wie es in 7 veranschaulicht ist, umfasst der Jackettabschnitt 20 verschiedene Riemen, deren Länge justiert werden kann, für einen engen Kontakt um die Brust des Trägers herum, ohne versetzt zu werden, wie beispielsweise einen Fixierabschnitt 28R, einen Fixierabschnitt 28L, einen rechten Schulterriemen 23R, ein rechtes Schulterriemenhalteelement 23RK (einen rechten Schulterschieber), einen linken Schulterriemen 23L, ein linkes Schulterriemenhalteelement 23LK (einen linken Schulterschieber), einen rechten Unterarmriemen 26R, ein rechtes Unterarmriemenhalteelement 26RK (einen rechten Unterarmschieber), einen linken Unterarmriemen 26L, ein linkes Unterarmriemenhalteelement 26LK (einen linken Unterarmschieber) und dergleichen.
[Gesamtkonfiguration der rechten Betätigungseinheit 4R und der linken Betätigungseinheit 4L (Figuren 2, 4, 8 und 9)]
4 zeigt ein äußeres Aussehen der rechten Betätigungseinheit 4R und der linken Betätigungseinheit 4L, die in 2 veranschaulicht sind, sowie der Lasterfassungseinheiten 71L, 72R. Da die linke Betätigungseinheit 4L in Bezug auf die rechte Betätigungseinheit 4R links-rechts-symmetrisch ist, wird eine Beschreibung der linken Betätigungseinheit 4L in der nachstehenden Beschreibung weggelassen.
Wie es in 4 veranschaulicht ist, umfasst die rechte Betätigungseinheit 4R eine Drehmomenterzeugungseinheit 40R und ein Ausgabeverbindungsstück 50R, das als eine Drehmomentübertragungseinheit dient. Die Drehmomenterzeugungseinheit 40R umfasst einen Betätigungseinrichtungsbasisabschnitt 41R, eine Abdeckung 41RB und eine Kopplungsbasis 4AR. Wie es in 4 veranschaulicht ist, dreht sich das Ausgabeverbindungsstück 50R um ein Gelenk (in diesem Fall ein Hüftgelenk) des Unterstützungszielkörperteils (in diesem Fall der Oberschenkel), um an dem Unterstützungszielkörperteil (in diesem Fall der Oberschenkel) getragen zu werden. Das Unterstützungsdrehmoment für eine Unterstützung der Drehung des Unterstützungszielkörperabschnitts über das Ausgabeverbindungsstück 50R wird durch einen elektrischen Motor (eine Betätigungseinrichtung) in der Drehmomenterzeugungseinheit 40R erzeugt.
Das Ausgabeverbindungsstück 50R umfasst einen Unterstützungsarm 51R (der einem ersten Verbindungsstück entspricht), ein zweites Verbindungsstück 52R, ein drittes Verbindungsstück 53R und einen Oberschenkeltrageabschnitt 54R (der einem Körperhalteabschnitt entspricht). Der Unterstützungsarm 51R wird um eine Drehachse 40RY durch ein synthetisches Drehmoment gedreht, das durch ein Synthetisieren des Unterstützungsdrehmoments, das durch den elektrischen Motor in der Drehmomenterzeugungseinheit 40R erzeugt wird, und eines Trägerdrehmoments aufgrund der Bewegung des Oberschenkels des Trägers erhalten wird. Ein Ende des zweiten Verbindungsstücks 52R ist mit einem Spitzenende des Unterstützungsarms 51R in einer Art und Weise verbunden, die um eine Drehachse 51RJ herum drehbar ist, wobei ein Ende des dritten Verbindungsstücks 53R mit dem anderen Ende des zweiten Verbindungsstücks 52R in einer Art und Weise verbunden ist, die um die Drehachse 52RJ herum drehbar ist. Der Oberschenkeltrageabschnitt 54R ist mit dem anderen Ende des dritten Verbindungsstücks 53R über einen dritten Gelenkabschnitt 53RS (in diesem Fall ein Kugelgelenk) verbunden.
Als nächstes wird ein Verbindungsstückmechanismus der rechten Betätigungseinheit 4R ausführlich unter Bezugnahme auf die 4, 8 und 9 beschreiben. Als Beispiele des Verbindungsstückmechanismus werden ein Beispiel des Ausgabeverbindungsstücks 50R, das in 8 veranschaulicht ist, und ein Beispiel eines Ausgabeverbindungsstücks 50RA, das in 9 veranschaulicht ist, beschrieben.
In dem Ausgabeverbindungsstück 50R, das in 8 veranschaulicht ist, sind der Unterstützungsarm 51R (der dem ersten Verbindungsstück entspricht), das zweite Verbindungsstück 52R, das dritte Verbindungsstück 53R und der Oberschenkeltrageabschnitt 54R (der dem Körperhalteabschnitt entspricht) miteinander durch Gelenkabschnitte gekoppelt, sodass das Ausgabeverbindungsstück 53R durch eine Vielzahl von Kopplungselementen gebildet ist.
Ein Ende des zweiten Verbindungsstücks 52R ist mit dem Spitzenende des Unterstützungsarms 51R durch einen ersten Gelenkabschnitt 51RS in einer Art und Weise gekoppelt, die um die Drehachse 51RJ herum drehbar ist. Der erste Gelenkabschnitt 51RS weist eine Kopplungsstruktur auf, in der ein Freiheitsgrad eins beträgt, was es dem zweiten Verbindungsstück 52R erlaubt, sich um die Drehachse 51RJ in Bezug auf den Unterstützungsarm 51R herum zu drehen.
Ein Ende des dritten Verbindungsstücks 53R ist mit dem anderen Ende des zweiten Verbindungsstücks 52R durch einen zweiten Gelenkabschnitt 52RS in einer Art und Weise gekoppelt, die um die Drehachse 52RJ herum drehbar ist. Der zweite Gelenkabschnitt 52RS weist eine Kopplungsstruktur auf, in der ein Freiheitsgrad eins beträgt, was es dem dritten Verbindungsstück 53R erlaubt, sich um die Drehachse 52RJ in Bezug auf das zweite Verbindungsstück 52R herum zu drehen.
Der Oberschenkeltrageabschnitt 54R ist mit dem anderen Ende des dritten Verbindungsstücks 53R durch den dritten Gelenkabschnitt 53RS (beispielsweise ein Kugelgelenk) gekoppelt. Folglich weist der dritte Gelenkabschnitt 53RS zwischen dem dritten Verbindungsstück und dem Oberschenkeltrageabschnitt 54R (dem Körperhalteabschnitt) eine Kopplungsstruktur auf, in der ein Freiheitsgrad drei beträgt. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist eine Gesamtanzahl von Freiheitsgraden des Ausgabeverbindungsstücks 50R, das in 8 veranschaulicht ist, fünf, da die Summe von eins plus eins plus drei fünf ist (1 + 1 + 3 = 5).
Die Gesamtanzahl von Freiheitsgraden des Ausgabeverbindungsstücks 50R kann eine beliebige Zahl von drei oder mehr sein. Beispielsweise kann der dritte Gelenkabschnitt 53RS derart konfiguriert sein, dass der Oberschenkeltrageabschnitt 54R um die Drehachse in Bezug auf das andere Ende des dritten Verbindungsstücks 53R herum drehbar ist (das heißt, der Freiheitsgrad beträgt eins). Da der Freiheitsgrad des ersten Gelenkabschnitts 51RS „eins“ ist, und der Freiheitsgrad des zweiten Gelenkabschnitts 52RS „eins“ ist, ist die Gesamtzahl von Freiheitsgraden des Ausgabeverbindungsstücks in diesem Fall drei (die Summe von eins plus eins plus eins ist gleich drei). Es ist weiter zu bevorzugen, ein Anschlagelement bereitzustellen, das Drehbereiche des zweiten Verbindungsstücks und des dritten Verbindungsstücks begrenzt.
In dem Ausgabeverbindungsstück 50RA, das in 9 veranschaulicht ist, sind der Unterstützungsarm 51R (der dem ersten Verbindungsstück entspricht), ein zweites Verbindungsstück 52RA (und der zweite Gelenkabschnitt 52RS), ein drittes Verbindungsstück 53RA und der Oberschenkeltrageabschnitt 54R (der dem Körperhalteabschnitt entspricht) miteinander durch Gelenkabschnitte gekoppelt, sodass das Ausgabeverbindungsstück 50RA durch eine Vielzahl von Kopplungselementen gebildet ist.
Ein Endabschnitt des zweiten Verbindungsstücks 52RA ist mit dem Spitzenende des Unterstützungsarms 51R durch den ersten Gelenkabschnitt 51RS in einer Art und Weise gekoppelt, die durch die Drehachse 51RJ herum drehbar ist. Der erste Gelenkabschnitt 51RS weist eine Kopplungsstruktur auf, in der ein Freiheitsgrad eins beträgt, was es dem zweiten Verbindungsstück 52RA erlaubt, sich um die Drehachse 51RJ in Bezug auf den Unterstützungsarm 51R herum zu drehen.
Das zweite Verbindungsstück 52RA und der zweite Gelenkabschnitt 52RS sind integriert, wobei eine Seite eines Endes des dritten Verbindungsstücks 53RA, das entlang einer Gleitachse 52RSJ in einer longitudinalen Richtung hin und her gleitfähig ist, mit dem zweiten Verbindungsstück 52RA durch den zweiten Gelenkabschnitt 52RS verbunden ist. Der zweite Gelenkabschnitt 52RS weist eine Kopplungsstruktur auf, in der ein Freiheitsgrad eins beträgt, was es dem dritten Verbindungsstück 52RA erlaubt, entlang der Gleitachse 52RSJ in Bezug auf das zweite Verbindungsstück 52RA zu gleiten.
Der Oberschenkeltrageabschnitt 54R ist mit dem anderen Ende des dritten Verbindungsstücks 53RA durch den dritten Gelenkabschnitt 53RS (beispielsweise ein Kugelgelenk) gekoppelt. Folglich weist der dritte Gelenkabschnitt 53RS zwischen dem dritten Verbindungsstück 53RA und dem Oberschenkeltrageabschnitt 54R (dem Körperhalteabschnitt) eine Kopplungsstruktur auf, in der ein Freiheitsgrad drei beträgt. Wie es vorstehend beschrieben ist, ist eine Gesamtzahl von Freiheitsgraden des Ausgabeverbindungsstücks 50RA, das in 9 veranschaulicht ist, fünf, da die Summe von eins plus eins plus drei gleich fünf ist (1 + 1 + 3 = 5).
Da die Gesamtzahl von Freiheitsgraden eine beliebige Zahl von drei oder mehr sein kann, kann der dritte Gelenkabschnitt 53RS eine Kopplungsstruktur aufweisen, in der ein Freiheitsgrad eins beträgt, sodass der Oberschenkeltrageabschnitt 54R um die Drehachse herum drehbar ist. Es ist weiter zu bevorzugen, ein Anschlagelement bereitzustellen, das einen Drehbereich des zweiten Verbindungsstücks 52RA und einen Gleitbereich des dritten Verbindungsstücks 53RA begrenzt.
[Interne Struktur der Drehmomenterzeugungseinheit 40R in der rechten Betätigungseinheit 4R (Figuren 10 und 11)]
Als nächstes werden Elemente, die in der Abdeckung 41RB der Drehmomenterzeugungseinheit 40R (siehe 4) untergebracht sind, unter Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben. 11 zeigt eine Querschnittsdarstellung, die entlang einer Linie A-A in 10 entnommen ist. Wie es in den 10 und 11 veranschaulicht ist, sind eine Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R, eine Riemenscheibe 43RA, ein Übertragungsriemen 43RB, eine Riemenscheibe 43RC, die einen Flanschabschnitt 43RD aufweist, eine Spiralfeder 45R, ein Lager 46R, ein elektrischer Motor 47R (eine Betätigungseinrichtung), ein Unterrahmen 48R und dergleichen in der Abdeckung 41RB untergebracht. Der Unterstützungsarm 51R, der einen Schaftabschnitt 51RA umfasst, ist außerhalb der Abdeckung 41RB angeordnet.
Zusätzlich sind Auslassöffnungen 33RS, 33LS (Verbindungsöffnungen) von Kabeln für eine Betätigungseinrichtungsansteuerung, eine Steuerung und eine Kommunikation bei Abschnitten der Betätigungseinheiten (4R, 4L) nahe dem Rahmenabschnitt 30 bereitgestellt. (Nicht gezeigte) Kabel, die jeweils mit den Auslassöffnungen 33RS, 33LS der Kabel verbunden sind, sind entlang des Rahmenabschnitts 30 angeordnet und sind mit dem Rucksachabschnitt 37 verbunden.
Wie es in 11 veranschaulicht ist, umfasst die Drehmomenterzeugungseinheit 40R den Betätigungseinrichtungsbasisabschnitt 41R, an dem der Unterrahmen 48R, der mit dem elektrischen Motor 47R und dergleichen montiert ist, angebracht ist, die Abdeckung 41RB, die an einer Seite des Betätigungseinrichtungsbasisabschnitts 41R angebracht ist, und die Kopplungsbasis 4AR, die an der anderen Seite des Betätigungseinrichtungsbasisabschnitts 41R angebracht ist. Die Kopplungsbasis 4AR ist mit dem Kopplungsabschnitt 40RS versehen, der um die Drehachse 40RY herum drehbar ist.
Wie es in den 10 und 11 veranschaulicht ist, ist eine Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS (ein Drehwinkelsensor oder dergleichen), die einen Drehwinkel des Unterstützungsarms 51R in Bezug auf den Betätigungseinrichtungsbasisabschnitt 41R erfasst, mit der Riemenscheibe 43RA verbunden, die mit der Geschwindigkeitsvergrößerungswelle 42RB der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R verbunden ist. Die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS ist beispielsweise eine Kodiereinrichtung oder ein Winkelsensor, wobei sie ein Erfassungssignal, das dem Drehwinkel entspricht, zu der Steuerungsvorrichtung 61 ausgibt (siehe 15). Der elektrische Motor 47R ist mit einer Motordrehwinkelerfassungseinheit 47RS versehen, die in der Lage ist, einen Drehwinkel einer Motorwelle (die einer Ausgabewelle entspricht) zu erfassen. Die Motordrehwinkelerfassungseinheit 47RS ist beispielsweise eine Kodiereinrichtung oder ein Winkelsensor, wobei sie ein Erfassungssignal, das dem Drehwinkel entspricht, zu der Steuerungsvorrichtung 61 ausgibt (siehe 15).
Wie es in 10 veranschaulicht ist, sind ein Durchgangsloch 48RA für ein Fixieren eines Geschwindigkeitsreduziereinrichtungsgehäuses 42RC der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R sowie ein Durchgangsloch 48RB, durch das eine Ausgabewelle 47RA des elektrischen Motors 47R eingeführt wird, auf dem Unterrahmen 48R ausgebildet. Der Schaftabschnitt 51RA des Unterstützungsarms 51R ist in einen Lochabschnitt 42RD der Geschwindigkeitsreduzierwelle 42RA der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R gepasst, wobei das Geschwindigkeitsreduziereinrichtungsgehäuse 42RC der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R in dem Durchgangsloch 48RA des Unterrahmens 48R fixiert ist. Dementsprechend wird der Unterstützungsarm 51R gehalten, um um die Drehachse 40RY in Bezug auf den Betätigungseinrichtungsbasisabschnitt 41R herum drehbar zu sein, wobei er sich integral mit der Geschwindigkeitsreduzierwelle 42RA dreht. Der elektrische Motor 47R ist an dem Unterrahmen 48R fixiert, wobei die Ausgabewelle 47RA in das Durchgangsloch 48RB des Unterrahmens 48R eingeführt wird. Der Unterrahmen 48R ist an einen Anbringabschnitt 41RH des Betätigungseinrichtungsbasisabschnitts 41R durch ein Befestigungselement, wie beispielsweise einen Bolzen bzw. eine Schraube, fixiert.
Wie es in 10 veranschaulicht ist, ist die Riemenscheibe 43RA mit der Geschwindigkeitsvergrößerungswelle 42RB der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R verbunden, wobei die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS mit der Riemenscheibe 43RA verbunden ist. Ein Halterungselement 43RT, das an dem Unterrahmen 48R fixiert ist, ist mit der Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS verbunden. Somit kann die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS einen Drehwinkel der Geschwindigkeitsvergrößerungswelle 42RB in Bezug auf den Unterrahmen 48R (das heißt in Bezug auf den Betätigungseinrichtungsbasisabschnitt 41R) erfassen. Außerdem können, da der Drehwinkel des Unterstützungsarms 51R ein Drehwinkel ist, der durch die Geschwindigkeitsvergrößerungswelle 42RB der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R vergrößert wird, die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS und die Steuerungsvorrichtung 61 den Drehwinkel des Unterstützungsarms 51R mit einer höheren Auflösung erfassen. Indem der Drehwinkel des Ausgabeverbindungsstücks mit einer höheren Auflösung erfasst wird, kann die Steuerungsvorrichtung eine Steuerung mit einer höheren Genauigkeit ausführen.
Der Schaftabschnitt 51RA, die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R, die Riemenscheibe 43RA und der Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungsabschnitt 43RS des Unterstützungsarms 51R sind koaxial entlang der Drehachse 40RY angeordnet.
Die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R weist ein eingestelltes Untersetzungsverhältnis n_G (1 < n_G) auf, wobei, wenn die Geschwindigkeitsreduzierwelle 42RA um einen Drehwinkel (θ_L,R) gedreht wird, die Geschwindigkeitsvergrößerungswelle 42RB um einen Drehwinkel n_Gθ_L,R gedreht wird. Wenn die Geschwindigkeitsvergrößerungswelle 42RB um die Drehwinkel n_Gθ_L,R gedreht wird, dreht die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R die Geschwindigkeitsreduzierwelle 42RA um den Drehwinkel θ_L,R. Der Übertragungsriemen 43RB ist an die Riemenscheibe 43RA, mit der die Geschwindigkeitsvergrößerungswelle 42RB der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R verbunden ist, und die Riemenscheibe 43RC gehängt. Folglich wird das Trägerdrehmoment von dem Unterstützungsarm 51R zu der Riemenscheibe 43RC über die Geschwindigkeitsvergrößerungswelle 42RB übertragen, und das Unterstützungsdrehmoment von dem elektrischen Motor 47R wird zu der Geschwindigkeitsvergrößerungswelle 42RB über die Spiralfeder 45R um die Riemenscheibe 43RC übertragen. Ein Riemenscheibenreduzierverhältnis n_P, das ein Verhältnis der geschwindigkeitsreduziereinrichtungsseitigen Riemenscheibe 43RA zu der motorseitigen Riemenscheibe 43RC ist (Riemenscheibenreduzierverhältnis = geschwindigkeitsreduziereinrichtungsseitige Riemenscheibe 43RA : motorseitige Riemenscheibe 43RC = n_P : 1), wird eingestellt. Beispielsweise wird das Untersetzungsverhältnis n_G auf etwa 50 eingestellt, wobei das Riemenscheibenreduzierverhältnis n_P auf etwa 88/60 eingestellt wird.
Die Spiralfeder 45R weist eine Federkonstante Ks auf und weist eine spiralförmige Form auf, die einen inneren Endabschnitt 45RC bei der Mittelseite und einen äußeren Endabschnitt 45RA auf einer Außenumfangsseite aufweist. Der innere Endabschnitt 54RC der Spiralfeder 54R ist in einen Schlitzabschnitt 47RB gepasst, der bei der Ausgabewelle 47RA des elektrischen Motors 47R ausgebildet ist. Der äußere Endabschnitt 45RA der Spiralfeder 54R ist in einer zylindrischen Form gewickelt, wobei eine Übertragungswelle 43RE, die bei dem Flanschabschnitt 43RD der Riemenscheibe 43RC bereitgestellt ist, in den äußeren Endabschnitt 54RA gepasst ist, um den äußeren Endabschnitt 54RA zu halten (die Riemenscheibe 43RC ist mit dem Flanschabschnitt 43RD und der Übertragungswelle 43RE integriert). Die Riemenscheibe 43RC wird in einer Art und Weise gehalten, die um eine Drehachse 47RY herum drehbar ist, wobei die Übertragungswelle 43RE, die in Richtung der Spiralfeder 45R herausragt, in der Nähe eines äußeren Umfangsrandes des Flanschabschnitts 43RD bereitgestellt ist, der mit der Übertragungswelle 43RE integriert ist. Die Übertragungswelle 43RE ist in den äußeren Endabschnitt 45RA der Spiralfeder 45R gepasst, wobei die Position des äußeren Endabschnitts 45RA um die Drehachse 47RY herum bewegt. Das Lager 46R ist zwischen der Ausgabewelle 47RA des elektrischen Motors 47R und der Riemenscheibe 43RC bereitgestellt. Das heißt, die Ausgabewelle 47RA ist nicht an die Riemenscheibe 43RC fixiert, wobei die Ausgabewelle 47RA sich in Bezug auf die Riemenscheibe 43RC frei drehen kann. Die Riemenscheibe 43RC wird durch den elektrischen Motor 47R über die Spiralfeder 45R drehend angetrieben. In der vorstehend beschriebenen Konfiguration sind die Ausgabewelle 47RA des elektrischen Motors 47R, das Lager 46R, die Riemenscheibe 43RC, die den Flanschabschnitt 43RD aufweist, und die Spiralfeder 45R koaxial entlang der Drehachse 47RY angeordnet.
Die Spiralfeder 45R speichert das Unterstützungsdrehmoment, das von dem elektrischen Motor 47R übertragen wird, sie speichert das Trägerdrehmoment, das über den Unterstützungsarm 51R, die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R, die Riemenscheibe 43RA und die Riemenscheibe 43RC durch die Bewegung des Oberschenkels des Trägers übertragen wird, und sie speichert als Ergebnis ein synthetisches Drehmoment, das erhalten wird, indem das Unterstützungsdrehmoment und das Trägerdrehmoment synthetisiert werden. Das synthetische Drehmoment, das in der Spiralfeder 45R gespeichert ist, dreht den Unterstützungsarm 51R über die Riemenscheibe 43RC, die Riemenscheibe 43RA und die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R. Mit der vorstehend beschriebenen Konfiguration ist die Ausgabewelle 47RA des elektrischen Motors 47R mit dem Ausgabeverbindungsstück (in dem Fall gemäß 10 dem Unterstützungsarm 51R) über die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R verbunden, die den Drehwinkel der Ausgabewelle 47RA reduziert.
Das synthetische Drehmoment, das in der Spiralfeder 45R gespeichert ist, wird auf der Grundlage eines Winkeländerungsbetrags von einem lastfreien Zustand und der Federkonstante erhalten, wobei es beispielsweise auf der Grundlage des Drehwinkels des Unterstützungsarms 51R (der durch die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS erhalten wird) und des Drehwinkels der Ausgabewelle 47RA des elektrischen Motors 47R (der durch die Motordrehwinkelerfassungseinheit 47RS erhalten wird) sowie der Federkonstante Ks der Spiralfeder 45R erhalten wird. Dann wird das Trägerdrehmoment aus dem erhaltenen synthetischen Drehmoment extrahiert, wobei ein Unterstützungsdrehmoment entsprechend dem Trägerdrehmoment von dem elektrischen Motor ausgegeben wird.
Wie es in 11 veranschaulicht ist, umfasst die Drehmomenterzeugungseinheit 40R der rechten Betätigungseinheit einen Kopplungsabschnitt 40RS, der um die Drehachse 40RY (das heißt eine virtuelle Drehachse 15Y) herum drehbar ist. Wie es in den 2 und 1 veranschaulicht ist, ist der Kopplungsabschnitt 40RS durch ein Kopplungselement, wie beispielsweise einen Bolzen bzw. eine Schraube, durch das Anbringloch 15R des Taillenhalterungsabschnitts 10 verbunden (fixiert). Wie es in den 2 und 1 veranschaulicht ist, ist der untere Endabschnitt des rechten Unterrahmens 32R des Rahmenabschnitts 30 mit dem Verbindungsabschnitt 41RS der rechten Betätigungseinheit 4R verbunden (fixiert). Auf ähnliche Weise ist der Kopplungsabschnitt 40LS der Drehmomenterzeugungseinheit 40L der linken Betätigungseinheit durch ein Kopplungselement, wie beispielsweise einen Bolzen bzw. eine Schraube, durch das Anbringloch 15L des Taillenhalterungsabschnitts 10 verbunden (fixiert), wobei der untere Endabschnitt des linken Unterrahmens 32L des Rahmenabschnitts 30 mit dem Verbindungsabschnitt 41LS der linken Betätigungseinheit 4L verbunden (fixiert) ist. Das heißt, in 2 sind der Taillenhalterungsabschnitt 10 und der Rahmenabschnitt 30 an der Drehmomenterzeugungseinheit 40R der rechten Betätigungseinheit 4R fixiert, wobei der Taillenhalterungsabschnitt 10 und der Rahmenabschnitt 30 an die Drehmomenterzeugungseinheit 40L der linken Betätigungseinheit 4L fixiert sind. Die rechte Betätigungseinheit 4R, die linke Betätigungseinheit 4L und der Rahmenabschnitt 30 sind integriert, wobei sie in Bezug auf den Taillenhalterungsabschnitt 10 durch die Kopplungsabschnitte 40RS, 40LS (siehe 2), die um die virtuelle Drehachse 15Y (siehe 12 und 13) herum drehbar sind, drehbar sind.
Wie es vorstehend beschrieben ist, kann die Steuerungsvorrichtung 61 den Drehwinkel und die Drehrichtung der Spiralfeder 45R von dem lastfreien Zustand auf der Grundlage des Erfassungssignals von der Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS und des Erfassungssignals von der Motordrehwinkelerfassungseinheit 47RS erfassen, wobei sie das Drehmoment (synthetisches Drehmoment) mit dem Drehwinkel, der Drehrichtung und der Federkonstante der Spiralfeder 45R erfassen kann. In diesem Fall entsprechen die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS, die Motordrehwinkelerfassungseinheit 47RS und die Spiralfeder 45R einer Drehmomenterfassungseinheit, wobei die Steuerungsvorrichtung 61 einen ein Drehmoment betreffenden Betrag (in diesem Fall das synthetische Drehmoment), das das Drehmoment betrifft, auf der Grundlage des Vorbeugewinkels, der unter Verwendung der Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS erfasst wird (die einer Winkelerfassungseinheit entspricht), erfassen kann.
In der vorstehenden Beschreibung sind der elektrische Motor 47R, die Spiralfeder 45R, die Motordrehwinkelerfassungseinheit 47RS und die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS alle in der rechten Betätigungseinheit 4R bereitgestellt. Obwohl es nicht gezeigt ist, sind ein elektrischer Motor 47L, eine Spiralfeder 45L, eine Motordrehwinkelerfassungseinheit 47LS und eine Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43LS auf ähnliche Weise in der linken Betätigungseinheit 4L bereitgestellt. Wenn es in der nachstehenden Beschreibung beschrieben wird, bezieht sich der elektrische Motor 47L, die Spiralfeder 45L, die Motordrehwinkelerfassungseinheit 47LS oder die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43LS darauf, was in der linken Betätigungseinheit 4L bereitgestellt ist, obwohl es nicht veranschaulicht ist.
[Äußeres Aussehen, Konfiguration usw. der Bedienungseinheit R1 (Figuren 14 bis 16)]
Als nächstes wird die Bedienungseinheit R1, die es dem Träger erlaubt, einen Unterstützungszustand des Leistungsunterstützungsanzugs 1 auf einfache Weise zu justieren, unter Bezugnahme auf die 14 bis 16 beschrieben. Wie es in 15 veranschaulicht ist, ist die Bedienungseinheit R1 mit der Steuerungsvorrichtung 61 in dem Rucksackabschnitt 37 (siehe 1) über eine verdrahtete oder drahtlose Kommunikationsleitung R1T verbunden. Eine Steuerungsvorrichtung R1E der Bedienungseinheit R1 kann Informationen zu und von der Steuerungsvorrichtung 61 über eine erste Kommunikationseinheit R1EA übertragen und empfangen, wobei die Steuerungsvorrichtung 61 Informationen zu und von der Steuerungsvorrichtung R1E in der Bedienungseinheit R1 über eine Kommunikationseinheit 64 übertragen und empfangen kann. Die Steuerungsvorrichtung R1E der Bedienungseinheit R1 kann Erfassungssignale von den Lasterfassungseinheiten 72L, 72R, 73L, 73R über eine zweite Kommunikationseinheit R1EB (beispielsweise eine drahtlose Kommunikation, wie beispielsweise Bluetooth (registrierte Handelsmarke) oder eine Kommunikation über den menschlichen Körper) empfangen. Wie es in 1 veranschaulicht ist, kann, wenn die Bedienungseinheit R1 nicht betätigt wird, der Träger beispielsweise die Bedienungseinheit R1 in dem Unterbringungsabschnitt R1S, wie beispielsweise einer Tasche unterbringen, die in dem Jackettabschnitt 20 bereitgestellt ist (siehe 1).
Wie es in 14 veranschaulicht ist, umfasst die Bedienungseinheit R1 eine Hauptbedienungseinheit R1A, eine Verstärkung-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1BS, eine Verstärkungshochsetzbedienungseinheit R1BU, eine Verstärkungsheruntersetzbedienungseinheit R1BD, eine Vergrößerungsrate-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1CS, eine Vergrößerungsratenhochsetzbedienungseinheit R1CU, eine Vergrößerungsratenheruntersetzbedienungseinheit R1CD, eine Körpergewichtmessungbedienungseinheit R1K, eine Anzeigeeinheit R1D und dergleichen. Die Verstärkungshochsetzbedienungseinheit R1BU und die Verstärkungsheruntersetzbedienungseinheit R1BD entsprechen einer Verstärkungsänderungseinheit, wobei die Vergrößerungsratenhochsetzbedienungseinheit R1CU und die Vergrößerungsratenheruntersetzbedienungseinheit R1CD einer Vergrößerungsratenänderungseinheit entsprechen. Wie es in 15 veranschaulicht ist, umfasst die Bedienungseinheit R1 die Steuerungsvorrichtung R1E, eine Bedienungseinheitleistungsquelle R1F und dergleichen. Die Hauptbedienungseinheit R1A, die Verstärkungshochsetzbedienungseinheit R1BU, die Verstärkungsheruntersetzbedienungseinheit R1BD, die Vergrößerungsratenhochsetzbedienungseinheit R1CU, die Vergrößerungsratenheruntersetzbedienungseinheit R1CD, die Verstärkung-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1BS, die Vergrößerungsrate-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1CS und die Körpergewichtsmessungsbedienungseinheit R1K ragen vorzugsweise nicht von angeordneten Oberflächen heraus, um eine irrtümliche Bedienung bzw. Betätigung zu verhindern, wenn die Bedienungseinheit R1 in den Unterbringungsabschnitt R1S (siehe 1) untergebracht wird.
Die Hauptbedienungseinheit R1A ist ein Schalter für ein Starten und Stoppen einer Unterstützungssteuerung durch den Leistungsunterstützungsanzug 1 bei einer Betätigung von dem Benutzer. Wie es in 15 veranschaulicht ist, ist ein Hauptleitungsschaler 65 für ein Starten und Stoppen des Leistungsunterstützungsanzugs 1 selbst (als Ganzes) beispielsweise bei dem Rucksackabschnitt 37 bereitgestellt. Wenn der Hauptleitungsschaler 65 auf eine EIN-Seite betätigt wird, werden die Steuerungsvorrichtung 61 und die Steuerungsvorrichtung R1E aktiviert, und wenn der Hauptleistungsschalter 65 auf eine AUS-Seite betätigt wird, wird der Betrieb der Steuerungsvorrichtung 61 und der Steuerungsvorrichtung R1E gestoppt. Wie es in 14 veranschaulicht ist, zeigt beispielsweise ein Anzeigebereich R1DB der Anzeigeeinheit R1D der Bedienungseinheit R1 an, ob der derzeitige Betriebszustand des Leistungsunterstützungsanzugs EIN (in Betrieb) oder AUS (gestoppt) ist.
Die Verstärkung-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1BS ist ein Schalter, der eine Verstärkung (eine Magnitude) des Unterstützungsdrehmoments zwischen automatisch justiert und manuell durch den Träger justiert umschaltet. Wenn die Verstärkung-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1BS auf eine „AUTOMATISCH“-Seite eingestellt ist, ist eine Betätigung der Verstärkungshochsetzbedienungseinheit R1BU und der Verstärkungsheruntersetzbedienungseinheit R1BD deaktiviert, wobei die Steuerungsvorrichtung 61 die Masse (oder das Gewicht) des Objekts, das durch den Träger gehalten wird, erfasst und die Magnitude des Unterstützungsdrehmoments entsprechend der erfassten Masse (oder dem erfassten Gewicht) des Objekts justiert. Wenn die Verstärkung-Automatisch-/ Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1BS auf eine „MANUELL“-Seite eingestellt ist, ist die Betätigung der Verstärkungshochsetzbedienungseinheit R1BU und der Verstärkungsheruntersetzbedienungseinheit R1BD aktiviert, wobei die Steuerungsvorrichtung 61 die Magnitude des Unterstützungsdrehmoments entsprechend der Betätigung der Verstärkungshochsetzbedienungseinheit R1BU und der Verstärkungsheruntersetzbedienungseinheit R1BD ändert. Um die Masse (oder das Gewicht) des Objekts zu erfassen, ist es erforderlich, die Masse (oder das Gewicht) des Trägers zu messen, wobei die Körpergewichtsmessungsbedienungseinheit R1K verwendet wird, wenn der Träger die Steuerungsvorrichtung veranlasst, seine/ihre Masse zu messen, wie es nachstehend beschrieben wird. Zu der Zeit einer automischen Verstärkung kann ein Lernmodell, das durch ein maschinelles Lernen (wie beispielsweise ein neuronales Netzwerk) erzeugt wird, verwendet werden, um die Verstärkung zu justieren (das Lernmodell kann einer Speichereinheit für ein Lernen in der Steuerungsvorrichtung 61 bereitgestellt sein, um einen Lernbetrieb auszuführen und die Verstärkung zu justieren, oder ein Lernmodell eines anderen Leistungsunterstützungsanzugs kann in der Speichereinheit unter Verwendung der Kommunikationseinheit 64 oder dergleichen gespeichert werden, um den Lernbetrieb auszuführen und die Verstärkung zu justieren).
Die Verstärkungshochsetzbedienungseinheit R1BU ist ein Schalter, der die Verstärkung des Unterstützungsdrehmoments, das durch den Leistungsunterstützungsanzug erzeugt wird, bei einer Betätigung von dem Benutzer vergrößert, wenn die Verstärkung-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1BS, auf die „MANUELL“-Seite eingestellt ist, wobei die Verstärkungsheruntersetzbedienungseinheit R1BD ein Schalter ist, der die Verstärkung des Unterstützungsdrehmoments, das durch den Leistungsunterstützungsanzug erzeugt wird, bei einer Betätigung von dem Benutzer verringert. Beispielsweise vergrößert, wie es in „BEDIENUNGSEINHEIT VERSTÄRKUNG (WENN „VERSTÄRKUNGSEINSTELLUNG = MANUELL“)“ in 16 gezeigt ist, die Steuerungsvorrichtung R1E eine gespeicherte Verstärkungszahl um eins jedes Mal, wenn die Verstärkungshochsetzbedienungseinheit R1BU betätigt wird, wobei sie die Verstärkungszahl um eins jedes Mal verringert, wenn die Verstärkungsheruntersetzbedienungseinheit R1BD betätigt wird. Das Beispiel gemäß 16 zeigt vier Beispiele, deren Verstärkungszahlen jeweils 0 bis 3 sind, ohne auf vier begrenzt zu sein. Wie es in 14 veranschaulicht ist, zeigt die Steuerungsvorrichtung R1E (siehe 15) beispielsweise entsprechend der derzeitigen Verstärkungszahl in dem Anzeigebereich R1DC der Anzeigeeinheit R1D der Bedienungseinheit R1 an.
Die Vergrößerungsrate-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1CS ist ein Schalter, der eine Vergrößerungsrate des Unterstützungsdrehmoments (einen Zeitpunkt für ein Aufbringen des Unterstützungsdrehmoments) zwischen automatisch justiert und manuell durch den Träger justiert umschaltet. Wenn die Vergrößerungsrate-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1CS auf eine „AUTOMATISCH“-Seite eingestellt ist, ist eine Betätigung der Vergrößerungsratenhochsetzbedienungseinheit R1CU und der Vergrößerungsratenheruntersetzbedienungseinheit R1CD deaktiviert, wobei die Steuerungsvorrichtung 61 die Vergrößerungsrate des Unterstützungsdrehmoments (den Zeitpunkt für ein Aufbringen des Unterstützungsdrehmoments) automatisch justiert. Wenn die Vergrößerungsrate-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1CS auf eine „MANUELL“-Seite eingestellt ist, ist die Betätigung der Vergrößerungsratenhochsetzbedienungseinheit R1CU und der Vergrößerungsratenheruntersetzbedienungseinheit R1CD aktiviert, wobei die Steuerungsvorrichtung 61 die Vergrößerungsrate des Unterstützungsdrehmoments entsprechend der Betätigung der Vergrößerungsratenhochsetzbedienungseinheit R1CU und der Vergrößerungsratenheruntersetzbedienungseinheit R1CD ändert. Zu der Zeit einer automatischen Vergrößerungsrate kann ein Lernmodell, das durch ein maschinelles Lernen (wie beispielsweise ein neuronales Netzwerk) erzeugt wird, verwendet werden, um die Vergrößerungsrate zu justieren (das Lernmodell kann in einer Speichereinheit für ein Lernen in der Steuerungsvorrichtung 61 bereitgestellt sein, um einen Lernbetrieb auszuführen und die Vergrößerungsrate zu justieren, oder ein Lernmodell eines anderen Leistungsunterstützungsanzugs kann in der Speichereinheit unter Verwendung der Kommunikationseinheit 64 oder dergleichen gespeichert werden, um den Lernbetrieb auszuführen und die Vergrößerungsrate zu justieren).
Die Vergrößerungsratenhochsetzbedienungseinheit R1CU und die Vergrößerungsratenheruntersetzbedienungseinheit R1CD sind Schalter, die schnell/langsam der Vergrößerungsrate des Unterstützungsdrehmoments (den Zeitpunkt für ein Aufbringen des Unterstützungsdrehmoments), das durch den Leistungsunterstützungsanzug erzeugt wird, durch eine Betätigung von dem Träger justieren, wenn die Vergrößerungsrate-Automatisch-/Manuell-Bedienungseinheit R1CS auf die „MANUELL“-Seite eingestellt ist. Beispielsweise vergrößert, wie es in „BEDIENUNGSEINHEIT VERGRÖSSERUNGSRATE (WENN „VERGRÖSSERUNGSRATE = MANUELL“)“ in 16 gezeigt ist, die Steuerungsvorrichtung R1E die gespeicherte Ratenzahl um eins jedes Mal, wenn die Vergrößerungsratenhochsetzbedienungseinheit R1CU betätigt wird, wobei sie die Ratenzahl um eins jedes Mal verringert, wenn die Vergrößerungsratenheruntersetzbedienungseinheit R1CD betätigt wird. Das Beispiel gemäß 16 zeigt sechs Beispiele, deren Ratenzahlen jeweils -1 bis 4 betragen, ohne auf sechs begrenzt zu sein. Wie es in 14 veranschaulicht ist, zeigt die Steuerungsvorrichtung R1I (siehe 15) beispielsweise entsprechend der derzeitigen Ratenzahl in einem Anzeigebereich R1DD der Anzeigeeinheit R1D der Bedienungseinheit R1 an.
Die Steuerungsvorrichtung R1E der Bedienungseinheit R1 überträgt Betätigungsinformationen über die erste Kommunikationseinheit R1EA (siehe 15) bei einem vorbestimmten Zeitintervall (beispielsweise ein Intervall von mehreren [ms] bis mehrere hundert [ms]) oder jedes Mal, wenn irgendeine der Hauptbedienungseinheit R1A, der Verstärkungshochsetzbedienungseinheit R1BU, der Verstärkungsheruntersetzbedienungseinheit R1BD; der Vergrößerungsratenhochsetzbedienungseinheit R1CU, der Vergrößerungsratenheruntersetzbedienungseinheit R1CD, der Verstärkung-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1BS und der Vergrößerungsrate-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1CS betätigt wird. Die Betätigungsinformationen umfassen die vorstehend beschriebene Stoppanweisung oder Startanweisung, die Verstärkungszahl, die Verstärkung-Automatisch-/Manuell-Information von der Verstärkung-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit, die Ratenzahl, die Vergrößerungsrate-Automatisch-/Manuell-Information von der Vergrößerungsrate-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit, die Körpergewichtsmessanweisungsinformation von der Körpergewichtsmessungsbedienungseinheit, das Erfassungssignal von der Lasterfassungseinheit und dergleichen.
Bei einem Empfang der Betätigungsinformationen speichert die Steuerungsvorrichtung 61 des Rucksackabschnitts 37 die empfangenen Betätigungsinformationen und überträgt über die Kommunikationseinheit 64 Antwortinformationen, die Batterieinformationen, die einen Zustand einer Batterie einer Leistungszufuhreinheit 63 angeben, die verwendet wird, um den Leistungsunterstützungsanzug anzutreiben, und Unterstützungsinformationen umfassen, die einen Unterstützungszustand angeben (siehe 15). Die Batterieinformationen, die in den Antwortinformationen beinhaltet sind, umfassen einen Restbetrag der Leistungszufuhreinheit 63, wobei die Unterstützungsinformationen, die in den Antwortinformationen beinhaltet sind, Fehlerinformationen umfassen, die Einzelheiten der Anomalie angeben, beispielsweise, wenn eine Anomalie in dem Leistungsunterstützungsanzug gefunden wird. Wie es in 15 veranschaulicht ist, zeigt die Steuerungsvorrichtung R1E beispielsweise den Batterierestbetrag und dergleichen auf dem Anzeigebereich R1DA (siehe 14) der Anzeigeeinheit R1D der Bedienungseinheit R1 an, wobei sie Fehlerinformationen (in diesem Fall „ANOMALIE 1“, „ANOMALIE 2“) auf dem Anzeigebereich R1DF (siehe 14) der Anzeigeeinheit R1D anzeigt, wenn Fehlerinformationen beinhaltet sind.
Beispielsweise blinkt (siehe 20), wenn eine der Spiralfedern 45L, 45R der linken Betätigungseinheit 4L oder der rechten Betätigungseinheit 4R eine Ausgabegrenze eines Federdrehmoments überschreitet, ein Symbol entsprechend „ANOMALIE 1“ (siehe 14). Beispielsweise blinkt (siehe 20), wenn eine der Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheiten 43LS, 43LR der linken Betätigungseinheit 4L oder der rechten Betätigungseinheit 4R eine Fehlfunktion aufweist, ein Symbol entsprechend „ANOMALIE 2“ (siehe 14).
Wenn die Steuerungsvorrichtung 61 die Betätigungsinformationen von der Steuerungsvorrichtung R1E empfängt (siehe 15), aktiviert die Steuerungsvorrichtung 61 (siehe 15) den Leistungsunterstützungsanzug, wenn die empfangenen Betätigungsinformationen die Startanweisung umfassen, wobei sie den Leistungsunterstützungsanzug stoppt, wenn die empfangenen Betätigungsinformationen die Stoppanweisung umfassen. Ferner speichert, wie es beispielsweise durch die „STEUERUNGSVORRICHTUNGSVERSTÄRKUNG“ in 16 angegeben ist, die Steuerungsvorrichtung 61 den Wert (0 bis 3) der Verstärkung C_p, der der Verstärkungszahl entspricht, und sie speichert eine (rechte) Vergrößerungsrate C_sR (rechte Ratenzahl: - 1 bis 4) und eine (linke) Vergrößerungsrate C_s,L (linke Ratenzahl: -1 bis 4) entsprechend der Ratenzahl. Die vorstehend beschriebenen Parameter C_p, C_s,R, C_s,L werden in einer nachstehend beschriebenen Verarbeitungsprozedur verwendet.
Der Leistungsunterstützungsanzug weist drei Bewegungsbetriebsarten für ein Erzeugen eines Unterstützungsdrehmoments für eine Unterstützung der Bewegung des Trägers auf, wobei die Bewegungsbetriebsarten eine Absenkbetriebsart, eine Anhebebetriebsart und eine Laufbetriebsart umfassen. Die Absenkbetriebsart ist eine Bewegungsbetriebsart für ein Unterstützen einer Objektabsenktätigkeit durch den Benutzer. Die Anhebebetriebsart ist eine Bewegungsbetriebsart für ein Unterstützen einer Objektanhebetätigkeit durch den Träger. Die Laufbetriebsart ist eine Bewegungsbetriebsart für ein Unterstützen einer Laufbewegung des Trägers. Wie es nachstehend ausführlich beschrieben wird, schaltet die Steuerungsvorrichtung 61 automatisch die vorstehend beschriebenen drei Bewegungsbetriebsarten auf der Grundlage der Drehmomente, die bei der linken Betätigungseinheit 4L und der rechten Betätigungseinheit 4R (siehe 1) aufgebracht werden, (oder der ein Drehmoment betreffenden Beträge, die die Drehmomente betreffen) um. Wie es nachstehend beschrieben wird, schaltet die Steuerungsvorrichtung 61 auf die „Anhebebetriebsart“ um, wenn bestimmt wird, dass der Träger die Anhebebewegung startet, sie schaltet auf die „Absenkbetriebsart“ um, wenn bestimmt wird, dass der Träger die Absenkbewegung startet, und sie schaltet auf die „Laufbetriebsart“ um, wenn bestimmt wird, dass der Träger die Laufbewegung startet.
Wie es in dem Beispiel gemäß „STEUERUNGSVORRICHTUNG BEWEGUNGSBETRIEBSART“ in 16 gezeigt ist, kann in „ABSENKBETRIEBSART“ die Verstärkung auf automatisch oder manuell durch die Verstärkung-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1BS (siehe 14) umgeschaltet werden, wobei eine automatische/manuelle Umschaltung für die Vergrößerungsrate nicht bereitgestellt ist. In „ANHEBEBETRIEBSART“ kann die Verstärkung auch auf automatisch oder manuell durch die Verstärkung-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1BS (siehe 14) umgeschaltet werden, wobei die Vergrößerungsrate auf automatisch oder manuell durch die Vergrößerungsrate-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1CS (siehe 14) umgeschaltet werden kann. In „LAUFBETRIEBSART“ ist eine automatische/manuelle Umschaltung für die Vergrößerungsrate nicht bereitgestellt. Die „STEUERUNGSVORRICHTUNG BEWEGUNGSBETRIEBSART“, die in 16 veranschaulicht ist, ist ein Beispiel, wobei es eine automatische/manuelle Umschaltung für die Vergrößerungsrate in der Absenkbetriebsart aktivieren kann und eine automatische/manuelle Umschaltung für die Verstärkung in der Laufbetriebsart aktivieren kann.
Wie es vorstehend beschrieben ist, kann der Träger über die Betätigung der Bedienungseinheit R1 auf einfache Weise eine Justierung für eine Einstellung des gewünschten Unterstützungszustands ausführen. Ferner kann der Träger, da der Batterierestbetrag, die Fehlerinformationen und dergleichen auf der Anzeigeeinheit R1D der Bedienungseinheit R1 angezeigt werden, auf einfache Weise den Zustand des Leistungsunterstützungsanzugs begreifen. Eine Form der verschiedenen Typen von Informationen, die auf der Anzeigeeinheit R1D angezeigt werden, ist nicht auf das Beispiel begrenzt, das in 14 veranschaulicht ist.
[Eingabe und Ausgabe der Steuerungsvorrichtung 61 (Fig. 15)]
Wie es in 15 veranschaulicht ist, ist die Steuerungsvorrichtung 61 in dem Rucksackabschnitt 37 untergebracht. In dem Beispiel, das in 15 veranschaulicht ist, sind die Steuerungsvorrichtung 61, eine Motoransteuerungseinrichtung 62, die Leistungszufuhreinheit 63 und dergleichen in dem Rucksackabschnitt 37 untergebracht. Die Steuerungsvorrichtung 61 umfasst beispielsweise eine Steuerungseinheit 66 (CPU), eine Speichereinheit 67 (die ein Steuerungsprogramm und dergleichen speichert und die einer Speichervorrichtung entspricht). Die Steuerungsvorrichtung 61 umfasst eine Justierungsbestimmungseinheit 61A, eine Eingabeverarbeitungseinheit 61B und eine Drehmomentänderungsbetrag-usw.-Berechnungseinheit 61C, eine Bewegungsbetriebsartbestimmungseinheit 61D, eine Auswahleinheit 61E, eine Absenkunterstützungsdrehmomentberechnungseinheit 61F, eine Anhebungsunterstützungsdrehmomentberechnungseinheit 61G, eine Laufunterstützungsdrehmomentberechnngseinheit 61H, eine Steuerungsbefehlswertberechnungseinheit 611, eine Lastbestimmungseinheit 61J, eine Fehlfunktionserfassungsverarbeitungseinheit 61K, die Kommunikationseinheit 64 und dergleichen, was nachstehend beschrieben wird. Die Motoransteuerungseinrichtung 62 ist eine elektronische Schaltung, die einen Ansteuerungsstrom für eine Ansteuerung des elektrischen Motors 47R auf der Grundlage eines Steuerungssignals von der Steuerungsvorrichtung 61 ausgibt. Die Leistungszufuhreinheit 63 ist beispielsweise eine Lithium-Batterie und führt der Steuerungsvorrichtung 61 und der Motoransteuerungseinrichtung 62 eine Leistung zu. Ein Betrieb der Kommunikationseinheit 64 wird nachstehend beschrieben. Ein Erfassungssignal von der Beschleunigungserfassungseinheit 75 wird in die Steuerungsvorrichtung 61 eingegeben.
Die Betätigungsinformationen von der Bedienungseinheit R1, ein Erfassungssignal von der Motordrehwinkelerfassungseinheit 47RS (ein Erfassungssignal, das einem Ist-Motorwellenwinkel θ_rM,R des (rechten) elektrischen Motors 47R entspricht), ein Erfassungssignal von der (rechten) Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS (ein Erfassungssignal, das einem Ist-Verbindungsstückwinkel θ_L,R des Unterstützungsarms 51R entspricht) und dergleichen werden in die Steuerungsvorrichtung 61 eingegeben. Die Steuerungsvorrichtung 61 erhält den Drehwinkel des (rechten) elektrischen Motors 47R auf der Grundlage der eingegebenen Signale, wobei sie ein Steuerungssignal entsprechend dem erhaltenen Drehwinkel zu der Motoransteuerungseinrichtung 62 ausgibt (das Gleiche trifft auf den (linken) elektrischen Motor zu).
[Steuerungsblock (Fig. 17) und Verarbeitungsprozedur der Steuerungsvorrichtung 61 (Fig. 18)]
Als nächstes wird eine Verarbeitungsprozedur der Steuerungsvorrichtung 61 unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm, das in 18 veranschaulicht ist, und das Steuerungsblockschaltbild, das in 17 veranschaulicht ist, beschrieben. Das Steuerungsblockschaltbild, das in 17 veranschaulicht ist, umfasst einen Justierungsbestimmungsblock B10, einen Eingabeverarbeitungsblock B20, einen Drehmomentänderungsbetragberechnungsblock B30, einen Fehlfunktionserfassungsverarbeitungsblock B35, einen Bewegungsbetriebsartbestimmungsblock B40, einen Lastbestimmungsblock B45, einen Auswahlblock B54, einen Unterstützungsdrehmomentberechnungsblock B50, einen Absenkunterstützungsdrehmomentberechnungsblock B51, einen Anhebeunterstützungsdrehmomentberechnungsblock B52, einen Laufunterstützungsdrehmomentberechnungsblock B53, einen Steuerungsbefehlswertberechnungsblock B60, Umschaltschalter S51, ,S52 und dergleichen. Verarbeitungsinhalte jedes Blocks werden unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm, das in 18 veranschaulicht ist, beschrieben.
[Gesamtverarbeitungsablauf (Fig. 18)]
Das in 18 veranschaulichte Flussdiagramm zeigt eine Verarbeitungsprozedur zur Steuerung der (rechten) Betätigungseinheit 4R und der (linken) Betätigungseinheit 4L. Die in 18 veranschaulichte Verarbeitung wird bei einem vorbestimmten Zeitintervall (beispielsweise ein Intervall von mehreren [ms]) gestartet, wobei, wenn die Verarbeitung gestartet wird, die Steuerungsvorrichtung 61 (die der Steuerungseinheit entspricht) zu Schritt S010 voranschreitet. Ein Verarbeitungsprogramm der Steuerungsvorrichtung 61, Daten, wie beispielsweise eine Abbildung, und dergleichen sind in der Speichereinheit 67 (die der Speichervorrichtung entspricht) gespeichert.
In Schritt S010 führt die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung gemäß S100 (siehe 19) aus, wobei die Verarbeitung zu Schritt S015 voranschreitet. Die Verarbeitung gemäß S100 entspricht dem Justierungsbestimmungsblock B10, dem Eingabeverarbeitungsblock B20 und dem Drehmomentänderungsbetragusw.-Berechnungsblock B30, die in 17 veranschaulicht sind, wobei sie der Justierungsbestimmungseinheit 61A, der Eingabeverarbeitungseinheit 61B und der Drehmomentänderungsbetrag-usw.-Berechnungseinheit 61C entspricht, die in 15 veranschaulicht sind. Einzelheiten der Verarbeitung in S100 werden nachstehend beschrieben.
In Schritt S015 führt die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung gemäß S150 (siehe 20) aus, wobei die Verarbeitung zu Schritt S018 voranschreitet. Die Verarbeitung gemäß S150 entspricht dem Fehlfunktionserfassungsverarbeitungsblock B35, der in 17 veranschaulicht ist, und entspricht der Fehlfunktionserfassungsverarbeitungseinheit 61K, die in 15 veranschaulicht ist. Die Verarbeitung gemäß S150 ist eine Verarbeitung zur Erfassung einer Fehlfunktion der rechten Betätigungseinheit 4R und der linken Betätigungseinheit 4L, wobei Einzelheiten der Verarbeitung gemäß S150 nachstehend beschrieben werden.
In Schritt S018 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob zumindest eines aus einem ersten Fehlfunktionsflag bzw. Fehlfunktionskennzeichen und einem zweiten Fehlfunktionsflag bzw. Fehlfunktionskennzeichen auf EIN in der Fehlfunktionserfassungsverarbeitung gemäß Schritt S015 gesetzt ist. Die Steuerungsvorrichtung 61 beendet die Verarbeitung, wenn zumindest eines aus dem ersten Fehlfunktionsflag oder dem zweiten Fehlfunktionsflag auf EIN ist (Ja), wobei sie zu Schritt S020 voranschreitet, wenn weder das erste Fehlfunktionsflag noch das zweite Fehlfunktionsflag auf EIN ist (Nein).
Wenn die die Verarbeitung zu Schritt S020 voranschreitet, führt die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung gemäß S200 (siehe 22) aus, wobei sie zu Schritt S025 voranschreitet. Die Verarbeitung gemäß S200 entspricht dem Bewegungsbetriebsartbestimmungsblock B40, der in 17 veranschaulicht ist, und entspricht der Bewegungsbetriebsartbestimmungseinheit 61D, die in 15 veranschaulicht ist. In der Verarbeitung gemäß S200 schaltet die Steuerungsvorrichtung 61 die Bewegungsbetriebsart auf eine aus der „Anhebebetriebsart“, der „Absenkbetriebsart“ und der „Laufbetriebsart“ um oder erhält sie aufrecht. Einzelheiten der Verarbeitung in S200 werden nachstehend beschrieben.
In Schritt S025 führt die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung gemäß S300 (siehe 23) aus, wobei die Verarbeitung zu Schritt S030 voranschreitet. Die Verarbeitung gemäß S300 entspricht dem Lastbestimmungsblock B45, der in 17 veranschaulicht ist, und entspricht der Lastbestimmungseinheit 61J, die in 15 veranschaulicht ist. Die Verarbeitung gemäß S300 ist eine Verarbeitung zur Bestimmung eines Werts der Verstärkung C_p, wobei Einzelheiten der Verarbeitung gemäß S300 nachstehend beschrieben werden.
In Schritt S030 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob die Bewegungsbetriebsart, die in Schritt S020 bestimmt wird, die Anhebebetriebsart ist. Die Steuerungsvorrichtung 61 schreitet zu Schritt S045 voran, wenn die Bewegungsbetriebsart die Anhebebetriebsart ist (Ja), wobei sie zu Schritt S035 voranschreitet, wenn die Bewegungsbetriebsart nicht die Anhebebetriebsart ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S035 voranschreitet, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob die Bewegungsbetriebsart, die in Schritt S020 bestimmt wird, die Absenkbetriebsart ist. Die Steuerungsvorrichtung 61 schreitet zu Schritt S040R voran, wenn die Bewegungsbetriebsart die Absenkbetriebsart ist (Ja), wobei sie zu Schritt S050 voranschreitet, wenn die Bewegungsbetriebsart nicht die Absenkbetriebsart ist (Nein). Die Verarbeitung in den Schritten S030, S035 entspricht dem Auswahlblock B54, der in 17 veranschaulicht ist, und entspricht der Auswahleinheit 61E, die in 15 veranschaulicht ist.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S040R voranschreitet, führt die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung gemäß SD000R (siehe 30) aus, wobei sie zu Schritt S040L voranschreitet. Die Verarbeitung gemäß SD000R ist eine Verarbeitung zum Erhalten eines Steuerungsbefehlswerts der (rechten) Betätigungseinheit 4R in der Absenkbewegung, sie entspricht dem Absenkunterstützungsdrehmomentberechnungsblock B51, der in 17 veranschaulicht ist, und sie entspricht der Absenkunterstützungsdrehmomentberechnungseinheit 61F, die in 15 veranschaulicht ist. Einzelheiten der Verarbeitung in SD000R werden nachstehend beschrieben.
In Schritt S040L führt die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung gemäß SD000L (nicht gezeigt) aus, wobei sie zu Schritt S060R voranschreitet. Die Verarbeitung gemäß SD000L ist eine Verarbeitung zum Erhalten eines Steuerungsbefehlswerts der (linken) Betätigungseinheit 4L in der Absenkbewegung, sie entspricht dem Absenkunterstützungsdrehmomentberechnungsblock B51, der in 17 veranschaulicht ist, und sie entspricht der Absenkunterstützungsdrehmomentberechnungseinheit 61F, die in 15 veranschaulicht ist. Da die Verarbeitung gemäß SD000L die gleiche ist wie die gemäß SD000R, wird eine ausführliche Beschreibung hiervon weggelassen.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S045 voranschreitet, führt die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung gemäß SU000 (siehe 35A und 35B) aus, wobei sie zu Schritt S060R voranschreitet. Die Verarbeitung gemäß SU000 ist eine Verarbeitung zum Erhalten von Steuerungsbefehlswerten der (rechten) Betätigungseinheit 4R und der (linken) Betätigungseinheit 4L in der Anhebebewegung, sie entspricht dem Anhebeunterstützungsdrehmomentberechnungsblock B52, der in 17 veranschaulicht ist, und sie entspricht der Anhebunterstützungsdrehmomentberechnungseinheit 61G, die in 15 veranschaulicht ist. Einzelheiten der Verarbeitung in SU000 werden nachstehend beschrieben.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S050 voranschreitet, führt die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung gemäß SW000 (nicht gezeigt) aus, wobei sie zu Schritt S060R voranschreitet. Die Verarbeitung gemäß SW000 ist eine Verarbeitung zum Erhalten der Steuerungsbefehlswerte der (rechten) Betätigungseinheit 4R und der (linken) Betätigungseinheit 4L in der Laufbewegung, sie entspricht dem Laufunterstützungsdrehmomentberechnungsblock B53, der in 17 veranschaulicht ist, und sie entspricht der Laufunterstützungsdrehmomentberechnungseinheit 61H, die in 15 veranschaulicht ist. Einzelheiten der Verarbeitung in SW000 werden nachstehend beschrieben.
In Schritt S060R führt die Steuerungsvorrichtung 61 eine Regelung des (rechten) elektrischen Motors auf der Grundlage des (rechten) Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts aus, der in Schritt S060R oder SU000 oder SW000 erhalten wird, wobei sie zu Schritt S060L voranschreitet.
In Schritt S060L führt die Steuerungsvorrichtung 61 eine Regelung des (linken) elektrischen Motors auf der Grundlage des (linken) Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts aus, der in SD000L oder SU000 oder SW000 erhalten wird, wobei sie die Verarbeitung beendet. Die Verarbeitung gemäß den Schritten S060R, S060L entspricht dem Steuerungsbefehlswertberechnungsblock B60, der in 17 veranschaulicht ist, und entspricht der Steuerungsbefehlswertberechnungseinheit 611, die in 15 veranschaulicht ist.
[Einzelheiten von S100: Justierungsbestimmung, Eingabeverarbeitung und Drehmomentänderungsbetrag-usw.-Berechnung (Fig. 19)]
Als nächstes werden Einzelheiten der Verarbeitung in Schritt S100 entsprechend Schritt S010, der in 18 veranschaulicht ist, unter Bezugnahme auf 19 beschrieben. In der Verarbeitung gemäß S100 erkennt die Steuerungsvorrichtung 61 auf der Grundlage der Informationen von der Bedienungseinheit, ob die Vergrößerungsrate-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit auf „AUTOMATISCHE VERGRÖSSRUNGSRATE“ oder „MANUELLE VERGRÖSSERUNGSRATE“ eingestellt ist, wobei sie dies speichert. In einem Fall von „MANUELLE VERGRÖSSRUNGSRATE“ speichert die Steuerungsvorrichtung 61 eines von -1, 0, 1, 2, 3, 4 als eine (rechte) Vergrößerungsrate C_s,R und eine (linke) Vergrößerungsrate C_s,L auf der Grundlage der Informationen von der Bedienungseinheit, mit der Ausnahme von „EIN FALL, IN DEM BEWEGUNGSBERIEBSART = ANHEBEBETRIEBSART ODER ABSENKBETRIEBSART UND BEWEGUNGSZUSTAND S = 1 BIS 4“ (siehe „STEUERUNGSVORRICHTUNG VERGRÖSSERUNGRATE“ in 16). Ferner erkennt die Steuerungsvorrichtung 61 auf der Grundlage der Informationen von der Bedienungseinheit, ob die Verstärkung-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit auf „AUTOMATISCHE VERSTÄRKUNG“ oder „MANUELLE VERSTÄRKUNG“ eingestellt ist, wobei sie dies speichert, und sie speichert „BEDIENUNGSEINHEIT VERSTÄRKUNG (eine von 0, 1, 2, 3; siehe 16)“ auf der Grundlage der Informationen von der Bedienungseinheit in dem Fall von „MANUELLE VERSTÄRKUNG“. Das Vorstehende entspricht dem Justierungsbestimmungsblock B10, der in 17 veranschaulicht ist, und der Justierungsbestimmungseinheit 61A, die in 15 veranschaulicht ist.
Die Steuerungsvorrichtung 61 speichert einen (rechten) Verbindungsstückwinkel θ_L,R (t) vor einer Aktualisierung als einen vorangegangenen (rechten) Verbindungsstückwinkel θ_L,R (t-1), und sie speichert einen (linken) Verbindungsstückwinkel θ_L,L (t) vor einer Aktualisierung als einen vorangegangenen (linken) Verbindungsstückwinkel θ_L,L (t-1). Ferner erfasst die Steuerungsvorrichtung 61 einen derzeitigen (rechten) Verbindungsstückwinkel unter Verwendung der Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS (die der Winkelerfassungseinheit entspricht; siehe 10 und 11) der (rechten) Betätigungseinheit, wobei sie den (rechten) Verbindungsstückwinkel θ_L,R (t) speichert (aktualisiert). Auf ähnliche Weise erfasst die Steuerungsvorrichtung 61 einen derzeitigen (linken) Verbindungsstückwinkel unter Verwendung der Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit (die der Winkelerfassungseinheit entspricht) der (linken) Betätigungseinheit, wobei sie den (linken) Verbindungsstückwinkel θ_L,L (t) speichert (aktualisiert). Ferner erhält die Steuerungsvorrichtung 61 eine Zugkraft F (siehe 24, 25, 27 und 28) auf der Grundlage von Erfassungssignalen von den Lasterfassungseinheiten 72L, 72R, 73L, 73R auf der Grundlage der Informationen von der Bedienungseinheit und speichert sie. Ferner erhält die Steuerungsvorrichtung 61 die Körperbewegungsbeschleunigung av in einer zu dem Rückgrat parallelen Richtung entlang der Rückenoberfläche des Trägers (siehe 27 und 28) und die Körperbewegungsbeschleunigung aw in einer zu dem Rücken orthogonalen Richtung, die zu der Rückenoberfläche des Trägers orthogonal ist (siehe 27 und 28), auf der Grundlage des Erfassungssignals von der Beschleunigungserfassungseinheit 75 und speichert sie. Das Vorstehende entspricht dem Eingabeverarbeitungsblock B20, der in 17 veranschaulicht ist, und der Eingabeverarbeitungseinheit 61B, die in 15 veranschaulicht ist. Der (rechte) Verbindungsstückwinkel θ_L,R (t) ist ein (rechter) Vorbeugewinkel der Taille in Bezug auf den Oberschenkel (siehe 31), wobei der (linke) Verbindungsstückwinkel θ_L,L (t) ein (linker) Vorbeugewinkel der Taille in Bezug auf den Oberschenkel ist (siehe 31).
Die Steuerungsvorrichtung 61 erhält einen (rechten) Verbindungsstückwinkeländerungsbetrag Δθ_L,R (t) entsprechend der nachstehend genannten Gleichung (1) und speichert ihn, und sie erhält einen (linken) Verbindungsstückwinkeländerungsbetrag Δθ_L,L (t) entsprechend einer Gleichung (2) und speichert ihn. Der (rechte) Verbindungsstückwinkeländerungsbetrag Δθ_L,R (t) und der (linke) Verbindungsstückwinkeländerungsbetrag Δθ_L,L (t) entsprechen eine Winkelgeschwindigkeit betreffende Beträge. Die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS entspricht der Drehmomenterfassungseinheit. $\begin{array}{l} (Rechter) Verbindungsst \ddot{u} ckwinkel \ddot{a} nderungsbetrag Δ θ_{L,R} (t) = (rechter) \\ Verbindungsst \ddot{u} ckwinkel θ_{L,R} (t) - (rechter) Verbindungsst \ddot{u} ckwinkel θ_{L,R} (t-1) \end{array}$
$\begin{array}{l} (Linker) Verbindungsst \ddot{u} ckwinkel \ddot{a} nderungsbetrag Δ θ_{L,R} (t) = (linker) \\ Verbindungsst \ddot{u} ckwinkel θ_{L,L} (t) - (linker) Verbindungsst \ddot{u} ckwinkel θ_{L,L} (t-1) \end{array}$
Die Steuerungsvorrichtung 61 erhält einen (rechten) Trägerdrehmomentänderungsbetrag τ_S,R (t) entsprechend der nachstehend genannten Gleichung (3) und speichert ihn, und sie erhält einen (linken) Trägerdrehmomentänderungsbetrag τ_S,L (t) entsprechend einer Gleichung 4 und speichert ihn. Ks ist die Federkonstante der Spiralfeder 45R. $(Rechter) Tr \ddot{a} gerdrehmoment \ddot{a} nderungbetrag τ_{S,R} (t) = Ks* Δ θ_{L,R} (t)$
$(Linker) Tr \ddot{a} gerdrehmoment \ddot{a} nderungbetrag τ_{S,L} (t) = Ks* Δ θ_{L,L} (t)$
Die Steuerungsvorrichtung 61 erhält ein (rechtes) synthetisches Drehmoment (t) entsprechend der nachstehend genannten Geleichung (5) und speichert es, und sie erhält das (linke) synthetische Drehmoment (t) entsprechend einer Gleichung (6) und speichert es. $(Rechter) synthetisches Drehmoment (t) = Ks* θ_{L,R} (t)$
$(Linkes) synthetisches Drehmoment (t) = Ks* θ_{L,L} (t)$
Die Steuerungsvorrichtung 61 erfasst den Motorwellenwinkel des (rechten) elektrischen Motors 47R auf der Grundlage des Erfassungssignals von der Motordrehwinkelerfassungseinheit 47RS des (rechten) elektrischen Motors 47R, wobei sie den (rechten) Ist-Motorwellenwinkel θ_rM,R (t) speichert (aktualisiert). Auf ähnliche Weise erfasst die Steuerungsvorrichtung 61 einen Motorwellenwinkel des (linken) elektrischen Motors auf der Grundlage des Erfassungssignals von der Motordrehwinkelerfassungseinheit des (linken) elektrischen Motors (nicht veranschaulicht), wobei sie einen (linken) Ist-Motorwellenwinkel θ_rM,L (t) speichert (aktualisiert).
Wie es in 11 veranschaulicht ist, wird, wenn das Unterstützungsdrehmoment von dem elektrischen Motor 47R in die Spiralfeder 45R der rechten Betätigungseinheit eingegeben wird, das (rechte) Trägerdrehmoment von dem Oberschenkel des Trägers über die Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R, die Riemenscheibe 43RA und die Riemenscheibe 43RC zu der Spiralfeder 45R eingegeben, wobei die Spiralfeder 45R in einer Komprimierungsrichtung oder einer Ausdehnungsrichtung gedreht wird, um das Drehmoment zu speichern. Der Drehwinkel der Spiralfeder 45R in der Komprimierungsrichtung oder der Ausdehnungsrichtung kann durch (ein (rechter) Riemenscheibendrehwinkel θ_P,R (t), der der Drehwinkel der Riemenscheibe 43RC ist - der (rechte) Ist-Motorwellenwinkel θ_rM,R (t) des elektrischen Motors 47R) ausgedrückt werden. Das (rechte) Federdrehmoment τ_SP,R (t), das das Drehmoment ist, das in der Spiralfeder 45R gespeichert ist, kann als (rechtes) Federdrehmoment τ_SP,R (t) = Ks*(θ_P,R (t) -θ_rM,R (t)) ausgedrückt werden, wobei die Federkonstante Ks der Spiralfeder 45R verwendet wird.
Hierbei gilt, wenn das Untersetzungsverhältnis n_G, das Riemenscheibenuntersetzungsverhältnis n_P und der (rechte) Verbindungsstückwinkel θ_L,R (t) verwendet werden, dass der Riemenscheibendrehwinkel θ_P,R (t) = θ_L,R (t)*n_P*n_G. ist. Aus dem vorstehend Beschriebenen kann das (rechte) Federdrehmoment τ_SP,R (t) durch die nachstehende Gleichung (6-1) ausgedrückt werden. Ferner kann, da θ_S,R (t) = θ_L,R (t)*n_G ist, wenn es auf einem Unterkodiereinrichtungsdrehwinkel θ_S,R (t) beruht, der ein Drehwinkel der Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS in 11 ist, das (rechte) Federdrehmoment τ_SP,R (t) in diesem Fall durch die nachstehende Gleichung (6-2) ausgedrückt werden. $(Rechter) Federdrehmoment τ_{SP,R} (t) = Ks* (θ_{L,R} (t) * n_{G} * n_{P} - θ_{rM,R} (t))$
$(Rechter) Federdrehmoment τ_{SP,R} (t) = Ks* (θ_{L,R} (t) * n_{P} - θ_{rM,R} (t))$
Auf ähnliche Weise kann ein (linkes) Federdrehmoment τ_SP,L (t), das ein Drehmoment ist, das in der Spiralfeder der linken Betätigungseinheit gespeichert wird, entsprechend der nachstehenden (Gleichung 6-3) und (Gleichung 6-4) erhalten werden, wobei der (linke) Verbindungsstückwinkel θ_L,L (t), das Untersetzungsverhältnis n_G, das Riemenscheibenuntersetzungsverhältnis n_P, ein Unterkodiereinrichtungsdrehwinkel θ_S,L (t) der Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit der linken Betätigungseinheit und der (linke) Ist-Motorwellenwinkel θ_rM,L (t) verwendet werden. $(Linkes) Federdrehmoment τ_{SP,L} (t) = Ks* (θ_{L,L} (t) * n_{G} * n_{P} - θ_{rM,L} (t))$
$(Linkes) Federdrehmoment τ_{SP,L} (t) = Ks* (θ_{S,L} (t) * n_{P} - θ_{rM,L} (t))$
Das vorstehend genannte (rechte) Federdrehmoment τ_SP,R (t) entspricht einem ein rechtes Drehmoment betreffenden Betrag, der ein Drehmoment, das ein rechtes Trägerdrehmoment betrifft, das von dem rechten Oberschenkel des Trägers zu der rechten Betätigungseinheit eingegeben wird, und das rechte Unterstützungsdrehmoment ist, das durch die rechte Betätigungseinheit erzeugt wird. Die Rechtes-Drehmoment-Betreffender-Betrag-Erfassungseinheit, die den das rechte Drehmoment betreffenden Betrag erfasst, erfasst den Schwenkwinkel des rechten Oberschenkels in Bezug auf der Taille des Trägers. Wie es in den 10 und 11 veranschaulicht ist, umfasst die Rechtes-Drehmoment-Betreffender-Betrag-Erfassungseinheit die Motordrehwinkelerfassungseinheit 47RS, die den (rechten) Ist-Motorwellenwinkel θ_rM.R (t) erfasst und die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS (die der Rechte-Oberschenkel-Winkelerfassungseinheit entspricht), die den (rechten) Riemenscheibendrehwinkel θ_P,R (t) erfasst, das vorstehend genannte (linke) Federdrehmoment τ_SP,L (t) entspricht einem ein linkes Drehmoment betreffenden Betrag, der ein Drehmoment, das das linke Trägerdrehmoment betrifft, das von dem linken Oberschenkel des Trägers in die linke Betätigungseinheit eingegeben wird, und das linke Unterstützungsdrehmoment ist, das durch die linke Betätigungseinheit erzeugt wird. Die Linkes-Drehmoment-Betreffender-Betrag-Erfassungseinheit, die den das linke Drehmoment betreffenden Betrag erfasst, erfasst den Schwenkwinkel des linken Oberschenkels in Bezug auf die Taille des Trägers. Obwohl es nicht veranschaulicht ist, umfasst die Linkes-Drehmoment-Betreffender-Betrag-Erfassungseinheit die Motordrehwinkelerfassungseinheit, die den (linken) Ist-Motorwellenwinkel θ_rM,L (t) erfasst, und die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit (die der linken Oberschenkelwinkelerfassungseinheit entspricht), die den (linken) Riemenscheibendrehwinkel θ_P,L (t) erfasst.
Die Steuerungsvorrichtung 61 erhält das (rechte) Federdrehmoment τ_SP,R (t) und das (linke) Federdrehmoment τ_SP,L (t) entsprechend den vorstehend genannten Berechnungsgleichungen und speichert sie. Das vorstehend Beschriebene entspricht dem Drehmomentänderungsbetragsberechnungsblock B30, der in 17 veranschaulicht ist, und der Drehmomentänderungsbetrag-usw.-Berechnungseinheit 61C, die in 15 veranschaulicht ist.
[S150: Fehlfunktionserfassungsverarbeitung (Figuren 20 bis 21)]
Als nächstes werden Einzelheiten der Verarbeitung in Schritt S150 entsprechend Schritt S015, der in 18 veranschaulicht ist, unter Bezugnahme auf die 20 und 21 beschrieben. In S150 erfasst die Steuerungsvorrichtung 61 eine Fehlfunktion der rechten Betätigungseinheit 4R und der linken Betätigungseinheit 4L. Die Verarbeitung gemäß S150 entspricht dem Fehlfunktionserfassungsverarbeitungsblock B35, der in 17 veranschaulicht ist, und entspricht der Fehlfunktionserfassungsverarbeitungseinheit 61K, die in 15 veranschaulicht ist.
Nach der Verarbeitung gemäß S150 schreitet die Steuerungsvorrichtung 61 zu Schritt S151 voran. Wie es in 20 veranschaulicht ist, führt in Schritt S151 die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung gemäß S1600R (siehe 21) aus, wobei sie dann zu Schritt S152 voranschreitet. Die Verarbeitung gemäß S1600R ist eine Verarbeitung zur Erfassung einer Fehlfunktion der (rechten) Betätigungseinheit 4R.
In Schritt S152 führt die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung gemäß S1600L (nicht gezeigt) aus, wobei sie dann zu Schritt S153 voranschreitet. Die Verarbeitung gemäß S1600L ist eine Verarbeitung zur Erfassung einer Fehlfunktion der (linken) Betätigungseinheit 4L. Die Verarbeitung gemäß S1600L, die in Schritt S152 ausgeführt wird, zeigt die Verarbeitungsprozedur, die für die (linke) Betätigungseinheit 4L ausgeführt wird, die jedoch die gleiche ist wie die Verarbeitungsprozedur gemäß S1600R, die für die (rechte) Betätigungseinheit 4R ausgeführt wird, wobei eine ausführliche Beschreibung hiervon weggelassen wird.
In Schritt S153 liest die Steuerungsvorrichtung 61 das erste Fehlfunktionsflag von einem RAM aus, wobei sie bestimmt, ob das erste Fehlfunktionsflag auf „EIN“ gesetzt ist. Wie es nachstehend beschrieben wird, wird das erste Fehlfunktionsflag auf „EIN“ in einem Fall gesetzt, in dem zumindest eines des (rechten) Federdrehmoments τ_SP,R (t) (siehe 19), das in der Spiralfeder 45R der rechten Betätigungseinheit 4R gespeichert ist, und des (linken) Federdrehmoments τ_SP,L (t) (siehe 19), das in der Spiralfeder 45L der linken Betätigungseinheit 4L gespeichert ist, ein maximales Drehmoment erreicht, das erzeugt werden kann, ohne die Spiralfedern 45R, 45L zu kaputt zu machen (siehe 21). Das erste Fehlfunktionsflag wird auf „AUS“ gesetzt und in dem RAM gespeichert, wenn die Steuerungsvorrichtung 61 aktiviert oder zurückgesetzt wird.
Die Steuerungsvorrichtung 61 schreitet zu Schritt S154 voran, wenn bestimmt wird, dass das erste Fehlfunktionsflag auf „EIN“ gesetzt ist (S153: JA). In Schritt S154 meldet die Steuerungsvorrichtung 61, dass der Leistungsunterstützungsanzug 1 die Ausgabegrenze überschritten hat, wobei sie dann zu Schritt S155 voranschreitet. Beispielsweise gibt die Steuerungsvorrichtung 61 einen Benachrichtigungsbefehl aus, um die Steuerungsvorrichtung R1E (siehe 15) der Bedienungseinheit R1 (siehe 14) anzuweisen, das Symbol von „ANORMAL 1“ (siehe 14) blinken zu lassen, um das Symbol von „ANORMAL 1“ blinken zu lassen, um den Träger zu benachrichtigen, dass der Leistungsunterstützungsanzug 1 die „Ausgabegrenze“ erreicht. Der Leistungsunterstützungsanzug 1 kann die „Ausgabegrenze“ über einen „nicht gezeigten“ Lautsprecher hörbar melden.
In Schritt S155 stoppt die Steuerungsvorrichtung 61 eine Zufuhr von Leistung zu dem elektrischen Motor 47R (siehe 15) der rechten Betätigungseinheit 4R und dem elektrischen Motor 47L der linken Betätigungseinheit 4L über die Motoransteuerungseinrichtung 62 (siehe 15), wobei sie dann die Verarbeitung gemäß S150 beendet und zurückspringt (zu Schritt S018 in 18 voranschreitet). Folglich wird, da ein Zustand, in dem das erste Fehlfunktionsflag auf „EIN“ gesetzt ist, fortgesetzt wird, bis ein (nicht gezeigter) Rücksetzknopf, der bei dem Rucksackabschnitt 37 bereitgestellt ist, gedrückt wird, die Zufuhr von Leistung zu den elektrischen Motoren 47R, 47L ebenso gestoppt, bis der (nicht gezeigte) Rücksetzknopf gedrückt wird.
Als Ergebnis verschwinden, da die Zufuhr von Leistung zu den elektrischen Motoren 47R, 47L gestoppt ist, die Drehmomente, die an die Spiralfedern 45R, 45L angelegt werden, das (rechte) Federdrehmoment τ_SP,R und das (linke) Federdrehmoment τ_SP,L werden „0“ und es kann verhindert werden, dass die Spiralfedern 45R, 45L kaputt gehen. Ferner kehren, da die Zufuhr von Leistung zu den elektrischen Motoren 47R, 47L gestoppt wird, die Unterstützungsdrehmomente auf „0“ aufgrund der Federkräfte der Spiralfedern 45R, 45L zurück (was eine Zeit von etwa 0,5 Sekunden bis 0,7 Sekunden benötigt), sodass es möglich ist, zu verhindern, dass eine plötzliche Last auf die Taille des Trägers aufgebracht wird, und zu verhindern, dass die Taille Schaden nimmt. Auf diese Weise ist es möglich, einen in hohem Maße zuverlässigen Leistungsunterstützungsanzug 1 bereitzustellen, ohne ein Unbehaglichkeitsgefühl, wie beispielsweise ein Gefühl einer plötzlichen Last, bei dem Träger zu verursachen.
Demgegenüber schreitet die Steuerungsvorrichtung 61 zu Schritt S156 voran, wenn in Schritt S153 bestimmt wird, dass das erste Fehlfunktionsflag auf „AUS“ gesetzt ist (S153: NEIN). In Schritt S156 liest die Steuerungsvorrichtung 61 das zweite Fehlfunktionsflag von dem RAM aus und bestimmt, ob das zweite Fehlfunktionsflag auf „EIN“ gesetzt ist.
Hierbei wird, wie es nachstehend beschrieben wird, die Ausgabeverbindungsstückwinkelerfassungseinheit 43RS als eine Fehlfunktion aufweisend bestimmt und das zweite Fehlfunktionsflag wird auf „EIN“ gesetzt, wenn ein Absolutwert einer Differenz zwischen einem (rechten) ersten Ausgabeverbindungsstückdrehmoment τ_O1R (erstes Drehmoment) des Ausgabeverbindungsstücks 50R (siehe 4), das aus dem (rechten) Federdrehmoment τ_SP,R (t) (siehe 19) berechnet wird, und einem (rechten) zweiten Ausgabeverbindungsstückdrehmoment τ_O2R (zweites Drehmoment) des Ausgabeverbindungsstücks 50R (siehe 4), das aus einem Motorstromwert des elektrischen Motors 47R berechnet wird, größer oder gleich einem „FEHLERSCHWELLENWERT“ (siehe 21) ist.
Ferner wird, wie es nachstehend beschrieben wird, die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43LS als eine Fehlfunktion aufweisend bestimmt und das zweite Fehlfunktionsflag wird auf „EIN“ gesetzt, wenn ein Absolutwert einer Differenz zwischen einem (linken) ersten Ausgabeverbindungsstückdrehmoment τ_O1L (erstes Drehmoment) des Ausgabeverbindungsstücks 50L (siehe 4), das aus dem (linken) Federdrehmoment τ_SP,L (t) (siehe 19) berechnet wird, und einem (linken) zweiten Ausgabeverbindungsstückdrehmoment τ_O2L (zweites Drehmoment) des Ausgabeverbindungsstücks 50L (siehe 4), das aus einem Motorstromwert des elektrischen Motors 47L berechnet wird, größer oder gleich dem „FEHLERSCHWELLENWERT“ (siehe 21) ist.
Die Steuerungsvorrichtung 61 schreitet zu Schritt S157 voran, wenn bestimmt wird, dass das zweite Fehlfunktionsflag auf „EIN“ gesetzt ist (S156: JA). In Schritt S157 meldet die Steuerungsvorrichtung 61, dass eine aus der Ausgabeverbindungstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS oder der Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43LS eine Fehlfunktion aufweist, wobei sie dann zu Schritt S155 voranschreitet. Die Steuerungsvorrichtung 61 beendet die Verarbeitung gemäß S150 und springt zurück (schreitet zu Schritt S018 in 18 voran), wenn bestimmt wird, dass das zweite Fehlfunktionsflag auf „AUS“ gesetzt ist (S156: NEIN).
Beispielsweise gibt die Steuerungsvorrichtung 61 einen Benachrichtigungsbefehl, der die Steuerungsvorrichtung R1I (siehe 15) der Bedienungseinheit R1 (siehe 14) anweist, das Symbol von „ANORMAL 2“ (siehe 14) blinken zu lassen, aus, um das Symbol von „ANORMAL 2“ blinken zu lassen, um den Träger zu benachrichtigen, dass eine aus der Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS oder der Ausgabeverbindungstückdrehwinkelerfassungseinheit 43LS eine Fehlfunktion aufweist. Es kann hörbar über einen (nicht veranschaulichten) Lautsprecher gemeldet werden, dass eine aus der Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS oder der Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43LS eine Fehlfunktion aufweist.
In Schritt S155 stoppt die Steuerungsvorrichtung 61 eine Zufuhr einer Leistung zu dem elektrischen Motor 47R (siehe 15) der rechten Betätigungseinheit 4R und dem elektrischen Motor 47L der linken Betätigungseinheit 4L über die Motoransteuerungseinrichtung 62 (siehe 15), wobei sie dann die Verarbeitung gemäß S150 beendet und zurückspringt (zu Schritt S018 in 18 voranschreitet). Folglich wird, da ein Zustand, in dem das zweite Fehlfunktionsflag auf „EIN“ gesetzt ist, fortgesetzt wird, bis ein (nicht gezeigter) Rücksetzknopf, der bei dem Rucksackabschnitt 37 bereitgestellt ist, gedrückt wird, die Zufuhr von Leistung zu den elektrischen Motoren 47R, 47L ebenso gestoppt, bis der (nicht gezeigte) Rücksetzknopf gedrückt ist.
Als Ergebnis verschwinden, da die Zufuhr von Leistung zu den elektrischen Motoren 47R, 47L gestoppt ist, die Drehmomente, die an die Spiralfedern 45R, 45L angelegt werden, wobei das (rechte) Federdrehmoment τ_SP,R und das (linke) Federdrehmoment τ_SP,L „0“ werden. Als Ergebnis ist es möglich, eine Ausgabe von ungeeigneten Unterstützungsdrehmomenten durch die elektrischen Motoren 47R, 47L zu stoppen. Auf diese Weise ist es möglich, einen in hohem Maße zuverlässigen Leistungsunterstützungsanzug bereitzustellen, der ein geeignetes Unterstützungsdrehmoment mit den elektrischen Motoren 47R, 47L ausgeben kann, ohne ein Unbehaglichkeitsgefühl bei dem Träger zu verursachen, wenn eine Anhebebewegung und eine Absenkbewegung des Objekts unterstützt werden.
[S1600R: Fehlfunktionserfassungsverarbeitung der rechten Betätigungseinheit]
Als nächstes werden Einzelheiten der Verarbeitung gemäß S1600R, die in Schritt S151 ausgeführt wird, der in 20 veranschaulicht ist, ausführlich unter Bezugnahme auf 21 beschrieben. In S1600R bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob das (rechte) Federdrehmoment τ_SP,R (siehe 19), das in der Spiralfeder 45R der (rechten) Betätigungseinheit 4R gespeichert ist, das maximale Drehmoment (den Drehmomentschwellenwert) erreicht, das erzeugt werden kann, ohne die Spiralfeder 45R kaputt zu machen. In Schritt S1600R bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS eine Fehlfunktion aufweist.
Die Verarbeitung gemäß S1600L, die in Schritt S152 ausgeführt wird, zeigt die Verarbeitungsprozedur, die für die (linke) Betätigungseinheit 4L ausgeführt wird, die jedoch die gleiche ist wie die Verarbeitungsprozedur gemäß S1600R, die für die (rechte) Betätigungseinheit 4R ausgeführt wird.
Wie es in 21 veranschaulicht ist, schreitet in der Verarbeitung gemäß S1600R die Steuerungsvorrichtung 61 zu Schritt S1601R voran. In Schritt S1601R liest die Steuerungsvorrichtung 61 aus dem RAM das (rechte) Federdrehmoment τ_SP,R (t) aus, das in Schritt S110 (siehe 19) berechnet und gespeichert wird. Dann bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob das (rechte) Federdrehmoment τ_SP,R (t) größer oder gleich einem maximalen Drehmoment (einem Drehmomentschwellenwert) τ_SP,MAX ist, das erzeugt werden kann, ohne die Spiralfeder 45R kaputt zu machen. Der Drehmomentschwellenwert τ_SP,MAX wird über Experimente, eine computergestützte Entwicklungsanalyse (CAE) und dergleichen bestimmt und in der Speichereinheit 67 im Voraus gespeichert.
Die Steuerungsvorrichtung 61 kann das erste Ausgabeverbindungsstückdrehmoment (erstes Drehmoment) τ_O1,R (t) des Ausgabeverbindungsstücks 50R, das dem (rechten) Federdrehmoment τ_SP,R (t) entspricht, entsprechend der nachstehenden Gleichung 21 berechnen, wobei sie ebenso bestimmen kann, ob das erste Ausgabeverbindungsstückdrehmoment τ_O1,R (t) größer oder gleich einem maximalen Drehmoment τ_O1,MAX (beispielsweise 22 Nm) ist, das erzeugt werden kann, ohne die Spiralfeder 45R kaputt zu machen. Hierbei ist n_G (1 < n_G) ein Reduzierverhältnis der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R, wobei n_P ein Riemenscheibenuntersetzungsverhältnis der Riemenscheibe 43RA zu der Riemenscheibe 43RC ist. $τ_{O1,R} (t) = τ_{SP,R} (t) * n_{P} {*n}_{G}$
Die Steuerungsvorrichtung 61 schreitet zu Schritt S1602R voran, wenn bestimmt wird, dass das (rechte) Federdrehmoment τ_ST,R (t) größer oder gleich dem maximalen Drehmoment (dem Drehmomentschwellenwert) τ_SP,max ist, das erzeugt werden kann, ohne die Spiralfeder 45R kaputt zu machen (S1601: JA). In Schritt S1602R liest die Steuerungsvorrichtung 61 das erste Fehlfunktionsflag aus dem RAM aus, sie setzt das erste Fehlfunktionsflag auf „EIN“, sie speichert das erste Fehlfunktionsflag wieder in den RAM und sie beendet daraufhin die Verarbeitung gemäß R1600R und springt zurück (schreitet zu Schritt S152 in 20 voran). Hierdurch kann die Steuerungsvorrichtung 61 auf genaue Weise bestimmen, ob die Spiralfeder 45R dabei ist, eine Fehlfunktion aufzuweisen (beispielsweise eine Verformung, ein Bruch usw.), bevor die Spiralfeder 45R eine Fehlfunktion aufweist, wobei sie die Zuverlässigkeit des Leistungsunterstützungsanzugs 1 verbessern kann.
Demgegenüber bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, dass die Spiralfeder 45R nicht dabei ist, eine Fehlfunktion aufzuweisen (beispielsweise eine Verformung, ein Bruch usw.), wobei sie zu Schritt S1603R voranschreitet, wenn bestimmt wird, dass das (rechte) Federdrehmoment τ_SP,R (t) kleiner als das maximale Drehmoment (der Drehmomentschwellenwert) τ_SP,MAX ist, das erzeugt werden kann, ohne die Spiralfeder 45R kaputt zu machen (S1601: NEIN).
In Schritt S1603R bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob der Drehbetrag der Geschwindigkeitsvergrößerungswelle 42RB, der durch die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS erfasst wird, kleiner oder gleich N_S Impulsen (beispielsweise 4 Impulse) während T_S (msek) (beispielsweise während etwa 2 msek) ist. Die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS gibt etwa 1000* N_S Impulse (beispielsweise 4096 Impulse) während einer Drehung der Geschwindigkeitsvergrößerungswelle 42RB aus.
Dann bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, dass sich das Ausgabeverbindungsstück 50R dreht, wobei sie die Verarbeitung gemäß S1600R beendet und zurückspringt (zu Schritt S152 in 20 voranschreitet), wenn bestimmt wird, dass der Drehbetrag der Geschwindigkeitsvergrößerungswelle 42RB, der durch die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS erfasst wird, größer als N_S Impulse (beispielsweise 4 Impulse) während T_S (msek) (beispielsweise während etwa 2 msek) ist (S1603: NEIN).
Demgegenüber bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, dass das Ausgabeverbindungsstück 50R sich beinahe nicht dreht, wobei sie zu Schritt S1604R voranschreitet, wenn bestimmt wird, dass der Drehbetrag der Geschwindigkeitsvergrößerungswelle 42RB, der durch die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43R5 erfasst wird, kleiner oder gleich groß N_S Impulsen (beispielsweise 4 Impulsen) während T_S (msek) (beispielsweise während etwa 2 msek) ist (S1603: JA). In Schritt S1604R berechnet die Steuerungsvorrichtung 61 das erste Ausgabeverbindungsstückdrehmoment (das erste Drehmoment) τ_O1,R (t) des Ausgabeverbindungsstücks 50R, das dem (rechten) Federdrehmoment τ_SP,R (t) entspricht, entsprechend der Gleichung 21, wobei sie das erste Ausgabeverbindungsstückdrehmoment τ_O1,R (t) in den RAM speichert.
Nachfolgend beschafft in Schritt S1605R die Steuerungsvorrichtung 61 einen Stromwert I_R, der dem elektrischen Motor 47R über die Motoransteuerungseinrichtung 62 zugeführt wird, wobei sie dann zu Schritt S1606R voranschreitet. In Schritt S1606R berechnet die Steuerungsvorrichtung 61 ein zweites Ausgabeverbindungsstückdrehmoment (ein zweites Drehmoment) τ_O2,R (t) des Ausgabeverbindungsstücks 50R aus dem Stromwert I_R, der dem elektrischen Motor 47R zugeführt wird, entsprechend der nachstehend genannten Gleichung 22, wobei sie das zweite Ausgabeverbindungsstückdrehmoment τ_O2,R (t) in den RAM speichert. Hierbei ist KA eine Motorkonstante (Nm/A) des elektrischen Motors 47R, n_G (1 < n_G) ist das Untersetzungsverhältnis der Geschwindigkeitsreduziereinrichtung 42R und n_P ist das Riemenscheibenuntersetzungsverhältnis der Riemenscheibe 43RA zu der Riemenscheibe 43RC. $τ_{O2,R} (t) = K_{A} * I_{R} * n_{P} * n_{G}$
Danach berechnet in Schritt S1607R die Steuerungsvorrichtung 61 entsprechend der nachstehend genannten Gleichung 23 einen Absolutwert eines Bewegungsdurchschnitts während S Sekunden (beispielsweise während etwa 0,5 Sekunden) eines Werts, der erhalten wird, in dem das zweite Ausgabekörperverbindungsstückdrehmoment (das zweite Drehmoment) τ_O2,R (t), das entsprechend der Gleichung 22 berechnet wird, von dem ersten Ausgabeverbindungsstückdrehmoment (dem ersten Drehmoment) τ_O1,R (t), das entsprechend der Gleichung 21 berechnet wird, während T_S (msek) (beispielsweise während etwa 2 msek) subtrahiert wird, sie speichert den Wert als einen (rechten) Drehmomentfehler Δτ_R (t) in dem RAM und sie schreitet daraufhin zu Schritt S1608R voran. Es ist anzumerken, dass τ_O1,R (t-1) ein zuvor berechnetes erstes Ausgabeverbindungsstückdrehmoment (ein erstes Drehmoment) ist, wobei τ_O2,R (t-1) ein zuvor berechnetes zweites Ausgabeverbindungsstückdrehmoment (ein zweites Drehmoment) ist. $Δ τ_{R} (t) = | ((τ_{O1,R} (t-1) - τ_{O2,R} (t-1)) * (({S/T}_{S}) - 1) + (τ_{O1,R} (t) - τ_{O2,R} (t))) \div ({S/T}_{S}) |$
In Schritt S1607R kann die Steuerungsvorrichtung 61 beispielsweise wie nachstehend beschrieben konfiguriert sein. Die Steuerungsvorrichtung 61 berechnet einen Wert, der erhalten wird, indem ein zweites Ausgabeverbindungsstückdrehmoment (zweites Drehmoment) τ_O2,R (t) von dem ersten Ausgabeverbindungsstückdrehmoment (dem ersten Drehmoment) τ_O1,R (t) pro T_S (msek) (beispielsweise pro 2 msek) während S Sekunden (beispielsweise während 0,5 Sekunden) subtrahiert wird, wobei sie die Werte summiert. Dann kann die Steuerungsvorrichtung 61 einen Absolutwert eines Durchschnittswerts des Gesamtwerts berechnen und den Absolutwert in dem RAM als dem (rechten) Drehmomentfehler Δτ_R (t) speichern, wobei sie dann zu Schritt S1608R voranschreitet.
In Schritt S1608R liest die Steuerungsvorrichtung 61 von dem RAM den (rechten) Drehmomentfehler Δτ_R (t) aus, der in Schritt S1607R berechnet und gespeichert wird. Dann bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob der (rechte) Drehmomentfehler Δτ_R (t) größer oder gleich einem Fehlerschwellenwert τ_LM (beispielsweise etwa 3,8 Nm) ist. Der Fehlerschwellenwert τ_LM wird über Experimente, einer computergestützten Entwicklungsanalyse (CAE) und dergleichen bestimmt und in der Speichervorrichtung 67 im Voraus gespeichert.
Die Steuerungsvorrichtung 61 bestimmt, dass die Ausgabeverbindungstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS keine Fehlfunktion aufweist, und beendet die Verarbeitung gemäß S1600R und springt zurück (schreitet zu Schritt S152 in 20 voran), wenn bestimmt wird, dass der (rechte) Drehmomentfehler Δτ_R (t) kleiner als der Fehlerschwellenwert τ_LM (beispielsweise etwa 3,8 Nm) ist (S1608R: NEIN).
Demgegenüber schreitet die Steuerungsvorrichtung 61 in Schritt S1609R voran, wenn bestimmt wird, dass der (rechte) Drehmomentfehler Δτ_R (t) größer oder gleich dem Fehlerschwellenwert τ_LM (beispielsweise etwa 3,8 Nm) ist (S1608R: JA). In Schritt S1609R liest die Steuerungsvorrichtung 61 das zweite Fehlfunktionsflag aus dem RAM aus, sie setzt das zweite Fehlfunktionsflag auf „EIN“, sie speichert das zweite Fehlfunktionsflag wieder in dem RAM und sie beendet dann die Verarbeitung gemäß S1600R und springt zurück (schreitet zu Schritt S152 in 20 voran). Hierdurch kann die Steuerungsvorrichtung 61 genau bestimmen, ob die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43S eine Fehlfunktion aufweist, wobei sie die Zuverlässigkeit des Leistungsunterstützungsanzugs 1 verbessern kann.
[Einzelheiten von S200: Bewegungsbetriebsartbestimmung (Fig. 22)]
Als nächstes werden Einzelheiten der Verarbeitung in Schritt S200 entsprechend Schritt S020, der in 18 veranschaulicht ist, unter Bezugnahme auf 22 beschrieben. In der Verarbeitung gemäß S200 schaltet die Steuerungsvorrichtung 61 die Bewegungsbetriebsart des Leistungsunterstützungsanzugs auf eine aus der „Anhebebetriebsart“, der „Absenkbetriebsart“ und der „Laufbetriebsart“ auf der Grundlage des (rechten) Federdrehmoments τ_SP,R (t) (rechtes Drehmoment betreffender Betrag) und des (linken) Federdrehmoments τ_SP,L (t) (linkes Drehmoment betreffender Betrag), die in der Verarbeitung gemäß S100 erhalten werden, um oder hält sie aufrecht. Die Anhebebetriebsart ist eine Bewegungsbetriebsart zur Unterstützung der Objektanhebetätigkeit durch den Träger. Die Absenkbetriebsart ist eine Bewegungsbetriebsart zur Unterstützung der Objektabsenktätigkeit durch den Träger. Die Laufbetriebsart ist eine Bewegungsbetriebsart zur Unterstützung der Laufbewegung des Trägers. Wie es vorstehend beschrieben ist, umfasst die Bewegungsbetriebsart die drei Betriebsarten, die die Anhebebetriebsart, die Absenkbetriebsart und die Laufbetriebsart umfassen, wobei sie aber ebenso eine andere Betriebsart umfassen kann. Die Verarbeitung gemäß S200 entspricht dem Bewegungsbetriebsartbestimmungsblock B40, der in 17 veranschaulicht ist, und entspricht der Bewegungsbetriebsartbestimmungseinheit 61D, die in 15 veranschaulicht ist.
Nach der Verarbeitung gemäß S200 schreitet die Steuerungsvorrichtung 61 zu Schritt S210 voran. Dann bestimmt in Schritt S210 die Steuerungsvorrichtung 61, ob eine Bedingung erfüllt ist, dass das (rechte) Federdrehmoment τ_SP,R (t) ein Drehmoment in Richtung der Vorbeugerichtung des Trägers ist und größer als der erste vorbestimmte Schwellenwert ist, und dass das (linke) Federdrehmoment τ_SP,L (t) ein Drehmoment in Richtung der Vorbeugerichtung des Trägers ist und größer als der erste vorbestimmte Schwellenwert ist. Beispielsweise ist ein Wert des ersten vorbestimmten Schwellenwerts 0 (Null). Die Steuerungsvorrichtung 61 schreitet zu Schritt S240A voran, wenn die Bedingung erfüllt ist (Ja), wobei sie zu Schritt S220 voranschreitet, wenn die Bedingung nicht erfüllt ist (Nein). Das (rechte) Federdrehmoment τ_SP,R (t) und das (linke) Federdrehmoment τ_SP,L (t) sind positiv (> 0), wenn die Drehmomente in der Vorbeugerichtung des Trägers sind, und sind negativ (< 0), wenn die Drehmomente in einer Rückwärtsbeugerichtung des Trägers sind.
Die Steuerungsvorrichtung 61 kann einen Wert, der in der Speichereinheit im Voraus eingestellt wird, als den ersten vorbestimmten Schwellenwert verwenden, oder sie kann den Wert des ersten vorbestimmten Schwellenwerts unter Verwendung eines Lernmodells justieren, das durch ein maschinelles Lernen (ein neuronales Netzwerk oder dergleichen) erzeugt wird. Wenn ein maschinelles Lernen für eine Justierung verwendet wird, kann das Lernmodell in der Speichereinheit für ein Lernen in der Steuerungsvorrichtung 61 bereitgestellt werden, um einen Lernbetrieb auszuführen und den ersten vorbestimmten Schwellenwert zu justieren, oder ein Lernmodell eines anderen Leistungsunterstützungsanzugs kann in der Speichereinheit unter Verwendung der Kommunikationseinheit 64 oder dergleichen gespeichert werden, um den Lernbetrieb auszuführen und den ersten vorbestimmten Schwellenwert zu justieren.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S220 voranschreitet, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob eine Bedingung erfüllt ist, dass das (rechte) Federdrehmoment τ_SP,R (t) ein Drehmoment in Richtung der Rückwärtsbeugerichtung (entgegengesetzt zu der Vorbeugerichtung) des Trägers ist und kleiner als der zweite vorbestimmte Schwellenwert ist, und dass das (linke) Federdrehmoment τ_SP,L (t) ein Drehmoment in Richtung der Rückwärtsbeugerichtung (entgegengesetzt zu der Vorbeugerichtung) des Trägers ist und kleiner als der zweite vorbestimmte Schwellenwert ist. Beispielsweise ist ein Wert des zweiten vorbestimmten Schwellenwerts 0 (Null). Die Steuerungsvorrichtung 61 schreitet zu Schritt S240B voran, wenn die Bedingung erfüllt ist (Ja), wobei sie zu Schritt S230 voranschreitet, wenn die Bedingung nicht erfüllt ist (Nein).
Die Steuerungsvorrichtung 61 kann einen Wert, der in der Speichereinheit im Voraus eingestellt wird, als den zweiten vorbestimmten Schwellenwert verwenden, oder sie kann den Wert des zweiten vorbestimmten Schwellenwerts unter Verwendung eines Lernmodells justieren, das durch ein maschinelles Lernen (ein neuronales Netzwerk oder dergleichen) erzeugt wird. Wenn ein maschinelles Lernen für eine Justierung verwendet wird, kann das Lernmodell in der Speichereinheit für ein Lernen in der Steuerungsvorrichtung 61 bereitgestellt werden, um einen Lernbetrieb auszuführen und den zweiten vorbestimmten Schwellenwert zu justieren, oder ein Lernmodell eines anderen Leistungsunterstützungsanzugs kann in der Speichereinheit unter Verwendung der Kommunikationseinheit 64 oder dergleichen gespeichert werden, um den Lernbetrieb auszuführen und den zweiten vorbestimmten Schwellenwert zu justieren.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S230 voranschreitet, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob [der (rechte) Verbindungsstückwinkel θ_L,R (t) + der (linke) Verbindungsstückwinkel θ_L,,L (t)] / 2 kleiner oder gleich einem ersten Bewegungsbestimmungswinkel θ1 ist, und das (rechte) synthetische Drehmoment (t) * das (linke) synthetische Drehmoment (t) kleiner als ein erstes Bewegungsbestimmungsdrehmoment τ1 ist. Die Steuerungsvorrichtung 61 schreitet zu Schritt S240C voran, wenn [der (rechte) Verbindungsstückwinkel θ_L,R (t) + der (linke) Verbindungsstückwinkel θ_L,L (t)] / 2 kleiner oder gleich dem ersten Bewegungsbestimmungswinkel θ1 ist und das (rechte) synthetische Drehmoment (t) * das (linke) synthetische Drehmoment (t) kleiner als das erste Bewegungsbestimmungsdrehmoment τ1 ist (Ja), wobei sie die Verarbeitung gemäß S200 beendet und zurückspringt (zu Schritt S025 gemäß 18 voranschreitet), wenn dies nicht der Fall ist (Nein). In diesem Fall wird die derzeitige Bewegungsbetriebsart als die Bewegungsbetriebsart aufrechterhalten. Dann kann der Unterstützungsbetrieb fortgesetzt werden, während die Bewegungsbetriebsart aufrechterhalten wird.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S240A voranschreitet, speichert die Steuerungsvorrichtung 61 die „Absenkbetriebsart“ als die Bewegungsbetriebsart, sie beendet die Verarbeitung gemäß S200 und sie springt zurück (sie schreitet zu Schritt S025 in 18 voran).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S240B voranschreitet, speichert die Steuerungsvorrichtung 61 die „Anhebebetriebsart“ als die Bewegungsbetriebsart, sie beendet die Verarbeitung gemäß S200 und sie springt zurück (sie schreitet zu Schritt S025 in 18 voran).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S240C voranschreitet, speichert die Steuerungsvorrichtung 61 die „Laufbetriebsart“ als die Bewegungsbetriebsart, sie beendet die Verarbeitung gemäß S200 und sie springt zurück (sie schreitet zu Schritt S025 in 18 voran).
[Einzelheiten von S300: Lastbestimmung (Bestimmung der Verstärkung C_P) (Figuren 23 bis 29)]
Als nächstes werden Einzelheiten der Verarbeitung in Schritt S300 entsprechend dem Schritt S025, der in 18 veranschaulicht ist, unter Bezugnahme auf 23 beschrieben. In S300 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61 den Wert der Verstärkung C_P, der die Magnitude des Unterstützungsdrehmoments ist. Beispielsweise wird, wenn die Verstärkung-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1BS, die in 14 veranschaulicht ist, auf die „MANUELL“-Seite eingestellt, die Verstärkung C_P auf eine von 0, 1, 2, 3 über eine Betätigung der Verstärkungshochsetzbedienungseinheit R1BU und der Verstärkungsheruntersetzbedienungseinheit R1BD durch den Träger eingestellt. Wenn die Verstärkung-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1BS, die in 14 veranschaulicht ist, auf die „AUTOMATISCH“-Seite eingestellt ist, erfasst die Steuerungsvorrichtung 61 automatisch die Masse (oder das Gewicht) des Objekts, das durch den Träger gehalten wird, und bestimmt den Wert der Verstärkung C_P, der die Magnitude des Unterstützungsdrehmoments ist, entsprechend der erfassten Masse (oder des erfassten Gewichts) des Objekts. Beispielsweise verbindet die Steuerungsvorrichtung 61 0, 1, 2, 3 der manuellen Verstärkung C_P jeweils mit der Objektmasse = 0 [kg], 10 [kg], 15 [kg], 20 [kg]. Beispielsweise wird, wenn die Masse der Last 18 kg ist, die manuelle Verstärkung C_P als 2 bestimmt, was ein Wert der Verstärkung C_P in dem manuellen Fall ist, wobei aber, um ein Unbehaglichkeitsgefühl weiter zu beseitigen, das Unterstützungsdrehmoment (die Verstärkung C_P) auf 2,6 (proportional oder dergleichen) entsprechend der Objektmasse eingestellt werden kann. Die Verarbeitung gemäß S300 entspricht dem Lastbestimmungsblock B45, der in 17 veranschaulicht ist, und entspricht der Lastbestimmungseinheit 61J, die in 15 veranschaulicht ist.
Nach der Verarbeitung gemäß S300 (siehe 23) schreitet die Steuerungsvorrichtung 61 zu Schritt S315 voran. Die Zugkraft F und die Körperbewegungsbeschleunigungen av und aw sind bereits in der Verarbeitung gemäß S100, die vorstehend beschrieben ist, erhalten worden, wobei die Zugkraft F und die Körperbewegungsbeschleunigungen av und aw zuerst beschrieben werden.
Wie es in 24 veranschaulicht ist, ist in einem Zustand, in dem der Träger TS das Objekt BG (Objektmasse: m) nicht hält, die Zugkraft F = M*g, wobei die Trägermasse M ist und eine Erdbeschleunigung g ist. Die Zugkraft F ist eine Kraft, die der Träger TS von einer Bodenoberfläche empfängt. Wie es in 25 veranschaulicht ist, ist in einem Zustand, in dem der Träger TS das Objekt BG (Objektmasse: m) anhebt, die Zugkraft F = M*g + m*g, wobei die Trägermasse M ist und eine Erdbeschleunigung g ist. Zu der Zeit von Schritt S100 speichert die Steuerungsvorrichtung 61 temporär die derzeitige Zugkraft F unabhängig davon, ob der Träger TS das Objekt BG hält.
Wie es in den 27 und 28 veranschaulicht ist, gibt die Beschleunigungserfassungseinheit 75 ein Erfassungssignal der Körperbewegungsbeschleunigung av in der zu dem Rückgrat parallelen Richtung entlang der Rückenoberfläche des Trägers TS und ein Erfassungssignal der Körperbewegungsbeschleunigung aw in der zu dem Rücken orthogonalen Richtung, die orthogonal zu der Rückenoberfläche des Trägers TS ist, aus. Zu der Zeit von Schritt S100 erfasst die Steuerungsvorrichtung 61 die derzeitige Körperbewegungsbeschleunigung av in der zu dem Rückgrat parallelen Richtung auf der Grundlage des Erfassungssignals der Körperbewegungsbeschleunigung av und speichert sie, und sie erfasst die derzeitige Körperbewegungsbeschleunigung aw in der zu dem Rücken orthogonalen Richtung auf der Grundlage des Erfassungssignals der Körperbewegungsbeschleunigung aw und speichert sie.
In Schritt S315 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob die Verstärkung-Automatisch-/Manuell-Umschaltbedienungseinheit R1BS (siehe 14) auf die „AUTOMATISCH“-Seite eingestellt ist, sie schreitet zu Schritt S320 voran, wenn sie auf die „AUTOMATISCH“-Seite eingestellt ist (Ja) und sie schreitet zu Schritt S360C voran, wenn sie auf die „MANUELL“-Seite eingestellt ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S320 voranschreitet, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob eine abgelaufene Zeit nach einem Einschalten kleiner als eine vorbestimmte Zeit (beispielsweise kleiner als 0,2 bis 2 [sek]) ist, sie schreitet zu Schritt S330 voran, wenn sie kleiner als die vorbestimmte Zeit ist (Ja), und sie schreitet zu Schritt S325 voran, wenn sie größer oder gleich der vorbestimmten Zeit ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S330 voranschreitet, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob |die derzeitige Körperbewegungsbeschleunigung av| kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist und |die derzeitige Körperbewegungsbeschleunigung aw| kleiner oder gleich einem vorbestimmten Schwellenwert ist (das heißt, der Träger TS ist in einem im Wesentlichen stationären Zustand), sie schreitet zu Schritt S340B voran, wenn sie kleiner oder gleich als der vorbestimmte Schwellenwert ist (Ja), und sie schreitet zu Schritt S350 voran, wenn sie größer als der vorbestimmte Schwellenwert ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S340B voranschreitet, integriert die Steuerungsvorrichtung 61 die derzeitige Zugkraft F, sie zählt eine Anzahl von Malen der Integration und sie schreitet zu Schritt SS350 voran.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S325 voranschreitet, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob eine abgelaufene Zeit nach einem Einschalten die vorbestimmte Zeit ist (der gleiche Wert wie die „vorbestimmte Zeit“ in Schritt S320), sie schreitet zu Schritt S340A voran, wenn sie die vorbestimmte Zeit ist (Ja), und sie schreitet zu Schritt S350 voran, wenn sie nicht die vorbestimmte Zeit ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S340A voranschreitet, ermittelt die Steuerungsvorrichtung 61 den integrierten Wert, der in Schritt S340B erhalten wird (der integrierte Wert der Zugkraft F), wobei die Anzahl von Malen der Integration verwendet wird, um eine Durchschnittsträgerzugkraft Fav lediglich des Trägers TS zu erhalten. Dann dividiert die Steuerungsvorrichtung 61 die Durchschnittsträgerzugkraft Fav durch die Erdbeschleunigung g, um die Trägermasse M zu erhalten und zu speichern (M = Fav/g), wobei sie zu Schritt S350 voranschreitet. Die Trägermasse M wird vorzugsweise in einem nicht flüchtigen Speicher gespeichert.
Die Steuerungsvorrichtung 61 kann die Trägermasse M unter Verwendung der Zugkraft F, die erfasst wird, wenn die Körpergewichtsmessungsbedienungseinheit R1K (siehe 14) EIN ist, aus der Zugkraft F/g zu dieser Zeit berechnen (M = F/g). In diesem Fall schaltet der Träger TS die Körpergewichtsmessungsbedienungseinheit R1K ein, ohne das Objekt BG zu halten.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S350 voranschreitet, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob die derzeitige Zugkraft F größer als die Trägermasse M*g + eine vorbestimmte Last (beispielsweise 2 bis 3 [kg] * g, wobei g die Erdbeschleunigung ist), sie schreitet zu Schritt S355 voran, wenn sie größer ist (Ja), und sie schreitet zu Schritt S360B voran, wenn sie nicht größer ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S355 voranschreitet, wird die Objektmasse M beispielsweise durch das nachstehend genannte [Berechnungsverfahren 1 der Frachtmasse m] oder [Berechnungsverfahren 2 der Frachtmasse m] berechnet, wobei die Verarbeitung zu Schritt S360A voranschreitet.
[Berechnungsverfahren 1 der Frachtmasse m]
Wie es in 25 veranschaulicht ist, nimmt die Steuerungsvorrichtung 61 an, dass die derzeitige Zugkraft F eine Zugkraft ist, die durch die Trägermasse M und die Objektmasse m verursacht wird, wobei sie die Objektmasse m durch die derzeitige Zugkraft F (M*g + m*g) / g - (die Trägermasse M) berechnet. In dem Fall einer Verwendung dieses [Berechnungsverfahrens 1 der Frachtmasse m] ist es möglich, die Beschleunigungserfassungseinheit 75 wegzulassen.
26 zeigt ein Beispiel der Objektmasse m, die durch das Berechnungsverfahren 1 tatsächlich berechnet wird, wobei eine horizontale Achse auf die Zeit eingestellt ist, eine vertikale Achse auf die Masse des Objekts, das durch den Träger gehalten wird, eingestellt ist, und der Träger TS beginnt, das Objekt BG zu einer Zeit t[i] zu halten. In 26 ist f(t), das durch eine strichpunktierte Linie angegeben ist, eine ideale Objektmasse. Vor der Zeit t[i] ist, da der Träger TS das Objekt BG nicht hält, die Objektmasse 0 (Null), wobei nach der Zeit t[i] die Objektmasse m ist, da das Objekt BG durch den Träger TS angehoben wird. Die Objektmasse, die in dem Berechnungsverfahren 1 berechnet wird, wird jedoch durch ga(t) dargestellt, das durch eine durchgezogene Linie in 26 gezeigt ist. Vor der Zeit t[i] wird aufgrund einer Beschleunigung, wenn der Träger TS die Taille in Richtung des Objekts BG oder dergleichen senkt, eine sich allmählich verringernde Objektmasse irrtümlich erfasst, wobei nach der Zeit t [i] aufgrund einer Antwortverzögerung der Lasterfassungseinheit oder dergleichen eine sich allmählich vergrößernde Objektmasse erfasst wird. Nach der Zeit t[i] gibt es, da die Masse auf die korrekte Objektmasse m nach der Zeit t[i+1] konvergiert, kein großes Problem. Zusätzlich ist eine Antwortverzögerungszeit kurz und ein Unbehaglichkeitsgefühl wird schwerlich empfunden. Es ist jedoch kein großes Problem, zu bestimmen, dass das Objekt gehalten wird, auch wenn das Objekt nicht vor der Zeit t[i] gehalten wird (die Bewegung in Bezug auf das Objekt wird verstanden, indem ein Beugewinkel der Taille durch die Ausgabeverbindungsstückdrehwinkelerfassungseinheit 43RS und/oder die Motordrehwinkelerfassungseinheit 47RS geschätzt wird), wobei es jedoch auch nicht zu bevorzugen ist. In dem Berechnungsverfahren 2 wird verhindert, dass bestimmt wird, dass das Objekt vor der Zeit t[i] gehalten wird.
[Berechnungsverfahren 2 der Frachtmasse m]
Wie es in 28 veranschaulicht ist, erhält die Steuerungsvorrichtung 61 die Objektmasse m, indem angenommen wird, dass die derzeitige Zugkraft F eine Zugkraft ist, die durch die Trägermasse M, die Objektmasse m und die Körperbewegungsbeschleunigung az der vertikalen Komponente des Trägers TS verursacht wird. Die Steuerungsvorrichtung 61 erhält die Körperbewegungsbeschleunigung az der vertikalen Komponente auf der Grundlage der Körperbewegungsbeschleunigungen av, aw und dergleichen. Beispielsweise erhält die Steuerungsvorrichtung 61 die Körperbewegungsbeschleunigung az aus az = √(av² + aw²). In diesem Fall ist die Zugkraft F = (M + m) * (g + az). Das heißt, da F = M*g + M*az + m*g + m*az ist, ist, da m kleiner als M ist und az kleiner als g (die Erdbeschleunigung) ist, unter der Annahme, dass m*az = 0 ist, dann F = M*g + M*az + m*g. Aus dieser Gleichung ergibt sich m = [F - M*(g + az)] / g, wobei die Steuerungsvorrichtung 61 die Objektmasse m aus dieser Gleichung erhält.
29 zeigt ein Beispiel der Objektmasse m, die tatsächlich durch das Berechnungsverfahren 2 berechnet wird, wobei eine horizontale Achse auf die Zeit eingestellt ist, eine vertikale Achse auf die Masse des Objekts eingestellt ist, das durch den Träger gehalten wird, und der Träger GS beginnt, das Objekt BG zu einer Zeit t[i] zu halten. In 29 ist f(t), das durch eine gestrichelte Linie angegeben ist, die ideale Objektmasse. Vor der Zeit t[i] ist, da der Träger TS das Objekt BG nicht hält, die Objektmasse 0 (Null), wobei nach der Zeit t[i] die Objektmasse m ist, da das Objekt BG durch den Träger TS angehoben wird. Die Objektmasse, die in dem Berechnungsverfahren 2 berechnet wird, wird jedoch durch gb(t) dargestellt, das durch eine durchgezogene Linie in 29 gezeigt ist. Vor der Zeit t[i] wird im Vergleich zu 26 eine fehlerhafte Erfassung aufgrund einer Beschleunigung, wenn der Träger TS die Taille in Richtung des Objekts BG senkt, verhindert. Nach der Zeit t[i] wird ähnlich zu 6 aufgrund einer Antwortverzögerung der Lasterfassungseinheit oder dergleichen eine sich allmählich vergrößernde Objektmasse erfasst. Nach der Zeit t[i] gibt es, da die Masse auf die korrekte Objektmasse m nach der Zeit t[i+1] konvergiert, kein großes Problem. Ferner gibt es, da verhindert wird, dass bestimmt wird, dass das Objekt vor der Zeit t[i] gehalten wird, kein Problem.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S360A voranschreitet, wandelt die Steuerungsvorrichtung 61 die erhaltene Objektmasse m in den Wert der Verstärkung C_P um, sie beendet die Verarbeitung gemäß S300 und sie springt zurück (sie schreitet zu Schritt S030 in 18 voran). Als ein Beispiel einer Umwandlung wandelt in einem Fall, in dem beispielsweise die Verstärkungszahlen 0, 1, 2, 3, die in 6 veranschaulicht sind, jeweils der Objektmasse = 0 [kg], 10 [kg], 15 [kg], 20 [kg] beispielsweise entsprechen, wenn die Objektmasse m 18 [kg] beträgt, die Steuerungsvorrichtung 61 die Objektmasse 18 [kg] in die Verstärkung C_P = 2,6 um.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S360B voranschreitet, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, dass der Träger TS das Objekt BG nicht hält (Objektmasse m = 0), wobei sie somit berücksichtigt, dass die Verstärkung C_P = 0 ist, die Verarbeitung gemäß S300 beendet und zurückspringt (zu Schritt S030 in 18 voranschreitet).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt S360C voranschreitet, verwendet die Steuerungsvorrichtung 61 die Verstärkungszahl der „BEDIENUNGSEINHEIT VERSTÄRKUNG“, die in 16 veranschaulicht ist (die über die Verarbeitung in S100 beschafft wird), um die entsprechende Verstärkungszahl (eine von 0, 1, 2, 3) in der Verstärkung C_P zu ersetzen, sie beendet die Verarbeitung gemäß S300 und sie springt zurück (sie schreitet zu Schritt S030 gemäß 18 voran).
[Einzelheiten von SD000R: (rechtes) Absenken (Figuren 30 bis 34)]
Als nächstes werden Einzelheiten der Verarbeitung in Schritt SD000R entsprechend Schritt S040R, der in 18 veranschaulicht ist, unter Bezugnahme auf 30 beschrieben. In SD000R berechnet die Steuerungsvorrichtung 61 das (rechte) Absenkunterstützungsdrehmoment, das durch den Leistungsunterstützungsanzug erzeugt wird, um die Absenktätigkeit des Trägers zu unterstützen. Die Verarbeitungsprozedur gemäß SD000R zeigt die Verarbeitungsprozedur zur Berechnung des (rechten) Absenkunterstützungsdrehmoments, das durch die (rechte) Betätigungseinheit 4R (siehe 1) erzeugt wird, während die Verarbeitungsprozedur gemäß SD000L (siehe 18) zur Berechnung des (linken) Absenkunterstützungsdrehmoments, das durch die (linke) Betätigungseinheit 4L (siehe 1) erzeugt wird, ähnlich ist, wobei somit die Beschreibung hiervon weggelassen wird. Wie es in 31 veranschaulicht ist, sind in der Absenktätigkeit zum Absenken des Objekts, das durch den Träger gehalten wird, der (rechte) Verbindungsstückwinkel θ_L,R (t) und der (linke) Verbindungsstückwinkel θ_L,L (t) Vorbeugewinkel der Taille in Bezug auf die Oberschenkel. Die Absenkunterstützungsdrehmomente zur Unterstützung der Tätigkeit in einer Absenkrichtung des Träges (eine Richtung des „TRÄGERDREHMOMENTS“ in 31) werden in einer Anheberichtung (der Richtung des „UNTERSTÜTZUNGSDREHMOMENTS“ in 31) in Bezug auf den Träger erzeugt. In der nachstehenden Beschreibung wird ein Vorzeichen des Drehmoments in der Anheberichtung als - (negativ) beschrieben, wobei das Vorzeichen des Drehmoments in der Absenkrichtung als + (positiv) beschrieben wird.
Nach der Verarbeitung gemäß SD000R schreitet die Steuerungsvorrichtung 61 zu Schritt SD010R voran. Dann bestimmt in Schritt SD010R die Steuerungsvorrichtung 61, ob der (rechte) Verbindungsstückwinkel θ_L,R (t) kleiner oder gleich einem ersten Absenkwinkel θd1 ist, sie schreitet zu Schritt SD015R voran, wenn er kleiner oder gleich dem ersten Absenkwinkel θd1 ist (Ja), wobei sie zu Schritt SD020R voranschreitet, wenn dies nicht der Fall ist (Nein). Beispielsweise bestimmt, wenn der erste Absenkwinkel θd1 ein Vorbeugewinkel von etwa 10 [°] ist, und wenn θ_L,R (t) ≦ θd1 ist, die Steuerungsvorrichtung 61, dass ein Absenken startet und ein Anheben endet.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SD015R voranschreitet, initialisiert die Steuerungsvorrichtung 61 einen (rechten) integrierten Unterstützungsbetrag (setzt ihn auf Null zurück), wobei sie zu Schritt SD020R voranschreitet.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SD020R voranschreitet, berechnet die Steuerungsvorrichtung 61 einen (rechten) Unterstützungsbetrag auf der Grundlage der (rechten) Vergrößerungsrate C_s,R des (rechten) Trägerdrehmomentänderungsbetrags τ_S,R (t) und einer Trägerdrehmomentänderungsbetrag-Unterstützungsbetrag-Kennlinie (32), wobei sie zu Schritt SD025R voranschreitet. Wie es in 32 veranschaulicht ist, ist beispielsweise in einem Fall der (rechten) Vergrößerungsrate C_S,R = 1 und des (rechten) Trägerdrehmomentänderungsbetrags τ_S,R (t) = τ11 unter Verwendung der Kennlinie von f11(x) von Cs = 1, τd1, der τd11 entspricht, der erhaltene (rechte) Unterstützungsbetrag.
In Schritt SD025R addiert die Steuerungsvorrichtung 61 den (rechten) Unterstützungsbetrag, der in Schritt SD020R erhalten wird, zu dem (rechten) intergierten Unterstützungsbetrag (das heißt, sie integriert den erhaltenen (rechten) Unterstützungsbetrag), wobei sie zu Schritt SD030R voranschreitet.
In Schritt SD030R berechnet die Steuerungsvorrichtung 61 einen (rechten) Absenkdrehmomentgrenzwert auf der Grundlage der Verstärkung C_P, des (rechten) Verbindungsstückwinkels (Vorbeugewinkels) θ_L,R (t) und einer Vorbeugewinkel-Absenkdrehmomentgrenzwert-Kennlinie (siehe 33), wobei sie zu Schritt SD035R voranschreitet. Wie es beispielsweise in 33 veranschaulicht ist, ist, wenn die Verstärkung C_P =1 ist und der (rechte) Verbindungsstückwinkel (Vorbeugewinkel) θ_L,R (t) = θ11 ist, unter Verwendung der Kennlinie von f21(x) von C_P = 1 τmax 1, der τ11 entspricht, der erhaltene (rechte) Absenkdrehmomentgrenzwert. Beispielsweise werden, wenn die Verstärkung C_P 2,6 ist, ein Wert der Kennlinie der Verstärkung C_P = 2 und ein Wert der Kennlinie der Verstärkung C_P = 3 erhalten, wobei ein Wert, der C_P = 2,6 entspricht, durch eine Interpolation von diesen zwei Werten erhalten werden kann. Die Vorbeugewinkel-Absenkdrehmomentgrenzwert-Kennlinie in 33 ist eine von einer Vielzahl von Abbildungen, deren ein Unterstützungsdrehmoment betreffender Betrag im Voraus eingestellt wird.
In Schritt SD035R bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob |der (rechte) integrierte Unterstützungsbetrag | kleiner oder gleich |der (rechte) Absenkdrehmomentgrenzwert| ist, sie schreitet zu SD040R voran, wenn |der (rechte) integrierte Unterstützungsbetrag| kleiner oder gleich |der (rechte) Absenkdrehmomentgrenzwert| ist (Ja), wobei sie zu Schritt SD045R voranschreitet, wenn dies nicht der Fall ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SD040R voranschreitet, speichert die Steuerungsvorrichtung 61 den (rechten) integrierten Unterstützungsbetrag als das (rechte) Absenkunterstützungsdrehmoment (das heißt, der (rechte) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,R (t)), wobei sie die Verarbeitung beendet (zu Schritt S060R in 18 voranschreitet).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SD045R voranschreitet, speichert die Steuerungsvorrichtung 61 den (rechten) Absenkdrehmomentgrenzwert als das (rechte) Absenkunterstützungsdrehmoment (das heißt, der (rechte) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,R (t)), wobei sie die Verarbeitung beendet (zu Schritt S060R in 18 voranschreitet).
In den vorstehend beschriebenen Schritten SD035R, SD040R, SD045R stellt die Steuerungsvorrichtung 61 einen kleineren Wert aus |der (rechte) integrierte Unterstützungsbetrag| und |der (rechte) Absenkdrehmomentgrenzwert| als das (rechte) Absenkunterstützungsdrehmoment ein.
In der vorstehenden beschriebenen Verarbeitung zeigt 34 einen Zustand des Absenkunterstützungsdrehmoments entsprechend dem Vorbeugewinkel während der Absenktätigkeit. Das Beispiel, das in 34 veranschaulicht ist, zeigt einen Fall, in dem der Träger die Last in einem aufrechtstehenden Zustand zu der Zeit = 0 hält, den Vorbeugewinkel allmählich vergrößert, ein Absenken des Objekts zu einer Zeit T1 abschließt, einen Vorbeugezustand bis zu einer Zeit T2 aufrechterhält, dann den Vorbeugewinkel allmählich verkleinert und zu dem aufrechtstehenden Zustand zurückkehrt. In diesem Fall ist das Absenkunterstützungsdrehmoment in Richtung der Anheberichtung (eine - (negative) Seite in 34) in 34 veranschaulicht, wobei es die Last auf die Taille des Trägers verringern kann und in geeigneter Weise die Absenktätigkeit unterstützen kann.
Wenn der Träger die Vorbeugetätigkeit stoppt und eine Änderung des Vorbeugewinkels stoppt (Δθ_L,R (t) = 0, Δθ_L,L (t) = 0) (in dem Beispiel gemäß 34 zwischen der Zeit T1 und der Zeit T2), oder während einer aufrechtstehenden Bewegung, in der der Träger den Vorbeugewinkel allmählich von dem Vorbeugezustand verringert (in dem Beispiel gemäß 34 zwischen der Zeit T2 und der Zeit T3), ist, da der Trägerdrehmomentänderungsbetrag 0 ist oder in die entgegengesetzte Richtung geht, der Unterstützungsbetrag, der von der Drehmomentänderungsbetrag-Unterstützungsbetrag-Kennlinie (siehe 32) erhalten wird, null. Das heißt, in diesem Fall stoppt die Steuerungsvorrichtung 61 eine Aktualisierung des integrierten Unterstützungsbetrags, wobei sie das (rechte) Absenkunterstützungsdrehmoment (den (rechten) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert) auf der Grundlage des aufrechterhaltenen integrierten Unterstützungsbetrags und des Absenkdrehmomentgrenzwerts erhält.
[Einzelheiten von SU000: Anheben (Figuren 35 bis 43)]
Als nächstes werden Einzelheiten der Verarbeitung in Schritt SU000 entsprechend Schritt S045, der in 18 veranschaulicht ist, unter Bezugnahme auf die 35A und 35B beschrieben. In SU000 berechnet die Steuerungsvorrichtung 61 die Anhebeunterstützungsdrehmomente, die durch den Leistungsunterstützungsanzug erzeugt werden, um die Anhebetätigkeit des Trägers zu unterstützen. In der Anhebetätigkeit, in der der Träger das Objekt anhebt, sind der (rechte) Verbindungsstückwinkel θ_L,R (t) und der (linke) Verbindungsstückwinkel θ_L,L (t) (siehe 31) Vorbeugewinkel der Taille in Bezug auf die Oberschenkel. Die Anhebeunterstützungsdrehmomente für ein Unterstützen der Tätigkeit in der Anheberichtung des Trägers werden in der Anheberichtung (die Richtung von „UNTERSTÜTZUNGSDREHMOMENT“ in 31) in Bezug auf den Träger erzeugt. In der nachstehenden Beschreibung wird das Vorzeichen des Drehmoments in der Anheberichtung als - (negativ) beschrieben, wobei das Vorzeichen des Drehmoments in der Absenkrichtung als + (positiv) beschrieben wird.
Nach der Verarbeitung gemäß SU000 schreitet die Steuerungsvorrichtung 61 zu Schritt SU010 voran. Dann führt in Schritt SU010 die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung gemäß SS000 (siehe 36) aus, wobei die Verarbeitung zu Schritt SU015 voranschreitet. Wie es in dem Zustandsübergangsdiagramm gemäß 36 gezeigt ist, ist die Verarbeitung gemäß SS000 eine Verarbeitung zur Bestimmung eines derzeitigen Bewegungszustands S, wenn die gesamte Anhebebewegung von einem Anhebestart zu einem Anhebeende in die Bewegungszustände S = 0 bis 5 aufgeteilt ist, wobei Einzelheiten hiervon nachstehend beschrieben werden.
In Schritt SU015 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob der Zeitpunkt ein Zeitpunkt für den Bewegungszustand S ist, von 0 auf 1 überzugehen, sie schreitet zu Schritt SU020 voran, wenn es der Zeitpunkt für den Bewegungszustand S ist, von 0 auf 1 überzugehen (Ja), und sie schreitet zu Schritt SU030 voran, wenn dies nicht der Fall ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU20 voranschreitet, ersetzt die Steuerungsvorrichtung 61 0 (Null) in einer (rechten) virtuellen abgelaufenen Zeit t_map,R (t) und einer (linken) virtuellen abgelaufenen Zeit t_map,L (t), und sie ersetzt 0 (Null) in einem (rechten) Anhebeunterstützungsdrehmoment (den (rechten) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,R (t)) und einem (linken) Anhebeunterstützungsdrehmoment (den (linken) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,L (t)). Danach schreitet die Steuerungsvorrichtung 61 zu Schritt SU030 voran.
[Bestimmung des Bewegungszustands S = 1 und Verarbeitung, wenn Bewegungszustand S = 1 ist (Figuren 35A und 35B)]
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU030 voranschreitet, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob der Bewegungszustand S, der in Schritt SU020 bestimmt wird, 1 ist, sie schreitet zu Schritt SU031 voran, wenn der Bewegungszustand S 1 ist (Ja), und sie schreitet zu Schritt SU040 voran, wenn dies nicht der Fall ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU031 voranschreitet, addiert die Steuerungsvorrichtung 61 eine Aufgabenzeitdauer (beispielsweise 2 [ms], wenn die Verarbeitung, die in 18 veranschaulicht ist, alle 2 [ms] aktiviert wird) zu der (rechten) virtuellen abgelaufenen Zeit t_map,R (t), sie addiert die Aufgabenzeitdauer zu der (linken) virtuellen abgelaufenen Zeit t_map,L (t) und sie schreitet zu Schritt SU032 voran. Die (rechte) virtuelle abgelaufene Zeit t_map,R (t) und die (linke) virtuelle abgelaufene Zeit t_map,L (t) geben (virtuelle) abgelaufene Zeiten an, nachdem der Bewegungszustand zu S = 1 geworden ist.
In Schritt SU032 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob die Vergrößerungsrate „AUTOMATISCHE VERGRÖSSERUNGSRATE“ ist, sie schreitet zu Schritt SU033R voran, wenn sie die „AUTOMATISCHE VERGRÖSSERUNGSRATE“ ist (Ja), und sie schreitet zu Schritt SU034 voran, wenn dies nicht der Fall ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU033R voranschreitet, führt die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung gemäß SS100R (siehe 38) aus, wobei sie zu Schritt SU033L voranschreitet. Die Verarbeitung gemäß SS100R (siehe 38) ist eine Verarbeitung zum Ändern oder Aufrechterhalten der (rechten) Vergrößerungsrate C_sR und der (rechten) virtuellen abgelaufenen Zeit t_map,R (t), wobei die Verarbeitung gemäß SS100L, die eine Verarbeitung zum Ändern oder Aufrechterhalten der (linken) Vergrößerungsrate C_s,L und der (linken) virtuellen abgelaufenen Zeit t_map,L (t)ist, ähnlich ist, wobei somit eine Beschreibung hiervon weggelassen wird. In Schritt SU033L führt die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung gemäß SS100L aus, wobei die Verarbeitung zu Schritt SU034 voranschreitet. Einzelheiten der Verarbeitung in Schritt SS100R werden nachstehend beschrieben.
In Schritt SU034 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob die (rechte) Vergrößerungsrate C_sR und die (linke) Vergrößerungsrate C_s,L gleich sind, sie schreitet zu Schritt SU037R voran, wenn die (rechte) Vergrößerungsrate C_s,R und die (linke) Vergrößerungsrate C_s,L gleich sind (Ja), und sie schreitet zu Schritt SU035 voran, wenn dies nicht der Fall ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU035 voranschreitet, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob die (rechte) Vergrößerungsrate C_s,R größer als die (linke) Vergrößerungsrate C_s,L ist, sie schreitet zu Schritt SU036A voran, wenn die (rechte) Vergrößerungsrate C_s,R größer als die (linke) Vergrößerungsrate C_s,L ist (Ja), und sie schreitet zu Schritt SU036B voran, wenn dies nicht der Fall ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU036A voranschreitet, ersetzt die Steuerungsvorrichtung 61 die (rechte) Vergrößerungsrate C_s,R in die (linke) Vergrößerungsrate C_s,L, wobei sie zu Schritt SU037R voranschreitet.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU036B voranschreitet, ersetzt die Steuerungsvorrichtung 61 die (linke) Vergrößerungsrate C_s,L in die (rechte) Vergrößerungsrate C_s,R, wobei sie zu Schritt SU037R voranschreitet.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU037R voranschreitet, führt die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung gemäß SS170R (siehe 42) aus, wobei sie zu Schritt SU037L voranschreitet. Die Verarbeitung gemäß SS170R (siehe 42) ist eine Verarbeitung zum Erhalten des (rechten) Anhebeunterstützungsdrehmoments (des (rechten) Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts τ_s,cmd,R (t)), wenn der Bewegungszustand S = 1 ist, wobei die Verarbeitung gemäß SS170L, die eine Verarbeitung zum Erhalten des (linken) Anhebeunterstützungsdrehmoments (des (linken) Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts τ_s,cmd,L (t)) ist, wenn der Bewegungszustand S = 1 ist, ähnlich ist, wobei somit die Beschreibung hiervon weggelassen wird. In Schritt SU037L führt die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung gemäß SS170L aus, sie beendet die Verarbeitung und sie springt zurück (sie schreitet zu Schritt S060R in 18 voran). Einzelheiten der Verarbeitung in Schritt SS170R werden nachstehend beschrieben.
[Bestimmung des Bewegungszustands S = 2 und Verarbeitung, wenn der Bewegungszustand S = 2 ist (Figuren 35A und 35B)]
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU040 voranschreitet, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob der Bewegungszustand S, der in Schritt SU020 bestimmt wird, 2 ist, sie schreitet zu Schritt SU041 voran, wenn der Bewegungszustand S 2 ist (Ja), und sie schreitet zu Schritt SU050 voran, wenn dies nicht der Fall ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU041 voranschreitet, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob der (vorangegangene) Bewegungszustand S 1 ist, sie schreitet zu Schritt SU042 voran, wenn der (vorangegangene) Bewegungszustand S 1 ist (Ja), und sie schreitet zu Schritt SU047 voran, wenn dies nicht der Fall ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU042 voranschreitet, ersetzt die Steuerungsvorrichtung 61 0 (Null) in die (rechte) virtuelle abgelaufene Zeit t_map,R (t) und die (linke) virtuelle abgelaufene Zeit t_map,L, (t) , wobei sie zu Schritt SU047 voranschreitet. Die Verarbeitung gemäß Schritt SU042 wird ausgeführt, wenn der Bewegungszustand S von 1 --> 2 übergeht.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU047 voranschreitet, erhält die Steuerungsvorrichtung 61 einen |maximalen Wert|, der der Verstärkung C_P entspricht, auf der Grundlage der Verstärkung C_P und einer Zeit-AnhebeDrehmoment-Kennlinie (siehe 43), wobei sie den erhaltenen maximalen Wert in das (rechte) Anhebungsunterstützungsdrehmoment (den (rechten) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,R (t)) und das (linke) Anhebeunterstützungsdrehmoment (den (linken) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,L (t)) ersetzt, sie beendet die Verarbeitung und sie springt zurück (sie schreitet zu Schritt S060R in 18 voran). Beispielsweise wird, wenn die Verstärkung C_P = 1 ist, unter Verwendung der Kennlinie von f41(x) von C_P = 1 in 43 τmax 11, der ein maximaler Wert von |f41(x)| ist, der erhaltene maximale Wert. Wie es in 43 veranschaulicht ist, wird die Zeit-Anhebedrehmoment-Kennlinie (eine von Anhebereferenzkennlinien) entsprechend der Verstärkung C_P vorbereitet, wobei die Steuerungsvorrichtung 61 die Anhebereferenzkennlinie entsprechend der Verstärkung C_P ändert. Beispielsweise werden, wenn die Verstärkung C_P 2,6 ist, der Wert der Kennlinie der Verstärkung C_P = 2 und der Wert der Kennlinie der Verstärkung C_P = 3 erhalten, wobei der Wert, der C_P = 2,6 entspricht, erhalten werden kann, indem diese zwei Werte interpoliert werden. Die Zeit-Anhebedrehmoment-Kennlinie, die in 43 veranschaulicht ist, ist eine aus einer Vielzahl von Abbildungen, deren ein Unterstützungsdrehmoment betreffender Betrag im Voraus eingestellt wird.
[Bestimmung des Bewegungszustands S = 3 und Verarbeitung, wenn der Bewegungszustand S = 3 ist (Figuren 35A und 35B)]
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU050 voranschreitet, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob der Bewegungszustand S, der in Schritt SU020 bestimmt wird, 3 ist, sie schreitet zu Schritt SU051 voran, wenn der Bewegungszustand S 3 ist (Ja), und sie schreitet zu Schritt SU060 voran, wenn dies nicht der Fall ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU051 voranschreitet, erhält die Steuerungsvorrichtung 61 den maximalen Wert entsprechend der Verstärkung C_P auf der Grundlage der Verstärkung C_P und der Zeit-Anhebe-Drehmoment-Kennlinie (siehe 43), wobei sie den erhaltenen maximalen Wert in ein (temporäres) (rechtes) Anhebungsunterstützungsdrehmoment ((temporärer) τ_s,cmd,R (t)) und ein (temporäres) (linkes) Anhebeunterstützungsdrehmoment (( temporärer) τ_s,cmd,L (t)) ersetzt, wobei sie zu Schritt SU057 voranschreitet. Wenn beispielsweise die Verstärkung C_P = 1 ist, ist unter Verwendung der Kennlinie von f41(x) von C_P = 1 in 43 τmax 11, der der maximale Wert von |f41(x)| ist, der erhaltene maximale Wert. Beispielsweise werden, wenn die Verstärkung C_P 2,6 ist, der Wert der Kennlinie der Verstärkung C_P = 2 und der Wert der Kennlinie der Verstärkung C_P = 3 erhalten, wobei der Wert, der C_P = 2,6 entspricht, durch eine Interpolation von diesen zwei Werten erhalten werden kann.
In Schritt SU57 erhält die Steuerungsvorrichtung 61 eine (rechte) Drehmomentsdämpfungsrate τ_d,R auf der Grundlage der Verstärkung C_P, des (rechten) Trägerdrehmomentänderungbetrags τ_S,,_R (t) und einer Unterstützungsverhältnis-Drehmomentdämpfungsrate-Kennlinie (siehe 45). Auf ähnliche Weise erhält die Steuerungseinrichtung 61 eine (linke) Drehmomentdämpfungsrate τ_d,L auf der Grundlage der Verstärkung C_P, des (linken) Trägerdrehmomentänderungsbetrags τ_S,,_L (t) und der Unterstützungsverhältnis-Drehmoment-Dämpfungsrate-Kennlinie (siehe 45). Dann erhält die Steuerungsvorrichtung 61 den (rechten) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,R (t) entsprechend der nachsehend genannten Gleichung (7) und speichert ihn, und sie erhält den (linken) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,L (t) entsprechend der nachstehend genannten Gleichung (8) und speichert ihn. Dann beendet die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung und springt zurück (schreitet zu Schritt S060R in 18 voran). $\begin{array}{l} (Rechter) Unterst \ddot{u} tzungsdrehdrehmomentbefehlswert τ_{s,cmd,R} (t) = (tempor \ddot{a} rer \\ τ_{s,cmd,R} (t) * (rechte) Drehmomentd \ddot{a} mpfungsrate τ_{d,R} \end{array}$
$\begin{array}{l} (Linker) Unterst \ddot{u} tzungsdrehdrehmomentbefehlswert τ_{s,cmd,L} (t) = (tempor \ddot{a} rer \\ τ_{s,cmd,L} (t) * (linke) Drehmomentd \ddot{a} mpfungsrate τ_{d,L} \end{array}$
Wenn beispielsweise die Verstärkung C_P = 1 ist, erhält die Steuerungsvorrichtung 61 einen Dämpfungskoeffizienten τ_s,map,thre = Tb2 auf der Grundlage einer Verstärkung-Dämpfungskoeffizient-Kennlinie, die in 44 veranschaulicht ist. Dann berechnet die Steuerungsvorrichtung 61 ein (rechtes) Unterstützungsverhältnis entsprechend der nachstehend genannten (Gleichung 9) und berechnet ein (linkes) Unterstützungsverhältnis entsprechend einer (Gleichung 10). Wenn beispielsweise die Verstärkung C_P 2,6 ist, werden Tb3 entsprechend der Verstärkung C_P = 2 und Tb4 entsprechend der Verstärkung C_P = 3 erhalten, wobei der Wert entsprechend C_P = 2,6 durch eine Interpolation von diesen zwei Werten (Tb3, Tb4) erhalten werden kann. Die Verstärkung-Dämpfungskoeffizient-Kennlinie, die in 44 veranschaulicht ist, ist eine aus einer Vielzahl von Abbildungen (einer Vielzahl von Datentabellen), deren ein Unterstützungsdrehmoment betreffender Betrag im Voraus eingestellt wird. $\begin{array}{l} (Rechter) Unterst \ddot{u} tzungsverh \ddot{a} ltnis = {[τ}_{s,map,thre} - (rechter) \\ Tr \ddot{a} gerdrehdrehmoment \ddot{a} nderungsbetrag τ_{S,R} (t)] / τ_{s,map,thre} \end{array}$
$\begin{array}{l} (Linkes) Unterst \ddot{u} tzungsverh \ddot{a} ltnis = {[τ}_{s,map,thre} - (linker) \\ Tr \ddot{a} gerdrehdrehmoment \ddot{a} nderungsbetrag τ_{S,L} (t)] / τ_{s,map,thre} \end{array}$
Dann erhält die Steuerungsvorrichtung 61 die (rechte) Drehmomentdämpfungsrate τ_d,R auf der Grundlage des (rechten) Unterstützungsverhältnisses und der Unterstützungsverhältnis-Drehdrehmomentdämpfungsrate-Kennlinie (siehe 45), und sie erhält die (linke) Drehmomentdämpfungsrate τ_d,L auf der Grundlage des (linken) Unterstützungsverhältnisses und der Unterstützungsverhältnis-Drehmomentdämpfungsrate-Kennlinie (siehe 45). Dann speichert die Steuerungsvorrichtung 61 den (temporären) τ_s,cmd,R(t) * die (rechte) Drehmomentdämpfungsrate τ_d,R als das (rechte) Anhebeunterstützungsdrehmoment (den (rechten) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,R (t)), und sie speichert den (temporären) τ_s,cmd,L (t) * die (linke) Drehmomentdämpfungsrate τ_d,L als das (linke) Anhebeunterstützungsdrehmoment (den (linken) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,L (t)).
[Bestimmung des Bewegungszustands S = 4 und Verarbeitung, wenn der Bewegungszustand S = 4 ist (Figuren 35A und 35B)]
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU060 voranschreitet, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob der Bewegungszustand, der in Schritt S020 bestimmt wird, 4 ist, sie schreitet zu Schritt SU061 voran, wenn der Bewegungszustand 4 ist (Ja), und sie schreitet zu Schritt SU077 voran, wenn dies nicht der Fall ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU061 voranschreitet, addiert die Steuerungsvorrichtung 61 die Aufgabezeitdauer (beispielsweise 2 [ms], wenn die Verarbeitung, die in 18 veranschaulicht ist, alle 2 [ms] aktiviert wird) zu der (rechten) virtuellen abgelaufenen Zeit t_map,R (t), sie addiert die Aufgabenzeitdauer zu der (linken) virtuellen abgelaufenen Zeit t_map,L (t) und sie schreitet zu Schritt SU062 voran. Die (rechte) virtuelle abgelaufene Zeit t_map,R (t) und die (linke) virtuelle abgelaufene Zeit t_map,L (t) geben (virtuelle) abgelaufene Zeiten an, nachdem der Bewegungszustand zu S = 4 geworden ist.
In Schritt SU62 ersetzt die Steuerungsvorrichtung 61 einen derzeitigen τ_s,cmd,R (t) in einen (vorangegangenen) τ_s,cmd,R (t-1), sie ersetzt einen derzeitigen τ_s,cmd,L (t) in einen (vorangegangenen) τ_s,cmd,L (t-1), wobei die Verarbeitung zu Schritt SU067 voranschreitet.
In Schritt S067 erhält die Steuerungsvorrichtung 61 den (rechten) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,R (t) entsprechend der nachstehenden Gleichung (11) und speichert ihn, und sie erhält den (linken) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,L (t) entsprechend einer Gleichung (12) und speichert ihn. Der Dämpfungskoeffizient K1 ist ein Koeffizient, der im Voraus eingestellt wird, wobei er beispielsweise auf 0,9 eingestellt ist. Dann beendet die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung und springt zurück (sie schreitet zu Schritt S060R in 18 voran). $\begin{array}{l} (Rechter) Unterst \ddot{u} tzungsdrehmomentbefehlswert = τ_{s,cmd,R} - (t) = K1 * \\ (vorangegangener) τ_{_{s,cmd,R}} (t-1) \end{array}$
$\begin{array}{l} (Linker) Unterst \ddot{u} tzungsdrehmomentbefehlswert = τ_{s,cmd,L} - (t) = K1 * \\ (vorangegangener) τ_{_{s,cmd,L}} (t-1) \end{array}$
[Verarbeitung, wenn der Bewegungszustand S = 5 ist (Figuren 35A und 35B)]
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SU077 voranschreitet, erhält die Steuerungsvorrichtung 61 den (rechten) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,R (t) entsprechend der nachstehend genannten Gleichung (13) und speichert ihn, und sie erhält den (linken) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,L (t) entsprechend einer Gleichung (14) und speichert ihn. Dann beendet die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung und springt zurück (schreitet zu Schritt S0660R in 18 voran). $(Rechter) Unterst \ddot{u} tzungsdrehmomentbefehlswert τ_{s,cmd,R} (t) = 0$
$(Linker) Unterst \ddot{u} tzungsdrehmomentbefehlswert τ_{s,cmd,L} (t) = 0$
Wie es vorstehend beschrieben ist, verursacht zu der Zeit der Anhebetätigkeit die Steuerungsvorrichtung 61, dass der Bewegungszustand S sequentiell von 0 auf 5 entsprechend dem Anhebezustand übergeht, und sie erhält das (rechte) Anhebeunterstützungsdrehmoment (den (rechten) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,R (t)) und das (linke) Anhebungsunterstützungsdrehmoment (den (linken) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,L (t)) entsprechend dem Berechnungsverfahren, das im Voraus entsprechend einem jeweiligen Bewegungszustand S eingestellt wird.
[Einzelheiten gemäß SS000: Bewegungszustandsbestimmung (Fig. 36)]
Als nächstes werden Einzelheiten der Verarbeitung in Schritt SS000 entsprechend Schritt SU010, der in den 35A und 35B veranschaulicht ist, unter Bezugnahme auf 36 beschrieben. In SS000 bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61 den Bewegungszustand S = 0 bis 5 entsprechend dem Anhebezustand in der Anhebetätigkeit des Trägers. Wie es in 37 veranschaulicht ist, ist ein Grundriss des Bewegungszustands S, dass: zu der Zeit, wenn der Träger ein Vorbeugen von dem aufrechtstehenden Zustand (ein Zustand, bei dem das Vorbeugen einer vorangegangenen Tätigkeit beendet ist) beginnt oder die Anhebebewegung beginnt, der Bewegungszustand S = 1 ist; wenn er nach dem Beginn der Anhebebewegung übergegangen ist, der Bewegungszustand S = 1 ist; bei einem Anheben des Objekts der Bewegungszustand S = 2 ist; wenn der Vorbeugewinkel allmählich verkleinert wird, der Bewegungszustand S = 3, S = 4 ist; und in einem aufrechtstehenden Zustand, nachdem das Anheben des Objekts abgeschlossen ist, der Bewegungszustand S = 5 ist. Der Bewegungszustand S wird eingestellt, um dem Anhebezustand zu entsprechen, der zumindest einen Parameter aus der (rechten) virtuellen abgelaufenen Zeit t_map,R (t), der (linken) virtuellen abgelaufenen Zeit t_mapL (t), dem (rechten) Verbindungsstückwinkel (Vorbeugewinkel) θ_L,R (t), dem (linken) Verbindungsstückwinkel (Vorbeugewinkel) θ_L,L (t), dem (rechten) Trägerdrehmomentänderungsbetrag τ_S,R (t) und dem (linken) Trägerdrehmomentänderungsbeträgen τ_s,L (t-) umfasst.
[Fall, in dem der Bewegungszustand S = 0 ist]
Eine Prozedur zur Bestimmung des Bewegungszustand S wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Zustandsübergangsdiagramm, das in 36 veranschaulicht ist, beschrieben. Wie es in 36 veranschaulicht ist, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, dass der Bewegungszustand S 0 ist, bei einem Ereignis ev00, dass das Anheben gestartet ist. Eine Bestimmung, ob das Anheben gestartet ist, kann auf der Grundlage des (rechten) Verbindungsstückwinkels θ_L,R (t), des (linken) Verbindungsstückwinkels θ_L,L (t), der (rechten) Verbindungsstückwinkelvariation Δθ_L,R (t), der (linken) Verbindungsstückwinkelvariation Δθ_L,L (t), des (rechten) Trägerdrehmomentänderungsbetrags τ_S,R (t), des (linken) Trägerdrehmomentänderungsbetrags τ_s,L (t) und dergleichen getroffen werden. Wenn der Bewegungszustand S = 0 ist, veranlasst die Steuerungsvorrichtung 61, dass der Bewegungszustand S von 0 auf 1 übergeht, wenn ein Ereignis ev01 erfasst wird. Das Ereignis ev01 ist „normal“, wobei, wie es in Schritt SU015 in den 35A und 35B gezeigt ist, die Steuerungsvorrichtung 61 bedingungslos einen Übergang zu dem Bewegungszustand S = 1 nach dem Bewegungszustand S = 0 veranlasst.
[Fall, in dem der Bewegungszustand S = 1 ist]
Wenn der Bewegungszustand S = 1 ist, veranlasst die Steuerungsvorrichtung 61, dass der Bewegungszustand S von 1 auf 2 übergeht, wenn ein Ereignis ev12 erfasst wird. Wenn das Ereignis ev12 nicht erfasst wird, hält die Steuerungsvorrichtung 61 den Bewegungszustand S = 1 aufrecht. Das Ereignis ev12 ist beispielsweise erfüllt, wenn die (rechte) virtuelle abgelaufene Zeit t_map,R(t) ≧ der (rechte) t_map,thre1 erfüllt ist, oder wenn die (linke) virtuelle abgelaufene Zeit t_map,L (t) ≧ der (linke) t_map,thr1 erfüllt ist, oder wenn erfüllt ist, dass einer des (rechten) Verbindungsstückwinkels (Vorbeugewinkels) θ_L,R (t) und des (linken) Verbindungsstückwinkels (Vorbeugewinkels) θ_L,L (t) ein Vorbeugewinkel nahe bei dem Ende der Anhebetätigkeit wird. Der (rechte) t_map,thre1 wird auf der Grundlage der (rechten) Vergrößerungsrate C_s,R und der Vergrößerungsrate-Übergangszeit-Kennlinie (siehe 40) bestimmt, wobei der (linke) t_map,thre1 auf der Grundlage der (linken) Vergrößerungsrate C_s,L und der Vergrößerungsrate-Übergangszeit-Kennlinie (siehe 40) bestimmt wird.
[Fall, in dem der Bewegungszustand S = 2 ist]
Wenn der Bewegungszustand S = 2 ist, veranlasst die Steuerungsvorrichtung 61, dass der Bewegungszustand S von 2 auf 3 übergeht, wenn ein Ereignis ev23 erfasst wird. Wenn das Ereignis ev23 nicht erfasst wird, hält die Steuerungsvorrichtung 61 den Bewegungszustand S = 2 aufrecht. Das Ereignis ev23 wird beispielsweise erfüllt, wenn der (rechte) Trägerdrehmomentänderungsbetrag τ_S,R (t) oder der (linke) Trägerdrehmomentänderungsbetrag τ_S,L (t) relativ schwach nahe bei dem Ende der Anhebetätigkeit wird, oder wenn der (rechte) Verbindungsstückwinkel (Vorbeugewinkel) θ_L,R (t) oder der (linke) Verbindungsstückwinkel (Vorbeugewinkel) θ_L,L (t) ein Vorbeugewinkel nahe bei dem Ende der Anhebetätigkeit wird.
[Fall, in dem der Bewegungszustand S = 3 ist]
Wenn der Bewegungszustand S = 3 ist, veranlasst die Steuerungsvorrichtung 61, dass der Bewegungszustand S von 3 auf 4 übergeht, wenn ein Ereignis ev34 erfasst wird. Wenn das Ereignis ev34 nicht erfasst wird, hält die Steuerungsvorrichtung 61 den Bewegungszustand S = 3 aufrecht. Das Ereignis ev34 wird beispielsweise erfüllt, wenn der (rechte) Trägerdrehmomentänderungsbetrag τ_S,R (t) ≧ τ_s,map,thre, ist, oder der (linke) Trägerdrehmomentänderungsbetrag τ_S,L (t) ≧ τ_s,map,thre, ist, oder der (rechte) Verbindungsstückwinkel (Vorbeugewinkel) θ_L,R (t) oder der (linke) Verbindungsstückwinkel (Vorbeugewinkel) θ_L,L (t)) ein Vorbeugewinkel nahe bei dem Ende der Anhebetätigkeit wird. Es ist anzumerken, dass τ_s,map,thre auf der Grundlage der Verstärkung C_P und der Verstärkung-Dämpfungskoeffizient-Kennlinie (siehe 44) bestimmt wird.
[Fall, in dem der Bewegungszustand S = 4 ist]
Wenn der Bewegungszustand S = 4 ist, veranlasst die Steuerungsvorrichtung 61, dass der Bewegungszustand S von 4 auf 5 übergeht, wenn ein Ereignis ev45 erfasst wird. Wenn das Ereignis ev45 nicht erfasst wird, hält die Steuerungsvorrichtung 61 den Bewegungszustand S = 4 aufrecht. Das Ereignis ev45 wird beispielsweise erfüllt, wenn die (rechte) virtuelle abgelaufene Zeit t_map,R (t) ≧ eine Zustandsbestimmungszeit t41 (beispielsweise etwa 0,15 [Sek]) ist, oder die (linke) virtuelle abgelaufene Zeit t_map,L (t) ≧ die Zustandsbestimmungszeit t41 (beispielsweise etwa 0,15 [Sek]) wird.
[Fall, in dem der Bewegungszustand S = 5 ist]
Wenn der Bewegungszustand S = 5 ist, veranlasst die Steuerungsvorrichtung 61, dass der Bewegungszustand S von 5 auf 0 übergeht, wenn ein Ereignis ev50 erfasst wird. Wenn das Ereignis ev50 nicht erfasst wird, hält die Steuerungsvorrichtung 61 den Bewegungszustand S = 5 aufrecht. Das Ereignis ev50 ist der Beginn der Anhebetätigkeit, wobei der Bewegungszustand zu S = 0 zurückkehrt, nachdem die Anhebetätigkeit abgeschlossen ist.
[Einzelheiten von SS100R: (rechte) Vergrößerungsratenumschaltbestimmung (Fig. 38)]
Als nächstes werden Einzelheiten der Verarbeitung in Schritt SS100R entsprechend Schritt SU033R, der in den 35A und 35B veranschaulicht ist, unter Bezugnahme auf 38 beschrieben. In SS100R schaltet die Steuerungsvorrichtung 61 automatisch die (rechte) Vergrößerungsrate C_s,R auf einen geeigneten Wert zwischen -1 bis 4 entsprechend der Anhebebewegung des Trägers. Die Verarbeitung gemäß SS100R zeigt die Verarbeitungsprozedur für ein automatisches Umschalten der (rechten) Vergrößerungsrate C_s,R, während die Verarbeitungsprozedur gemäß SS100L (siehe 35A und 35B), die die (linke) Vergrößerungsrate C_s,L automatisch umschaltet, ähnlich ist, wobei eine Beschreibung hiervon weggelassen wird.
Nach der Verarbeitung gemäß SS100R schreitet die Steuerungsvorrichtung 61 zu Schritt SS110R voran. Dann speichert in Schritt SS110R die Steuerungsvorrichtung 61 die derzeitige (rechte) Vergrößerungsrate C_s,R als eine vorangegangene C_s,R, wobei sie zu Schritt SS115R voranschreitet.
In Schritt SS115R bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob ein Umschaltstoppzähler aktiv ist, sie schreitet zu Schritt SS120R voran, wenn der Umschaltstoppzähler aktiv ist (Ja), und sie schreitet zu Schritt SS125R voran, wenn dies nicht der Fall ist (Nein). Der Umschaltstoppzähler ist ein Zähler, der aktiviert wird, wenn die (rechte) Vergrößerungsrate C_s,R in den Schritten SS140R, SS145R umgeschaltet (geändert) wird.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SS120R voranschreitet, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob der Umschaltstoppzähler größer oder gleich einer Umschaltbereitschaftszeit ist, sie schreitet zu Schritt SS125R voran, wenn der Umschaltstoppzähler größer oder gleich der Umschaltbereitschaftszeit ist (Ja), und sie schreitet zu Schritt SS150R voran, wenn dies nicht der Fall ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SS125R voranschreitet, erhält die Steuerungsvorrichtung 61 eine Umschaltuntergrenze τ_s,mas1 (t) entsprechend einer derzeitigen abgelaufenen Anhebezeit t_up (t) auf der Grundlage der abgelaufenen Anhebezeit t_up (t) und einer Zeit-Umschaltuntergrenze-Kennlinie (siehe 39). Ferner erhält die Steuerungsvorrichtung 61 eine Umschaltobergrenze τ_s,mas2 (t) entsprechend der derzeitigen abgelaufenen Anhebezeit t_up (t) auf der Grundlage der derzeitigen (rechten) Vergrößerungsrate C_s,R, der abgelaufenen Anhebezeit t_up (t) und einer Zeit-Umschaltobergrenze-Kennlinie (siehe 39). Die abgelaufene Anhebezeit t_up (t) ist eine abgelaufene Zeit von einem Zeitpunkt, bei dem das Anheben gestartet wird (der Bewegungszustand S geht von 0 --> 1 über). Dann schreitet die Steuerungsvorrichtung 61 zu Schritt SS130R voran. Das Beispiel, das in 39 veranschaulicht ist, veranschaulicht einen Zustand, in dem |der (rechte) Trägerdrehmomentänderungsbetrag τ_S,R (t)| > |die Umschaltobergrenze τ_s,mas2 (t)| zu einer Zeit T1 (bei einer Position P1) ist, und einen Zustand, bei dem |der (rechte) Trägerdrehmomentänderungsbetrag τ_S,R(t)| < |die Umschaltobergrenze τ_s,mas1 (t)| zu einer Zeit T3 (bei einer Position P2) ist.
In Schritt SS130R bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob |der (rechte) Trägerdrehmomentänderungsbetrag τ_S,R (t)| kleiner als |die Umschaltuntergrenze τ_s,mas2 (t)| ist, sie schreitet zu Schritt SS145R voran, wenn |der (rechte) Trägerdrehmomentänderungsbetrag τ_S,R (t)| kleiner als |die Umschaltuntergrenze τ_s,mas1 (t)| ist (Ja), und sie schreitet zu Schritt SS135R voran, wenn dies nicht der Fall ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SS135R vorgerückt ist, bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob |der (rechte) Trägerdrehmomentänderungsbetrag τ_S,R (t)| größer als |die Umschaltobergrenze τ_s,mas2 (t)| ist, sie schreitet zu Schritt SS140R voran, wenn |der (rechte) Trägerdrehmomentänderungsbetrag τ_S,R (t)| größer als |die Umschaltobergrenze τ_s,mas2 (t)| ist, (Ja), und sie schreitet zu Schritt SS150R voran, wenn dies nicht der Fall ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SS140R voranschreitet, vergrößert die Steuerungsvorrichtung 61 den Wert der (rechten) Vergrößerungsrate C_s,R um 1 (wobei der maximale Wert = 4 überwacht wird), sie aktiviert den Umschaltstoppzähler und sie schreitet zu Schritt SS150R voran.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SS145R voranschreitet, verringert die Steuerungsvorrichtung 61 den Wert der (rechten) Vergrößerungsrate C_s,R um 1 (wobei der minimale Wert = -1 überwacht wird), sie aktiviert den Umschaltstoppzähler und sie schreitet zu Schritt SS150R voran.
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SS150R voranschreitet, erhält die Steuerungsvorrichtung 61 die (rechte) t_map,thre1 auf der Grundlage der (rechten) Vergrößerungsrate C_sR und der Vergrößerungsrate-Übergangszeit-Kennlinie (siehe 40), wobei sie zu Schritt S155R voranschreitet. Die (rechte) t_map,thre1 wird zur Bestimmung des Bewegungszustands (zur Bestimmung eines Übergangs des Bewegungszustands von 1 --> 2) und dergleichen verwendet.
In Schritt SS155R bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob die derzeitige (rechte) Vergrößerungsrate C_s,R gleich der vorangegangenen C_s,R (siehe Schritt SS110R) ist, sie beendet die Verarbeitung und sie springt zurück (sie springt zu Schritt SU033L in den 35A und 35B zurück), wenn sie gleich sind (Ja), wobei sie zu Schritt SS160R voranschreitet, wenn sie nicht gleich sind (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SS160R voranschreitet, berechnet die Steuerungsvorrichtung 61 ein temporäres Anhebungsunterstützungsdrehmoment A1 (t) auf der Grundlage der vorangegangenen C_s,R, der (rechten) virtuellen abgelaufenen Zeit t_map,R (t), der Zeit-Unterstützungsbetrag-Kennlinie (siehe 41), der Verstärkung C_P und der Zeit-Anhebedrehmoment-Kennlinie (siehe 43). Beispielsweise berechnet in einem Fall, in dem die vorangegangene C_S,R = 3 ist, die Steuerungsvorrichtung 61 das temporäre Anhebeunterstützungsdrehmoment A1 (t) aus f33(x) entsprechend C_S,R = 3 und der (rechten) virtuellen abgelaufenen Zeit t_map,R (t), wie es in 41 veranschaulicht ist. Wie es in 41 veranschaulicht ist, wird die Zeit-Unterstützungsbetrag-Kennlinie (eine der Anhebereferenzkennlinien) entsprechend der (rechten) Vergrößerungsrate C_s,R und der (linken) Vergrößerungsrate C_s,L vorbereitet, wobei die Steuerungsvorrichtung 61 die Anhebereferenzkennlinie entsprechend der (rechten) Vergrößerungsrate C_s,R und der (linken) Vergrößerungsrate C_s,L ändert.
Die Steuerungsvorrichtung 61 berechnet eine in einer Drehmomentabweichung reduzierte virtuelle abgelaufene Zeit t_map,R (S), bei der das temporäre Anhebeunterstützungsdrehmoment A1 (t) erreicht ist, auf der Grundlage der derzeitigen (vorliegenden) (rechten) Vergrößerungsrate C_s,R, der Zeit-Unterstützungsbetrag-Kennlinie (siehe 41), der Verstärkung C_P und der Zeit-Anhebedrehmomentkennlinie (siehe 43), und sie ersetzt (überschreibt) die berechnete in der Drehmomentabweichung reduzierte virtuelle abgelaufene Zeit t_map,R (S) in die (rechte) virtuelle abgelaufene Zeit t_map,R (t). In einem Fall einer Verwendung der Zeit-Anhebedrehmoment-Kennlinie, wenn beispielsweise die Verstärkung C_P 2,6 ist, werden der Wert der Kennlinie der Verstärkung C_P = 2 und der Wert der Kennlinie der Verstärkung C_P = 3 erhalten, wobei der Wert, der C_P = 2,6 entspricht, durch eine Interpolation von diesen zwei Werten erhalten werden kann. Beispielsweise berechnet, wenn die derzeitige (vorliegende) (rechte) Vergrößerungsrate C_S,R = 4 ist, wie es in 41 veranschaulicht ist, die Steuerungsvorrichtung 61 die in der Drehmomentabweichung reduzierte virtuelle abgelaufene Zeit t_map,R (S) aus f34(x) entsprechend C_S,R = 4 und dem temporären Anhebeunterstützungsdrehmoment A1 (t), wobei die die in der Drehmomentabweichung reduzierte virtuelle abgelaufene Zeit t_map,R (S) in die (rechte) virtuelle abgelaufene Zeit t_map,R (t) ersetzt. Dann beendet die Steuerungsvorrichtung 61 die Verarbeitung und springt zurück (springt zu Schritt SU033L in den 35A und 35B zurück). Ein Überschreiben der (rechten) virtuellen abgelaufenen Zeit t_map,R (t) entspricht einer Umschaltdrehmomentabweichungsreduzierkorrektur, um, wenn zu einem vorbestimmten Bewegungszustand S übergegangen wird (in diesem Fall, wenn zu dem Bewegungszustand S = 1 übergegangen wird), eine Abweichung zwischen dem Anhebungsunterstützungsdrehmoment, das auf der Grundlage der zuvor ausgewählten Anhebereferenzkennlinie (die Zeit-Unterstützungsbetrag-Kennlinie (siehe 41) entsprechend der vorangegangenen (rechten) Vergrößerungsrate C_s,R) erhalten wird (das temporäre Anhebunterstützungsdrehmoment A1 (t)), und der derzeit ausgewählten Anhebereferenzkennlinie (die Zeit-Unterstützungsbetrag-Kennlinie (siehe 41) entsprechend der derzeitigen (vorliegenden) Vergrößerungsrate C_s,R) zu reduzieren.
In der vorstehenden Beschreibung entsprechen die Zeit-Unterstützungsbetrag-Kennlinie (siehe 41), die Zeit-Anhebedrehmoment-Kennlinie und die Vorbeugewinkel-Maximales-Anhebedrehmoment-Kennlinie (siehe 43) der Vielzahl von Anhebereferenzkennlinien, in denen das Anhebeunterstützungsdrehmoment, das ein Drehmoment in der Anheberichtung ist, eingestellt wird. Die Steuerungsvorrichtung 61 wählt eine geeignete Anhebereferenzkennlinie aus, erhält das Anhebeunterstützungsdrehmoment auf der Grundlage der ausgewählten Anhebereferenzkennlinie und steuert die Betätigungseinheit auf der Grundlage des Unterstützungsdrehmoments unter Verwendung des erhaltenen Anhebeunterstützungsdrehmoments als das Unterstützungsdrehmoment an. In einem Fall einer Verwendung der Zeit-Anhebedrehmoment-Kennlinie werden beispielsweise, wenn die Verstärkung C_P 2,6 ist, der Wert der Kennlinie der Verstärkung C_P = 2 und der Wert der Kennlinie der Verstärkung C_P = 3 erhalten, wobei der Wert, der C_P = 2,6 entspricht, durch eine Interpolation aus diesen zwei Werten erhalten werden kann.
[Einzelheiten von SS170R: (rechte) Unterstützungsdrehmoment-Berechnung (Fig. 42)]
Als nächstes werden Einzelheiten der Verarbeitung in Schritt SS170R entsprechend Schritt SU037R, der in den 35A und 35B veranschaulicht ist, unter Bezugnahme auf 42 beschrieben. In SS170R erhält die Steuerungsvorrichtung 61 das (rechte) Anhebeunterstützungsdrehmoment (den (rechten) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert) τ_s,cmd,R (t). Die Verarbeitung gemäß SS170R gibt eine Verarbeitungsprozedur zum Erhalten des (rechten) Anhebeunterstützungsdrehmoments ((rechten) Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts) τ_s,cmd,R (t) an, während die Verarbeitungsprozedur gemäß SS170L (siehe 35A und 35B) zum Erhalten des (linken) Anhebeunterstützungsdrehmoments (des (linken) Unterstützungsdrehmomentbefehlswerts) τ_s,cmd,L (t) ähnlich ist, wobei eine Beschreibung hiervon weggelassen wird.
Nach der Verarbeitung gemäß SS170R schreitet die Steuerungsvorrichtung 61 zu Schritt SS175R voran. Dann berechnet in Schritt SS175R die Steuerungsvorrichtung 61 den (temporären) τ_s,cmd,R (t) auf der Grundlage der derzeitigen (vorliegenden) (rechten) Vergrößerungsrate C_s,R, der (rechten) virtuellen abgelaufenen Zeit t_map,R (t), der Verstärkung C_p, der Zeit-Unterstützungsbetrag-Kennlinie (siehe 41) und der Zeit-Anhebedrehmoment-Kennlinie (siehe 43), wobei sie zu Schritt SS177R voranschreitet. Wenn beispielsweise die derzeitige (vorliegende) (rechte) Vergrößerungsrate C_S,R = 3 ist, wie es in 41 veranschaulicht ist, speichert die Steuerungsvorrichtung 61 das Unterstützungsdrehmoment A1(t), das aus f33(x) entsprechend C_s,R = 3 und der (rechten) virtuellen abgelaufenen Zeit t_map,R(t) erhalten wird, als den (temporären) τ_s,cmd,R (t). In einem Fall einer Verwendung der Zeit-Anhebedrehmoment-Kennlinie werden, wenn beispielsweise die Verstärkung C_p 2,6 ist, der Wert der Kennlinie der Verstärkung C_p = 2 und der Wert der Kennlinie der Verstärkung C_p = 3 erhalten, wobei der Wert, der C_p = 2,6 entspricht, durch eine Interpolation von diesen zwei Werten erhalten werden kann.
In Schritt SS177R berechnet die Steuerungsvorrichtung 61 einen (rechten) Drehmomentobergrenzwert τ_s,max,R (t) auf der Grundlage des Vorbeugewinkels und der Vorbeugewinkel-Maximales-Anhebedrehmoment-Kennlinie (siehe 43), wobei sie zu Schritt SS180R voranschreitet. Beispielsweise speichert die Steuerungsvorrichtung 61 ein maximales Anhebedrehmoment B1(t), das von der Vorbeugewinkel-Maximales-Anhebedrehmoment-Kennlinie, die in 43 veranschaulicht ist, und dem (rechten) Verbindungsstückwinkel (Vorbeugewinkel) θL,R (t) erhalten wird, als den (rechten) Drehmomentobergrenzwert τ_s,max,R (t). Das Anhebedrehmoment weist einen Drehmomentwert auf, der durch die „Vorbeugewinkel-Maximales-Anhebedrehmoment-Kennlinie“ begrenzt wird, um nicht übermäßig groß zu werden, wenn der Vorbeugewinkel klein ist.
In Schritt SS180R bestimmt die Steuerungsvorrichtung 61, ob der |(temporäre) τ_s,cmd,R (t)| größer als |der (rechte) Drehmomentobergrenzwert τ_s,max,R (t)| ist, sie schreitet zu Schritt SS185R voran, wenn er größer (Ja), und sie schreitet zu Schritt SS187R voran, wenn dies nicht der Fall ist (Nein).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SS185R voranschreitet, speichert die Steuerungsvorrichtung 61 den (rechten) Drehmomentoberwinkelgrenzwert τ_s,max,R (t) als das (rechte) Anhebeunterstützungsdrehmoment (den (rechten) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert τ_s,cmd,R (t)), sie beendet die Verarbeitung und sie springt zurück (sie springt zurück zu Schritt SU037L in den 35A und 35B).
Wenn die Verarbeitung zu Schritt SS187 voranschreitet, speichert die Steuerungsvorrichtung 61 den (temporären) _Ts,cmd,,_R (t) als das (rechte) Anhebeunterstützungsdrehmoment (den (rechten) Unterstützungsdrehmomentbefehlswert T_s,cmd,R (t)), sie beendet die Verarbeitung und sie springt zurück (sie springt zu Schritt SU037L in den 35A und 35B zurück).
Wie es vorstehend beschrieben ist, weist der Leistungsunterstützungsanzug 1, der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben ist, eine einfache Konfiguration auf und kann durch den Träger leicht getragen werden. Zusätzlich sind eine Unterstützungssteuerung für die Absenkbewegung und eine Unterstützungssteuerung für die Anhebebewegung einfach, wobei die Objektanhebetätigkeit und die Objektabsenktätigkeit in geeigneter Weise unterstützt werden können. Ferner kann, wenn die Objektanhebebewegung oder Absenkbewegung unterstützt wird, die Magnitude des Unterstützungsdrehmoments automatisch entsprechend der Masse oder dem Gewicht des Objekts, das durch den Träger gehalten wird, justiert werden, um ferner ein Unbehaglichkeitsgefühl oder eine Unzufriedenheit des Trägers zu verhindern (eine Harmonisierung der Unterstützung zu verbessern). Ferner ist es in einem Fall, in dem der Träger kein Objekt hält, möglich, ein unnötiges Unterstützungsdrehmoment nicht zu erzeugen (es ist möglich, eine Einstellung auszuführen, um im Wesentlichen das Unterstützungsdrehmoment nicht zu erzeugen, wenn die Verstärkung C_P = 0 ist), um die Bewegung des Trägers nicht zu behindern, der die Last nicht hält.
Verschiedene Änderungen, Hinzufügungen und Weglassungen können bei der Struktur, der Konfiguration, der Form, dem äußeren Aussehen, der Verarbeitungsprozedur und dergleichen des Leistungsunterstützungsanzugs der vorliegenden Offenbarung ausgeführt werden, ohne von dem Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise ist die Verarbeitungsprozedur der Steuerungsvorrichtung nicht auf das Flussdiagramm und dergleichen begrenzt, das in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Die Spiralfeder 45R (siehe 10) wird in der Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels verwendet, wohingegen eine Drehfeder (beispielsweise ein Drehstab oder eine Drehstabfeder) anstelle der Spiralfeder verwendet werden kann.
Der Leistungsunterstützungsanzug 1, der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben ist, beschreibt ein Beispiel, in dem ein Schieber oder ein Gurtschloss als das Riemenhalteelement für ein Halten des Riemens in einem gespannten Zustand verwendet wird. Obwohl ein Beispiel, in dem eine Verbindung und Freigabe des Riemens oder dergleichen durch ein Gurtschloss ausgeführt werden, beschrieben worden ist, können eine Verbindung und eine Freigabe des Riemens oder dergleichen mit einem Riemenhalteelement ausgeführt werden, das zu dem Gurtschloss unterschiedlich ist. Zusätzlich kann, obwohl der Riemen durch den Schieber hindurchgeführt wird, sodass der gedehnte Riemen nicht gelöst wird, ein Riemenhalteelement verwendet werden, das zu dem Schieber unterschiedlich ist. Ferner kann ein Riemenhalteelement verwendet werden, dass beide Funktionen des Schiebers und des Gurtschlosses aufweist.
Die Beschreibung des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschreibt ein Beispiel, in dem die Bedienungseinheit R1 sowohl die Verstärkungshochsetzbedienungseinheit R1BU, die Verstärkungsheruntersetzbedienungseinheit R1BD und die Vergrößerungsratenhochsetzbedienungseinheit R1CU, die Vergrößerungsratenheruntersetzbedienungseinheit R1CD umfasst, wobei sie aber ebenso zumindest eine der Verstärkungshochsetzbedienungseinheit R1BU, der Verstärkungsheruntersetzbedienungseinheit R1BD sowie der Vergrößerungsratenhochsetzbedienungseinheit R1CU, der Vergrößerungsratenheruntersetzbedienungseinheit R1CD umfassen kann.
Der Leistungsunterstützungsanzug 1, der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben ist, wird als ein Beispiel beschrieben, in dem die Verstärkung, die Vergrößerungsrate und dergleichen von der Bedienungseinheit R1 geändert werden können, wobei er aber ebenso mit einer Kommunikationseinheit 64 (siehe 15) (für eine drahtlose oder verdrahtete Kommunikation) zu der Steuerungsvorrichtung 61 versehen sein kann, wobei die Verstärkung, die Vergrößerungsrate und dergleichen durch eine Kommunikation von einem Smartphone oder dergleichen geändert werden können. Ferner kann die Steuerungsvorrichtung 61 mit der Kommunikationseinheit 64 (siehe 15) (für eine drahtlose oder verdrahtete Kommunikation) versehen sein, verschiedene Daten können durch die Steuerungsvorrichtung 61 gesammelt werden und die gesammelten Daten können zu einem Analysesystem bei einem vorbestimmten Zeitpunkt (konstant, bei einem konstanten Zeitintervall, nach Abschluss des Unterstützungsbetriebs oder dergleichen) übertragen werden. Beispielsweise umfassen die gesammelten Daten Trägerinformationen und Unterstützungsinformationen. Die Trägerinformationen sind Informationen über den Träger, einschließlich beispielsweise des Trägerdrehmoments und der Haltung des Trägers. Die Unterstützungsinformationen sind Informationen über eine Eingabe und Ausgabe der linken und rechten Betätigungseinheiten, einschließlich beispielsweise des Unterstützungsdrehmoments, des Drehwinkels des elektrischen Motors (der Betätigungseinrichtung) (des Ist-Motorwellenwinkels θ_rM,R in 15), des Ausgabeverbindungsstückswinkels (des Ist-Verbindungsstückwinkels θ_L in 15), der Bewegungsbetriebsart, der Verstärkung, der Vergrößerungsrate und dergleichen. Das Analysesystem ist ein System, das getrennt von dem Leistungsunterstützungsanzug vorbereitet ist, beispielsweise ein eingebettetes System, wie beispielsweise ein externer Personalcomputer, ein Server, eine programmierbare Logiksteuerungseinrichtung (PLC) und eine Computerisierte-Numerische-Steuerung- (CNC-)Vorrichtung, die über ein Netzwerk (LAN) angeschlossen ist. Das Analysesystem kann einen optimalen Einstellungswert (einen optimalen Wert der Verstärkung, der Vergrößerungsrate und dergleichen) eindeutig für den Leistungsunterstützungsanzug 1 (das heißt, eindeutig für den Träger) analysieren (berechnen) und Analyseinformationen, die den optimalen Einstellungswert umfassen, als das Analyseergebnis (Berechnungsergebnis) zu der Steuerungsvorrichtung 61 (der Kommunikationseinheit 64) des Leistungsunterstützungsanzugs 1 übertragen. Indem die Bewegung des Trägers, die Unterstützungskraft und dergleichen mit dem Analysesystem analysiert werden, ist es möglich, ein optimales Unterstützungsdrehmoment unter Berücksichtigung des Typs der Tätigkeit (Wiederholen, Anhebehöhe und dergleichen) und der Fähigkeit des Trägers auszugeben. Die linken und rechten Betätigungseinheiten justieren einen eigenen Betrieb auf der Grundlage der Analyseinformationen (beispielsweise der Verstärkung und der Vergrößerungsrate), die von dem Analysesystem empfangen werden (sie ändern beispielsweise die Verstärkung der Vergrößerungsrate auf die empfangene Verstärkung und Vergrößerungsrate).
Das vorliegende Ausführungsbeispiel beschreibt ein Beispiel, in dem die Verstärkung C_P unter Verwendung der Trägermasse M und der Objektmasse m erhalten wird, wohingegen die Verstärkung C_P unter Verwendung des Trägergewichts (M*g) und das Objektgewicht (m*g) unter Verwendung der Erdbeschleunigung g erhalten werden kann.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel beschreibt ein Beispiel, in dem die Lasterfassungseinheiten unter den linken und rechten Füßen des Trägers bereitgestellt sind, wohingegen Handschuhe bei den rechten und linken Händen des Trägers getragen werden können, wobei die linken und rechten Handschuhe mit Lasterfassungseinheiten versehen sein können. In diesem Fall kann die Objektmasse (oder das Objektgewicht) von der Last erfasst werden, die durch die Lasterfassungseinheiten erfasst wird, wobei die erfasste Objektmasse (oder das erfasste Objektgewicht) in die Verstärkung C_p umgewandelt werden kann. Ferner kann eine Vielzahl von Schaltern zur Erfassung eines Vorhandenseins oder eines Fehlens einer Last anstelle einer Bereitstellung der Lasterfassungseinheiten unter den linken und rechten Füßen oder bei den linken und rechten Handschuhen bereitgestellt sein. Beispielsweise kann, wenn jeder Schalter bei 2 [kg] oder mehr eingeschaltet wird, ein geeignetes Objektgewicht entsprechend einer Anzahl von Schaltern, die eingeschaltet werden, erfasst werden.
Ein Leistungsunterstützungsanzug umfasst: ein Körpertragwerkzeug; eine linke Betätigungseinheit und eine rechte Betätigungseinheit, die bei dem Körpertragewerkzeug angebracht sind und bei linken und rechten Oberschenkeln des Trägers getragen werden, sodass die linke Betätigungseinheit und die rechte Betätigungseinheit jeweils Unterstützungsdrehmomente zum Unterstützen von Bewegungen der linken und rechten Oberschenkel erzeugen; Erfassungseinrichtungen eines ein linkes und ein rechtes Drehmoment betreffenden Betrags, die einen ein linkes Drehmoment betreffenden Betrag und einen ein rechtes Drehmoment betreffenden Betrag bei linken und rechten Trägerdrehmomenten sowie linken und rechten Unterstützungsdrehmomenten erfassen, wobei die linken und rechten Trägerdrehmomente jeweils von den linken und rechten Oberschenkeln in die linke Betätigungseinheit und die rechte Betätigungseinheit eingegeben werden, wobei die linken und rechten Unterstützungsdrehmomente durch die linke Betätigungseinheit und die rechte Betätigungseinheit erzeugt werden; und eine Steuerungseinrichtung, die eine Bewegungsbetriebsart auf der Grundlage des ein linkes Drehmoment betreffenden Betrags und des ein rechtes Drehmoment betreffenden Betrags automatisch umschaltet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018061663 A [0003, 0008]
JP 2018199186 A [0005, 0009]

Claims

Leistungsunterstützungsanzug, der umfasst: ein Körpertragewerkzeug, das konfiguriert ist, um zumindest eine Taille eines Trägers herum getragen zu werden; eine linke Betätigungseinheit, die konfiguriert ist, bei dem Körpertragewerkzeug angebracht zu werden und an einem linken Oberschenkel des Trägers getragen zu werden, sodass die linke Betätigungseinheit ein Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Bewegung des linken Oberschenkels in Bezug auf die Taille des Trägers erzeugt; eine rechte Betätigungseinheit, die konfiguriert ist, bei dem Körpertragewerkzeug angebracht zu werden und an einem rechten Oberschenkel des Trägers getragen zu werden, sodass die rechte Betätigungseinheit ein Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Bewegung des rechten Oberschenkels in Bezug auf die Taille des Trägers erzeugt; eine Erfassungseinrichtung eines ein linkes Drehmoment betreffenden Betrags, die konfiguriert ist, einen ein linkes Drehmoment betreffenden Betrag zu erfassen, der ein Drehmoment ist, das ein linkes Trägerdrehmoment und ein linkes Unterstützungsdrehmoment betrifft, wobei das linke Trägerdrehmoment ein Drehmoment ist, das von dem linken Oberschenkel des Trägers in die linke Betätigungseinheit eingegeben wird, wobei das linke Unterstützungsdrehmoment ein Unterstützungsdrehmoment ist, das durch die linke Betätigungseinheit erzeugt wird; eine Erfassungseinrichtung eines ein rechtes Drehmoment betreffenden Betrags, die konfiguriert ist, einen ein rechtes Drehmoment betreffenden Betrag zu erfassen, der ein Drehmoment ist, das ein rechtes Trägerdrehmoment und ein rechtes Unterstützungsdrehmoment betrifft, wobei das rechte Trägerdrehmoment ein Drehmoment ist, das von dem rechten Oberschenkel des Trägers in die rechte Betätigungseinheit eingegeben wird, wobei das rechte Unterstützungsdrehmoment das Unterstützungsdrehmoment ist, das durch die rechte Betätigungseinheit erzeugt wird; und eine Steuerungseinrichtung, die konfiguriert ist, eine Bewegungsbetriebsart auf der Grundlage des das linke Drehmoment betreffenden Betrags und des das rechte Drehmoment betreffenden Betrags automatisch umzuschalten.
Leistungsunterstützungsanzug nach Anspruch 1, wobei die Bewegungsbetriebsart drei Betriebsarten umfasst, deren Unterstützungsbewegungen zueinander unterschiedlich sind, wobei die Bewegungsbetriebsart umfasst: eine Anhebebetriebsart zum Unterstützen einer Anhebetätigkeit, in der der Träger ein Objekt anhebt; eine Absenkbetriebsart zum Unterstützen einer Absenktätigkeit, in der der Träger das Objekt absetzt; und eine Laufbetriebsart zum Unterstützen einer Laufbewegung, in der der Träger läuft, und wobei die Steuerungseinrichtung konfiguriert ist, die Bewegungsbetriebsart auf eine der Anhebebetriebsart, der Absenkbetriebsart oder der Laufbetriebsart auf der Grundlage des das linke Drehmoment betreffenden Betrags und des das rechte Drehmoment betreffenden Betrags umzuschalten oder dort aufrecht zu erhalten.
Leistungsunterstützungsanzug nach Anspruch 2, wobei die Steuerungseinrichtung konfiguriert ist: die Bewegungsbetriebsart auf die Absenkbetriebsart umzuschalten, wenn der das linke Drehmoment betreffende Betrag und der das rechte Drehmoment betreffende Betrag die Drehmomente in einer Richtung betreffen, in der der Träger sich vorbeugt, und größer als ein erster vorbestimmter Schwellenwert sind, und die Bewegungsbetriebsart auf die Anhebebetriebsart umzuschalten, wenn der das linke Drehmoment betreffende Betrag und der das rechte Drehmoment betreffende Betrag die Drehmomente in einer Richtung betreffen, die entgegengesetzt zu der Richtung ist, in der der Träger sich vorbeugt, und größer als ein zweiter vorbestimmter Schwellenwert sind.
Leistungsunterstützungsanzug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Erfassungseinrichtung des das linke Drehmoment betreffenden Betrags eine linke Oberschenkelwinkelerfassungseinrichtung umfasst, die konfiguriert ist, einen Schwenkwinkel des linken Oberschenkels in Bezug auf die Taille des Trägers zu erfassen, und wobei die Erfassungseinrichtung des das rechte Drehmoment betreffenden Betrags eine rechte Oberschenkelwinkelerfassungseinrichtung umfasst, die konfiguriert ist, einen Schwenkwinkel des rechten Oberschenkels in Bezug auf die Taille des Trägers zu erfassen.
Leistungsunterstützungsanzug nach Anspruch 3, ferner mit: einer Speichereinheit, in der ein Lernmodell gespeichert wird, wobei die Steuerungseinrichtung konfiguriert ist, ein maschinelles Lernen mit dem Lernmodell auszuführen, sodass die Steuerungseinrichtung Werte des ersten vorbestimmten Schwellenwerts bzw. des zweiten vorbestimmten Schwellenwerts justiert.
Leistungsunterstützungsanzug nach Anspruch 1, wobei jede der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit umfasst: ein Ausgabeverbindungsstück, das konfiguriert ist, bei einem des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels des Trägers getragen zu werden und sich drehend um ein Gelenk von einem des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels zu bewegen; eine Betätigungseinrichtung, die eine Ausgabewelle umfasst, die konfiguriert ist, ein Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Drehbewegung um das Gelenk von dem einen des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels über das Ausgabeverbindungsstück zu erzeugen; ein elastisches Element, das konfiguriert ist, ein synthetisches Drehmoment aufzuspeichern, das erhalten wird, indem das Trägerdrehmoment, das von dem Ausgabeverbindungsstück eingegeben wird, das drehend durch eine Kraft des Trägers bewegt wird, und das Unterstützungsdrehmoment, das von der Ausgabewelle in den einen des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels eingegeben wird, synthetisiert werden, wobei ein Ende des elastischen Elements mit dem Ausgabeverbindungsstück verbunden ist, wobei das andere Ende des elastischen Elements mit der Ausgabewelle der Betätigungseinrichtung verbunden ist; und eine Verformungszustandserfassungseinrichtung, die konfiguriert ist, einen Verformungszustand zu erfassen, in dem das elastische Element verformt ist, wobei die Steuerungseinrichtung konfiguriert ist, die linke Betätigungseinheit und die rechte Betätigungseinheit zu steuern, und wobei die Steuerungseinrichtung umfasst: eine Synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit, die konfiguriert ist, das synthetische Drehmoment, das in dem elastischen Element aufgespeichert ist, auf der Grundlage des Verformungszustands des elastischen Elements zu beschaffen, wobei der Verformungszustand mit der Verformungszustandserfassungseinrichtung jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit erfasst wird; und eine Federfehlfunktionsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, zu bestimmen, ob das elastische Element jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit dabei ist, eine Fehlfunktion aufzuweisen, auf der Grundlage des synthetischen Drehmoments, das in dem elastischen Element aufgespeichert ist, das über die synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit beschafft wird.
Leistungsunterstützungsanzug nach Anspruch 6, wobei die Federfehlfunktionsbestimmungseinheit konfiguriert ist, zu bestimmen, dass das elastische Element dabei ist, eine Fehlfunktion aufzuweisen, wenn das synthetische Drehmoment, das über die Synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit beschafft wird, größer oder gleich einem vorbestimmten Drehmomentschwellenwert ist.
Leistungsunterstützungsanzug nach Anspruch 6 oder 7, ferner mit: einer Leistungszufuhreinheit, die konfiguriert ist, eine elektrische Leistung zu der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit zuzuführen, wobei die Steuerungseinrichtung eine Leistungszufuhrsteuerungseinheit umfasst, die eine Steuerung ausführt, um eine Zufuhr der elektrischen Leistung zu der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit zu stoppen, wenn die Federfehlfunktionsbestimmungseinheit bestimmt, dass das elastische Element dabei ist, eine Fehlfunktion aufzuweisen.
Leistungsunterstützungsanzug nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Verformungszustandserfassungseinrichtung umfasst: eine Ausgabewellendrehwinkelerfassungsvorrichtung, die konfiguriert ist, einen Drehwinkel der Ausgabewelle zu erfassen; und eine Ausgabeverbindungsstückdrehbewegungswinkelerfassungsvorrichtung, die konfiguriert ist, einen Drehbewegungswinkel des Ausgabeverbindungsstücks zu erfassen, und wobei die Synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit konfiguriert ist, jedes der synthetischen Drehmomente auf der Grundlage des Drehwinkels der Ausgabewelle, der durch die Ausgabewellendrehwinkelerfassungsvorrichtung erfasst wird, und des Drehbewegungswinkels des Ausgabeverbindungsstücks, der durch die Ausgabeverbindungsstückdrehbewegungswinkelerfassungsvorrichtung erfasst wird, zu beschaffen.
Leistungsunterstützungsanzug nach Anspruch 9, wobei jede der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit eine Geschwindigkeitsreduziereinrichtung umfasst, die eine Geschwindigkeitsreduzierwelle umfasst, die mit dem Ausgabeverbindungsstück verbunden ist, und eine Geschwindigkeitsvergrößerungswelle umfasst, die mit der Ausgabeverbindungsstückdrehbewegungswinkelerfassungsvorrichtung verbunden ist.
Leistungsunterstützungsanzug, der umfasst: ein Körpertragewerkzeug, das konfiguriert ist, um zumindest eine Taille eines Trägers herum getragen zu werden; eine linke Betätigungseinheit, die konfiguriert ist, bei dem Körpertragewerkzeug angebracht zu werden und an einem linken Oberschenkel des Trägers getragen zu werden, sodass die linke Betätigungseinheit ein Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Bewegung des linken Oberschenkels in Bezug auf die Taille des Trägers erzeugt; eine rechte Betätigungseinheit, die konfiguriert ist, bei dem Körpertragewerkzeug angebracht zu werden und an einem rechten Oberschenkel des Trägers getragen zu werden, sodass die rechte Betätigungseinheit ein Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Bewegung des rechten Oberschenkels in Bezug auf die Taille des Trägers erzeugt; und eine Steuerungseinrichtung, die konfiguriert ist, die linke Betätigungseinheit und die rechte Betätigungseinheit zu steuern, wobei jede der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit umfasst: ein Ausgabeverbindungsstück, das konfiguriert ist, bei einem des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels des Trägers getragen zu werden und sich drehend um ein Gelenk von einem des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels zu bewegen; eine Betätigungseinrichtung, die eine Ausgabewelle umfasst, die konfiguriert ist, ein Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Drehbewegung um das Gelenk von dem einen des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels über das Ausgabeverbindungsstück zu erzeugen; ein elastisches Element, das konfiguriert ist, ein synthetisches Drehmoment aufzuspeichern, das erhalten wird, indem das Trägerdrehmoment, das von dem Ausgabeverbindungsstück eingegeben wird, das drehend durch eine Kraft des Trägers bewegt wird, und das Unterstützungsdrehmoment, das von der Ausgabewelle in den einen des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels eingegeben wird, synthetisiert werden, wobei ein Ende des elastischen Elements mit dem Ausgabeverbindungsstück verbunden ist, wobei das andere Ende des elastischen Elements mit der Ausgabewelle der Betätigungseinrichtung verbunden ist; und eine Verformungszustandserfassungseinrichtung, die konfiguriert ist, einen Verformungszustand zu erfassen, in dem das elastische Element verformt ist, und wobei die Steuerungseinrichtung umfasst: eine Synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit, die konfiguriert ist, das synthetische Drehmoment, das in dem elastischen Element aufgespeichert ist, auf der Grundlage des Verformungszustands des elastischen Elements zu beschaffen, wobei der Verformungszustand mit der Verformungszustandserfassungseinrichtung jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit erfasst wird; und eine Federfehlfunktionsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, zu bestimmen, ob das elastische Element jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit dabei ist, eine Fehlfunktion aufzuweisen, auf der Grundlage des synthetischen Drehmoments, das in dem elastischen Element aufgespeichert ist, das über die synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit beschafft wird.
Leistungsunterstützungsanzug nach Anspruch 1, ferner mit: einer Leistungszufuhreinheit, die konfiguriert ist, eine elektrische Leistung zu der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit zuzuführen, wobei jede der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit umfasst: ein Ausgabeverbindungsstück, das konfiguriert ist, bei einem des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels des Trägers getragen zu werden und sich drehend um ein Gelenk von einem des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels zu bewegen; eine Betätigungseinrichtung, die eine Ausgabewelle umfasst, die konfiguriert ist, ein Unterstützungsdrehmoment zum Unterstützen einer Drehbewegung um das Gelenk von dem einen des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels über das Ausgabeverbindungsstück zu erzeugen; ein elastisches Element, das konfiguriert ist, ein synthetisches Drehmoment aufzuspeichern, das erhalten wird, indem das Trägerdrehmoment, das von dem Ausgabeverbindungsstück eingegeben wird, das drehend durch eine Kraft des Trägers bewegt wird, und das Unterstützungsdrehmoment, das von der Ausgabewelle in den einen des linken Oberschenkels und des rechten Oberschenkels eingegeben wird, synthetisiert werden, wobei ein Ende des elastischen Elements mit dem Ausgabeverbindungsstück verbunden ist, wobei das andere Ende des elastischen Elements mit der Ausgabewelle der Betätigungseinrichtung verbunden ist; und eine Verformungszustandserfassungseinrichtung, die konfiguriert ist, einen Verformungszustand zu erfassen, in dem das elastische Element verformt ist, wobei die Steuerungseinrichtung konfiguriert ist, die linke Betätigungseinheit und die rechte Betätigungseinheit zu steuern, und wobei die Steuerungseinrichtung umfasst: eine Synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit, die konfiguriert ist, das synthetische Drehmoment, das in dem elastischen Element aufgespeichert ist, auf der Grundlage des Verformungszustands des elastischen Elements zu beschaffen, wobei der Verformungszustand mit der Verformungszustandserfassungseinrichtung jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit erfasst wird; eine erste Drehbewegungsdrehmomentbeschaffungseinheit, die konfiguriert ist, ein erstes Drehbewegungsdrehmoment zum drehenden Bewegen des Ausgabeverbindungsstücks jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit auf der Grundlage des synthetischen Drehmoments zu beschaffen, das in dem elastischen Element aufgespeichert ist, das über die Synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit beschafft wird; eine Stromerfassungseinrichtung, die konfiguriert ist, einen Stromwert zu erfassen, der jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit zugeführt wird; eine zweite Drehbewegungsdrehmomentbeschaffungseinheit, die konfiguriert ist, ein zweites Drehbewegungsdrehmoment zum drehenden Bewegen des Ausgabeverbindungsstück jedes der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit auf der Grundlage des Stromwerts, der jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit zugeführt wird, der mit der Stromerfassungseinrichtung erfasst wird, zu beschaffen; und eine Vorrichtungsfehlfunktionsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, zu bestimmen, ob die Verformungszustandserfassungseinrichtung jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit eine Fehlfunktion aufweist, auf der Grundlage einer Differenz zwischen dem ersten Drehungsdrehmoment und dem zweiten Drehungsdrehmoment.
Leistungsunterstützungsanzug nach Anspruch 12, wobei die Vorrichtungsfehlfunktionsbestimmungseinheit konfiguriert ist, zu bestimmen, dass die Verformungszustandserfassungseinrichtung eine Fehlfunktion aufweist, wenn die Differenz zwischen dem ersten Drehbewegungsdrehmoment und dem zweiten Drehbewegungsdrehmoment größer oder gleich einem vorbestimmten Fehlerschwellenwert ist.
Leistungsunterstützungsanzug nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Steuerungseinrichtung eine Leistungszufuhrsteuerungseinheit umfasst, die eine Steuerung ausführt, um eine Zufuhr der elektrischen Leistung zu der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit zu stoppen, wenn die Vorrichtungsfehlfunktionsbestimmungseinheit bestimmt, dass die Verformungszustandserfassungseinrichtung der linken Betätigungseinheit oder der rechten Betätigungseinheit eine Fehlfunktion aufweist.
Leistungsunterstützungsanzug nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Verformungszustandserfassungseinrichtung umfasst: eine Ausgabewellendrehwinkelerfassungsvorrichtung, die konfiguriert ist, einen Drehwinkel der Ausgabewelle zu erfassen; und eine Ausgabeverbindungsstückdrehbewegungswinkelerfassungsvorrichtung, die konfiguriert ist, einen Drehbewegungswinkel des Ausgabeverbindungsstücks zu erfassen, und wobei die Synthetisches-Drehmoment-Beschaffungseinheit konfiguriert ist, jedes der synthetischen Drehmomente auf der Grundlage des Drehwinkels der Ausgabewelle, der durch die Ausgabewellendrehwinkelerfassungsvorrichtung erfasst wird, und des Drehbewegungswinkels des Ausgabeverbindungsstücks, der durch die Ausgabeverbindungsstückdrehbewegungswinkelerfassungsvorrichtung erfasst wird, zu beschaffen.
Leistungsunterstützungsanzug nach Anspruch 15, wobei die Vorrichtungsfehlfunktionsbestimmungseinheit konfiguriert ist, auf der Grundlage der Differenz zwischen dem ersten Drehungsdrehmoment und dem zweiten Drehungsdrehmoment jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit zu bestimmen, ob die Ausgabeverbindungsstückdrehbewegungswinkelerfassungsvorrichtung jeder der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit eine Fehlfunktion aufweist.
Leistungsunterstützungsanzug nach Anspruch 15 oder 16, wobei jede der linken Betätigungseinheit und der rechten Betätigungseinheit eine Geschwindigkeitsreduziereinrichtung umfasst, die eine Geschwindigkeitsreduzierwelle umfasst, die mit dem Ausgabeverbindungsstück verbunden ist, und eine Geschwindigkeitsvergrößerungswelle umfasst, die mit der Ausgabeverbindungsstückdrehbewegungswinkelerfassungsvorrichtung verbunden ist.
Leistungsunterstützungsanzug nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung einen Kommunikationsabschnitt umfasst, wobei der Kommunikationsabschnitt Daten zu einem Analysesystem überträgt und wobei der Kommunikationsabschnitt eine Analyseinformation von dem Analysesystem empfängt.
Leistungsunterstützungsanzug nach einem der Ansprüche 6 bis 18, wobei die elastischen Elemente eine Spiralfeder umfassen.