JP2021074790A - Assist device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アシスト装置に関する。 The present invention relates to an assist device.
利用者(人)の身体に装着され、その利用者の作業を補助するアシスト装置が様々提案されている。アシスト装置を利用する利用者は、例えば重量物を持ち上げる場合であっても、小さな力(小さな負担)で作業を行うことが可能となる。このようなアシスト装置は、例えば、特許文献1に開示されている。
Various assist devices have been proposed that are attached to the body of a user (person) and assist the user's work. A user who uses the assist device can perform work with a small force (small load) even when lifting a heavy object, for example. Such an assist device is disclosed in, for example,
特許文献1に開示されているアシスト装置は、利用者に装着する金属製等のフレームを有する。そのフレームに搭載されているアクチュエータの出力が、リンク機構を通じて、利用者の上半身と下半身とに伝達される。これにより、例えば重量物を持ち上げる動作が補助される。
The assist device disclosed in
利用者が補助を要する動作としては、重量物を持ち上げる等の負荷が大きい動作の他に、例えば、病人又は高齢者等の人に対して日常生活行動の援助(介助)を行う動作がある。利用者が負荷の大きい作業を行う場合、特許文献1に開示されているような高出力のアシスト装置が効果的である。
Actions that require assistance from the user include actions that provide assistance (assistance) in activities of daily living to, for example, a sick person or an elderly person, in addition to actions that place a heavy load such as lifting a heavy object. When the user performs work with a heavy load, a high-output assist device as disclosed in
ところで、利用者が、病人又は高齢者等の被介護者に対する援助を行う場合、高出力のアシスト装置は過剰性能となる場合がある。また、高出力のアシスト装置では、リンク機構及び金属製等のフレームのような剛体部材が多く用いられていて、高出力を得るために、重厚な構成となっている。そのため、アシスト装置の重量が重くなり、剛体部材によって利用者の動きが制限される。 By the way, when the user assists a care recipient such as a sick person or an elderly person, the high-power assist device may have excessive performance. Further, in the high output assist device, a rigid body member such as a link mechanism and a frame made of metal or the like is often used, and the structure is heavy in order to obtain high output. Therefore, the weight of the assist device becomes heavy, and the movement of the user is restricted by the rigid body member.
そこで、本願発明者は、軽量かつ装着感の良いアシスト装置について出願している(特願2019−166178)。
上記特許文献2に係るアシスト装置は、利用者の肩部及び胸部の少なくとも一方に装着される第一装着具と、前記利用者の左右の脚部それぞれ又は腰部に装着される第二装着具と、前記第一装着具と前記第二装着具とにわたって前記利用者の背面側に沿って設けられるベルト体と、前記第一装着具又は前記第二装着具に設けられ前記ベルト体の一部の巻き取り及び送り出しを可能とするアクチュエータと、を備えている。
上記アシスト装置では、アクチュエータがベルト体を巻き取ることで、ベルト体に張力が作用する。この張力により利用者の作業を補助するアシスト力を、第一装着具と第二装着具との間に発生させる。
Therefore, the inventor of the present application has applied for an assist device that is lightweight and has a good fit (Japanese Patent Application No. 2019-166178).
The assist device according to
In the assist device, tension acts on the belt body when the actuator winds up the belt body. By this tension, an assist force that assists the user's work is generated between the first attachment and the second attachment.
上記アシスト装置では、ベルト体が利用者の背面側に沿って設けられているため、例えば、このアシスト装置を装着した利用者が被介護者を抱きかかえる際に、被介護者が被介護者自身の体勢を維持するためにベルト体を掴んでしまうことが考えられる。 In the above assist device, since the belt body is provided along the back side of the user, for example, when the user wearing this assist device holds the care recipient, the care recipient himself / herself. It is conceivable to grab the belt body in order to maintain the posture of.
被介護者がベルト体を掴んでしまうと、適切なアシスト力を発生させられないばかりか、ベルト体が被介護者によって強制的に送り出されてしまい、利用者の体が下方へずれ落ちたり、ベルト体を掴んだ被介護者の手がアクチュエータ側へ引き寄せられたりすることで、利用者や被介護者の体勢が崩れたりし、作業の妨げになるおそれがある。 If the care recipient grabs the belt body, not only will it not be possible to generate an appropriate assist force, but the belt body will be forcibly sent out by the care recipient, causing the user's body to slip downward. If the hand of the care recipient who holds the belt body is pulled toward the actuator side, the posture of the user or the care recipient may be disturbed, which may hinder the work.
(1)上記目的を達成するためのアシスト装置は、利用者の肩部及び胸部の少なくとも一方に装着される第一装着具と、前記利用者の脚部又は腰部に装着される第二装着具と、前記第一装着具と前記第二装着具とにわたって前記利用者の背面側に沿って設けられるベルト体と、前記第一装着具又は前記第二装着具に設けられ前記ベルト体の一部の巻き取り動作及び送り出し動作を可能とするアクチュエータと、前記ベルト体に張力が与えられるように前記アクチュエータを制御する制御部と、を備え、前記アクチュエータは、前記アクチュエータの動作状態を検出する動作センサを備え、前記制御部は、前記動作センサの出力に基づいて、前記送り出し動作における前記ベルト体の状態を表す状態値を求める演算部と、前記状態値に基づいて、前記利用者に対するアシスト力を発生する通常モードから、前記アシスト力の発生を中止する非通常モードへ、前記アクチュエータの制御を変更するアクチュエータ制御部と、を備える。 (1) The assist device for achieving the above object is a first attachment attached to at least one of the user's shoulder and chest and a second attachment attached to the user's leg or waist. A belt body provided along the back side of the user over the first wearing tool and the second wearing tool, and a part of the belt body provided on the first wearing tool or the second wearing tool. The actuator includes an actuator that enables the winding operation and the feeding operation of the actuator, and a control unit that controls the actuator so that tension is applied to the belt body. The actuator is an operation sensor that detects an operating state of the actuator. The control unit includes a calculation unit that obtains a state value representing the state of the belt body in the delivery operation based on the output of the operation sensor, and an assist force for the user based on the state value. It includes an actuator control unit that changes the control of the actuator from the normal mode in which the assist force is generated to the non-normal mode in which the generation of the assist force is stopped.
上記構成のアシスト装置によれば、送り出し動作におけるベルト体の状態を表す状態値に基づいて、アクチュエータの制御を変更するので、状態値が利用者の動作に応じて現れ得る値とは異なる値として現れたときに、通常モードから非通常モードへアクチュエータの制御を変更することができる。よって、例えば、利用者が被介護者を抱きかかえたときに、抱きかかえられた被介護者がベルト体を掴んで引っ張ることでベルト体が急激にかつ強制的に送り出され、状態値が利用者の動作に応じて現れ得る値とは異なる値として現れたときに、通常モードから非通常モードへアクチュエータの制御を変更することができる。
さらに、非通常モードにおいて、アシスト力の発生を中止した上で、被介護者によって引っ張られることでベルト体が強制的に送り出されたり、ベルト体を掴んだ被介護者の手がアクチュエータ側へ引き寄せられたりするのを抑制するような制御を行うことで、利用者や被介護者の体勢が崩れるのを抑制し、利用者の作業が妨げられるのを抑制することができる。
According to the assist device having the above configuration, the control of the actuator is changed based on the state value representing the state of the belt body in the feeding operation, so that the state value is different from the value that can appear according to the movement of the user. When it appears, the actuator control can be changed from normal mode to non-normal mode. Therefore, for example, when the user holds the care recipient, the held care recipient grabs the belt body and pulls it, so that the belt body is suddenly and forcibly sent out, and the state value is the user. The control of the actuator can be changed from the normal mode to the non-normal mode when the value appears as a value different from the value that can appear depending on the operation of.
Further, in the non-normal mode, after stopping the generation of the assist force, the belt body is forcibly sent out by being pulled by the care recipient, or the care recipient's hand holding the belt body is pulled toward the actuator side. By performing control that suppresses the user or the person being cared for, it is possible to suppress the user or the person being cared for from getting out of shape and prevent the user's work from being hindered.
(2)上記アシスト装置において、前記第一装着具に設けられ前記利用者の姿勢を検出するための姿勢センサをさらに備え、前記アクチュエータ制御部は、前記姿勢センサからの出力に基づいて得られる前記利用者の姿勢を示す第1姿勢パラメータと、前記状態値に基づいて求められる前記利用者の姿勢を示す第2姿勢パラメータと、を比較した比較結果に基づいて前記アクチュエータの制御を変更するものであってもよい。
この場合、姿勢センサによる第1姿勢パラメータと、動作センサによる第2姿勢パラメータとを比較することで、アクチュエータの送り出し動作が利用者の動作に応じた動作か否かを精度良く判定することができる。
(2) The assist device further includes a posture sensor provided on the first attachment to detect the posture of the user, and the actuator control unit is obtained based on an output from the posture sensor. The control of the actuator is changed based on the comparison result of comparing the first posture parameter indicating the posture of the user and the second posture parameter indicating the posture of the user obtained based on the state value. There may be.
In this case, by comparing the first posture parameter by the posture sensor with the second posture parameter by the motion sensor, it is possible to accurately determine whether or not the pumping motion of the actuator corresponds to the motion of the user. ..
(3)また、上記アシスト装置において、前記状態値は、前記ベルト体の一部の送り出し量、前記ベルト体の一部の送り出し速度、及び前記ベルト体の一部の送り出し加速度の少なくともいずれか1つを含んでいてもよい。 (3) Further, in the assist device, the state value is at least one of the delivery amount of a part of the belt body, the delivery speed of a part of the belt body, and the delivery acceleration of a part of the belt body. May include one.
(4)また、上記アシスト装置において、前記非通常モードは、前記アシスト力の発生を中止しかつ、前記ベルト体を巻き取る方向におけるトルクをより増加させるように前記アクチュエータを制御するモードであってもよい。
この場合、利用者に抱えられた被介護者がベルト体を掴んで引っ張ったときに、ベルト体を巻き取る方向におけるトルクをより増加させるように制御するので、被介護者によって引っ張られることでベルト体が強制的に送り出されるのを抑制することができる。これにより、被介護者が掴んでいるベルト体が不必要に送り出されて被介護者の体勢が崩れるのを抑制できる。
(4) Further, in the assist device, the non-normal mode is a mode in which the actuator is controlled so as to stop the generation of the assist force and further increase the torque in the direction of winding the belt body. May be good.
In this case, when the care recipient held by the user grabs and pulls the belt body, the torque in the direction in which the belt body is wound is controlled to be further increased, so that the belt is pulled by the care recipient. It is possible to prevent the body from being forcibly sent out. As a result, it is possible to prevent the belt body held by the care recipient from being unnecessarily sent out and the care recipient from losing his or her posture.
(5)また、上記アシスト装置において、前記非通常モードは、前記アシスト力の発生を中止しかつ、前記アクチュエータの動作を停止させるように前記アクチュエータを制御するモードであってもよい。
この場合、利用者に抱えられた被介護者がベルト体を掴んで引っ張ったときに、アクチュエータの動作を停止させるように制御するので、被介護者の手がアクチュエータ側に引き寄せられるのを抑制することができる。
(5) Further, in the assist device, the non-normal mode may be a mode in which the actuator is controlled so as to stop the generation of the assist force and stop the operation of the actuator.
In this case, when the care recipient held by the user grabs the belt body and pulls it, the operation of the actuator is controlled to be stopped, so that the care recipient's hand is suppressed from being pulled toward the actuator side. be able to.
(6)上記アシスト装置において、前記非通常モードは、前記アシスト力の発生を中止しかつ、前記送り出し動作及び前記巻き取り動作を制限するように前記アクチュエータを制御するモードであってもよい。
この場合、利用者に抱えられた被介護者がベルト体を掴んで引っ張ったときに、送り出し動作及び巻き取り動作移動を制限するように制御するので、ベルト体が強制的に送り出されるのを抑制することができる。これにより、被介護者が掴んでいるベルト体が送り出されて被介護者の体勢が崩れるのを抑制できる。また、被介護者の手がアクチュエータ側へ引き寄せられるのを抑制することもできる。
(6) In the assist device, the non-normal mode may be a mode in which the actuator is controlled so as to stop the generation of the assist force and limit the delivery operation and the winding operation.
In this case, when the care recipient held by the user grabs the belt body and pulls it, it is controlled so as to limit the sending operation and the winding operation movement, so that the belt body is suppressed from being forcibly sent out. can do. As a result, it is possible to prevent the belt body held by the care recipient from being sent out and the care recipient's posture from collapsing. In addition, it is possible to prevent the hand of the care recipient from being drawn toward the actuator side.
本発明によれば、利用者の作業が妨げられるのを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the user's work from being hindered.
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
〔アシスト装置の全体構成〕
図1は、アシスト装置の一例を示す背面図である。図2は、利用者の身体に取り付けられたアシスト装置の背面図である。図3は、利用者の身体に取り付けられたアシスト装置の側面図である。図4は、アシスト装置が装着された利用者が前傾姿勢(前屈姿勢)となった状態を示す説明図である。図1に示すアシスト装置10は、利用者(人)の身体の一部である左右の肩部BSに装着される一つの第一装着具11と、その利用者の身体の他部である左右の脚部BLに装着される二つの第二装着具12とを備える。第一装着具11は、利用者の肩部BS及び胸部BBの少なくとも一方に装着されればよく、また、図示する形態以外であってもよい。本開示では、第二装着具12は、脚部BLの内の膝部BNに装着される。第二装着具12も、図示する形態以外であってもよい。
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[Overall configuration of assist device]
FIG. 1 is a rear view showing an example of the assist device. FIG. 2 is a rear view of the assist device attached to the user's body. FIG. 3 is a side view of the assist device attached to the user's body. FIG. 4 is an explanatory view showing a state in which the user equipped with the assist device is in a forward leaning posture (forward bending posture). The
本実施形態のアシスト装置10は、例えば、介護施設において用いられる。アシスト装置10を利用する利用者Rは、例えば、介護士である。
The
アシスト装置10において、左右は、アシスト装置10を装着した直立姿勢にある利用者にとっての左右であり、前後は、その利用者にとっての前後であり、上下はその利用者にとっての上下である。上が利用者の頭側であり、下が利用者の足側である。
In the
アシスト装置10は、第一装着具11、及び左右の第二装着具12の他に、ベルト体13、アクチュエータ14、制御装置15、バッテリ37、加速度センサ38、通信装置41等を備える。
The
第一装着具11は、利用者の肩部BSに装着される。一方の第二装着具12は、利用者の左の膝部BNに装着される。他方の第二装着具12は、利用者の右の膝部BNに装着される。左側の第二装着具12と右側の第二装着具12とは左右対称であるが、構成は同じである。第一装着具11と二つの第二装着具12とは、利用者の関節である腰部BWを挟んで離れる二箇所、つまり肩部BS及び脚部BLに装着される。
The
第一装着具11は、柔軟性を有する布地等によって構成されている。第一装着具11は、利用者の背中に装着される背本体部21と、背本体部21と繋がる肩ベルト22及び腋ベルト23とを有する。肩ベルト22及び腋ベルト23により、背本体部21が利用者に背負われた状態となる。腋ベルト23は背本体部21と肩ベルト22とを繋いでいて、その長さが調整可能である。腋ベルト23の長さ調整により、背本体部21が利用者の背中に密着した状態となる。第一装着具11は肩部BSに対して前後、左右、及び上下方向に移動不能となって装着される。第一装着具11には、例えば、肩部BSに掛ける部分として、硬質の部材が含まれていてもよい。
The
第二装着具12は、柔軟性を有する布地等によって構成されている。第二装着具12は、利用者の膝部BNの後面側に装着される膝本体部24と、膝本体部24から延びて設けられている膝ベルト25とを有する。膝ベルト25は、膝部BNの上下位置それぞれにおいて膝部BNを周回し、その先端側が膝本体部24に固定される。膝ベルト25は、ベルトとバックル、又は、面ファスナー等の係止部材により、膝部BNに対する巻き付き長さの調整が可能である。この調整により、膝本体部24が膝部BNの後面側に密着した状態となる。第二装着具12は膝部BNに対して前後、左右、及び上下方向に移動不能となって装着される。
The
ベルト体13は、第一装着具11と第二装着具12とを結ぶようにして、利用者の背面側に沿って設けられている。ベルト体13は、上半身側に設けられている第一ベルト16と、下半身に設けられている第二ベルト17と、第一ベルト16と第二ベルト17とを連結している連結部材18とを有する。第一ベルト16及び第二ベルト17それぞれは、長尺であり、可撓性を有する。連結部材18は、金属製であり、「平カン」と称される矩形の環状体により構成されている。
The
第一ベルト16及び第二ベルト17それぞれは、布製又は革製の帯状の部材であり、身体の形状に沿って湾曲可能である。なお、第一ベルト16及び第二ベルト17それぞれは、紐状のベルト(ワイヤーのような部材)であってもよい。本開示の第一ベルト16及び第二ベルト17それぞれは、非伸縮性の部材である、つまり、その長手方向に伸縮し難い特性又は伸縮しない特性を有する。
Each of the
本開示のアシスト装置10は、コントロールボックス30を備える。コントロールボックス30は、第一装着具11の背本体部21に設けられている。
図5は、コントロールボックス30及びベルト体13の説明図である。コントロールボックス30は、板状であるベース31と、ベース31を覆うカバー32とを有する。コントロールボックス30の内部構造を説明するために、図5ではカバー32が仮想線(二点鎖線)で示されている。ベース31が、第一装着具11の背本体部21であってもよい。
The
FIG. 5 is an explanatory view of the
ベース31とカバー32との間に形成される空間に、アクチュエータ14、制御装置15、バッテリ37、加速度センサ38、及び通信装置41等が設けられている。カバー32には、開口(切り欠き)32aが形成されていて、この開口32aを第一ベルト16が通過している。
バッテリ37は、アクチュエータ14や、制御装置15等、動作電力を必要とする機器に電力を供給する。
An
The
アクチュエータ14は、コントロールボックス30内に設けられている。つまり、アクチュエータ14は第一装着具11に設けられている。アクチュエータ14はベルト体13の一部の巻き取り及び送り出しを可能とする。
アクチュエータ14は、ベルト体13が巻き掛けられる駆動プーリ35と、駆動プーリを駆動するモータ33と、減速機部34とを備えている。
The
The
減速機部34は、モータ33の駆動力を駆動プーリ35へ伝達する。減速機部34は、複数の歯車により構成されていて、モータ33の回転数を減速して、駆動軸36を回転させる。駆動軸36はベース31等に回転可能に保持されている。駆動軸36には、駆動プーリ35が一体回転可能に設けられている。
減速機部34に含まれる歯車のうち、駆動軸36を回転させる駆動歯車34aは、駆動軸36の一端に一体回転可能に設けられている。減速機部34は、駆動歯車34a及び駆動軸36を通じてモータ33の駆動力を駆動プーリ35へ伝達する。
The
Among the gears included in the
モータ33の動作は制御装置15によって制御される。モータ33は、制御装置15から出力される電流指令値を含む制御命令に基づいて、所定のトルク、所定の回転速度で回転制御される。モータ33は、制御命令に基づいて、正逆回転可能である。
The operation of the
モータ33は、ブラシレスDCモータであり、モータ33の回転状態を検出する回転検出器45を備える。
回転検出器(回転センサ)45は、例えば、ホールセンサである。回転検出器45は、制御装置15に接続されている。回転検出器45は、モータ33の回転状態を検出し回転状態を示す信号を出力する。つまり、回転検出器45は、モータ33(アクチュエータ14)の動作状態を検出する動作センサを構成する。回転検出器45の出力は制御装置15へ与えられる。
なお、回転検出器45は、ロータリエンコーダやレゾルバ等であってもよい。
The
The rotation detector (rotation sensor) 45 is, for example, a hall sensor. The
The
駆動プーリ35には、第一ベルト16の一端部16a側が取り付けられている。モータ33の正回転により、駆動プーリ35が一方向に回転すると、第一ベルト16が駆動プーリ35に巻き取られる。モータ33の逆回転により、駆動プーリ35が他方向に回転すると、駆動プーリ35から第一ベルト16が送り出される。
このように、アクチュエータ14のモータ33は、駆動プーリ35によってベルト体13の巻き取り動作又は送り出し動作を行う。
One
In this way, the
アクチュエータ14によって第一ベルト16が駆動プーリ35に巻き取られると、連結部材18は第二ベルト17をアクチュエータ14(第一装着具11)側、つまり、上側に引き上げる。第二ベルト17は、その両端部17a,17dが左右の第二装着具12に取り付けられている。第二装着具12は膝部BNに固定されている。このため、第一ベルト16が駆動プーリ35に巻き取られると、第一ベルト16及び第二ベルト17に張力が作用する。この張力が、利用者に対するアシスト力(補助力)として作用する。
このように、アクチュエータ14は、第一装着具11と、第二装着具12との間でアシスト力を発生させる。
When the
In this way, the
通信装置41は、アシスト装置10が利用者端末との間で通信を行うための装置である。利用者端末とは、利用者Rがアシスト装置10を外部から制御するために用いる端末装置である。
加速度センサ38は、互いに直交する3軸それぞれの方向の加速度を検出する3軸加速度センサであり、検出結果を示す出力を制御装置15へ与える。
The
The
制御装置15は、加速度センサ38、及び回転検出器45からの出力に基づいて、アクチュエータ14(のモータ33)を制御する機能を有する。制御装置15は、ベルト体13に張力が与えられるようにアクチュエータ14を制御する。この張力は、上述したように、利用者に対するアシスト力として作用する。
制御装置15は、回転検出器45の出力や、加速度センサ38の出力等に基づいて、モータ33を制御するための電流指令値を含む制御命令を生成する。制御装置15は、電流指令値を含む制御命令を、モータ33を駆動するための駆動回路へ与える。制御命令が与えられた駆動回路は、制御命令に基づいてモータ33を動作させる。
The
The
〔制御装置の機能について〕
図6は、制御装置15の機能的な構成例を示したブロック図である。
図6中、制御装置15は、マイクロコンピュータ等により構成されている。制御装置15は、CPU(Central Processing Unit)等からなる処理部50と、メモリやハードディスク等からなる記憶部51とを備えている。
記憶部51には、処理部50に実行させるためのプログラムや、必要な情報等が記憶されている。
[About the function of the control device]
FIG. 6 is a block diagram showing a functional configuration example of the
In FIG. 6, the
The
処理部50は、記憶部51に記憶されたプログラムを実行することで、通信装置41を用いた通信処理や、処理部50が有する後述の各種処理機能を実現する。前記プログラムは、例えば、フラッシュメモリ、ROM、CD−ROMなどの記録媒体に記録させることができる。
By executing the program stored in the
図6に示すように、処理部50は、モータ制御処理50aと、演算処理50bとを実行する機能を有しており、これら機能により、利用者Rに対するアシスト力の制御を行うとともに、アクチュエータ14がベルト体13を送り出す際の送り出し動作が利用者Rの動作に応じた動作か否かを判定する。
As shown in FIG. 6, the
処理部50は、演算処理50bにおいて、回転検出器45の出力に基づいて、送り出し動作におけるベルト体13の状態を表す状態値を求める。状態値には、ベルト体13の送り出し量、ベルト体13の送り出し速度、及びベルト体13の送り出し加速度が含まれる。つまり、演算処理50bを実行する処理部50は、回転検出器45の出力に基づいて状態値を求める演算部を構成する。
In the
回転検出器45の出力からは、モータ33の回転状態として、回転位置(回転角度)や回転速度、回転加速度等を求めることができる。
モータ33の回転位置は、駆動プーリ35の回転位置に対応している。よって、モータ33の回転位置は、駆動プーリ35に巻き掛けられるベルト体13の送り出し量に対応している。
なお、ベルト体13の送り出し量とは、アシスト装置10を装着した利用者Rが直立姿勢の状態のときの駆動プーリ35(アクチュエータ14)から延びるベルト体13の長さを基準長さとしたときに、この基準長さに対してベルト体13が駆動プーリ35から送り出されて延ばされた長さを指す。
From the output of the
The rotational position of the
The amount of delivery of the
また、モータ33の回転速度は、駆動プーリ35の回転速度に対応しており、ベルト体13の送り出し速度に対応している。
同様に、モータ33の回転加速度は、駆動プーリ35の回転加速度に対応しており、ベルト体13の送り出し加速度に対応している。
なお、ベルト体13の送り出し速度とは、所定の単位時間においてベルト体13が駆動プーリ35から送り出される際の平均速度を指す。
また、ベルト体13の送り出し加速度とは、所定の単位時間においてベルト体13が駆動プーリ35から送り出される際の平均加速度を指す。
Further, the rotation speed of the
Similarly, the rotational acceleration of the
The delivery speed of the
The delivery acceleration of the
記憶部51には、モータ33の回転位置とベルト体13の送り出し量、モータ33の回転速度とベルト体13の送り出し速度、及びモータ33の回転加速度とベルト体13の送り出し加速度をそれぞれ対応付ける状態値演算用テーブル又は換算式が記憶されている。
処理部50は、回転検出器45の出力からモータ33の回転位置、回転速度、及び回転加速度を求め、さらに、前記テーブル又は前記換算式を参照し、モータ33の回転位置、回転速度、及び回転加速度に基づいてベルト体13の状態値(ベルト体13の送り出し量、ベルト体13の送り出し速度、及びベルト体13の送り出し加速度)を求める。
なお、状態値演算用テーブルは、回転検出器45の出力と、ベルト体13の状態値(ベルト体13の送り出し量、ベルト体13の送り出し速度、及びベルト体13の送り出し加速度)とを対応付けるように構成されていてもよい。
The
The
The state value calculation table associates the output of the
また、処理部50は、演算処理50bにおいて、加速度センサ38及び回転検出器45それぞれの出力に基づいて、利用者の姿勢を示す姿勢パラメータを求める。
Further, the
図7は、利用者Rが上半身の姿勢を変化させたときの状態を示した図である。
処理部50は、演算処理50bにおいて、図7中に示す利用者Rの上半身の鉛直方向に対する傾斜角度θLを姿勢パラメータとして求める。以下、この傾斜角度θLは姿勢角θLともいう。なお、姿勢パラメータは他のパラメータであってもよく、姿勢角θLの他に、姿勢角θLが変化する方向の角速度であってもよい。その角速度は、姿勢角θLを時間微分することで求められる。また、姿勢パラメータとして、姿勢角θLと前記角速度との双方が用いられてもよい。
FIG. 7 is a diagram showing a state when the user R changes the posture of the upper body.
In the
加速度センサ38の出力からは、鉛直方向(重力加速度の方向)に対する加速度センサ38の傾斜角度を3次元的に求めることができる。加速度センサ38は利用者Rの上半身に設けられる。よって、処理部50は、加速度センサ38の出力から、利用者Rの上半身の傾斜角度、すなわち姿勢角θLを求めることができる。つまり、加速度センサ38は、利用者Rの姿勢を検出する姿勢センサを構成する。
なお、加速度センサ38の出力に基づいて得た姿勢角θLを第1姿勢角θL1(第1姿勢パラメータ)ともいう。
From the output of the
The posture angle θL obtained based on the output of the
また、回転検出器45の出力から求められるベルト体13の送り出し量は、利用者Rの姿勢角θLに対応している。
モータ33は、アシスト装置10が利用者Rに装着された状態で、ベルト体13を巻き取る方向に動作しており(巻き取りトルクを発生させており)、ベルト体13に張力を生じさせている。これにより、ベルト体13は緩まない。
Further, the amount of delivery of the
The
利用者Rが姿勢を変化させると、例えば、図7に示すように、直立姿勢から前傾姿勢になると、ベルト体13にはその姿勢の変化に起因して張力が生じる。そこで、この場合、前傾姿勢となるように姿勢変化を開始すると、アクチュエータ14の動力によらず、ベルト体13の張力によりモータ33を強制的に回転させて(モータ33は空転して)、ベルト体13は巻き出される。又は、前傾姿勢となるように姿勢変化を開始すると、アクチュエータ14は動作して、つまり、モータ33を回転駆動して、ベルト体13を送り出す。
When the user R changes his / her posture, for example, as shown in FIG. 7, when the user R changes from the upright posture to the forward leaning posture, tension is generated in the
反対に、利用者が前傾姿勢から直立姿勢になると、ベルト体13はその姿勢の変化に起因して緩もうとする。そこで、この場合、直立姿勢となるように姿勢変化を開始すると、ベルト体13に作用する張力を維持するため、又はアシスト力を発生させるために、アクチュエータ14は動作して、つまり、モータ33を回転駆動して、ベルト体13を巻き取る。
On the contrary, when the user changes from the forward leaning posture to the upright posture, the
このように、利用者の姿勢変化により、ベルト体13の巻き取り又は送り出しがなされ、ベルト体13の送り出し量が変化する。この巻き取り又は送り出しでは、能動的に又は受動的にモータ33が所定の回転角について回転する。この際の回転角(回転位置)が、回転検出器45によって検出される。このように、回転検出器45の出力から求められるベルト体13の送り出し量は、利用者Rの姿勢変化、すなわち、姿勢角θLに対応している。
In this way, the
例えば、図7に示すように、利用者Rが直立姿勢から前傾姿勢となると、アシスト装置10のベルト体13は、上半身と下半身との屈曲に応じて送り出される。上半身と下半身との屈曲が深くなり姿勢角θLが大きくなるほど、ベルト体13の送り出し量は増加する。このように、ベルト体13の送り出し量と、姿勢角θLとの間には相関がある。
よって、処理部50は、回転検出器45の出力から、姿勢角θLを求めることができる。なお、回転検出器45の出力に基づいて得た姿勢角θLを第2姿勢角θL2(第2姿勢パラメータ)ともいう。
For example, as shown in FIG. 7, when the user R changes from the upright posture to the forward leaning posture, the
Therefore, the
以上のように、加速度センサ38及び回転検出器45の出力は、利用者Rの姿勢角θLに対応している。記憶部51には、加速度センサ38の出力及びベルト体13の送り出し量と、姿勢角θLとが対応付けられた姿勢演算用テーブルが記憶されている。
処理部50は、前記姿勢演算用テーブルを参照し、加速度センサ38の出力及びベルト体13の送り出し量に基づいて、利用者Rの姿勢角θL(第1姿勢角θL1及び第2姿勢角θL2)を求める。
As described above, the outputs of the
The
図6に戻って、処理部50は、モータ制御処理50aにおいて、モータ33を制御するための電流指令値を含む制御命令を生成し、駆動回路へ制御命令を与えることでモータ33を制御し、アシスト装置10によるアシスト力を制御する。
処理部50は、加速度センサ38の出力及び回転検出器45の出力の少なくともいずれかに基づいてアシスト力を発生させる。つまり、処理部50は、利用者Rの姿勢に応じて適切なアシスト力を発生させる。
処理部50は、原則として、姿勢角θLが大きくなればなるほど、アシスト力が大きくなるようにモータ33を制御する。これにより、利用者Rが荷物等を持った上で前傾姿勢から直立姿勢に移行しようとするときに、その負荷を軽減でき、荷物等の持ち上げ動作を補助することができる。
Returning to FIG. 6, in the
The
As a general rule, the
記憶部51には、加速度センサ38及び回転検出器45の出力と、アクチュエータ14(モータ33)において発生させるべき出力とが対応付けられた出力演算用テーブルが記憶されている。この出力演算用テーブルには、利用者Rの姿勢に対して適切なアシスト力を発生させ得るアクチュエータ14の出力が登録されている。
処理部50は、前記出力演算用テーブルを参照し、加速度センサ38の出力及び回転検出器45の出力の少なくともいずれか一方に基づいて、アクチュエータ14に発生させるべき出力を決定し、アクチュエータ14の出力に応じたモータ33に対する電流指令値を含む制御命令を生成する。
The
The
処理部50は、生成した制御命令を駆動回路へ与えモータ33を動作させる。これにより、処理部50は、利用者Rの姿勢に応じて適切なアシスト力に制御することができる。
なお、出力演算用テーブルにおいて、加速度センサ38及び回転検出器45の出力は、演算処理50bによって求められた姿勢角θL(姿勢パラメータ)に置き換えることもできる。また、出力演算用テーブルにおいて、アクチュエータ14(モータ33)において発生させるべき出力は、モータ33への電流指令値に置き換えることもできる。
The
In the output calculation table, the outputs of the
また、処理部50は、モータ制御処理50aにおいて、ベルト体13の状態値(ベルト体13の送り出し量、ベルト体13の送り出し速度、及びベルト体13の送り出し加速度)に基づいて、モータ33(アクチュエータ14)の制御を変更する機能を有する。
処理部50は、アクチュエータの制御モードを、利用者Rに対するアシスト力を発生する通常モード、及びアシスト力の発生を中止する異常モード(非通常モード)のいずれかに切り換える機能を有する。
よって、モータ制御処理50aを実行する処理部50は、状態値に基づいて、通常モードから、異常モードへ、アクチュエータ14の制御を変更するアクチュエータ制御部を構成する。
処理部50は、ベルト体13を送り出す際の送り出し動作が利用者Rの動作に応じた動作か否かを、状態値に基づいて判定する判定処理を行い、その判定結果に基づいてアクチュエータの制御モードを変更する。
Further, in the
The
Therefore, the
The
〔判定処理について〕
図8は、処理部50が行う判定処理の一例を示すフローチャートである。
処理部50は、モータ33の制御を行うモータ制御処理と平行して、判定処理を行う。
判定処理において、処理部50は、まず、第1姿勢角θL1、及び第2姿勢角θL2を取得し(ステップS1)、両姿勢角θL1,θL2を比較した結果として両姿勢角θL1,θL2の差を求め、この姿勢角の差が予め設定された第1閾値Th1よりも大きいか否かを判定する(ステップS2)。
[About judgment processing]
FIG. 8 is a flowchart showing an example of the determination process performed by the
The
In the determination process, the
第1閾値Th1は、加速度センサ38の出力から求められる第1姿勢角θL1と、回転検出器45の出力から求められる第2姿勢角θL2との間において生じ得る誤差の範囲を表す値となるように設定される。
第1姿勢角θL1と、第2姿勢角θL2とは、値を求めるために用いたセンサの出力は異なるが同じ利用者Rに関する同じパラメータである。
よって、回転検出器45の出力が正常であれば、両姿勢角θL1,θL2は、ほぼ同じ値になる。
よって、両姿勢角θL1,θL2の差が第1閾値Th1よりも大きく、両姿勢角θL1,θL2が互いの間で生じ得る誤差以上に異なる場合、回転検出器45の出力から得られるベルト体13の送り出し量が、利用者Rの実際の姿勢に対応しておらず、アクチュエータ14の送り出し動作が利用者Rの動作に応じた動作でない可能性が高い。
The first threshold Th1 is a value representing a range of errors that can occur between the first posture angle θL1 obtained from the output of the
The first posture angle θL1 and the second posture angle θL2 have the same parameters for the same user R, although the outputs of the sensors used to obtain the values are different.
Therefore, if the output of the
Therefore, when the difference between the two posture angles θL1 and θL2 is larger than the first threshold value Th1 and the two posture angles θL1 and θL2 are different than the error that can occur between them, the
そこで、処理部50は、ステップS2において、両姿勢角θL1,θL2の差が第1閾値Th1よりも大きいと判定すると、ステップS3へ進み、送り出し動作が利用者Rの動作に応じた動作でないものとして、送り出し動作に異常があると判定し(ステップS3)、ステップS1へ戻り、処理を継続する。
より具体的に、処理部50は、ステップS2に両姿勢角θL1,θL2の差が第1閾値Th1よりも大きいと判定すると、送り出し動作が異常であることを示すフラグをオフからオンにする。
なお、前記フラグは、処理部50が判定処理と平行して実行するモータ制御処理(後述する)において参照され、送り出し動作が異常か否かの判定に用いられる(図9中、ステップS12)。前記フラグをオフからオンにすると、モータ制御処理において、送り出し動作が異常であると判定され(図9中、ステップS12)、アクチュエータ14の制御が通常モードから異常モードへ変更される(図9中、ステップS13)。
また、処理部50は、前記フラグをオフからオンにすると、アラーム等を利用者Rへ向けて出力してもよい。これにより、送り出し動作が異常であることを利用者Rへ通知することができる。
Therefore, if the
More specifically, when the
The flag is referred to in the motor control process (described later) executed by the
Further, when the flag is turned from off to on, the
このように、回転検出器45の出力から得られるベルト体13の送り出し量が、利用者Rの実際の姿勢に対応せず、送り出し動作が利用者Rの動作に応じた動作でない状態となる原因として、例えば、利用者Rが被介護者を抱きかかえたときに、被介護者が被介護者自身の体勢を維持するためにベルト体13を掴んで引っ張ってしまうことが考えられる。
処理部50は、判定処理において、このような事態が生じているか否かを判定することができる。
また、処理部50は、加速度センサ38の出力による第1姿勢角θL1と、回転検出器45の出力による第2姿勢角θL2とを比較することで送り出し動作に異常があるか否かを判定するので、精度良く判定することができる。
As described above, the feeding amount of the
The
Further, the
一方、ステップS2において、両姿勢角θL1,θL2の差が第1閾値Th1よりも大きくないと判定する場合、処理部50は、前記フラグがオンであればオフにした上で、ステップS1へ戻り、処理を継続する。
これにより、処理部50は、随時、アクチュエータ14の送り出し動作が利用者Rの動作に応じた動作か否かの判定を繰り返す。
On the other hand, in step S2, when it is determined that the difference between the two posture angles θL1 and θL2 is not larger than the first threshold value Th1, the
As a result, the
〔モータ制御処理について〕
図9は、処理部50が行うモータ制御処理の一例を示すフローチャートである。
例えば、アシスト装置10が利用者Rに装着され、アシスト装置10を起動するためのスイッチが投入されると、処理部50は、モータ制御処理を開始する。
モータ制御処理において、処理部50は、利用者Rの姿勢に応じたアシスト力をアクチュエータ14に発生させるモードである通常モードを実行する(ステップS11)。
通常モードでは、処理部50は、加速度センサ38の出力及び回転検出器45の出力の少なくともいずれかに基づいて、利用者Rの姿勢に応じた適切なアシスト力を発生するようにアクチュエータ14を制御する。
[About motor control processing]
FIG. 9 is a flowchart showing an example of the motor control process performed by the
For example, when the
In the motor control process, the
In the normal mode, the
次いで、処理部50は、送り出し動作が異常か否かを判定する(ステップS12)。処理部50は、送り出し動作が異常であることを示すフラグを参照することで、送り出し動作が異常か否かを判定する。前記フラグは、上述したように、判定処理による判定に応じてオン又はオフに設定される。
ステップS12において、処理部50は、送り出し動作が異常でないと判定すると、再度、ステップS12へ戻る。これにより、処理部50は、送り出し動作が異常であると判定するまで、通常モードを継続する。
Next, the
In step S12, when the
ステップS12において送り出し動作が異常であると判定すると、処理部50は、ステップS13へ進み、アクチュエータ14の制御を通常モードから異常モードへ変更する(ステップS13)。
異常モードでは、処理部50は、アシスト力の発生を中止するとともに、アクチュエータ14の出力を通常モードにて設定されていた出力よりも増加するように制御し、ベルト体13を巻き取る方向への巻き取りトルクをより増加させる。
If it is determined in step S12 that the sending operation is abnormal, the
In the abnormal mode, the
これにより、利用者Rに抱きかかえられた被介護者がベルト体13を掴んで引っ張ってしまったときにも、処理部50は、巻き取りトルクをより増加させるので、ベルト体13が被介護者に引っ張られることで強制的に送り出されるのを抑制することができる。これにより、被介護者が掴んでいるベルト体13が送り出され被介護者の体勢が崩れるのを抑制できる。
As a result, even when the care recipient held by the user R grabs and pulls the
ステップS13においてアクチュエータ14の制御を通常モードから異常モードへ変更すると、処理部50は、ステップS14へ進み、モータ制御処理がリセットされたか否かを判定する(ステップS14)。
異常モードでは、処理部50は、アシスト力の発生を中止する。よって、被介護者がベルト体13を手放し、送り出し動作が利用者Rの動作に応じた動作である状態に復帰した場合、アクチュエータ14の制御を通常モードに戻す必要がある。
このため、アシスト装置10には、異常モードから通常モードへ復帰させるためのリセットスイッチが設けられている。
When the control of the
In the abnormal mode, the
Therefore, the
ステップS14において、処理部50は、リセットスイッチが操作されていないと判定すると、再度、ステップS14へ戻る。これにより、処理部50は、リセットスイッチが操作されるまで、異常モードを継続する。
ステップS14において、リセットスイッチが操作されたと判定すると、処理部50は、ステップS11へ戻り、アクチュエータ14の制御を異常モードから通常モードへ変更し(ステップS11)、処理を継続する。
If the
When it is determined in step S14 that the reset switch has been operated, the
このように、本実施形態のアシスト装置10では、送り出し動作における送り出し量(状態値)から得られる第2姿勢角θL2(と第1姿勢角θL1との差)に基づいて、アクチュエータ14の制御を変更するので、両姿勢角の差(第2姿勢角θL2)が利用者Rの動作に応じて現れ得る値とは異なる値として現れたときに、通常モードから異常モードへアクチュエータ14の制御を変更することができる。
よって、例えば、利用者Rが被介護者を抱きかかえたときに、抱きかかえられた被介護者がベルト体13を掴んで引っ張ることでベルト体13が急激かつ強制的に送り出され、第2姿勢角θL2が利用者Rの動作に応じて現れ得る値とは異なる値として現れたときに、通常モードから異常モードへアクチュエータ14の制御を変更することができる。
さらにこのとき、処理部50は、異常モードにおいて、アシスト力の発生を中止した上で、巻き取りトルクをより増加させ、被介護者によって引っ張られることでベルト体13が強制的に送り出されるのを抑制するような制御を行うので、ベルト体13が不必要に送り出され、ベルト体13を掴んでいる被介護者が下方へずり落ちる等、被介護者の体勢が崩れたり、それによって利用者Rの体勢が崩れたりするのを抑制し、利用者Rの作業が妨げられるのを抑制することができる。
As described above, in the
Therefore, for example, when the user R holds the care recipient, the held care recipient grabs the
Further, at this time, in the abnormal mode, the
〔異常モードの変形例について〕
上記実施形態では、異常モードが、アシスト力の発生を中止しかつ、アクチュエータ14の出力を通常モードにて設定されていた出力よりも増加するように制御し、アクチュエータ14による巻き取り動作における巻き取りトルクをより増加させるモードである場合を例示した。
しかし、異常モードにおけるアクチュエータ14の制御については、これに限定されることはない。
[About the modified example of abnormal mode]
In the above embodiment, the abnormal mode is controlled so that the generation of the assist force is stopped and the output of the
However, the control of the
例えば、処理部50は、異常モードにおいて、アシスト力の発生を中止しかつ、アクチュエータ14への電流の供給を停止して動作を停止させるようにアクチュエータ14を制御してもよい。
これにより、モータ33は動作を停止し、モータ33の出力軸が自由に回転可能な状態となる。よって、ベルト体13は外力によって自由に送り出される状態となり、アクチュエータ14による巻き取り動作は行われない。よって、被介護者の手が意に反してアクチュエータ14側へ引き寄せられ被介護者の体勢が崩れたり、それによって利用者Rの体勢が崩れたりするのを抑制し、利用者Rの作業が妨げられるのを抑制することができる。
For example, the
As a result, the
また、この場合、例えば、ベルト体13が利用者Rの周囲の物体に引っかかることでベルト体13が強制的に送り出されたときに、処理部50は、送り出し動作に異常があると判定し、アクチュエータ14の動作を停止させ、ベルト体13は外力によって自由に送り出される状態となるようにアクチュエータ14を制御する。よって、ベルト体13が周囲の物体に引っかかったとしても、ベルト体13が利用者Rの動きを制限することがなく、利用者Rの作業が妨げられるのを抑制することができる。
Further, in this case, for example, when the
また、モータ33がブレーキを備えている場合、処理部50は、異常モードにおいて、アシスト力の発生を中止しかつ、ブレーキをオン状態として送り出し動作及び巻き取り動作を制限するようにアクチュエータ14を制御してもよい。
この場合、ブレーキによりモータ33の回転が制限され、送り出し動作及び巻き取り動作が行われないので、ベルト体13が強制的に送り出されるのを抑制することができる。これにより、被介護者が掴んでいるベルト体13が送り出されて被介護者の体勢が崩れるのを抑制できる。また、被被介護者の手が意に反してアクチュエータ14側へ引き寄せられ被介護者の体勢が崩れるのを抑制することもできる。この結果、利用者Rの作業が妨げられるのを抑制することができる。
When the
In this case, the rotation of the
〔他の実施形態について〕
図10は、他の実施形態に係る判定処理を示すフローチャートである。
上記実施形態では、加速度センサ38の出力から得られる第1姿勢角θL1とベルト体13の送り出し量から得られる第2姿勢角θL2とを用いて判定処理を行う場合を例示したが、本実施形態では、アクチュエータ14によるベルト体13の送り出し速度及び送り出し加速度を用いて判定処理を行う点において、上記実施形態と相違する。
[About other embodiments]
FIG. 10 is a flowchart showing a determination process according to another embodiment.
In the above embodiment, a case where the determination process is performed using the first posture angle θL1 obtained from the output of the
判定処理において、処理部50は、まず、ベルト体13の送り出し速度及び送り出し加速度を取得し(ステップS21)、送り出し速度が予め設定された第2閾値Th2よりも大きいか否か、又は、送り出し加速度が予め設定された第3閾値Th3よりも大きいか否かを判定する(ステップS22)。
In the determination process, the
送り出し速度に対する第2閾値Th2は、利用者Rの通常の動作によってベルト体13が送り出されるときの送り出し速度よりも大きい値に設定されている。つまり、送り出し速度において、第2閾値Th2よりも大きい値は、利用者の動作に応じて現れ得る値とは異なる値となる。
また、送り出し加速度に対する第3閾値Th3は、利用者Rの通常の動作によってベルト体13が送り出されるときの送り出し加速度よりも大きい値に設定されている。つまり、送り出し加速度において、第3閾値Th3よりも大きい値は、利用者の動作に応じて現れ得る値とは異なる値となる。
アクチュエータ14の送り出し動作が利用者Rの動作に応じた動作である場合、送り出し速度及び送り出し加速度は、第2閾値Th2及び第3閾値Th3を超えることはない。
The second threshold value Th2 with respect to the delivery speed is set to a value larger than the delivery speed when the
Further, the third threshold value Th3 with respect to the delivery acceleration is set to a value larger than the delivery acceleration when the
When the delivery operation of the
よって、送り出し速度及び送り出し加速度のうちの少なくともいずれか一方が、第2閾値Th2及び第3閾値Th3を超える場合、回転検出器45の出力から得られるベルト体13の送り出し量が、利用者Rの実際の姿勢に対応しておらず、アクチュエータ14の送り出し動作が利用者Rの動作に応じた動作でない可能性が高い。
そこで、処理部50は、ステップS22において、送り出し速度が予め設定された第2閾値Th2よりも大きいか否か、又は、送り出し加速度が予め設定された第3閾値Th3よりも大きいか否か、の2つの条件のうち、少なくともいずれか一方が条件を満たすと判定すると、ステップS3へ進み、送り出し動作が利用者Rの動作に応じた動作でないものとして、送り出し動作に異常があると判定し(ステップS23)、ステップS1へ戻り、処理を継続する。
Therefore, when at least one of the delivery speed and the delivery acceleration exceeds the second threshold Th2 and the third threshold Th3, the delivery amount of the
Therefore, in step S22, the
この場合、処理部50は、送り出し動作が異常であることを示すフラグをオフからオンにする。前記フラグは、モータ制御処理(図9)において参照され、送り出し動作が異常か否かの判定に用いられる(図9中、ステップS12)。
一方、ステップS22において、上記2つの条件のいずれも満たさないと判定すると、処理部50は、ステップS1へ戻り、処理を継続する。
これにより、処理部50は、随時、ベルト体13の送り出し速度及び送り出し加速度を用い、アクチュエータ14の送り出し動作が利用者Rの動作に応じた動作か否かの判定を繰り返す。
In this case, the
On the other hand, if it is determined in step S22 that neither of the above two conditions is satisfied, the
As a result, the
本実施形態においても、利用者Rが被介護者を抱きかかえたときに、抱きかかえられた被介護者がベルト体13を掴んで引っ張ることでベルト体13が強制的に送り出された場合において、アクチュエータ14の送り出し動作が利用者Rの動作に応じた動作ではないと判定することができる。
Also in the present embodiment, when the user R holds the care recipient, the
〔その他〕
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることはない。
上記各実施形態では、加速度センサ38の出力から得られる第1姿勢角θL1とベルト体13の送り出し量から得られる第2姿勢角θL2とを用いて判定処理を行う場合と、アクチュエータ14によるベルト体13の送り出し速度及び送り出し加速度を用いて判定処理を行う場合とを例示したが、これに限定されることはない。
例えば、ベルト体13の送り出し速度、又は送り出し加速度のみを用いて判定処理を行ってもよい。
さらに、第1姿勢角θL1と第2姿勢角θL2とを用いた判定と、ベルト体13の送り出し速度及び送り出し加速度を用いた判定とを組み合わせて、判定処理を行ってもよい。
この場合、いずれかの判定において、アクチュエータ14の送り出し動作が利用者Rの動作に応じた動作でないと判定すれば、送り出し動作に異常があると判定するように構成される。これにより、判定処理の判定条件の多様化が可能となり、より正確な判定が可能となる。
[Other]
The present invention is not limited to the above embodiment.
In each of the above embodiments, the determination process is performed using the first posture angle θL1 obtained from the output of the
For example, the determination process may be performed using only the delivery speed of the
Further, the determination process may be performed by combining the determination using the first posture angle θL1 and the second attitude angle θL2 and the determination using the delivery speed and the delivery acceleration of the
In this case, if it is determined in any of the determinations that the sending operation of the
また、上記各実施形態では、第二装着具12を利用者Rの脚部に装着した場合を例示したが、第二装着具12は利用者Rの腰部に装着する構成とすることもできる。
Further, in each of the above embodiments, the case where the
また、アシスト装置10は、通信装置41によって通信可能な利用者端末を構成として含んでいてもよい。この場合、処理部50が行う上述の処理の一部又は全部を利用者端末の演算部等に行わせてもよい。
Further, the
本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
10 アシスト装置 11 第一装着具 12 第二装着具
13 ベルト体 14 アクチュエータ 15 制御装置
33 モータ 35 駆動プーリ 38 加速度センサ
45 回転検出器 50 処理部 50a モータ制御処理
50b 演算処理 BB 胸部 BL 脚部
BS 肩部 BW 腰部 R 利用者
10
Claims (6)
前記利用者の脚部又は腰部に装着される第二装着具と、
前記第一装着具と前記第二装着具とにわたって前記利用者の背面側に沿って設けられるベルト体と、
前記第一装着具又は前記第二装着具に設けられ前記ベルト体の一部の巻き取り動作及び送り出し動作を可能とするアクチュエータと、
前記ベルト体に張力が与えられるように前記アクチュエータを制御する制御部と、を備え、
前記アクチュエータは、前記アクチュエータの動作状態を検出する動作センサを備え、
前記制御部は、
前記動作センサの出力に基づいて、前記送り出し動作における前記ベルト体の状態を表す状態値を求める演算部と、
前記状態値に基づいて、前記利用者に対するアシスト力を発生する通常モードから、前記アシスト力の発生を中止する非通常モードへ、前記アクチュエータの制御を変更するアクチュエータ制御部と、を備える
アシスト装置。 The first attachment to be worn on at least one of the user's shoulders and chest,
The second attachment to be attached to the leg or waist of the user,
A belt body provided along the back side of the user across the first wearing tool and the second wearing tool, and
An actuator provided on the first attachment or the second attachment and capable of winding and feeding a part of the belt body.
A control unit that controls the actuator so that tension is applied to the belt body is provided.
The actuator includes an motion sensor that detects the operating state of the actuator.
The control unit
Based on the output of the motion sensor, a calculation unit that obtains a state value representing the state of the belt body in the feeding motion, and a calculation unit.
An assist device including an actuator control unit that changes the control of the actuator from a normal mode in which an assist force is generated for the user to a non-normal mode in which the generation of the assist force is stopped based on the state value.
前記アクチュエータ制御部は、前記姿勢センサからの出力に基づいて得られる前記利用者の姿勢を示す第1姿勢パラメータと、前記状態値に基づいて求められる前記利用者の姿勢を示す第2姿勢パラメータと、を比較した比較結果に基づいて前記アクチュエータの制御を変更する
請求項1に記載のアシスト装置。 A posture sensor for detecting the posture of the user, which is provided on the first wearing tool, is further provided.
The actuator control unit includes a first posture parameter indicating the posture of the user obtained based on the output from the posture sensor, and a second posture parameter indicating the posture of the user obtained based on the state value. The assist device according to claim 1, wherein the control of the actuator is changed based on the comparison result of comparing the above.
請求項1又は請求項2に記載のアシスト装置。 Claim 1 or claim 2 in which the state value includes at least one of a delivery amount of a part of the belt body, a delivery speed of a part of the belt body, and a delivery acceleration of a part of the belt body. The assist device described in.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアシスト装置。 The non-normal mode is any one of claims 1 to 3, which is a mode in which the generation of the assist force is stopped and the actuator is controlled so as to further increase the torque in the direction in which the belt body is wound. The assist device described in the section.
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアシスト装置。 The assist device according to any one of claims 1 to 3, wherein the non-normal mode is a mode in which the generation of the assist force is stopped and the actuator is controlled so as to stop the operation of the actuator. ..
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のアシスト装置。 The non-normal mode is any one of claims 1 to 3, which is a mode in which the generation of the assist force is stopped and the actuator is controlled so as to limit the sending operation and the winding operation. The assist device described.
Priority Applications (1)
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