JP2013174783A - 筋力補助装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】筋力補助装置100は、作業者1の胴体に装着される胴体固定部3と、作業者1の腕を下方から支持する腕受部材2と、胴体固定部3に設けられた連結機構10と、腕受部材2と連結機構10とを接続する連結部材4と、を備える。連結機構10は、胴体固定部に接続されたケース11と、端部12aがケース11の固定軸11aに固定されたぜんまいバネ12と、ケース11に固定されたカバー13と、ケース11の軸受部11bとカバー13の軸受部13aに回転自在に支持され、ぜんまいバネ12の端部12bに固定された回転軸14と、回転軸14に固定されたピニオン15と、カバー13に固定されたスライド機構17と、ピニオン15に噛み合ってスライド機構17の可動部17bに固定され、連結部材4が接続されたラックと、を備える。
【選択図】図3
Description
図1は、本発明の実施の形態に係る筋力補助装置を示す斜視図である。また、図2は、この筋力補助装置を作業者が装着した状態を示す側面図である。
図1に示すように、本実施の形態に係る筋力補助装置100は、腕受部材2、胴体固定部3、連結部材4、及び、連結機構10を備えている。
連結機構10は、本発明の第1軸支持部材に相当するケース11、ぜんまいバネ12、本発明の第2軸支持部材に相当するカバー13、回転軸14、ピニオン15、ラック16、及び、スライド機構17を備えている。
図4(a)に示すように、作業者1が作業道具50を持って溶接作業や研磨作業を行うと、作業者1の肩関節周りには、図4に示すようなモーメントT[Nm]が作用する。詳しくは、図4(b)の「A」は、作業者1が重量2[kg]の作業道具50を持って前後方向に溶接作業を行う際に、肩関節周りに作用するモーメントT[Nm]を示している。また、図4(b)の「B」は、作業者1が重量2[kg]の作業道具50を持って左右方向に溶接作業を行う際に、肩関節周りに作用するモーメントT[Nm]を示している。また、図4(b)の「C」は、作業者1が重量2.4[kg]の作業道具50を持って研磨作業を行う際に、肩関節周りに作用するモーメントT[Nm]を示している。
T[Nm]=F×L[Nm]…(1)
F[N]=T[Nm]/L[m]…(2)
つまり、肩から肘までの長さL[m]を0.3[m]とすると、作業者1の肩関節周りに作用する最小モーメントT=13.1[Nm]を吸収するために必要な肘の押上力F[N]は、43.7[N]となることがわかる。また、肩から肘までの長さL[m]を0.3[m]とすると、作業者1の肩関節周りに作用する最大モーメントT=18.8[Nm]を吸収するために必要な肘の押上力F[N]は、62.7[N]となることがわかる。
Claims (8)
- 作業者の胴体に装着される胴体固定部と、
作業者の腕を下方から支持する腕受部材と、
一方の端部が前記腕受部材に接続された連結部材と、
前記連結部材の他方の端部と前記胴体固定部とを接続する連結機構と、
を備え、
前記連結機構は、
前記胴体固定部に接続され、固定軸及び第1軸受部が形成された第1軸支持部材と、
一方の端部が前記第1軸支持部材の前記固定軸に固定されたぜんまいバネと、
前記第1軸支持部材に固定され、第2軸受部が形成された第2軸支持部材と、
一方の端部が前記第1軸支持部材の前記第1軸受部に回転自在に支持され、途中部が前記第2軸支持部材の前記第2軸受部に回転自在に支持され、前記第1軸受部の支持箇所と前記第2軸受部の支持箇所との間に、前記ぜんまいバネの他方の端部が固定された回転軸と、
前記回転軸の他方の端部に固定されたピニオンと、
ベース部及び該ベース部に直動自在に支持された可動部を有し、前記ベース部が前記第2軸支持部材に固定されたスライド機構と、
前記ピニオンに噛み合う状態で前記スライド機構の前記可動部に固定され、前記連結部材の他方の端部が接続されたラックと、
を備えたことを特徴とする筋力補助装置。 - 前記ぜんまいバネが定荷重バネであることを特徴とする請求項1に記載の筋力補助装置。
- 前記ぜんまいバネは、バネ定数が300[Nmm/回]〜500[Nmm/回]であることを特徴とする請求項1に記載の筋力補助装置。
- 前記腕受部材は、作業者の腕を下方より支持する断面U字形状の腕受部を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の筋力補助装置。
- 前記胴体固定部に接続され、作業者の肩に掛けられる肩掛け部を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の筋力補助装置。
- 前記胴体固定部と前記第1軸支持部材との間は、少なくとも1自由度のジョイントを介して接続されていることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の筋力補助装置。
- 前記腕受部材と前記連結部材との間は、少なくとも1自由度のジョイントを介して接続されていることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の筋力補助装置。
- 前記スライド機構には、前記可動部の可動範囲を規制するストッパーが設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の筋力補助装置。
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