JP2017124110A - アシスト器具 - Google Patents
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Description
特許文献1では、作業者に取り付けられる本体部(特許文献1の図1の17)、本体部に支持されて作業者の右及び左の大腿部に作用する右及び左の脚作用部(特許文献1の図1の19)、右及び左の脚作用部を駆動する右及び左の駆動装置(特許文献1の図1の11)を備えている。
前述の状態が繰り返されるような場合、アシスト器具により作業者の立ち上がりを補助することにより、作業者にとってアシスト器具が有用なものとなる。
(構成)
本発明の第1特徴は、アシスト器具において次のように構成することにある。
作業者に取り付けられる本体部と、
前記本体部に支持されて作業者の右の大腿部に作用する右の脚作用部と、前記右の脚作用部を駆動する右の駆動装置と、前記本体部に支持されて作業者の左の大腿部に作用する左の脚作用部と、前記左の脚作用部を駆動する左の駆動装置とを備え、
作業者の立ち上がりを補助する為に前記右の脚作用部を下側に駆動して作業者の右の大腿部を下げるように、作業者の立ち上がりを補助する為に前記左の脚作用部を下側に駆動して作業者の左の大腿部を下げるように、前記右の駆動装置及び前記左の駆動装置を別々に独立して制御して作動させる制御装置を備えている。
[I]−1
本発明の第1特徴によると、右の駆動装置により右の脚作用部を下側に駆動して、作業者の右の大腿部を下げることにより、且つ、左の駆動装置により左の脚作用部を下側に駆動して作業者の左の大腿部を下側に操作することにより、作業者の立ち上がりを補助することができる。
これにより、作業者がしゃがみ、荷物を手で持ち、立ち上がるという状態において、作業者が楽に立ち上がることができるようになって、作業の能率向上を図ることができる。
前項[I]−1に記載のように、作業者がしゃがみ、荷物を手で持ち、立ち上がるという状態において、例えば作業者が右脚及び左脚を同じ位置に位置させて立ち上がる状態、右脚を前側に位置させ左脚を後側に位置させて立ち上がる状態、左脚を前側に位置させ右脚を後側に位置させて立ち上がる状態というように、各種の状態が想定される。
前項[I]−2に記載の状態において、本発明の第1特徴によると、右及び左の駆動装置を別々に独立して制御して作動させて、右及び左の脚作用部を別々に独立して下側に駆動している。
これにより、作業者が立ち上がる際に右脚及び左脚がどのような位置関係になっていても、これに容易に対応して右及び左の大腿部を適切に下側に操作することができるのであり、作業者の立ち上がりを適切に補助することができる。
(構成)
本発明の第2特徴は、本発明の第1特徴のアシスト器具において次のように構成することにある。
前記本体部に対する前記右の脚作用部の角度を検出する右の角度センサーと、前記本体部に対する前記左の脚作用部の角度を検出する左の角度センサーとを備えており、
前記制御装置は、
前記右の角度センサーの検出値に基づいて、作業者が立ち上がった状態に相当する角度に前記右の脚作用部が達すると、前記右の駆動装置を停止させ、
前記左の角度センサーの検出値に基づいて、作業者が立ち上がった状態に相当する角度に前記左の脚作用部が達すると、前記左の駆動装置を停止させる。
本発明の第2特徴によると、作業者が立ち上がる際に、右及び左の脚作用部が別々に独立して下側に駆動されて、作業者の立ち上がりが補助される。
この後、例えば左の脚作用部(左脚)よりも先に、右の脚作用部(右脚)が立ち上がった状態に相当する角度に達すると、右の駆動装置(右の脚作用部)が先に停止するのであり、次に左の脚作用部(左脚)が立ち上がった状態に相当する角度に達すると、左の駆動装置(左の脚作用部)が停止する。
これにより、本発明の第2特徴によると、作業者が立ち上がる際に右及び左の脚作用部の停止に時間差が生じるように構成することによって、作業者が立ち上がる際の状態に適応した自然な立ち上がり状態を得ることができる。
(構成)
本発明の第3特徴は、本発明の第1特徴のアシスト器具において次のように構成することにある。
前記本体部に対する前記右の脚作用部の角度を検出する右の角度センサーと、前記本体部に対する前記左の脚作用部の角度を検出する左の角度センサーとを備えており、
前記制御装置は、
前記右及び左の角度センサーの検出値に基づいて、作業者が立ち上がった状態に相当する角度に前記右及び左の脚作用部の少なくとも一方が達すると、前記右及び左の駆動装置を停止させる。
本発明の第3特徴によると、作業者が立ち上がる際に、右及び左の脚作用部が別々に独立して下側に駆動されて、作業者の立ち上がりが補助される。
この後、例えば左の脚作用部(左脚)よりも先に、右の脚作用部(右脚)が立ち上がった状態に相当する角度に達すると、右及び左の駆動装置(右及び左の脚作用部)が同時に停止するのであり、例えば右の脚作用部(右脚)よりも先に、左の脚作用部(左脚)が立ち上がった状態に相当する角度に達すると、右及び左の駆動装置(右及び左の脚作用部)が同時に停止する。
これにより、本発明の第3特徴によると、作業者が立ち上がる際に右及び左の脚作用部が同時に停止するように構成することによって、作業者が立ち上がる際の状態に適応した自然な立ち上がり状態を得ることができる。
(構成)
本発明の第4特徴は、本発明の第1〜第3特徴のアシスト器具のうちのいずれか一つにおいて次のように構成することにある。
前記本体部に対する前記右の脚作用部の角度を検出する右の角度センサーと、前記本体部に対する前記左の脚作用部の角度を検出する左の角度センサーと、
作業者に操作されるもので前記右及び左の駆動装置の作動開始の起動信号を前記制御装置に与える人為操作部とを備えており、
前記制御装置は、
前記人為操作部が操作された際の前記右及び左の角度センサーの検出値に基づいて、前記右及び左の脚作用部のうち上側に位置する前記脚作用部の前記駆動装置の駆動力が、前記右及び左の脚作用部のうち下側に位置する前記脚作用部の前記駆動装置の駆動力よりも大きくなるように、前記右及び左の駆動装置を作動させる。
[IV]−1
前項[I]−2に記載のように、作業者がしゃがみ、荷物を手で持ち、立ち上がるという状態において、右脚を前側に位置させ左脚を後側に位置させて立ち上がる場合、作業者は右脚に大きな力を入れて立ち上がると考えられ、左脚を前側に位置させ右脚を後側に位置させて立ち上がる場合、作業者は左脚に大きな力を入れて立ち上がると考えられる。
前項[IV]―1に記載の状態において、本発明の第4特徴によると、右脚を前側に位置させ左脚を後側に位置させて立ち上がる場合、右の駆動装置(右の脚作用部)の駆動力が大きなものとなって、作業者の立ち上がりが適切に補助される。
同様に、左脚を前側に位置させ右脚を後側に位置させて立ち上がる場合、左の駆動装置(左の脚作用部)の駆動力が大きなものとなって、作業者の立ち上がりが適切に補助される。
(構成)
本発明の第5特徴は、本発明の第1〜第3特徴のアシスト器具のうちのいずれか一つにおいて次のように構成することにある。
前記本体部に対する前記右の脚作用部の角度を検出する右の角度センサーと、前記本体部に対する前記左の脚作用部の角度を検出する左の角度センサーと、
作業者に操作されるもので前記右及び左の駆動装置の作動開始の起動信号を前記制御装置に与える人為操作部とを備えており、
前記制御装置は、
前記人為操作部が操作された際の前記右及び左の角度センサーの検出値に基づいて、前記右及び左の脚作用部のうち上側に位置する前記脚作用部の前記駆動装置の作動速度が、前記右及び左脚作用部のうち下側に位置する前記脚作用部の前記左駆動装置の作動速度よりも高速になるように、前記右及び左の駆動装置を作動させる。
[V]−1
前項[I]−2に記載のように、作業者がしゃがみ、荷物を手で持ち、立ち上がるという状態において、右脚を前側に位置させ左脚を後側に位置させて立ち上がる場合、作業者は右脚を早めに立ち上がり側に動かすと考えられ、左脚を前側に位置させ右脚を後側に位置させて立ち上がる場合、作業者は左脚を早めに立ち上がり側に動かすと考えられる。
前項[V]−1に記載の状態において、本発明の第5特徴によると、右脚を前側に位置させ左脚を後側に位置させて立ち上がる場合、右の脚作用部が左の脚作用部よりも速く作動することにより、作業者の立ち上がりが適切に補助される。
同様に、左脚を前側に位置させ右脚を後側に位置させて立ち上がる場合、左の脚作用部が右の脚作用部よりも速く作動することによって、作業者の立ち上がりが適切に補助される。
アシスト器具の全体構成及び本体部1について説明する。
図1,2,3に示すように、作業者の背中部に取り付けられる本体部1、本体部1の上部から上側に延出された右及び左のアーム部2、本体部1の下部に備えられた右及び左の脚作用部3が備えられており、作業者への装着用の取付ベルト4、右及び左の肩ベルト5が備えられて、アシスト器具が構成されている。
次に、右及び左の脚作用部3について説明する。
図1,2,3に示すように、右及び左の脚作用部3は、基部10、伝動ケース11、操作アーム12及び脚ベルト13等を備えている。横フレーム9に左右方向にスライド自在に基部10が支持されており、基部10の外端部に伝動ケース11が前向きに連結されている。伝動ケース11の前部の左右方向の横軸芯P1周りに、操作アーム12が揺動自在に支持されており、幅広のベルト状の脚ベルト13が操作アーム12に連結されている。
以上の構造によって、電動モータ39により操作アーム12が横軸芯P1周りに揺動駆動される。
これにより、取付ベルト4の腰部への巻き付け具合により、作業者の体格に合わせるように右及び左の脚作用部3の間隔が決まるのであり、取付ベルト4により右及び左の脚作用部3の位置が決められた状態となる。
次に、右及び左のアーム部2について説明する。
図1,2,3に示すように、右及び左の縦フレーム6の上部が、作業者の右及び左の肩部を越えて斜め前側の斜め上側に延出されて、右及び左のアーム部2が構成されており、右及び左のアーム部2の上端部に、案内プーリー33が回転自在に支持されている。
前述の状態において、作業者は右手及び左手の親指により上昇及び下降操作スイッチ23,24を押し操作する。この場合、上昇及び下降操作スイッチ23,24は復帰型に構成されており、作業者が上昇及び下降操作スイッチ23,24を押し操作していると、上昇及び下降操作スイッチ23,24から信号が出力されるのであり、作業者が上昇及び下降操作スイッチ23,24の押し操作を止めると、上昇及び下降操作スイッチ23,24の信号は停止する。
次に、ワイヤ駆動装置17について説明する。
図4に示すように、ワイヤ駆動装置17は、左右方向の回転軸芯周りに回転自在に左右方向に配置された4個の回転体25,26,27,28、4個の回転体25〜28の下側に左右方向に配置された電動モータ29、電動モータ29の出力軸側の端部と回転体25〜28の左の端部(電動モータ29の出力軸側の端部)とに亘って上下方向に配置された伝動機構30を備えている。
電動モータ29により回転体25〜28が繰り出し側に回転駆動されると、右及び左のワイヤ18,19のインナー18a,19aが回転体25〜28から繰り出されて、右及び左のハンド部20が下降する。
電動モータ29に電磁ブレーキ(図示せず)が備えられている。電動モータ29の作動時に電磁ブレーキは解除状態となり、電動モータ29の停止時及び非通電時に電磁ブレーキは制動状態となる。
例えば、床に置かれた荷物を高い棚やトラックの荷台に置くような場合には、作業者がしゃがみ、次に床の荷物を手で持ち、次に手を下に延ばした状態で荷物を持ちながら立ち上がり、次に手で荷物を持ち上げて、荷物を高い棚やトラックの荷台に置くような状態が想定される(荷物移動の第1状態)。
この場合、図1に示すように、伝動ケース11に対して操作アーム12が斜め上側に向く上限角度U、及び、伝動ケース11に対して操作アーム12が下側の斜め後側に向く下限角度Dの範囲で、半円ギヤ50が回転する(操作アーム12が揺動する)。
前項[5]に記載の荷物移動の第1状態について説明する。
図1,2,3に示すように、作業者がアシスト器具を装着した状態において、作業者が上昇及び下降操作スイッチ23,24の両方を押し操作していないと、ワイヤ駆動装置17は停止状態となり、電動モータ39は停止状態(自由回転状態)となる。これにより、作業者が歩行する場合、作業者の右及び左の太腿部に追従するように右及び左の操作アーム12が揺動するのであり、作業者の動作が妨げられることはない。
前述のように作業者が立ち上がる際において、ワイヤ駆動装置17のブレーキ機能(電動モータ29の電磁ブレーキ)により、右及び左のハンド部20(荷物)が下降することはない。
以上のようにして、荷物を高い棚やトラックの荷台等に置くと、最初の状態に戻り、次の荷物に対して同様な操作を行う。
前項[6]に記載の荷物移動の第1状態において、作業者が立ち上がる際に右及び左の脚作用部3(操作アーム12)が下側に駆動される状態ついて説明する。
作業者が右手(左手)で右(左)のハンド部20を持ち、右及び左のハンド部20を荷物に掛けた状態において、作業者が上昇操作スイッチ23を押し操作した場合、右及び左の角度センサー49により、右及び左の脚作用部3において、操作アーム12の角度が検出される。
この場合、作業者が上昇操作スイッチ23を押し操作した時、右の角度センサー49の検出値が左の角度センサー49の検出値よりも上限角度Uに近い状態であれば、右設定値R1が左設定値L1よりも大きな値に設定される。逆に、作業者が上昇操作スイッチ23を押し操作した時、左の角度センサー49の検出値が右の角度センサー49の検出値よりも上限角度Uに近い状態であれば、左設定値L1が右設定値R1よりも大きな値に設定される。
前述の状態において、右の電動モータ39が先に停止状態(自由回転状態)となり、次に左の電動モータ39が停止状態(自由回転状態)となることもある。
前項[5]に記載の荷物移動の第2状態について説明する。
図1,2,3に示すように、作業者がアシスト器具を装着した状態において作業者が上昇及び下降操作スイッチ23,24の両方を押し操作していないと、ワイヤ駆動装置17は停止し、右及び左の脚作用部3の電動モータ39は停止状態(自由回転状態)となる。これにより、作業者が歩行する場合、作業者の太腿に追従するように操作アーム12が揺動するのであり、作業者の動作が妨げられることはない。
この場合、作業者がしゃがむ際に、作業者の右及び左の大腿部の急激な上昇を抑えることにより、作業者の右及び左の大腿部が緩やかに上昇して、作業者がゆっくりとしゃがむことができるように、右及び左の脚作用部3(操作アーム12)が作業者の右及び左の大腿部に対して抵抗を与える(右及び左の脚作用部3(操作アーム12)の上側への作動に対して抵抗が発生する)。
以上のようにして、荷物を床に置くと、最初の状態に戻り、次の荷物に対して同様な操作を行う。
前項[8]に記載の荷物移動の第2状態において、作業者がしゃがむ際に作業者の右及び左の大腿部の急激な上昇を抑える状態について説明する。
作業者が右手(左手)で右(左)のハンド部20を持ち、右及び左のハンド部20を荷物に掛けた状態において、作業者が下降操作スイッチ24を押し操作した場合、右及び左の角度センサー49の検出値は、作業者が立ち上がった状態に相当する角度A1又はその付近の角度である。
前項[6]に記載の荷物移動の第1状態において、前項[7]に記載の作業者が立ち上がる際に右及び左の脚作用部3(操作アーム12)が下側に駆動される状態に代えて、以下のように構成してもよい。
この場合、右及び左の脚作用部3(操作アーム12)が下側に駆動され始めると、右及び左の角度センサー49の検出値に基づいて、右及び左の脚作用部3(操作アーム12)の下側への作動速度が検出される。
この場合、作業者が上昇操作スイッチ23を押し操作した時、右の角度センサー49の検出値が左の角度センサー49の検出値よりも上限角度Uに近い状態であれば、右設定値VR1が左設定値VL1よりも大きな値に設定される。逆に、作業者が上昇操作スイッチ23を押し操作した時、左の角度センサー49の検出値が右の角度センサー49の検出値よりも上限角度Uに近い状態であれば、左設定値VL1が右設定値VR1よりも大きな値に設定される。
前述の状態において、右の電動モータ39が先に停止状態(自由回転状態)となり、次に左の電動モータ39が停止状態(自由回転状態)となることもある。
前述の[発明を実施するための形態][発明の実施の第1別形態]において、図9に示すように、右及び左の角度センサー49のうちの少なくとも一方の検出値が、作業者が立ち上がった状態に相当する角度A1に達すると、右及び左の電動モータ39の両方が同時に停止状態(自由回転状態)となるように構成してもよい。
前述の[発明を実施するための形態][発明の実施の第2別形態]において、作業者が上昇操作スイッチ23を押し操作した場合、右及び左の電動モータ39の駆動力(トルク)が徐々に大きくなるのではなく、作業者が上昇操作スイッチ23を押し操作すると、右及び左の電動モータ39の駆動力(トルク)が、直ちに右設定値R1及び左設定値L1となるように構成してもよい。
前述の[発明の実施の第1別形態][発明の実施の第2別形態]において、作業者が上昇操作スイッチ23を押し操作した場合、右及び左の電動モータ39の回転速度が徐々に高速になるのではなく、作業者が上昇操作スイッチ23を押し操作すると、右(左)の脚作用部3(操作アーム12)の下側への作動速度が直ちに右設定値VR1(左設定値VL1)となるように、右及び左の電動モータ39を制御してもよい。
前述の[発明を実施するための形態][発明の実施の第1別形態]〜[発明の実施の第4別形態]において、人為的に操作可能な操作スイッチ等により、右設定値R1及び左設定値L1を大側及び小側に、右設定値VR1及び左設定値VL1を高速側及び低速側に、人為的に調節することができるように構成してもよい。
このように構成すると、作業者が立ち上がる際に、意識してゆっくり立ち上がったり、意識して早く立ち上がったりすることができる。
前述の[発明を実施するための形態][発明の実施の第1別形態]〜[発明の実施の第5別形態]において、右及び左のアーム部2、ワイヤ駆動装置17、ワイヤ18,19、右及び左のハンド部20を廃止して、本体部1、右及び左の脚作用部3等の作業者の右及び左の大腿部に作用する機能だけを備えたアシスト器具としてもよい。
3 脚作用部
14 制御装置
23 人為操作部
39 駆動装置
49 角度センサー
A1 作業者が立ち上がった状態に相当する角度
Claims (5)
- 作業者に取り付けられる本体部と、
前記本体部に支持されて作業者の右の大腿部に作用する右の脚作用部と、前記右の脚作用部を駆動する右の駆動装置と、前記本体部に支持されて作業者の左の大腿部に作用する左の脚作用部と、前記左の脚作用部を駆動する左の駆動装置とを備え、
作業者の立ち上がりを補助する為に前記右の脚作用部を下側に駆動して作業者の右の大腿部を下げるように、作業者の立ち上がりを補助する為に前記左の脚作用部を下側に駆動して作業者の左の大腿部を下げるように、前記右の駆動装置及び前記左の駆動装置を別々に独立して制御して作動させる制御装置を備えているアシスト器具。 - 前記本体部に対する前記右の脚作用部の角度を検出する右の角度センサーと、前記本体部に対する前記左の脚作用部の角度を検出する左の角度センサーとを備えており、
前記制御装置は、
前記右の角度センサーの検出値に基づいて、作業者が立ち上がった状態に相当する角度に前記右の脚作用部が達すると、前記右の駆動装置を停止させ、
前記左の角度センサーの検出値に基づいて、作業者が立ち上がった状態に相当する角度に前記左の脚作用部が達すると、前記左の駆動装置を停止させる請求項1に記載のアシスト器具。 - 前記本体部に対する前記右の脚作用部の角度を検出する右の角度センサーと、前記本体部に対する前記左の脚作用部の角度を検出する左の角度センサーとを備えており、
前記制御装置は、
前記右及び左の角度センサーの検出値に基づいて、作業者が立ち上がった状態に相当する角度に前記右及び左の脚作用部の少なくとも一方が達すると、前記右及び左の駆動装置を停止させる請求項1に記載のアシスト器具。 - 前記本体部に対する前記右の脚作用部の角度を検出する右の角度センサーと、前記本体部に対する前記左の脚作用部の角度を検出する左の角度センサーと、
作業者に操作されるもので前記右及び左の駆動装置の作動開始の起動信号を前記制御装置に与える人為操作部とを備えており、
前記制御装置は、
前記人為操作部が操作された際の前記右及び左の角度センサーの検出値に基づいて、前記右及び左の脚作用部のうち上側に位置する前記脚作用部の前記駆動装置の駆動力が、前記右及び左の脚作用部のうち下側に位置する前記脚作用部の前記駆動装置の駆動力よりも大きくなるように、前記右及び左の駆動装置を作動させる請求項1〜3のうちのいずれか一つに記載のアシスト器具。 - 前記本体部に対する前記右の脚作用部の角度を検出する右の角度センサーと、前記本体部に対する前記左の脚作用部の角度を検出する左の角度センサーと、
作業者に操作されるもので前記右及び左の駆動装置の作動開始の起動信号を前記制御装置に与える人為操作部とを備えており、
前記制御装置は、
前記人為操作部が操作された際の前記右及び左の角度センサーの検出値に基づいて、前記右及び左の脚作用部のうち上側に位置する前記脚作用部の前記駆動装置の作動速度が、前記右及び左脚作用部のうち下側に位置する前記脚作用部の前記左駆動装置の作動速度よりも高速になるように、前記右及び左の駆動装置を作動させる請求項1〜3のうちのいずれか一つに記載のアシスト器具。
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