JP2021171877A - アシスト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アシスト装置において、軽量であり装着感が良く、誤動作を防ぐ。【解決手段】アシスト装置１０は、利用者の少なくとも肩部に装着される第一装着具１１と、前記利用者の左右の脚部それぞれに装着される第二装着具１２と、第一装着具１１と第二装着具１２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１３と、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電動のアクチュエータ１４と、利用者の動作又は姿勢を検出するためのセンサ３８と、センサ３８による検出信号に基づいてアクチュエータ１４の動作制御を実行可能である制御部１５とを備える。制御部１５は、センサ３８による検出信号が、予め設定された特定の動作を利用者が行うことで得られる信号である場合、アクチュエータ１４の通電オンと通電オフとに関する通電制御を実行する。【選択図】 図１

Description

本開示は、アシスト装置に関する。

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。アシスト装置によれば、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。

特開２０１８−１９９２０５号公報

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。

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。以下において、前記のような援助（介助）を行う動作を「介助動作」と称する。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。

しかし、利用者が、介助動作を行う場合、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。

そこで、本発明の発明者は、軽量であり装着感の良いアシスト装置を既に提案している（例えば、特願２０１９−０４３４６２：先行出願）。そのアシスト装置は、利用者の肩部に装着される第一装着具と、利用者の左右の脚部に装着される第二装着具と、第一装着具と第二装着具とにわたって利用者の背面側に沿って設けられるベルト体と、アクチュエータとを備える。アクチュエータは、第一装着具に設けられていて、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。

アクチュエータがベルト体の一部を巻き取ることで、ベルト体に張力が作用する。この張力がアシスト力となって利用者に作用する。これにより、利用者が例えば介助動作を行う際に、負担が軽減される。

前記先行出願では、アクチュエータはベルト体を巻き取るためのモータを有する。モータは例えばサーボモータであり、サーボオン（通電オン）で、モータが動作可能な状態となる。サーボオフ（通電オフ）の状態からサーボオンの状態へ切り替えるために、サーボオン／オフ用のスイッチが、例えば、アシスト装置が備えるコントロールボックス、又は、コントローラに設けられる。コントロールボックスは、利用者が装着する装着具の背面側に設けられ、コントローラは、利用者が装着する装着具のベルト等に付設される。

利用者が介助動作を行うためにアシスト装置を用いる場合、利用者である介助者は、被介助者との間で身体接触する。例えば、介助者が被介助者を抱き抱える場合、被介護者は介助者の身体の一部を掴もうとする。その際、被介護者が、誤って、コントロールボックス等に設けられているサーボオン／オフのスイッチに触れてしまい、アシスト装置が機能しなくなることが考えられる。

そこで、本開示の目的は、アシスト装置において、軽量であり装着感が良く、誤動作を防ぐことを可能とすることにある。

本開示のアシスト装置は、利用者の少なくとも肩部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電動のアクチュエータと、利用者の動作又は姿勢を検出するためのセンサと、前記センサによる検出信号に基づいて前記アクチュエータの動作制御を実行可能である制御部と、を備え、前記制御部は、前記センサによる検出信号が、予め設定された特定の動作を利用者が行うことで得られる信号である場合、前記アクチュエータの通電オンと通電オフとに関する通電制御を実行する。

前記構成を備えるアシスト装置によれば、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し、その張力により利用者の作業を補助するアシスト力が生まれ、利用者の身体の負担が軽減される。ベルト体は、軽量であり、また、姿勢を変えても身体に沿うことができ、利用者の動作に追従する。よって、装着感の良いアシスト装置が得られる。

そして、アシスト装置を装着した利用者が特定の動作を行い、その特定の動作がセンサによって検出されることで、アクチュエータの通電制御が実行される。通電オンで、アクチュエータが動作可能な状態となり、通電オフで、アクチュエータが動作不能な状態となる。したがって、アクチュエータの通電制御のためのスイッチを、例えば、第一装着具、アクチュエータ、又はその周囲等において、露出させた状態で設置しなくて済む。その結果、誤って、利用者等により前記スイッチが押されて、アシスト装置が誤動作するのを防ぐことが可能となる。

また、好ましくは、前記アシスト装置は、前記制御部、前記アクチュエータ及び前記センサに電力を供給する電源部と、前記電源部、前記制御部、及び前記アクチュエータを格納するコントロールボックスと、前記電源部から前記制御部に制御用電力の供給を可能とする電源オンと、当該供給が不能となる電源オフと、の切り替えを行うための主スイッチと、を、更に備え、前記主スイッチは、前記コントロールボックスに、露出した状態ではなく、隠された状態で設けられていて、前記電源オンの状態で前記通電制御が可能となり、前記電源オフの状態で前記通電制御は不能である。
前記構成によれば、アシスト装置を利用しない状態では、主スイッチにより、電源オフとすることで、無駄な電力消費がされない。主スイッチはコントロールボックスに隠された状態で設けられているので、誤って利用者等により主スイッチが操作されない。

また、前記アシスト装置は、前記制御部は、前記センサによる検出信号が、予め設定された特定の動作を利用者が行うことで得られる信号である場合、当該検出信号を取得する度に、前記アクチュエータの通電状態に関して、通電オンの状態から通電オフの状態への切り替えと、通電オフの状態から通電オンの状態への切り替えと、を交互に実行する。
この場合、アクチュエータの通電状態を、通電オンの状態としたり、通電オフの状態としたりする処理が、予め設定された利用者の特定の動作に基づいて実行される。

また、前記アシスト装置は、前記センサによる検出信号が、利用者がその場での跳躍又は鉛直線回りに回転する動作を含む動作を行った際に得られる信号である場合に、前記制御部は、前記アクチュエータの通電制御を実行する。
この場合、前記特定の動作は、利用者がその場で跳躍する動作又は鉛直線回りに回転する動作を含む動作となる。このような動作（特定の動作）は、通常、利用者がアシスト装置を用いて行う通常動作と異なる。よって、通常動作により、アクチュエータの通電制御は実行されない。

本開示のアシスト装置によれば、軽量であり装着感が良く、誤動作を防ぐことが可能となる。

アシスト装置の一例を示す背面図である。 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。 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。 アシスト装置が装着された利用者が前傾姿勢となった状態を示す説明図である。 コントロールボックス及びベルト体の説明図である。 アシスト装置が備える制御構成を示すブロック図である。 アシスト装置を装着した利用者が姿勢を変化させる場合の説明図である。 通電制御を示すフロー図である。 他の形態のアシスト装置を示す側面図である。

〔アシスト装置１０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、利用者の少なくとも肩部ＢＳに装着されればよく、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。

本開示のアシスト装置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。

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、制御部１５、電源部としてのバッテリ３７、及び、センサ３８を備える。

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。

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。図示しないが、第一装着具１１は、利用者の腰部ＢＷに装着される部材（腰ベルト）を、付属部として更に有していてもよい。前記腰ベルトは背本体部２１と連結される。

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。

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、後にも説明するが、例えば「平カン」と称される矩形の環状体２７、及びバックルのような留め具２８により構成されている。

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。

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。

コントロールボックス３０に、アクチュエータ１４、制御部１５、バッテリ３７、及びセンサ３８等が格納される。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。

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、電動式であり、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。そのために、アクチュエータ１４は、モータ３３、減速機部３４、及び駆動プーリ３５を有する。本開示では、モータ３３は、サーボモータである。モータ３３は、制御部１５から出力される司令信号に基づいて、所定のトルク、所定の回転数で回転することができる。

モータ３３の回転角度、回転速度、又は回転数等の回転に関するパラメータは、モータ３３に取り付けられている回転検出器３６によって検出される。本開示の回転検出器３６は、ロータリエンコーダであるが、ホールセンサ又はレゾルバであってもよい。回転検出器３６の検出結果は、制御部１５に入力される。

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、減速機部３４の出力軸３４ａを回転させる。出力軸３４ａに駆動プーリ３５が連結されていて、これらは一体回転する。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は、ベルト体１３を巻き取り可能である駆動プーリ３５、及び、駆動プーリ３５にベルト体１３の巻き取り動作をさせるためのモータ３３を有する。第一ベルト１６が、アクチュエータ１４により巻き取り及び送り出しされる。

制御部１５は、マイクロコンピュータを含む制御ユニットにより構成されている。制御部１５は、後にも説明するが、アクチュエータ１４（モータ３３）の動作を制御すると共に、アクチュエータ１４（モータ３３）の通電オンと通電オフとに関する通電制御を行う。アクチュエータ１４（モータ３３）の動作制御、及び通電制御については後に説明する。

前記センサ３８として、加速度センサが設けられている。センサ３８の信号は制御部１５に入力される。制御部１５はセンサ３８からの信号に基づいて利用者の姿勢を推定することが可能となる。センサ３８は、コントロールボックス３０の外部に設けられていてもよい。
バッテリ３７は、制御部１５、モータ３３、回転検出器３６、及びセンサ３８に電力を供給する。

コントロールボックス３０に、主スイッチ４１が設けられている（図４参照）。主スイッチ４１は、バッテリ３７から制御部１５に制御用電力の供給を可能とする電源オンと、その供給が不能となる電源オフとの切り替えを行うためのスイッチである。主スイッチ４１により電源オンの状態になると、バッテリ３７から制御部１５の他に、センサ３８に電力が供給されるが、モータ３３への電力供給が可能となる状態にはならない。主スイッチ４１により電源オフの状態になると、バッテリ３７から制御部１５及びセンサ３８を含むいずれの機器にも電力が供給されない。

主スイッチ４１は、コントロールボックス３０に、露出した状態ではなく、隠された状態で設けられている。例えば、主スイッチ４１は、コントロールボックス３０の一部に設けられているが、その一部は、開閉式の蓋４５を有する。主スイッチ４１は、閉じた状態の蓋４５によって隠される。

〔ベルト体１３について〕
ベルト体１３は、前記のとおり、第一ベルト１６と第二ベルト１７と連結部材１８とを有する。第一ベルト１６の一端部１６ａ側が、駆動プーリ３５に巻かれて固定されている。第一ベルト１６の他端部１６ｂ側が、連結部材１８に固定されている。駆動プーリ３５に第一ベルト１６が巻き取られると、連結部材１８は引き上げられる。連結部材１８が強制的に引き下げられると、駆動プーリ３５から第一ベルト１６が巻き出される（引き出される）。駆動プーリ３５における第一ベルト１６の巻き取り量又は巻き出し量（引き出し量）と、モータ３３の出力軸の回転量との間には相関がある。ベルト体１３の巻き取り又は巻き出しに伴うモータ３３の回転に関するパラメータが、回転検出器３６によって検出される。

連結部材１８は（図５参照）、環状体２７及び留め具（バックル）２８を含んで構成されている。留め具２８は第一部材２８ａと第二部材２８ｂとを有し、これらが分離及び連結可能である。第一部材２８ａに第一ベルト１６の端部１６ｂが取り付けられている。第二部材２８と環状体２７とが短ベルト２９によって連結されている。環状体２７に第二ベルト１７が取り付けられている。

環状体２７は、第二ベルト１７を、その途中（途中部１７ｃ）で折り返した状態で支持している。この構成により、環状体２７に、第二ベルト１７は固定されておらず、第二ベルト１７を、折り返した状態であるが、その長手方向の両方向（図５の矢印Ｘ方向）に移動自在として支持する構成が得られる。

図２において、第二ベルト１７は、第二装着具１２に取り付けられている。具体的に説明すると、第二ベルト１７は一本の帯状部材により構成されている。第二ベルト１７の一端部１７ａ側が、左の第二装着具１２に取り付けられている。第二ベルト１７の他端部１７ｄ側が、右の第二装着具１２に取り付けられている。前記のとおり、第二ベルト１７の途中部１７ｃが、連結部材１８に掛けられている。

前記のような第二ベルト１７の構成によれば、その第二ベルト１７は、連結部材１８から左の第二装着具１２までの左第二ベルト部１９と、連結部材１８から右の第二装着具１２までの右第二ベルト部２０とを有する。前記のとおり（図５参照）、第二ベルト１７は、環状体２７に掛けられていて、固定されていないことから、左第二ベルト部１９の長さと右第二ベルト部２０の長さとは、自由に変更可能となる。ただし、左第二ベルト部１９の長さと右第二ベルト部２０の長さとの合計は一定である。この構成により、利用者の例えば歩行が第二ベルト１７によって制限されず、利用者は楽に歩行できる。

第二ベルト１７は、更に、左第二ベルト部１９と右第二ベルト部２０とを連結する繋ぎ部材３９を有する。繋ぎ部材３９は、第二ベルト１７の折り返し部（途中部１７ｃ）と二つの第二装着具１２との固定部（一端部１７ａ，他端部１７ｄ）との間の中間位置において、左第二ベルト部１９と右第二ベルト部２０とを連結している。
例えば利用者が直立姿勢から図４に示すように前屈姿勢となるように姿勢を変更した場合に、繋ぎ部材３９によれば、左第二ベルト部１９と右第二ベルト部２０との左右の間隔が広がってしまうのを防止することが可能となる。つまり、左第二ベルト部１９と右第二ベルト部２０とが利用者の脚部ＢＬにおける背面側に沿わないようになるのを防止することが可能となる。

〔センサ３８及び制御部１５について〕
本開示では（図５参照）、センサ３８は、加速度センサにより構成されている。制御部１５は、各種の演算処理を実行可能である。センサ３８からの信号を制御部１５が演算処理することで、利用者の動作又は姿勢を検出することができる。センサ３８は、利用者の動作又は姿勢に応じた信号を出力する構成を有し、利用者の動作又は姿勢を検出するための検出器として機能する。

例えば、センサ３８による検出信号に基づいて、利用者の姿勢として、上半身の姿勢が前傾姿勢にあるのか直立姿勢にあるのかの状態を検出したり、しゃがんだ状態となったことを検出したりできる。
また、センサ３８による検出信号に基づいて、利用者の動作として、その場での跳躍を含む動作、及び、鉛直線回りに回転する動作を含む動作を検出することができる。利用者の動作は、利用者の姿勢の時間変化とも言える。このため、センサ３８の信号により、制御部１５は利用者の動作を検出することが可能となる。
センサ３８は、一つのセンサユニットにより構成される他、複数のセンサユニットにより構成されていてもよい。センサ３８は、加速度センサ以外として、傾斜センサ、ジャイロセンサ、又は、これらの組み合わせであってもよい。

モータ３３による駆動プーリ３５でのベルト体１３の巻き取り量及び送り出し量と、利用者の姿勢とは相関がある。このため、回転検出器３６が検出するモータ３３の回転角に基づいて、制御部１５は利用者の姿勢を推定することも可能である。よって、回転検出器３６が、利用者の姿勢及び動作を検出するためのセンサであると言える。

図６は、アシスト装置１０が備える制御構成を示すブロック図である。制御部１５は、マイクロコンピュータを含む制御ユニットにより構成されていて、演算処理ユニット（ＣＰＵ）１５ａ及びメモリ等の記憶装置（記憶部）１５ｂを備える。演算処理ユニット１５ａは、記憶装置１５ｂに記憶されている各種プログラム及び各種情報等に基づいて、種々の処理を実行する。

本開示の制御部１５は、演算処理ユニット１５ａによる処理によって実現される機能部として、第一処理部４２ａと、第二処理部部４２ｂとを備える。第一処理部４２ａは、アシスト力を利用者に付与するために、アクチュエータ１４（モータ３３）の動作制御を実行する機能を有する。第二処理部４２ｂは、アクチュエータ１４（モータ３３）の通電オンと通電オフとに関する通電制御を実行する機能を有する。制御部１５は、更に、モータ３３の動作制御を行う駆動回路１５ｃを含む。駆動回路１５ｃはモータドライバであり、本開示では、モータ３３がサーボモータであることから、駆動回路１５ｃはサーボアンプである。前記の各機能部と駆動回路１５ｃとが協働することでモータ３３は所定の動作を実行する。

制御部１５の第一処理部４２ａは、利用者にアシスト力を付与するための制御を行う際、センサ３８及び回転検出器３６の一方又は双方からの信号を処理する。その処理の結果、つまり、利用者の姿勢に応じて、アクチュエータ１４（モータ３３）へ司令信号を出力する。司令信号に基づいて、アクチュエータ１４（モータ３３）は動作し、ベルト体１３の巻き取り及び送り出し、並びに、その一時停止等が行われる。

具体的な処理を説明する。第一処理部４２ａは、加速度センサからなるセンサ３８の検出結果に基づいて、その利用者の姿勢を示す姿勢パラメータを求め、その姿勢パラメータに基づいて、利用者にアシスト力を付与するためにアクチュエータ１４の動作の制御を行う。前記姿勢パラメータは、例えば、鉛直線に対する利用者の上半身の傾斜角度である。制御部１５は、姿勢パラメータとアクチュエータ１４（モータ３３）に出力する司令信号（司令電流）を示す情報との対応関係を示す対応情報を記憶している。前記対応情報は、予め設定されている情報であり、記憶装置１５ｂに記憶されている。制御部１５は、姿勢パラメータを取得すると、前記対応情報に基づいて、前記司令信号を示す情報を取得し、その司令信号をモータ３３に出力する。モータ３３は、その司令信号に応じた動作を行う。

以上のように、制御部１５は、センサ３８による検出信号に基づいて、アシスト力を利用者に付与するために、モータ３３の動作制御を実行することができる。
なお、前記のとおり、モータ３３の回転角度等のパラメータが回転検出器３６によって検出される。このため、制御部１５は、利用者の姿勢変更によるベルト体１３の巻き取り又は送り出しの際のモータ３３の回転角度等のパラメータを回転検出器３６から取得し、そのパラメータに基づいて、その利用者の姿勢を示す姿勢パラメータを求めてもよい。
制御部１５の第二処理部４２ｂが行う具体的な処理については、後に説明する。

〔アシスト装置１０によるアシスト力について〕
図７は、前記アシスト装置１０を装着した利用者が姿勢を変化させる場合の説明図である。この姿勢の変化に対して、アシスト装置１０は、利用者にアシスト力を付与することができる。

アクチュエータ１４のモータ３３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。

利用者が直立姿勢から前傾姿勢となる場合について説明する。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は巻き出される。これにより、利用者は無理なく、前傾姿勢となることができる。鉛直線に対する利用者の上半身の前傾角度がθＬになり、利用者がその前傾角度θＬで停止すると、ベルト体１３の送り出し（巻き出し）が停止される。なお、姿勢変化の開始及び終了は、回転検出器３６又はセンサ３８によって検出可能である。

利用者が前傾姿勢から直立姿勢になる方向に姿勢変化を開始すると、アクチュエータ１４はベルト体１３を巻き取る。これにより、ベルト体１３には張力が生じる。この張力により、第一装着具１１には、後方へ向かう作用力Ｆ１が生じる。つまり、前傾姿勢の利用者の上半身を起き上がらせる方向の作用力Ｆ１が生じる。また、これと同時に、第二ベルト１７は、その張力により、利用者の左臀部及び右臀部を前方に押し出す作用力Ｆ２が生じる。これにより、利用者は前傾姿勢から直立姿勢に楽に復帰することが可能となる。
前記のような作用力Ｆ１，Ｆ２により、利用者の前屈姿勢における背筋及び大腿四頭筋等の筋力負荷を軽減して、利用者の動作を補助することができる。
以上のように、本開示のアシスト装置１０によれば、前屈姿勢における腰部の筋負担を軽減し、腰痛を防ぐことが可能となる。

〔制御部１５が実行する処理について〕
制御部１５は、前記のようなアシスト力を利用者に付与するために、モータ３３の動作制御を実行する他に、モータ３３の通電オンと通電オフとに関する通電制御を実行する。通電制御は、モータ３３の通電オンと通電オフとを切り替える制御である。つまり、制御部１５は、通電制御として、通電オフの状態から通電オンの状態への切り替えと、通電オンの状態から通電オフの状態への切り替えとを、交互に行う。

通電オンの状態で、モータ３３に電力供給が可能となる。つまり、アシスト力を発生させるために、モータ３３が動作可能な状態となる。これに対して、通電オフの状態では、モータ３３に電力供給がされない。つまり、モータ３３は動作不能な状態となり、アシスト力を発生させない休止状態となる。本開示では、モータ３３は、サーボモータであることから、通電オンは「サーボオン」とも称され、通電オフは「サーボオフ」とも称される。このような通電制御が、第二処理部４２ｂによって実行される。主スイッチ４１（図４参照）が電源オンの状態で、第二処理部４２ｂは、通電制御が可能となり、主スイッチ４１が電源オフの状態で、通電制御は不能である。

アシスト装置１０を装着した利用者が「特定の動作」を行うと、通電制御が実行されるように構成されている。本開示では、前記「特定の動作」は、利用者が、その場で跳躍する動作を含む動作、又は、鉛直線回りに回転（一回転）する動作を含む動作である。なお、特定の動作は、これら以外であってもよい。特定の動作は、利用者（介助者）が作業（介助動作）を行う場合の通常の動作以外の動作である。なお、通常の動作の例としては、前屈の動作、及び、前傾の動作である。特定の動作は、前記のように、その場で跳躍する動作を含む動作、又は、鉛直線回りに回転（一回転）する動作を含む動作であり、事前に設定された状態である。
アシスト装置１０を装着した利用者がその場での跳躍又は鉛直線回りに回転（一回転）する動作を含む動作（特定の動作）を行うと、センサ３８はその特定の動作に応じた特定の信号を出力する。その特定の信号には一つ又は複数の特徴点が含まれる。そこで、利用者が前記特定の動作を行った場合のセンサ３８による検出信号、つまり、特定の信号が、予め取得されていて、制御部１５の記憶装置１５ｂに、その特定の信号の特徴点に関する動作情報が記憶されている。

図８は、通電制御を示すフロー図である。第一装着具１１及び第二装着具１２を利用者が装着した状態で、その利用者は、主スイッチ４１を操作し、電源オフの状態から電源オンの状態とする（図８のステップＳ１）。すると、バッテリ３７から電力が制御部１５及びセンサ３８に供給され、制御部１５及びセンサ３８は機能することができる状態となる。センサ３８により利用者の姿勢及び動作の検出が開始される（ステップＳ２）。制御部１５の第二処理部４２ｂは、センサ３８による検出信号が、予め設定された前記特定の動作を利用者が行うことで得られる信号であるか否かの判定を行う（ステップＳ３、Ｓ４）。

具体的に説明すると、アシスト装置１０を装着した利用者が動作を行い、センサ３８からの検出信号を第二処理部４２ｂが取得する（ステップＳ３）。第二処理部４２ｂは、記憶装置１５ｂの前記動作情報と、センサ３８から得られた検出信号の特徴点との比較を行う（ステップＳ４）。前記動作情報における信号の特徴点と、センサ３８の検出信号の特徴点とが近似している場合（ステップＳ４のＹｅｓ）、第二処理部４２ｂは、利用者が前記「特定の動作」を行ったと判定する（ステップＳ５）。

より具体的に説明すると、センサ３８からの検出信号の特徴点を示す値が、前記動作情報における信号の特徴点を示す値を含む所定の範囲内に存在する場合、前記特徴点が近似するとみなし（ステップＳ４のＹｅｓ）、第二処理部４２ｂは、利用者が前記特定の動作を行ったと判定する（ステップＳ５）。
これに対して、センサ３８からの検出信号の特徴点を示す値が、前記動作情報における信号の特徴点を示す値を含む所定の範囲外に存在する場合、特徴点は近似しておらず（ステップＳ４でＮｏ）、第二処理部４２ｂは、利用者が前記特定の動作を行っていないと判定する（ステップＳ１５）。

ステップＳ５のように、利用者が特定の動作を行ったと判定されると、その状態では、モータ３３は通電オフの状態であることから（ステップＳ６のＹｅｓ）、第二処理部４２ｂは、通電制御として、モータ３３を通電オンの状態とする（ステップＳ７）。すると、前記のようなアシスト力を利用者に付与するために、モータ３３の動作制御が可能となる（ステップＳ８）。

その後（ステップＳ２に戻り）、センサ３８が更に検出した信号が、予め設定された特定の動作を利用者が行うことで得られる信号である場合（ステップＳ２〜Ｓ５）、その状態では、通電オンの状態であることから（ステップＳ６のＮｏ）、第二処理部４２ｂは、モータ３３を通電オフの状態とする（ステップＳ１６）。すると、モータ３３への電力供給が不能となる。ただし、主スイッチ４１は電源オンの状態であり、制御部１５及びセンサ３８は機能する状態にある。

更に、モータ３３は通電オフの状態であるが、主スイッチ４１は電源オフとされていないので（ステップＳ１７のＮｏ）、ステップＳ２に戻る。その状態から、センサ３８が更に検出した信号が、予め設定された特定の動作を利用者が行うことで得られる信号である場合（ステップＳ２〜Ｓ５）、その状態では、通電オフの状態であることから（ステップＳ６のＹｅｓ）、第二処理部４２ｂは、モータ３３を通電オンの状態とする（ステップＳ７）。これにより、第一処理部４２ａは、モータ３３の動作制御が可能となる（ステップＳ８）。

このように、第二処理部４２ｂは、センサ３８による検出信号が、予め設定された特定の動作を利用者が行うことで得られる信号である場合、その検出信号を取得する度に、モータ３３の通電状態に関して、通電オンの状態から通電オフの状態への切り替えと、通電オフの状態から通電オンの状態への切り替えとを交互に実行する。

〔本開示のアシスト装置１０について〕
以上のように、本開示のアシスト装置１０は（図２参照）、利用者の肩部ＢＳに装着される第一装着具１１と、利用者の左右の脚部ＢＬそれぞれに装着される第二装着具１２と、ベルト体１３と、電動のアクチュエータ１４と、センサ３８と、制御部１５とを備える。ベルト体１３は、第一装着具１１と左右の第二装着具１２とにわたって利用者の背面側に沿って設けられる。アクチュエータ１４は、第一装着具１１に設けられていて、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。センサ３８は、利用者の動作又は姿勢を検出する。制御部１５は、センサ３８による検出信号に基づいて、アシスト力を利用者に付与するためにアクチュエータ１４の動作制御を実行可能である。

前記構成を備えるアシスト装置１０によれば、アクチュエータ１４がベルト体１３を巻き取ることで、ベルト体１３に張力が作用し、その張力により利用者の作業を補助するアシスト力が生まれ、利用者の身体の負担が軽減される。例えば、利用者（介助者）が、被介助者を手で支えながら前傾姿勢から直立姿勢になる際、アクチュエータ１４がベルト体１３を巻き取ることで、そのベルト体１３に張力が作用する。その張力により利用者が前傾姿勢から直立姿勢になりやすく、利用者の身体の負担が軽減される。つまり、アクチュエータ１４によりベルト体１３に作用する張力がアシスト力として発生する。
そして、ベルト体１３は、軽量であり、また、利用者が姿勢を変えても身体に沿うことができ、利用者の動作に追従する。よって、装着感の良いアシスト装置１０が得られる。

更に、センサ３８による検出信号が、予め設定された特定の動作を利用者が行うことで得られる信号である場合、制御部１５は、アクチュエータ１４（モータ３３）の通電オンと通電オフとに関する通電制御を実行する。アシスト装置１０を装着した利用者が特定の動作を行い、その特定の動作がセンサ３８によって検出されることで、アクチュエータ１４の通電制御が実行される。通電オンで、アクチュエータ１４が動作可能な状態となり、通電オフで、アクチュエータ１４が動作不能な状態となる。

したがって、アクチュエータ１４の通電制御のためのスイッチを、例えば、第一装着具１１又はコントロールボックス３０等において、露出させた状態で設置しなくて済む。その結果、誤って、介助者（利用者）又は被介助者等により通電制御のためのスイッチが押されて、アシスト装置１０が誤動作するのを防ぐことが可能となる。

なお、前記センサ３８は、一つ又は複数のセンサにより構成されていてもよい。つまり、通電制御に用いられるセンサと、アシスト力を利用者に付与するためのアクチュエータ１４の動作制御に用いられるセンサとは別であってもよい。アクチュエータ１４の動作制御に用いられるセンサは、モータ３３の回転検出器（エンコーダ）３６であってもよい。

更に、本開示では、前記特定の動作が、利用者がその場での跳躍又は鉛直線回りに回転する動作を含む動作である。つまり、センサ３８による検出信号が、利用者がその場での跳躍又は鉛直線回りに回転する動作を含む動作を行った際に得られる信号である場合に、制御部１５は、アクチュエータ１４の通電制御を実行する。利用者がその場で跳躍する動作又は鉛直線回りに回転する動作を含む動作（特定の動作）は、例えば介助動作を行う場合の通常動作と異なる。よって、通常動作により、アクチュエータ１４の通電制御は実行されない。

また、主スイッチ４１において、電源オンの状態で、制御部１５による通電制御が可能となり、電源オフの状態では、通電制御は不能である。このため、アシスト装置１０を利用しない状態では、主スイッチ４１を電源オフとすることで、無駄な電力消費がされない。なお、主スイッチ４１は、前記のとおり（図４参照）、コントロールボックス３０に蓋４５等によって隠された状態で設けられている。このため、誤って介助者又は被介助者等により主スイッチ４１が操作されない。

〔他のアシスト装置１０〕
前記のアシスト装置１０は、第二装着具１２が利用者の脚部ＢＬに装着されている。図９に示すように、第二装着具１２は、利用者の腰部ＢＷに装着されていてもよい。この場合、第二装着具１２は、腰ベルト形であってもよく、パンツ形であってもよい。第二装着具１２が腰部ＢＷに装着される場合、アクチュエータ１４は、第一装着具１１に取り付けられていてもよいが、第二装着具１２に取り付けられていてもよい。図１３では、アクチュエータ１４は、第一装着具１１に取り付けられている。

図９に示すアシスト装置１０の場合においても、ベルト体１３は第一装着具１１と第二装着具１２とにわたって利用者の背面側に沿って設けられる。アクチュエータ１４がベルト体１３を巻き取ることで、ベルト体１３に張力が作用する。その張力により利用者の作業を補助するアシスト力が生まれ、利用者の身体の負担が軽減される。

〔その他〕
利用者の腰痛の防止・予防のためには、第二装着具１２は、脚部ＢＬに装着されるのが好ましい。これは、第二装着具１２が脚部ＢＬに装着されることで、腰部ＢＷにおける負担が軽減されるためである。

今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。

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：制御部
３０：コントロールボックス ３７：バッテリ（電源部） ３８：センサ
４１：主スイッチ

Claims (4)

1. 利用者の少なくとも肩部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電動のアクチュエータと、
   利用者の動作又は姿勢を検出するためのセンサと、
   前記センサによる検出信号に基づいて前記アクチュエータの動作制御を実行可能である制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記センサによる検出信号が、予め設定された特定の動作を利用者が行うことで得られる信号である場合、前記アクチュエータの通電オンと通電オフとに関する通電制御を実行する、
   アシスト装置。
2. 前記制御部、前記アクチュエータ及び前記センサに電力を供給する電源部と、
   前記電源部、前記制御部、及び前記アクチュエータを格納するコントロールボックスと、
   前記電源部から前記制御部に制御用電力の供給を可能とする電源オンと、当該供給が不能となる電源オフと、の切り替えを行うための主スイッチと、
   を、更に備え、
   前記主スイッチは、前記コントロールボックスに、露出した状態ではなく、隠された状態で設けられていて、
   前記電源オンの状態で前記通電制御が可能となり、前記電源オフの状態で前記通電制御は不能である、請求項１に記載のアシスト装置。
3. 前記制御部は、前記センサによる検出信号が、予め設定された特定の動作を利用者が行うことで得られる信号である場合、当該検出信号を取得する度に、前記アクチュエータの通電状態に関して、通電オンの状態から通電オフの状態への切り替えと、通電オフの状態から通電オンの状態への切り替えと、を交互に実行する、請求項１又は２に記載のアシスト装置。
4. 前記センサによる検出信号が、利用者がその場での跳躍又は鉛直線回りに回転する動作を含む動作を行った際に得られる信号である場合に、前記制御部は、前記アクチュエータの通電制御を実行する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアシスト装置。

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