JP2019014025A - Assist wear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アシストウエアに関し、より詳細には受動的（パッシブ）なアシスト力に加えて能動的（アクティブ）なアシスト力を利用してサポートすることができるアシストウエアに関する。 The present invention relates to assist wear, and more particularly to assist wear that can be supported using an active assist force in addition to a passive assist force.
中腰で作業したり、重量物を持ち上げたりするといった動作を補助するための腰サポート用のアシスト装置が提供されている。
これらのアシスト装置の駆動方式について見ると、電動モータ等の駆動力を利用してアシストするアクティブタイプのもの（特許文献１、２、３）と、バネやゴム等の弾性的な力を利用するパッシブタイプのもの（特許文献４等）とに分けることができる。また、アシスト装置の装着性について見ると、アクティブタイプのものは電動モータや空気圧等を駆動源とするため機械的なハードな構造を備えることに対し、弾性力を利用するパッシブタイプのものはソフトであり装着性に優れるという特徴がある。
2. Description of the Related Art A waist support assist device is provided for assisting operations such as working at the middle waist and lifting heavy objects.
Looking at the driving method of these assist devices, active type devices that assist using the driving force of an electric motor or the like (Patent Documents 1, 2, and 3) and elastic force such as a spring or rubber are used. It can be divided into passive types (Patent Document 4 etc.). In terms of the wearability of the assist device, the active type has a mechanical hard structure because it uses an electric motor or air pressure as the driving source, while the passive type that uses elastic force has a soft structure. It is characterized by being excellent in wearability.
上述したアクティブタイプのアシスト装置は、パッシブタイプのアシスト装置と比べて、動作に応じて駆動力を確実に作用させることが可能であり、アシスト能力が高いという利点はあるものの、装着してON状態にしないと動作できないという問題がある。一方、パッシブタイプのアシスト装置は、アクティブタイプに比べて軽量で取扱いが容易で、低価格で提供できるという利点はあるものの、駆動力が的確に作用しないことから、十分なアシスト性が得られない問題がある。
本発明は、パッシブタイプのアシスト装置と同程度の良好な装着性を備えるとともに、アクティブな駆動力を利用することを可能にし、装着性とアシスト性を兼ね備えるアシストウエアを提供することを目的とする。
The active type assist device described above is capable of reliably applying a driving force according to the operation compared to the passive type assist device, and has the advantage of high assist capability, but is attached and turned on. There is a problem that it can't work without it. On the other hand, passive type assist devices have the advantages of being lighter and easier to handle than the active type, and can be offered at a lower price, but the driving force does not act accurately, so sufficient assistability cannot be obtained. There's a problem.
An object of the present invention is to provide assist wear that has both good wearability equivalent to that of a passive type assist device, enables active driving force, and has both wearability and assistability. .
本発明に係るアシストウエアは、ヒトの背部に装着される、ゲルアクチュエータが内蔵された本体部と、該本体部を装着するための取付部とを備えるアシストウエアであって、前記ゲルアクチュエータは、ゲルシートの両面に柔軟電極が設けられ、該柔軟電極間に電圧を印加することにより、腰部の屈曲動作をアシストする方向に伸縮することを特徴とする。
また、本発明に係るアシストウエアは、前記本体部に連結して、ヒトの腰部から臀部にかけてゲルアクチュエータが内蔵された下肢装着部が設けられ、前記下肢装着部に内蔵されたゲルアクチュエータは、ゲルシートの両面に柔軟電極が設けられ、該柔軟電極間に電圧を印加することにより、腰部の屈曲動作をアシストする方向に伸縮することを特徴とする。
また、前記本体部に内蔵されたゲルアクチュエータと前記下肢装着部に内蔵されたゲルアクチュエータは、ゲルシートを単層としたものの他に、ゲルシートを積層してゲルシートの層間に柔軟電極を介在させた積層構造に形成されているものを使用することができる。
The assist wear according to the present invention is an assist wear comprising a main body part in which a gel actuator is incorporated, and an attachment part for attaching the main body part, which is attached to a human back, wherein the gel actuator comprises: Flexible electrodes are provided on both sides of the gel sheet, and by applying a voltage between the flexible electrodes, the gel sheet expands and contracts in a direction that assists the bending operation of the waist.
Further, the assist wear according to the present invention is provided with a lower limb mounting portion in which a gel actuator is built in from the human lower back to the buttocks, connected to the main body, and the gel actuator built in the lower limb mounting portion is a gel sheet. A flexible electrode is provided on each of the two surfaces, and by applying a voltage between the flexible electrodes, the electrode expands and contracts in a direction that assists the bending operation of the waist.
The gel actuator built in the main body and the gel actuator built in the lower limb wearing part are not only those in which the gel sheet is a single layer, but also a laminate in which a flexible electrode is interposed between the gel sheets. What is formed in the structure can be used.
また、前記本体部に内蔵されたゲルアクチュエータは、ゲルシートの面をヒトの背部にならう配置として設けられ、前記下肢装着部に内蔵されたゲルアクチュエータは、前記ゲルシートの面を腰部から臀部にかける面にならう配置として設けられていることを特徴とする。
また、前記本体部に内蔵されたゲルアクチュエータと前記下肢装着部に内蔵されたゲルアクチュエータは、平面形状が長方形のシート状に形成され、ゲルアクチュエータの伸縮方向を長手方向として、前記本体部と前記下肢装着部に内蔵されていることを特徴とする。
また、前記本体部に内蔵されたゲルアクチュエータと前記下肢装着部に内蔵されたゲルアクチュエータは、保護カバーにより、ゲルアクチュエータが伸縮する方向の両端部が開口して、被覆されていることにより、ゲルアクチュエータが電気的に短絡したり、柔軟電極が露出して損傷するといった問題を回避することができる。
また、前記保護カバーの内面と前記ゲルアクチュエータの表面に設けられた柔軟電極との間に、前記柔軟電極との滑り性を阻害しない、絶縁フィルムが介装されていることにより、柔軟電極が電気的に短絡することを抑制し、ゲルアクチュエータが伸縮することによるアシスト力を好適に利用することができる。
また、前記本体部には、伸縮性を有する伸縮部が設けられ、前記本体部に内蔵されたゲルアクチュエータは、ゲルアクチュエータの伸縮方向に、前記伸縮部を横断する配置に設けられていることを特徴とする。
Further, the gel actuator built in the main body is provided so that the surface of the gel sheet follows the human back, and the gel actuator built in the lower limb mounting portion places the surface of the gel sheet from the waist to the buttocks. It is provided as an arrangement that follows the surface.
Further, the gel actuator built in the main body and the gel actuator built in the lower limb mounting portion are formed in a sheet shape having a rectangular planar shape, and the stretching direction of the gel actuator is the longitudinal direction, and the main body and the It is built in the lower limb wearing part.
In addition, the gel actuator incorporated in the main body and the gel actuator incorporated in the lower limb attachment unit are covered with a protective cover by opening both ends in the direction in which the gel actuator expands and contracts. Problems such as an electrical short circuit of the actuator and exposure and damage of the flexible electrode can be avoided.
In addition, since an insulating film that does not impair the slipperiness with the flexible electrode is interposed between the inner surface of the protective cover and the flexible electrode provided on the surface of the gel actuator, the flexible electrode is electrically Therefore, it is possible to suitably use the assist force due to the expansion and contraction of the gel actuator.
Further, the main body part is provided with a stretchable part having elasticity, and the gel actuator built in the main body part is provided in an arrangement crossing the stretchable part in the stretch direction of the gel actuator. Features.
本発明に係るアシストウエアによれば、ゲルアクチュエータをアシスト力の駆動源として装着したことにより、アシストウエアの装着性を損なわずに、ゲルアクチュエータのアシスト力を利用して効果的なアシスト性を備えるアシストウエアとして提供することができる。 According to the assist wear according to the present invention, the gel actuator is mounted as a drive source of the assist force, thereby providing effective assist using the assist force of the gel actuator without impairing the wearability of the assist wear. It can be provided as assist wear.
（アシストウエアの装着例）
図１は本発明に係るアシストウエアの装着例を示す。図１(ａ)はアシストウエアを装着した状態を背面方向から見た状態、図１(ｂ)は側面方向から見た状態を示す。
本発明に係るアシストウエアは、ヒトの背部に装着される本体部１０と、腰部から太腿の後部（臀部）とにかけて装着される下肢装着部２０ａ、２０ｂと、本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂを使用者に装着させるための取付部とを備える。
本実施形態のアシストウエアを構成する本体部１０、下肢装着部２０a、２０ｂ、取付部は、アシストウエアに装着されるゲルアクチュエータを除き布製である。
(Example of assist wear)
FIG. 1 shows an example of wearing of assist wear according to the present invention. FIG. 1A shows a state in which the assist wear is worn as viewed from the back direction, and FIG. 1B shows a state as seen from the side surface direction.
The assist wear according to the present invention includes a body portion 10 to be worn on a human back, lower limb attachment portions 20a and 20b to be worn from the waist to the back of the thigh (buttock), the main body portion 10 and the lower limb attachment portion 20a. , 20b, and a mounting portion for attaching the user to the user.
The main body 10, the lower limb attachment portions 20a and 20b, and the attachment portion constituting the assist wear of the present embodiment are made of cloth except for the gel actuator attached to the assist wear.
本体部１０及び下肢装着部２０ａ、２０ｂに装着（内臓）されるゲルアクチュエータは、アクチュエータ素子として、本体部１０、下肢装着部２０ａ、２０ｂの大きさに合わせてシート状に形成されたゲルシートを備える。本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂにはゲルシートを収容する収容部が設けられている。ゲルシートを本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂに収容して装着する構成については後述する。 The gel actuator mounted (incorporated) on the main body 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b includes a gel sheet formed as a sheet in accordance with the size of the main body 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b as actuator elements. . The main body portion 10 and the lower limb attachment portions 20a and 20b are provided with storage portions for storing gel sheets. A configuration in which the gel sheet is accommodated in the main body portion 10 and the lower limb attachment portions 20a and 20b will be described later.
アシストウエアを使用者が装着するための取付部として、図１(ａ)、(ｂ)に示すように肩掛けベルト３０ａ、３０ｂ、腰部ベルト３２ａ、３２ｂ、下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂとを備える。
肩掛けベルト３０ａ、３０ｂは、本体部１０の上部の左右にそれぞれ連結して設けられ、肩を超えて、使用者の胸側に延出するように設けられている。
腰部ベルト３２ａ、３２ｂは、本体部１０の下端の両側縁から両側に連結して設けられる。腰部ベルト３２ａ、３２ｂは使用者の腰の位置から左右に延出する。
As shown in FIGS. 1A and 1B, shoulder belts 30a and 30b, waist belts 32a and 32b, and lower limb attachment belts 34a and 34b are provided as attachment parts for the user to wear assist wear.
The shoulder belts 30a and 30b are provided so as to be connected to the left and right of the upper part of the main body part 10, and are provided so as to extend over the shoulder to the chest side of the user.
The waist belts 32 a and 32 b are provided so as to be connected to both sides from both side edges of the lower end of the main body 10. The waist belts 32a and 32b extend right and left from the position of the user's waist.
下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂは、太腿を一回りする長さに設けられたもので、下肢装着部２０ａ、２０ｂに内蔵されるゲルアクチュエータの下端部を太腿に保持するようにして取り付けるためのものである。下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂはそれぞれ左右の太腿を一回りさせ、軽く締め付けるようにしてベルトの端部を面ファスナーで係止して取り付ける。 The lower limb attachment belts 34a and 34b are provided with a length that goes around the thigh, and are attached so that the lower end of the gel actuator built in the lower limb attachment portions 20a and 20b is held on the thigh. Is. The lower limb attachment belts 34a and 34b are attached by fastening the end portions of the belt with hook-and-loop fasteners so that each of the left and right thighs is turned once and lightly tightened.
図１(ａ)、(ｂ)は、肩掛けベルト３０ａ、３０ｂと、腰部ベルト３２ａ、３２ｂと、下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂでアシストウエアを装着した状態である。本体部１０、下肢装着部２０ａ、２０ｂは、使用者の身長に合わせて適当なサイズのものを使用すればよい。装着時に、肩掛けベルト３０ａ、３０ｂと腰部ベルト３２ａ、３２ｂ、下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂの長さや取付け位置を調節することで、身長等が若干相異する場合であっても共通に使用することができる。 FIGS. 1 (a) and 1 (b) show a state where assist wear is worn by shoulder belts 30a and 30b, waist belts 32a and 32b, and lower limb attachment belts 34a and 34b. The main body 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b may be appropriately sized according to the height of the user. By adjusting the lengths and attachment positions of the shoulder belts 30a, 30b, the waist belts 32a, 32b, and the lower limb attachment belts 34a, 34b at the time of wearing, they can be used in common even when their heights are slightly different. it can.
（アシストウエアの構成例）
図２はアシストウエアの全体構成を示す説明図である。上述したように、アシストウエアはシート状のゲルアクチュエータが内蔵される本体部１０と、同じくシート状のゲルアクチュエータが内蔵される下肢装着部２０ａ、２０ｂと、アシストウエアを使用者が装着するための肩掛けベルト３０ａ、３０ｂ、腰部ベルト３２ａ、３２ｂ、下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂとを備える。
なお、図２に示す実施形態では、双方の肩掛けベルト３０ａ、３０ｂを胸の前の位置で連結する連結ベルト３１ａ、３１ｂを設けている。
(Configuration example of assist wear)
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the overall configuration of the assist wear. As described above, the assist wear includes the main body portion 10 in which the sheet-like gel actuator is incorporated, the lower limb attachment portions 20a and 20b in which the sheet-like gel actuator is also incorporated, and for the user to wear the assist wear. Shoulder belts 30a and 30b, waist belts 32a and 32b, and lower limb attachment belts 34a and 34b.
In addition, in embodiment shown in FIG. 2, the connection belts 31a and 31b which connect both the shoulder belts 30a and 30b in the position before a breast are provided.
また、図２に示すアシストウエアでは、本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂに内蔵するゲルアクチュエータを、本体部１０と下肢装着部２０a、２０ｂとで共通に使用することができるように、縦横の寸法を共通にした長方形状のゲルシートを用いたゲルアクチュエータを使用する構成としている。
図２で、本体部１０にはゲルアクチュエータを収容する収容部１０ａ、１０ｂを左右に二分して設け、それぞれの収容部１０ａ、１０ｂにゲルアクチュエータを収容するようにしている。
Further, in the assist wear shown in FIG. 2, the gel actuator incorporated in the main body 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b can be used in the vertical and horizontal directions so that the main body 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b can be used in common. The configuration is such that a gel actuator using a rectangular gel sheet having the same dimensions is used.
In FIG. 2, the main body 10 is provided with receiving portions 10a and 10b for receiving gel actuators divided into left and right, and the receiving portions 10a and 10b receive the gel actuators.
図３は、本体部１０と、本体部１０に連結された肩掛けベルト３０a、３０ｂ、腰部ベルト３２a、３２ｂの構成を示す。図３において、下肢装着部２０ａ、２０ｂが省略されている理由は、本実施形態においては、下肢装着部２０ａ、２０ｂは、本体部１０の下端部に別部材として連結する（取り付ける）構成としているからである。 FIG. 3 shows a configuration of the main body 10, shoulder belts 30 a and 30 b and waist belts 32 a and 32 b connected to the main body 10. In FIG. 3, the reason why the lower limb mounting portions 20 a and 20 b are omitted is that the lower limb mounting portions 20 a and 20 b are connected (attached) to the lower end portion of the main body 10 as separate members in the present embodiment. Because.
上述したように、本体部１０には長方形状のゲルアクチュエータ素子を備えるゲルアクチュエータが内蔵される。ゲルアクチュエータを配置する方向は、図２に示すように、本体部１０の上下方向がゲルアクチュエータの長手方向となる方向である。
本実施形態のアシストウエアでは、ゲルアクチュエータが平面方向に伸縮する作用をアシスト力（駆動力）として利用する。このため、本体部１０はその中央部分を伸縮性を有する生地によって形成した伸縮部１２とし、伸縮部１２を上下方向に横断する配置にゲルアクチュエータを配置する。
As described above, the main body 10 incorporates a gel actuator including a rectangular gel actuator element. The direction in which the gel actuator is arranged is a direction in which the vertical direction of the main body 10 is the longitudinal direction of the gel actuator, as shown in FIG.
In the assist wear of the present embodiment, the action of the gel actuator extending and contracting in the plane direction is used as the assist force (driving force). For this reason, the main-body part 10 makes the center part the expansion-contraction part 12 formed with the cloth | growth which has a stretching property, and arrange | positions a gel actuator in the arrangement | positioning which crosses the expansion-contraction part 12 to an up-down direction.
（ゲルアクチュエータ）
図４に、本実施形態のアシストウエアにおいて使用するゲルアクチュエータ５０の構成を示す。ゲルアクチュエータ５０は長方形状に形成したゲルシートの厚さ方向の両面に柔軟電極５１を設け、ゲルシートの長手方向の両端に帯状に電極５２ａ、５２ｂを設けたものである。一方の電極５２ａはゲルシートの一方の面に設けた柔軟電極と導通し、他方の電極５２ｂはゲルシートの他方の面に設けた柔軟電極と導通する。
(Gel actuator)
In FIG. 4, the structure of the gel actuator 50 used in the assist wear of this embodiment is shown. In the gel actuator 50, flexible electrodes 51 are provided on both sides in the thickness direction of a gel sheet formed in a rectangular shape, and electrodes 52a and 52b are provided in strips at both ends in the longitudinal direction of the gel sheet. One electrode 52a is electrically connected to a flexible electrode provided on one surface of the gel sheet, and the other electrode 52b is electrically connected to a flexible electrode provided on the other surface of the gel sheet.
このゲルアクチュエータは一方と他方の柔軟電極を陽極と陰極として電圧の印加をONとすることにより平面方向（長手方向）に伸長し、電圧の印加をOFFとすることにより元の長さに復帰する作用をなす。柔軟電極は導電性を備えるとともに、電圧を印加した際にゲルシートが伸長する作用を妨げない材料であれば、適宜導電材料を使用することができる。柔軟電極としては、導電グリース、導電ゲル、導電エラストマー等を使用することができる。 This gel actuator expands in the plane direction (longitudinal direction) by turning on the voltage application with one and the other flexible electrode as the anode and cathode, and returns to the original length by turning off the voltage application. It works. As long as the flexible electrode has conductivity and does not hinder the action of the gel sheet extending when a voltage is applied, a conductive material can be used as appropriate. As the flexible electrode, conductive grease, conductive gel, conductive elastomer, or the like can be used.
なお、ゲルアクチュエータは単層のゲルシートからなるものに限定されるものではなく、ゲルアクチュエータの伸縮力（発生力）を調節するために、ゲルシートを複数層に積層した積層構造としたものを使用することができる。ゲルシートを複数層に積層する場合は、ゲルシートの層間に柔軟電極を介在させ、柔軟電極が積層方向に交互に陽極と陰極になるように交互に柔軟電極を接続すればよい。 The gel actuator is not limited to a single-layer gel sheet, and a gel actuator having a laminated structure in which a plurality of gel sheets are stacked is used in order to adjust the stretching force (generated force) of the gel actuator. be able to. When the gel sheets are laminated in a plurality of layers, flexible electrodes may be interposed between the gel sheets, and the flexible electrodes may be connected alternately so that the flexible electrodes alternately become an anode and a cathode in the stacking direction.
ゲルアクチュエータを本体部１０に内蔵して装着させる方法としては、ハトメ４０を用いてゲルアクチュエータ５０の電極５２a、５２ｂを本体部１０に固定する方法を利用することができる。
図３において、伸縮性を有する生地によって形成した伸縮部１２の両側の領域（上側の領域１１a、下側の領域１１ｂ）は、伸びない生地によって形成されている。
図４に示すゲルアクチュエータ５０は、ゲルシートの長手方向の一方の端部に設けた電極５２aを本体部１０の上側の領域１１ａにハトメ４０により固定し、他方の端部に設けた電極５２ｂを本体部１０の下側の領域１１ｂにハトメ４０により固定することによって本体部１０に取り付けることができる。
As a method for mounting the gel actuator in the main body 10 and attaching it, a method of fixing the electrodes 52 a and 52 b of the gel actuator 50 to the main body 10 using the eyelet 40 can be used.
In FIG. 3, the area | region (upper area | region 11a, the lower area | region 11b) of the both sides of the expansion-contraction part 12 formed with the cloth | tensile_strength which is elastic is formed with the cloth | dye which does not stretch.
The gel actuator 50 shown in FIG. 4 fixes the electrode 52a provided at one end in the longitudinal direction of the gel sheet to the upper region 11a of the main body 10 by the eyelet 40, and the electrode 52b provided at the other end. It can be attached to the main body 10 by being fixed to the lower region 11 b of the portion 10 by the eyelet 40.
図３、図４ではハトメ４０によりゲルアクチュエータ５０を固定支持する位置を、一つのゲルアクチュエータについて３個所とし、本体部１０に並列して、２つのゲルアクチュエータをハトメ４０を介して取り付けることを示している。
ハトメ４０を介して本体部１０に装着されたゲルアクチュエータは、電極５２ａ、５２ｂを陽極、陰極として電圧を印加する電源に接続される。
図３に示すように、伸縮部１２を配置した領域を上下方向に横断するようにゲルアクチュエータ５０を装着し、ゲルアクチュエータ５０に印加する電圧をON-OFF制御することにより、ゲルアクチュエータ５０が長手方向に伸縮する伸縮力をアクティブなアシスト力として利用することができる。
3 and 4 show that the position where the gel actuator 50 is fixedly supported by the eyelet 40 is set to three positions for one gel actuator, and the two gel actuators are attached via the eyelet 40 in parallel to the main body 10. ing.
The gel actuator mounted on the main body 10 via the eyelet 40 is connected to a power source that applies a voltage using the electrodes 52a and 52b as anodes and cathodes.
As shown in FIG. 3, the gel actuator 50 is mounted so as to traverse the region where the expansion / contraction part 12 is arranged in the vertical direction, and the voltage applied to the gel actuator 50 is ON / OFF controlled, whereby the gel actuator 50 is elongated. The expansion / contraction force that expands and contracts in the direction can be used as an active assist force.
本体部１０に設けた伸縮部１２は、ゲルアクチュエータ５０を伸縮可能に装着することにより、ゲルアクチュエータ５０の伸縮力をアシスト力として利用できるようにするものであるが、伸縮部１２の弾性力もアシストウエアを装着して腰を屈曲させるような動作を行った際に、受動的なアシスト力として利用することができる。
伸縮部１２を構成する生地は、所要の伸縮性を有するものであれば素材や織り方法等が限定されるものではない。
The expansion / contraction part 12 provided in the main body part 10 is configured so that the expansion / contraction force of the gel actuator 50 can be used as an assisting force by attaching the gel actuator 50 so that the expansion / contraction is possible. It can be used as a passive assist force when the wearer wears and wears the waist.
A material, a weaving method, etc. will not be limited if the fabric which comprises the expansion-contraction part 12 has required elasticity.
（ゲルアクチュエータの保護カバー）
図５は、下肢装着部２０ａ、２０ｂの構成に用いる保護カバー１４の構成を示す。
本実施形態においては、下肢装着部２０ａ、２０ｂでゲルアクチュエータ５０を装着する部位については、保護カバー１４によりゲルアクチュエータ５０を覆った形態として形成している。
図５(b)は保護カバー１４を展開した状態を示す。保護カバー１４は、二つ折りにして、図４に示したゲルアクチュエータ５０が内部に収容される大きさに形成したもので、保護カバー１４を幅方向に二つ折りするようにしてゲルアクチュエータ５０を収容し、折り返し端を閉止することにより、ゲルアクチュエータ５０の長手方向の両端が開口した形態（長手方向が開口する筒状）となる。
(Gel actuator protective cover)
FIG. 5 shows a configuration of the protective cover 14 used for the configuration of the lower limb mounting portions 20a and 20b.
In the present embodiment, the portion where the gel actuator 50 is mounted by the lower limb mounting portions 20a, 20b is formed as a form in which the gel actuator 50 is covered by the protective cover 14.
FIG. 5B shows a state in which the protective cover 14 is unfolded. The protective cover 14 is folded in two so that the gel actuator 50 shown in FIG. 4 is accommodated therein. The protective cover 14 is folded in the width direction to accommodate the gel actuator 50. Then, by closing the folded end, both ends of the gel actuator 50 in the longitudinal direction are opened (cylindrical shape in which the longitudinal direction is opened).
図５では、保護カバー１４の上部にハトメ４０によりゲルアクチュエータ５０の電極５２aを係止する位置を示す。保護カバー１４の上部にゲルアクチュエータ５０をハトメ４０で取り付け、保護カバー１４でゲルアクチュエータ５０を被覆することにより、ゲルシートの表面の柔軟電極が外部に露出しないように保護され、柔軟電極が電気的に短絡したり、損傷したりするといった問題を回避することができる。保護カバー１４の内面に、絶縁シートを配置して、柔軟電極５１が電気的に短絡する問題をさらに確実に回避することもできる。また、絶縁シートとして、電気的な絶縁性に加えて、柔軟電極５１との間の滑り性を向上させるフィルムを使用することにより、ゲルアクチュエータ５０による伸縮作用が有効に作用し、ゲルアクチュエータ５０のアシスト力を好適に利用することができる。 FIG. 5 shows a position where the electrode 52 a of the gel actuator 50 is locked by the eyelet 40 on the upper portion of the protective cover 14. The gel actuator 50 is attached to the upper portion of the protective cover 14 with the eyelet 40, and the gel actuator 50 is covered with the protective cover 14, so that the flexible electrode on the surface of the gel sheet is protected from being exposed to the outside. Problems such as short-circuiting and damage can be avoided. It is also possible to more reliably avoid the problem that the flexible electrode 51 is electrically short-circuited by disposing an insulating sheet on the inner surface of the protective cover 14. Further, by using a film that improves the sliding property with the flexible electrode 51 in addition to the electrical insulation as the insulating sheet, the expansion and contraction effect by the gel actuator 50 is effectively exerted. The assist force can be suitably used.
なお、前述した本体部１０にゲルアクチュエータ５０を装着する方法においても、下肢装着部２０ａ、２０ｂと同様に、ゲルアクチュエータ５０を保護カバー１４であらかじめ被覆したものを装着することも可能である。ゲルアクチュエータ０の一方の電極５２ａについては保護カバー１４とともに、伸縮部１２の上側の領域１１ａにハトメ４０を用いて取り付け、ゲルアクチュエータ５０の他方の電極５２ｂについては下側の領域１１ｂにハトメ４０で取り付ける。このとき、保護カバー１４の下側部分については、ゲルアクチュエータ５０の伸縮作用が阻害されないように、本体部１０の下側の領域１１ｂに取り付けず、フリー状態にする。
この場合も、保護カバー１４の内面に、柔軟電極との滑り性の良い絶縁シートを配置する方法も同様に利用することができる。
In the method of attaching the gel actuator 50 to the main body 10 described above, it is also possible to attach the gel actuator 50 that has been covered with the protective cover 14 in the same manner as the lower limb attachment portions 20a and 20b. One electrode 52a of the gel actuator 0 is attached to the upper region 11a of the expansion / contraction part 12 together with the protective cover 14, using the eyelet 40, and the other electrode 52b of the gel actuator 50 is attached to the lower region 11b with the eyelet 40. Install. At this time, the lower portion of the protective cover 14 is not attached to the lower region 11b of the main body 10 so that the expansion / contraction action of the gel actuator 50 is not hindered.
In this case as well, a method of arranging an insulating sheet having a good slidability with the flexible electrode on the inner surface of the protective cover 14 can be similarly used.
（下肢取付けベルト）
図６に下肢装着部２０ａ、２０ｂに装着する下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂの構成例を示す。図６(a)は左側の太腿に取り付ける下肢取付けベルト３４ａ、図６(b)は右側の太腿に取り付ける下肢取付けベルト３４ｂの平面図である。
下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂは、伸びない生地を用いて、全体形状がベルト状に形成される。ベルト部材の表側と裏側の巻き付け端の位置に、脱着係止用の面ファスナー３５を設け、ベルト部材の中途に長手方向に伸縮するゴム部材３６を設ける。また、ベルトの中途位置に、ゲルアクチュエータ５０の幅寸法と略同幅で側方に延出する接続片部３７を設ける。接続片部３７はゲルアクチュエータ５０の電極（図５の電極５２ｂ）をハトメ４０で取り付けるための部位である。
(Lower limb attachment belt)
FIG. 6 shows a configuration example of the lower limb attachment belts 34a and 34b attached to the lower limb attachment portions 20a and 20b. 6A is a plan view of the lower limb attachment belt 34a attached to the left thigh, and FIG. 6B is a plan view of the lower limb attachment belt 34b attached to the right thigh.
The lower limb attachment belts 34a and 34b are formed in a belt shape using a non-stretchable fabric. A hook-and-loop fastener 35 is provided at the front and back winding ends of the belt member, and a rubber member 36 that expands and contracts in the longitudinal direction is provided in the middle of the belt member. In addition, a connecting piece portion 37 is provided at a midway position of the belt and extends laterally with substantially the same width as the gel actuator 50. The connection piece 37 is a part for attaching the electrode of the gel actuator 50 (the electrode 52b in FIG. 5) with the eyelet 40.
図２に示すように、下肢装着部２０ａ、２０ｂの下端部には、下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂが設けられる。
左腿に取り付ける下肢装着部２０ａは、保護カバー１４の上部にゲルアクチュエータ５０の上側の電極５２aをハトメ４０により取り付け、ゲルアクチュエータ５０の下側の電極５２ｂを左側用の下肢取付けベルト３４ａの接続片部３７にハトメ４０により取り付け、保護カバー１４を二つ折りし、ゲルアクチュエータ５０を保護カバー１４で覆って形成する。
右腿に取り付ける下肢装着部２０ｂは、保護カバー１４にゲルアクチュエータ５０を取り付け、右側用の下肢取付けベルト３４ｂをゲルアクチュエータ５０に取り付けて形成する。
As shown in FIG. 2, lower limb attachment belts 34a and 34b are provided at the lower ends of the lower limb mounting portions 20a and 20b.
The lower limb mounting portion 20a attached to the left thigh is attached to the upper portion of the protective cover 14 with the upper electrode 52a of the gel actuator 50 by the eyelet 40, and the lower electrode 52b of the gel actuator 50 is connected to the left lower limb attachment belt 34a. The cover 37 is attached to the portion 37 with the eyelet 40, the protective cover 14 is folded in two, and the gel actuator 50 is covered with the protective cover 14.
The lower limb mounting portion 20 b attached to the right thigh is formed by attaching the gel actuator 50 to the protective cover 14 and attaching the right leg mounting belt 34 b to the gel actuator 50.
ゲルアクチュエータ５０を保護カバー１４により被覆した状態で、保護カバー１４の下端部は開口し、ゲルアクチュエータ５０の下側の電極５２ｂはそれぞれ下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂにハトメ４０により係止されているから、保護カバー１４によってゲルアクチュエータ５０が長手方向に伸縮する動作が阻害されることはない。 With the gel actuator 50 covered with the protective cover 14, the lower end of the protective cover 14 opens, and the lower electrode 52b of the gel actuator 50 is locked to the lower limb attachment belts 34a and 34b by the eyelet 40, respectively. The operation of the gel actuator 50 extending and contracting in the longitudinal direction by the protective cover 14 is not hindered.
左右の下肢装着部２０ａ、２０ｂを、本体部１０の下端部の左右の位置にそれぞれ取り付けることにより、図２に示すアシストウエアが得られる。
本体部１０の下端部に下肢装着部２０ａ、２０ｂを装着する方法としては、本体部１０の下端部に下肢装着部２０ａ、２０ｂの保護カバー１４の上端部を重ね合わせ、本体部１０と保護カバー１４とゲルアクチュエータ５０とをハトメ４０で合わせて取り付ける方法により装着することができる。
By attaching the left and right lower limb mounting portions 20a and 20b to the left and right positions of the lower end portion of the main body portion 10, the assist wear shown in FIG. 2 is obtained.
As a method of attaching the lower limb attachment portions 20a and 20b to the lower end portion of the main body portion 10, the upper end portion of the protective cover 14 of the lower limb attachment portions 20a and 20b is overlapped with the lower end portion of the main body portion 10, and the main body portion 10 and the protective cover are overlapped. 14 and the gel actuator 50 can be mounted by attaching them together with the eyelet 40.
本実施形態のアシストウエアは、上述したように、能動的（アクティブ）にアシスト力を作用させる駆動源として、本体部１０に２つ、下肢装着部２０a、２０ｂにそれぞれ１つのゲルアクチュエータ５０を内蔵する。これらのゲルアクチュエータ５０は長手方向の両端に設けた電極５２a、５２ｂ間に印加する電圧をON-OFFすることにより長手方向に伸縮する。したがって、本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂにゲルアクチュエータ５０を装着した状態で、これらのゲルアクチュエータ５０の電極５２ａ、５２ｂは。それぞれ共通に導通するように配線が設けられ、電極５２ａと電極５２ｂは電源部の陽極と陰極に接続される。 As described above, the assist wear of the present embodiment incorporates two gel actuators 50 in the main body 10 and one gel actuator 50 in each of the lower limb mounting portions 20a and 20b as drive sources for actively applying an assist force. To do. These gel actuators 50 expand and contract in the longitudinal direction by turning on and off the voltage applied between the electrodes 52a and 52b provided at both ends in the longitudinal direction. Therefore, the electrodes 52a and 52b of the gel actuator 50 are in a state where the gel actuator 50 is mounted on the main body portion 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b. Wiring is provided so as to be electrically connected in common, and the electrodes 52a and 52b are connected to the anode and the cathode of the power supply unit.
電源部から共通の電極５２ａ、５２ｂに供給される電圧は、アシストウエアの使用者が、たとえば腰を屈曲する動作、屈曲した腰を伸長させる動作に応じてON-OFF制御される。この印加電圧のON-OFF制御は、使用者の動作を検知するセンサと、センサによる検知結果に基づいて電圧を制御する制御部によってなされる。電源部と制御部とを備える制御装置は、アタッチメントとして腰部に装着されている。 The voltage supplied to the common electrodes 52a and 52b from the power supply unit is ON / OFF controlled in accordance with, for example, the operation of bending the waist or the operation of extending the bent waist by the user of the assist wear. The ON / OFF control of the applied voltage is performed by a sensor that detects the user's operation and a control unit that controls the voltage based on the detection result by the sensor. A control device including a power supply unit and a control unit is attached to the waist as an attachment.
（アシストウエアの作用）
本実施形態のアシストウエアは、図１(a)、(b)に示すように、肩掛けベルト３０ａ、３０ｂと腰部ベルト３２ａ、３２ｂを長さ調節して連結し、本体部１０を背負うようにして装着する。胸の前で連結ベルト３１ａ、３１ｂを連結することで本体部１０をしっかりと装着することができる。
下肢装着部２０ａ、２０ｂについては、下肢装着部２０ａ、２０ｂの下端部に取り付けた下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂを、それぞれ左側の太腿と右側の太腿を一周させ、面ファスナー３５によって係止する。下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂにゴム部材３６が設けられているから、下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂは弾性的に取り付けることができる。
(Operation of assist wear)
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the assist wear according to the present embodiment adjusts the length of the shoulder belts 30a and 30b and the waist belts 32a and 32b so as to carry the main body 10 on the back. Installing. The main body 10 can be firmly attached by connecting the connecting belts 31a and 31b in front of the chest.
As for the lower limb attachment portions 20a and 20b, the lower limb attachment belts 34a and 34b attached to the lower end portions of the lower limb attachment portions 20a and 20b are rotated around the left thigh and the right thigh and locked by the hook-and-loop fastener 35. . Since the rubber member 36 is provided on the lower limb attachment belts 34a and 34b, the lower limb attachment belts 34a and 34b can be attached elastically.
なお、下肢装着部２０ａ、２０ｂを装着する際には、図１(a)、(b)に示すように、下肢装着部２０ａ、２０ｂがある程度弛むようにして装着する。下肢装着部２０ａ、２０ｂを弛ませるようにして装着する理由は、腰を屈曲させる動作が下肢装着部２０ａ、２０ｂによって妨げられないようにするためである。
前述したように、下肢装着部２０ａ、２０ｂのゲルアクチュエータ５０は、本体部１０の下端部（保護カバー１４の上部）と下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂとの間を連結するように装着されている。下肢取付けベルト３４ａ、３４ｂの取付け位置を腰部（本体部１０の下端部）から離し過ぎてしまうと、腰部を屈曲させる動作を開始したときから、ゲルアクチュエータ５０による弾性的な引っ張り作用が強く作用するおそれがある。ゲルアクチュエータ５０は、アクチュエータそのものも弾性を備えており、電極５２ａ、５２ｂ間に電圧を印加しないときでも、ある程度は伸縮性を備えているからである。
In addition, when mounting | wearing the leg mounting part 20a, 20b, as shown to FIG. 1 (a), (b), it mount | wears so that the leg mounting part 20a, 20b may loosen to some extent. The reason why the lower limb mounting portions 20a and 20b are mounted so as to be slack is to prevent the lower limb mounting portions 20a and 20b from hindering the operation of bending the waist.
As described above, the gel actuator 50 of the lower limb mounting portions 20a and 20b is mounted so as to connect the lower end portion (upper part of the protective cover 14) of the main body portion 10 and the lower limb attachment belts 34a and 34b. If the attachment position of the lower limb attachment belts 34a, 34b is too far from the waist (the lower end of the main body 10), the elastic pulling action by the gel actuator 50 is strongly applied from the start of the operation of bending the waist. There is a fear. This is because the gel actuator 50 also has elasticity, and has elasticity to some extent even when no voltage is applied between the electrodes 52a and 52b.
ゲルアクチュエータ５０によるアクティブなアシスト力は、ゲルアクチュエータ５０に電圧を印加して、ゲルアクチュエータ５０が伸長した状態から元の長さに戻るときの力に基づく。したがって、ゲルアクチュエータ５０に電圧を印加してゲルアクチュエータ５０がもっとも伸びた状態で使用者が屈曲状態になるようにするのがよい。
下肢装着部２０ａ、２０ｂを弛ませて装着している理由は、使用者が腰を最大に屈曲した状態でゲルアクチュエータ５０が最大に伸びた状態になるようにするためである。
The active assist force by the gel actuator 50 is based on a force when a voltage is applied to the gel actuator 50 and the gel actuator 50 returns to its original length from the extended state. Therefore, it is preferable to apply a voltage to the gel actuator 50 so that the user is in a bent state with the gel actuator 50 in the most extended state.
The reason why the lower limb attachment portions 20a and 20b are loosely attached is to allow the gel actuator 50 to be extended to the maximum with the user bent at the waist to the maximum.
本体部１０に装着したゲルアクチュエータ５０については、使用者が腰を徐々に屈曲させていくにしたがってゲルアクチュエータ５０に印加する電圧を上げていき、最大に腰を屈曲させた状態でゲルアクチュエータ５０が最大に伸長した状態になるように制御する。
腰を最大に屈曲させた状態から腰を伸長させる方向へ反転的に動作が開始されると、ゲルアクチュエータ５０に印加する電圧がOFFとなり、ゲルアクチュエータ５０は電圧を印加して伸長した状態から元の長さへ戻ろうとする。このゲルアクチュエータ５０の復元力は使用者の腰を伸長させる方向へのアシスト力として作用する。
As for the gel actuator 50 attached to the main body 10, the voltage applied to the gel actuator 50 is increased as the user gradually bends the waist, and the gel actuator 50 is in a state where the waist is bent to the maximum. Control to reach the maximum stretched state.
When the operation starts in a reverse direction from the state where the waist is bent to the maximum in the direction of extending the waist, the voltage applied to the gel actuator 50 is turned OFF, and the gel actuator 50 is applied with the voltage from the stretched state. To return to the length of The restoring force of the gel actuator 50 acts as an assist force in the direction of extending the user's waist.
本実施形態のアシストウエアにおいて、ゲルアクチュエータ５０に印加させる電圧をON-OFFさせる作用は、能動的にゲルアクチュエータを伸縮させる作用であり、ゲルアクチュエータ５０の弾性力、すなわち受動的（パッシブ的）なアシスト作用にアクティブなアシスト作用が重畳した作用となる。
ゲルアクチュエータ５０によるこのアシスト作用を、使用者が腰を屈曲させた状態から腰を伸展させる状態に復帰しようとするタイミングに合わせて作用させることにより、腰を屈曲させて重量物を持ち上げるといった作業のアシストに効果的に利用することが可能である。
In the assist wear of the present embodiment, the action of turning on and off the voltage applied to the gel actuator 50 is an action of actively expanding and contracting the gel actuator, and the elastic force of the gel actuator 50, that is, passive (passive). The active assist action is superimposed on the assist action.
The assisting action by the gel actuator 50 is performed in accordance with the timing when the user tries to return from the state where the waist is bent to the state where the waist is extended, thereby lifting the heavy object by bending the waist. It can be effectively used for assist.
本実施形態のアシストウエアは、素材そのものが柔らかい、ゲルアクチュエータ５０を利用してアシスト力を作用させるから、人体に装着したときの装着性がきわめて良好である。また、ゲルアクチュエータ５０は軽量であり、電極５２ａ、５２ｂに電圧を印加していないとき、すなわち駆動しないときでも柔軟であることから、着用したまま動作することは容易であり、必要時のみにアシスト力が作用するように駆動して使用するといった使い方ができるという利点もある。
また、電動モータといった機械的機構を備えないことから、構成が簡易であり、低価格で提供することが可能であり、アシストウエアとして手軽に使用できるという利点もある。
The assist wear of the present embodiment is very easy to wear when worn on the human body because the material itself is soft and the gel actuator 50 is used to apply the assist force. Further, the gel actuator 50 is lightweight and flexible even when no voltage is applied to the electrodes 52a and 52b, that is, when it is not driven, so it is easy to operate while wearing and assists only when necessary. There is also an advantage that it can be used by driving to use force.
Further, since there is no mechanical mechanism such as an electric motor, there is an advantage that the configuration is simple, it can be provided at a low price, and it can be easily used as assist wear.
（アシストウエアの他の構成）
上記実施形態のアシストウエアでは、本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂにゲルアクチュエータ５０を装着する構成としたが、本体部１０のみを備える構成とし、下肢装着部２０ａ、２０ｂについては省く構成とすることも可能である。
また、本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂには平面形状が長方形で、縦横寸法が同一であるゲルアクチュエータ５０を共通に使用したが、たとえば本体部１０については１枚のシート状のゲルアクチュエータを使用する、といったことも可能である。
(Other configurations of assist wear)
In the assist wear of the above embodiment, the gel actuator 50 is mounted on the main body 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b. However, the configuration includes only the main body 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b are omitted. It is also possible to do.
In addition, the gel actuator 50 having a rectangular planar shape and the same vertical and horizontal dimensions is commonly used for the main body portion 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b. For example, for the main body portion 10, one sheet-like gel actuator is used. It is also possible to use.
上記実施形態のように、長方形状のゲルアクチュエータ５０を使用する場合には、長手方向がアシスト力を作用させる長手方向となるようにゲルアクチュエータ５０の配置方向を設定することにより、ゲルアクチュエータ５０の伸縮力を効果的にアシスト力として利用することができる。上記例では、本体部１０と下肢装着部２０ａ、２０ｂに長方形状のゲルアクチュエータ５０を使用したが、さらに細幅としたゲルアクチュエータを、長手方向をアシスト力を作用させる伸縮方向として複数例に配置して用いる方法も有効である。
上記実施形態のアシストウエアでは、本体部１０や下肢装着部２０ａ、２０ｂを構成する基材として繊維状の生地材を使用したが、アシストウエアの生地材には種々の基材を使用することができる。
When the rectangular gel actuator 50 is used as in the above-described embodiment, the arrangement direction of the gel actuator 50 is set so that the longitudinal direction is the longitudinal direction in which the assist force is applied. The expansion / contraction force can be effectively used as the assist force. In the above example, the gel actuator 50 having a rectangular shape is used for the main body portion 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b. However, a narrower gel actuator is arranged in a plurality of examples with the longitudinal direction serving as an expansion / contraction direction for applying an assist force. The method used is also effective.
In the assist wear of the above embodiment, a fibrous fabric material is used as a base material constituting the main body 10 and the lower limb mounting portions 20a and 20b. However, various base materials may be used as the assist wear fabric material. it can.
図７はアシストウエアの本体部１０の他の構成例を示す。前述したように、本体部１０にはシート状のゲルアクチュエータ５０を内蔵してゲルアクチュエータ５０の収縮力をアシスト力として利用する。このゲルアクチュエータ５０による発生力をアシスト力として効果的に作用させる方法として、図７に示すように本体部１０の上部（肩位置からやや下がった位置）にゲルアクチュエータ５０の発生力が背面に対し直交して作用するようにパッド６０を介装させる方法が考えられる。図７はパッド６０を装着した場合のゲルアクチュエータ５０の発生力による作用を示したものである。
パッド６０を装着することにより、ゲルアクチュエータ５０の発生力F1が、腰位置を支持点として引き戻すときのアシスト力F2として作用し、ゲルアクチュエータ５０による発生力をより効果的にアシスト力として作用させることが可能である。
アシスト力F1の場合に腰を支点するモーメントがF1・Lmであるのに対して、アシスト力F2の場合はF2・Lfになるので、Lm＜Lfであることから腰回りのモーメントが増大する。
FIG. 7 shows another configuration example of the main body 10 of the assist wear. As described above, the main body 10 incorporates the sheet-like gel actuator 50 and uses the contraction force of the gel actuator 50 as an assist force. As a method of effectively acting the generated force by the gel actuator 50 as an assist force, the generated force of the gel actuator 50 is applied to the upper portion of the main body 10 (a position slightly lowered from the shoulder position) as shown in FIG. A method of interposing the pad 60 so as to act orthogonally can be considered. FIG. 7 shows the effect of the generated force of the gel actuator 50 when the pad 60 is mounted.
By mounting the pad 60, the generated force F1 of the gel actuator 50 acts as an assist force F2 when pulling back the waist position as a support point, and the generated force by the gel actuator 50 is more effectively acted as an assist force. Is possible.
In the case of assist force F1, the moment for supporting the waist is F1 · Lm, whereas in the case of assist force F2, the moment is F2 · Lf. Therefore, the moment around the waist increases because Lm <Lf.
なお、図７に示した記号は、それぞれ、O：第5腰椎(L5) と仙骨(S1)の結合点、F1：アシスト装置が発生させる力、F2：アシスト装置による張力、L1：OからF1までの腕長さ、L2：OからF2までの長さ、W：体軸の重心にかかる重力(上半身の合成荷重)、Lw：MからWまでの長さ、Fm：脊柱起立筋による筋張力、Lm：Oから脊柱起立筋までの長さ、Fa：腹圧力、La：OからFaまでの長さである。 The symbols shown in FIG. 7 are respectively O: the fifth lumbar vertebra (L5) and sacrum (S1) connection point, F1: force generated by the assist device, F2: tension by the assist device, L1: O to F1 Arm length, L2: length from O to F2, W: gravity applied to the center of gravity of the body axis (synthetic load on the upper body), Lw: length from M to W, Fm: muscle tension by spine standing muscle , Lm: length from O to standing spine muscle, Fa: abdominal pressure, La: length from O to Fa.
実施形態のアシストウエアでは、シート状のゲルアクチュエータ５０を使用することにより、柔らかくて装着性の良いアシストウエアを実現した。電極に柔軟電極を用いたゲルアクチュエータは、きわめて柔軟性が高いことから、平面方向の伸縮力を利用するかわりに、このゲルアクチュエータを積層構造とし、積層方向での発生力をアシスト力として利用することも可能である。
すなわち、ゲルシートを厚さ方向に積層し、ゲルシートの層間に柔軟電極を介在させた、積層構造のゲルアクチュエータは、平面方向に伸縮すると同時に、厚さ方向にも収縮する。したがって、この厚さ方向の収縮作用により生じる発生力をアシスト力として利用することができる。
ゲルシートを厚さ方向に積層したゲルアクチュエータは、多数層に積層した積層体を厚さ方向に収縮するユニットとして構成し、たとえば、使用者の背面に腰と肩とを結ぶサポート帯を設け、このサポート帯の中間に伸縮方向に合わせて伸縮するようにユニットを配置することにより厚さ方向の伸縮力を腰サポート用のアシスト力として利用することが可能である。
In the assist wear according to the embodiment, by using the sheet-like gel actuator 50, soft and easy-to-wear assist wear is realized. Since the gel actuator using a flexible electrode as the electrode is extremely flexible, instead of using the stretching force in the planar direction, this gel actuator has a laminated structure and uses the generated force in the lamination direction as an assist force. It is also possible.
That is, a gel actuator having a laminated structure in which gel sheets are laminated in the thickness direction and flexible electrodes are interposed between the layers of the gel sheets expands and contracts in the plane direction and simultaneously contracts in the thickness direction. Therefore, the generated force generated by the contraction action in the thickness direction can be used as the assist force.
A gel actuator in which gel sheets are laminated in the thickness direction is configured as a unit that shrinks the laminated body in the thickness direction, for example, by providing a support band connecting the waist and shoulders on the back of the user. By disposing the unit in the middle of the support band so as to expand and contract in accordance with the expansion / contraction direction, the expansion / contraction force in the thickness direction can be used as the assist force for the waist support.
１０ 本体部
１０ａ、１０ｂ ゲルアクチュエータの収容部
１２ 伸縮部
１４ 保護カバー
２０ａ、２０ｂ 下肢装着部
３０ａ、３０ｂ 肩掛けベルト
３１ａ、３１ｂ 連結ベルト
３２ａ、３２ｂ 腰部ベルト
３４ａ、３４ｂ 下肢取付けベルト
３５ 面ファスナー
３６ ゴム部材
４０ ハトメ
５０ ゲルアクチュエータ
５１ 柔軟電極
５２ａ、５２ｂ 電極
６０ パッド
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Main body part 10a, 10b Gel actuator accommodating part 12 Expansion / contraction part 14 Protective cover 20a, 20b Lower limb mounting part 30a, 30b Shoulder belt 31a, 31b Connection belt 32a, 32b Lumbar belt 34a, 34b Lower limb attachment belt 35 Surface fastener 36 Rubber member 40 Eyelet 50 Gel Actuator 51 Flexible Electrode 52a, 52b Electrode 60 Pad
Claims (8)
前記ゲルアクチュエータは、ゲルシートの両面に柔軟電極が設けられ、該柔軟電極間に電圧を印加することにより、腰部の屈曲動作をアシストする方向に伸縮することを特徴とするアシストウエア。 Assist wear comprising a main body portion with a built-in gel actuator attached to a human back and an attachment portion for mounting the main body portion,
Assist wear characterized in that the gel actuator is provided with flexible electrodes on both sides of a gel sheet and expands and contracts in a direction to assist the bending operation of the waist by applying a voltage between the flexible electrodes.
前記下肢装着部に内蔵されたゲルアクチュエータは、ゲルシートの両面に柔軟電極が設けられ、該柔軟電極間に電圧を印加することにより、腰部の屈曲動作をアシストする方向に伸縮することを特徴とする請求項１記載のアシストウエア。 Connected to the body part, provided with a lower limb mounting part in which a gel actuator is built from the human waist to the buttocks,
The gel actuator built in the lower limb mounting portion is characterized in that flexible electrodes are provided on both sides of the gel sheet, and by applying a voltage between the flexible electrodes, the gel actuator expands and contracts in a direction that assists the bending operation of the waist. The assist wear according to claim 1.
ゲルシートを積層してゲルシートの層間に柔軟電極を介在させた積層構造に形成されていることを特徴とする請求項１または２記載のアシストウエア。 The gel actuator built in the main body part and the gel actuator built in the lower limb wearing part,
The assist wear according to claim 1 or 2, wherein the gel wear is formed in a laminated structure in which flexible electrodes are interposed between the layers of the gel sheets.
前記下肢装着部に内蔵されたゲルアクチュエータは、前記ゲルシートの面を腰部から臀部にかける面にならう配置として設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のアシストウエア。 The gel actuator built in the main body is provided as an arrangement following the human back on the surface of the gel sheet,
The assist according to any one of claims 1 to 3, wherein the gel actuator built in the lower limb mounting portion is provided as an arrangement following a surface of the gel sheet that extends from the waist to the buttocks. wear.
平面形状が長方形のシート状に形成され、ゲルアクチュエータの伸縮方向を長手方向として、前記本体部と前記下肢装着部に内蔵されていることを特徴とする請求項４記載のアシストウエア。 The gel actuator built in the main body part and the gel actuator built in the lower limb wearing part,
The assist wear according to claim 4, wherein the planar shape is formed in a rectangular sheet shape, and the gel actuator is incorporated in the main body portion and the lower limb mounting portion with the expansion / contraction direction of the gel actuator as a longitudinal direction.
保護カバーにより、ゲルアクチュエータが伸縮する方向の両端部が開口して、被覆されていることを特徴とする請求項４または５記載のアシストウエア The gel actuator built in the main body part and the gel actuator built in the lower limb wearing part,
6. The assist wear according to claim 4, wherein both ends in a direction in which the gel actuator expands and contracts are opened and covered by the protective cover.
前記本体部に内蔵されたゲルアクチュエータは、ゲルアクチュエータの伸縮方向に、前記伸縮部を横断する配置に設けられていることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項記載のアシストウエア。
The body portion is provided with a stretchable portion having stretchability,
The assist wear according to any one of claims 4 to 7, wherein the gel actuator built in the main body is provided in an arrangement that traverses the stretchable part in a stretchable direction of the gel actuator.
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|---|---|---|---|---|
| JP2011000277A (en) * | 2009-06-18 | 2011-01-06 | Hokkaido Univ | Waist muscular strength aid |
| US20120059290A1 (en) * | 2010-09-02 | 2012-03-08 | Yip Joanne Yiu Wan | Wearable device for finger rehabilitation |
| JP2014050490A (en) * | 2012-09-06 | 2014-03-20 | Shinshu Univ | Stretchable clothing |
| WO2014061269A1 (en) * | 2012-10-16 | 2014-04-24 | 株式会社ニコン | Muscular strength assisting device |
| JP2016010291A (en) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | セイコーエプソン株式会社 | Actuator and health apparatus |
| JP2016047004A (en) * | 2014-08-19 | 2016-04-04 | 国立大学法人信州大学 | Stretchable fiber, stretchable sheet employing stretchable fiber, and assist device employing stretchable sheet |
-
2017
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011000277A (en) * | 2009-06-18 | 2011-01-06 | Hokkaido Univ | Waist muscular strength aid |
| US20120059290A1 (en) * | 2010-09-02 | 2012-03-08 | Yip Joanne Yiu Wan | Wearable device for finger rehabilitation |
| JP2014050490A (en) * | 2012-09-06 | 2014-03-20 | Shinshu Univ | Stretchable clothing |
| WO2014061269A1 (en) * | 2012-10-16 | 2014-04-24 | 株式会社ニコン | Muscular strength assisting device |
| JP2016010291A (en) * | 2014-06-26 | 2016-01-18 | セイコーエプソン株式会社 | Actuator and health apparatus |
| JP2016047004A (en) * | 2014-08-19 | 2016-04-04 | 国立大学法人信州大学 | Stretchable fiber, stretchable sheet employing stretchable fiber, and assist device employing stretchable sheet |
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