JP5101469B2 - アシスト装置 - Google Patents
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- 電源と、アクチュエータと、前記電源から前記アクチュエータへの供給電力を調節することにより前記アクチュエータの動作を制御する制御装置と、前記アクチュエータの動作により生じる出力を、接触要素を介してエージェントの身体に作用させることにより前記エージェントの運動を補助するまたは身体負荷を軽減するためのアシスト装置であって、
前記制御装置が、前記電源の残量または供給可能電力および前記アクチュエータの消費電力を測定した上で、前記電源の残量または供給可能電力および前記アクチュエータの消費電力に基づいて前記アシスト装置による運動補助可能時間を算定する状態監視手段と、
前記電源の残量または供給可能電力が第1閾値以下であることを要件として、前記アシスト装置の運動補助率が、前記電源の残量または供給可能電力が前記第1閾値を超えている場合と比較して低くなり、かつ、前記運動補助可能時間が短いほど低くなるように前記アクチュエータの出力を調節する第1制御手段と、
前記電源の残量または供給可能電力が前記第1閾値よりも低い第2閾値以下であることを要件として前記アクチュエータの動作を停止させる第2制御手段とを備えていることを特徴とするアシスト装置。 - 請求項1記載のアシスト装置において、
前記第1制御手段が前記電源の残量または供給可能電力が前記第1閾値を超えている状態において前記状態監視手段により測定された前記アクチュエータの消費電力が高いほど前記第1閾値を高く設定することを特徴とするアシスト装置。 - 請求項1または2記載のアシスト装置において、
前記第2制御手段が前記電源の残量または供給可能電力が前記第2閾値を超えている状態において前記状態監視手段により測定された前記アクチュエータの消費電力が高いほど前記第2閾値を高く設定することを特徴とするアシスト装置。 - 請求項1〜3のうちいずれか1つに記載のアシスト装置において、
前記第1制御手段が前記電源の残量または供給可能電力が前記第1閾値以下であることを要件として、周期的に、または、前記アクチュエータの消費電力の変化量が設定値以上であることをさらなる要件として前記運動補助可能時間を前記エージェントに通知することを特徴とするアシスト装置。 - 請求項1〜4のうちいずれか1つに記載のアシスト装置において、
前記第2制御手段が前記電源の残量または供給可能電力が前記第2閾値以下であることを要件として、前記電源の残量または供給可能電力の不足を前記エージェントに通知することを特徴とするアシスト装置。 - 請求項1〜5のうちいずれか1つに記載のアシスト装置において、
前記状態監視手段が前記エージェントの運動周期を基準とする所定時間にわたる前記アクチュエータの消費電力の平均値を前記アクチュエータの消費電力として測定することを特徴とするアシスト装置。 - 請求項1〜6のうちいずれか1つに記載のアシスト装置において、
前記状態監視手段が前記エージェントの生理状態を表わす生理状態変数を測定し、前記第2制御手段が前記生理状態変数の測定値が、前記エージェントの生理状態が正常であることを表わす第1範囲から外れていることを要件として前記アクチュエータの動作を停止させることを特徴とするアシスト装置。 - 請求項7記載のアシスト装置において、
前記状態監視手段が前記接触要素にかかる圧力を前記生理状態変数として測定することを特徴とするアシスト装置。 - 請求項1〜8のうちいずれか1つに記載のアシスト装置において、
前記状態監視手段が前記電源または前記アクチュエータの動作状態を表わす動作状態変数を測定し、前記第2制御手段が前記動作状態変数が前記電源または前記アクチュエータの正常動作状態を表わす第2範囲から外れていることを要件として前記アクチュエータの動作を停止させることを特徴とするアシスト装置。 - 請求項1〜9のうちいずれか1つに記載のアシスト装置において、前記状態監視手段が前記電源の最大電流、最大電圧または最大電力を前記電源の供給可能電力として測定することを特徴とするアシスト装置。
- 請求項1〜10のうちいずれか1つに記載のアシスト装置において、前記電源の残量または供給可能電力が前記第1閾値以下である状況において、前記電源の残量または供給可能電力が前記第1閾値を超えている状況と比較して、前記第1制御手段が前記エージェントの運動周期のうち第1期間以外の第2期間における前記アクチュエータの出力を低下させることにより、前記アシスト装置1の運動補助率を低下させることを特徴とするアシスト装置。
- 請求項1〜11のうちいずれか1つに記載のアシスト装置において、前記第1制御手段が前記エージェントの運動周期のうち前記アクチュエータの出力が比較的高い第1期間を短縮する一方、前記アクチュエータの出力が前記第1期間よりも低い第2期間を延長することにより前記アシスト装置の運動補助率を低下させることを特徴とするアシスト装置。
- 請求項12記載のアシスト装置において、
前記アクチュエータとしてモータを備え、
前記第1制御手段が前記第2期間において前記モータの出力を前記第1期間における前記モータの出力に対して逆極性になるように制御することにより前記エージェントの動きを制動して、前記モータに回生電力を発生させることを特徴とするアシスト装置。 - 請求項11〜13のうちいずれか1つに記載のアシスト装置において、
前記第1制御手段が前記エージェントの運動周期における前記第1期間および前記第2期間の配分を調節することにより、前記エージェントの周期運動の振幅および角速度のうち一方または両方に基づく運動状態変数を調節することを特徴とするアシスト装置。 - 請求項14記載のアシスト装置において、
前記エージェントとしての人間の大腿部の周期的な動きを補助することにより前記エージェントの歩行運動を補助するように構成され、
前記第1制御手段が前記エージェントの運動周期における前記第1期間および前記第2期間の配分を調節することにより、
前記運動状態変数としての前記エージェントの歩幅、歩行率または歩行比が目標値に維持することを特徴とするアシスト装置。
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