JP2012110497A - 装着型動作支援装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】装着型動作支援装置10に、装着者の左右方向に長尺な基部31を有する腰部フレーム30と、腰部フレーム30の下部に接続される左右一対の下肢フレーム50,50と、腰部フレーム30の基部31の上部に接続される背部フレーム40と、背部フレーム40と腰部フレーム30の基部31とを接続する接続部70とを備える。接続部70は、前額面上の1自由度の回転機構であって、例えば、四節リンク機構で構成される。
【選択図】図1
Description
腰部フレーム30は、装着者の腰(骨盤)の後側および左右両側を覆うことができるように、平面視で略U字形をなしている。具体的には、腰部フレーム30は、左右方向に長尺であって装着者の腰(骨盤)の背側に位置する基部31と、基部31の左右両端から前方へ突出するサイド部32,32とを備えている。基部31とサイド部32,32は、一体的に形成されるか、或いは、別体に形成されてボルトおよびナットなどの締結具により締結されており、腰部フレーム30は一体として挙動する。なお、本実施の形態に係る腰部フレーム30は締結された複数の部材(基部31,サイド部32,32)で構成されており、その締結位置が調整可能である。そして、基部31とサイド部32との締結位置を適宜調整することによって腰部フレーム30の有効寸法を装着者の体格に適合させるように調節することができる。腰部フレーム30は、装着者の腰周りへ係留させるためのベルトやフックなどの係止具(図示略)を備えており、腰部フレーム30は装着者の腰に係留される。
左右の下肢フレーム50,50はほぼ同一の構成であって、腰部フレーム30の左右中央を対称軸として左右線対称に設けられている。よって、一方(左側)の下肢フレーム50の構造についてのみ詳細に説明する。下肢フレーム50は、大腿アーム51と、下腿アーム52および足下アーム53を備えている。大腿アーム51は装着者の大腿部に係留され、下腿アーム52は装着者の下腿部に係留され、足下アーム53は装着者の足首から下部に係留される。各アームは装着者の身体へ係留させるためのベルトやフックなどの係止具(図示略)を備えている。
背部フレーム40は、いわゆる背負子である。背部フレーム40は、装着者の肩や胸に係留させるための脇ベルト、肩紐およびフックなどの係止具44を備えている。背部フレーム40には、バックパック12が積載される。バックパック12に格納されたバッテリ13は、股関節用アクチュエータ61、膝関節用アクチュエータ63、および制御器14へ電気を供給する。また、バックパック12に格納された制御器14は、装着具11の各部に設けたセンサ(図示略)からの検出信号を受けて、装着具11が装着者の動作を補助又は代行するように股関節用アクチュエータ61および膝関節用アクチュエータ63を制御する。なお、上記センサは、部材の重心の変化量や部材に加わる負荷量などの物理量を検出するセンサであるが、これらに代えて又はこれらに加えて装着者の生体信号を検出する生体信号センサを用いても良い。生体信号センサを用いれば、装着者の意思に従った動力をアクチュエータ61,63に発生させることができる。
11 装着具
12 バックパック
13 バッテリ
14 制御器
30 腰部フレーム
31 基部
32 サイド部
40 背部フレーム
50 下肢フレーム
51 大腿アーム
52 下腿アーム
53 足下アーム
531 足裏プレート
61 股関節用アクチュエータ
62 股関節用ジョイント
63 膝関節用アクチュエータ
64 足関節用ジョイント
70 接続部
71 上リンク
72 下リンク
73 右リンク
74 左リンク
Claims (12)
- 装着者の筋力を補助或いは代行する装着型動作支援装置であって、
前記装着者の左右方向に長尺な基部を有し、前記装着者の腰周りに装着される腰部フレームと、
前記腰部フレームの下部に接続されて、前記装着者の下肢に装着される左右一対の下肢フレームと、
前記腰部フレームの上部に接続されて、前記装着者の肩に係留させるための係止具を有する背部フレームと、
前記背部フレームと前記腰部フレームの基部とを接続する前額面上の1自由度の回転機構とを備えている、装着型動作支援装置。 - 前記回転機構は、前記腰部フレームに設けられて前記基部と略平行な下リンクと、前記背部フレームに設けられた上リンクと、前記下リンクと前記上リンクのそれぞれに接合された左リンクおよび右リンクとから成り、前記腰部フレームの左右中央を対称軸として線対称な四節リンク機構である、請求項1に記載の装着型動作支援装置。
- 前記四節リンク機構は、四節を順に線で結んだ形状が上下逆台形である、請求項2に記載の装着型動作支援装置。
- 前記下リンクおよび前記上リンクのうち少なくとも一方の前記右リンクおよび前記左リンクとの接合位置は前記左右方向に可変である、請求項2又は請求項3に記載の装着型動作支援装置。
- 前記回転機構は、前記腰部フレームの前記基部の左右略中央および前記背部フレームの左右略中央のそれぞれに設けられた接合孔に挿通された前額面に垂直な軸で構成されている、請求項1に記載の装着型動作支援装置。
- 前記左右一対の下肢フレームおよび前記腰部フレームは、総じて4の前額面上の回転自由度と総じて4以上の矢状面上の回転自由度とを有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の装着型動作支援装置。
- 前記左右一対の下肢フレームは、前記装着者の大腿部に装着される大腿アームと、前記装着者の下腿部に装着される下腿アームと、前記装着者の足部に装着される足下アームとを各々に有し、
前記大腿アームと前記下腿アームは矢状面上で回動可能に接続され、
前記腰部フレームと前記大腿アームおよび前記下腿アームと前記足下アームは矢状面上および前額面上で回動可能に接続されている、請求項6に記載の装着型動作支援装置。 - 前記下肢フレームは、前記足下アームに対する前記下腿アームの前額面上の回動範囲を規制する規制部材を有する、請求項7に記載の装着型動作支援装置。
- 前記下肢フレームは、前記装着者の大腿部に装着される大腿アームと、前記装着者の下腿部に装着される下腿アームと、前記大腿アームを基準長さから並進方向に伸長可能とする第1の並進自由度機構とを有している、請求項1〜8のいずれか一項に記載の装着型動作支援装置。
- 前記第1の並進自由度機構は、回旋自由度を併有している、請求項9に記載の装着型動作支援装置。
- 前記下肢フレームが、前記装着者の大腿部に装着される大腿アームと、前記装着者の下腿部に装着される下腿アームと、前記下腿アームを基準長さから並進方向に伸長可能とする第2の並進自由度機構とを有している、請求項1〜10のいずれか一項に記載の装着型動作支援装置。
- 前記下肢フレームは、前記装着者の足が載置される足裏プレートを有している、請求項1〜11のいずれか一項に記載の装着型動作支援装置。
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