JP6108551B2 - 動作補助装置 - Google Patents
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Description
本発明の他の実施形態は、使用に先立つ事前準備に要する時間を短縮可能であり、且つ、装着者の意思を簡易な構成で脚の動作の補助に反映することが可能な動作補助装置を提供することを目的とする。
(1)腕の動作を補助するための動作補助装置であって、
上腕に対応して延設される上腕フレームと、
肩関節に対応して設けられ、前記上腕フレームを回動させるための上腕モータと、
前腕に対応して延設される前腕フレームと、
肘関節に対応して設けられ、前記上腕フレームが回動する平面に沿って前記前腕フレームを回動させるための前腕モータと、
前記上腕フレームが回動する平面に沿う方向のうち前記上腕フレームの延設方向に直交する第1方向に前記上腕から受ける力を検出するための第1センサと、
前記第1方向とは反対の第2方向に前記上腕から受ける力を検出するための第2センサと、
前記前腕フレームが回動する平面に沿う方向のうち前記前腕フレームの延設方向に直交する第3方向に前記前腕から受ける力を検出するための第3センサと、
前記第3方向とは反対の第4方向に前記前腕から受ける力を検出するための第4センサと、
前記第1センサの出力と前記第2センサの出力の差分に基づいて前記上腕モータを制御するよう構成される上腕モータ制御部と、
前記第3センサの出力と前記第4センサの出力の差分に基づいて前記前腕モータを制御するよう構成される前腕モータ制御部と、
を有する。
また、上記(1)に記載の動作補助装置によれば、第1センサの出力と第2センサの出力の差分は、上腕フレームの延設方向に直交する第1方向に上腕から受ける力と、第1方向とは反対の第2方向に上腕から受ける力との差分に対応している。これら2つの力の差分は、当該動作補助装置を装着した者が上腕フレームを第1方向と第2方向のいずれの方向にどの程度のトルクで回動させたいかを直接的に反映している。したがって、第1センサの出力と第2センサの出力の差分に基づいて上腕モータを制御することで、動作補助装置を装着した者が上腕フレームを第1方向と第2方向のいずれの方向にどの程度のトルクで回動させたいかを上腕モータの制御に直接的に反映させることができる。
また、第3センサの出力と第4センサの出力の差分は、前腕フレームの延設方向に直交する第3方向に前腕から受ける力と、第3方向とは反対の第4方向に前腕から受ける力との差分に対応している。これら2つの力の差分は、当該動作補助装置を装着した者が前腕フレームを第3方向と第4方向のいずれの方向にどの程度のトルクで回動させたいかを直接的に反映している。したがって、第3センサの出力と第4センサの出力の差分に基づいて前腕モータを制御することで、動作補助装置を装着した者が前腕フレームを第3方向と第4方向のいずれの方向にどの程度のトルクで回動させたいかを前腕モータの制御に直接的に反映させることができる。
このように、第1センサの出力と第2センサの出力の差分に基づいて上腕モータを制御し、第3センサの出力と第4センサの出力の差分に基づいて前腕モータを制御することで、複雑な制御を必要とすることなく簡易な構成で、動作補助装置の装着者の意思を上腕フレーム及び前腕フレームの回動(腕の動作の補助)に反映させることができる。
上記(1)に記載の動作補助装置において、
(2)前記上腕に装着するよう構成された第1可動部と、
前記第1方向及び前記第2方向へ前記第1可動部をガイドするための第1ガイド部と、
前記前腕に装着するよう構成された第2可動部と、
前記第3方向及び前記第4方向へ前記第2可動部をガイドするための第2ガイド部と、
を更に有し、
前記第1センサは、前記上腕から前記第1可動部を介して前記第1方向に力を受けるよう設けられ、
前記第2センサは、前記上腕から前記第1可動部を介して前記第2方向に力を受けるよう設けられ、
前記第3センサは、前記前腕から前記第2可動部を介して前記第3方向に力を受けるよう設けられ、
前記第4センサは、前記前腕から前記第2可動部を介して前記第4方向に力を受けるよう設けられる。
したがって、動作補助装置を装着した者の意思を上腕フレーム及び前腕フレームの回動(腕の動作の補助)に反映させることができるとともに、第1〜第4センサの破損を効果的に抑制することができる。
(3)前記第1センサを前記第1方向下流側から支持するための第1支持部と、
前記第2センサを前記第2方向下流側から支持するための第2支持部と、
前記第3センサを前記第3方向下流側から支持するための第3支持部と、
前記第4センサを前記第4方向下流側から支持するための第4支持部と、
を更に有する。
(4)前記第1支持部と前記第1可動部との間には、前記第1センサと直列又は並列に第1弾性部が設けられ、
前記第2支持部と前記第1可動部との間には、前記第2センサと直列又は並列に第2弾性部が設けられ、
前記第3支持部と前記第2可動部との間には、前記第3センサと直列又は並列に第3弾性部が設けられ、
前記第4支持部と前記第2可動部との間には、前記第4センサと直列又は並列に第4弾性部が設けられる。
(5)前記第1支持部と前記第1可動部との間には、前記第1センサと直列に第1弾性部が設けられ、
前記第2支持部と前記第1可動部との間には、前記第2センサと直列に第2弾性部が設けられ、
前記第3支持部と前記第2可動部との間には、前記第3センサと直列に第3弾性部が設けられ、
前記第4支持部と前記第2可動部との間には、前記第4センサと直列に第4弾性部が設けられる。
(6)前記前腕フレームの回動範囲を制限するためのリミット装置を更に備え、
前記リミット装置は、
前記前腕フレームの回動によって前記前腕フレームに突き当たったときに前記前腕フレームの回動を制限するよう構成された突き当て部と、
前記前腕フレームが回動したときに前記突き当て部よりも先に前記前腕フレームに接触するよう構成されたスイッチと、
を備え、
前記前腕モータ制御部は、前記スイッチが前記前腕フレームに接触した場合に、前記前腕モータを停止するよう構成される。
上記(6)に記載の動作補助装置によれば、前腕フレームは、スイッチに接触した場合に停止するが、万一スイッチの故障等によってスイッチに接触しても停止しなかった場合に、前腕の回動を制限する突き当て部を更に有する。したがって、動作補助装置を装着した者の関節に過度な力が加わらないように、確実に前腕フレームの回動範囲を制限することができる。
(7)前記上腕フレームの回動範囲を制限するためのリミット装置を更に備え、
前記リミット装置は、
前記上腕フレームの回動によって前記上腕フレームに突き当たったときに前記上腕フレームの回動を制限するよう構成された突き当て部と、
前記上腕フレームが回動したときに前記突き当て部よりも先に前記上腕フレームに接触するよう構成されたスイッチと、
を備え、
前記上腕モータ制御部は、前記スイッチが前記上腕フレームに接触した場合に、前記上腕モータを停止するよう構成される。
上記(6)に記載の動作補助装置によれば、上腕フレームは、スイッチに接触した場合に停止するが、万一スイッチの故障等によってスイッチに接触しても停止しなかった場合に、上腕の回動を制限する突き当て部を更に有する。したがって、動作補助装置を装着した者の関節に過度な力が加わらないように、確実に上腕フレームの回動範囲を制限することができる。
(8)脚の動作を補助するための動作補助装置であって、
大腿に対応して延設される大腿フレームと、
股関節に対応して設けられ、前記大腿フレームを回動させるための大腿モータと、
下腿に対応して延設される下腿フレームと、
膝関節に対応して設けられ、前記大腿フレームが回動する平面に沿って前記下腿フレームを回動させるための下腿モータと、
前記大腿フレームが回動する平面に沿う方向のうち前記大腿フレームの延設方向に直交する第1方向に前記大腿から受ける力を検出するための第1センサと、
前記第1方向とは反対の第2方向に前記大腿から受ける力を検出するための第2センサと、
前記下腿フレームが回動する平面に沿う方向のうち前記下腿フレームの延設方向に直交する第3方向に前記下腿から受ける力を検出するための第3センサと、
前記第3方向とは反対の第4方向に前記下腿から受ける力を検出するための第4センサと、
前記第1センサの出力と前記第2センサの出力の差分に基づいて前記大腿モータを制御する大腿モータ制御部と、
前記第3センサの出力と前記第4センサの出力の差分に基づいて前記下腿モータを制御する下腿モータ制御部と、
を有する。
また、上記(8)に記載の動作補助装置によれば、第1センサの出力と第2センサの出力の差分は、大腿フレームの延設方向に直交する第1方向に大腿から受ける力と、第1方向とは反対の第2方向に大腿から受ける力との差分に対応している。これら2つの力の差分は、当該動作補助装置を装着した者が大腿フレームを第1方向と第2方向のいずれの方向にどの程度のトルクで回動させたいかを直接的に反映している。したがって、第1センサの出力と第2センサの出力の差分に基づいて大腿モータを制御することで、動作補助装置を装着した者が大腿フレームを第1方向と第2方向のいずれの方向にどの程度のトルクで回動させたいかを大腿モータの制御に直接的に反映させることができる。
また、第3センサの出力と第4センサの出力の差分は、下腿フレームの延設方向に直交する第3方向に下腿から受ける力と、第3方向とは反対の第4方向に下腿から受ける力との差分に対応している。これら2つの力の差分は、当該動作補助装置を装着した者が下腿フレームを第3方向と第4方向のいずれの方向にどの程度のトルクで回動させたいかを直接的に反映している。したがって、第3センサの出力と第4センサの出力の差分に基づいて下腿モータを制御することで、動作補助装置を装着した者が下腿フレームを第3方向と第4方向のいずれの方向にどの程度のトルクで回動させたいかを下腿モータの制御に直接的に反映させることができる。
このように、第1センサの出力と第2センサの出力の差分に基づいて大腿モータを制御し、第3センサの出力と第4センサの出力の差分に基づいて下腿モータを制御することで、複雑な制御を必要とすることなく簡易な構成で、動作補助装置を装着した者の意思を大腿フレーム及び下腿フレームの回動(脚の動作の補助)に反映させることができる。
(9)前記大腿に装着するよう構成された第1可動部と、
前記第1方向及び前記第2方向へ前記第1可動部をガイドするための第1ガイド部と、
前記下腿に装着するよう構成された第2可動部と、
前記第3方向及び前記第4方向へ前記第2可動部をガイドするための第2ガイド部と、
を更に有し、
前記第1センサは、前記大腿から前記第1可動部を介して前記第1方向に力を受けるよう設けられ、
前記第2センサは、前記大腿から前記第1可動部を介して前記第2方向に力を受けるよう設けられ、
前記第3センサは、前記下腿から前記第2可動部を介して前記第3方向に力を受けるよう設けられ、
前記第4センサは、前記下腿から前記第2可動部を介して前記第4方向に力を受けるよう設けられる。
したがって、動作補助装置を装着した者の意思を大腿フレーム及び下腿フレームの回動(脚の動作の補助)に反映させることができるとともに、第1〜第4センサの破損を効果的に抑制することができる。
(10)前記第1センサを前記第1方向下流側から支持するための第1支持部と、
前記第2センサを前記第2方向下流側から支持するための第2支持部と、
前記第3センサを前記第3方向下流側から支持するための第3支持部と、
前記第4センサを前記第4方向下流側から支持するための第4支持部と、
を更に有する。
(11)前記第1支持部と前記第1可動部との間には、前記第1センサと直列又は並列に第1弾性部が設けられ、
前記第2支持部と前記第1可動部との間には、前記第2センサと直列又は並列に第2弾性部が設けられ、
前記第3支持部と前記第2可動部との間には、前記第3センサと直列又は並列に第3弾性部が設けられ、
前記第4支持部と前記第2可動部との間には、前記第4センサと直列又は並列に第4弾性部が設けられる。
(12)前記第1支持部と前記第1可動部との間には、前記第1センサと直列に第1弾性部が設けられ、
前記第2支持部と前記第1可動部との間には、前記第2センサと直列に第2弾性部が設けられ、
前記第3支持部と前記第2可動部との間には、前記第3センサと直列に第3弾性部が設けられ、
前記第4支持部と前記第2可動部との間には、前記第4センサと直列に第4弾性部が設けられる。
(13)前記下腿フレームの回動範囲を制限するためのリミット装置を更に備え、
前記リミット装置は、
前記下腿フレームの回動によって前記下腿フレームに突き当たったときに前記下腿フレームの回動を制限するよう構成された突き当て部と、
前記下腿フレームが回動したときに前記突き当て部よりも先に前記下腿フレームに接触するよう構成されたスイッチと、
を備え、
前記下腿モータ制御部は、前記スイッチが前記突き当て部に接触した場合に、前記下腿モータを停止するよう構成される。
(14)前記大腿フレームの回動範囲を制限するためのリミット装置を更に備え、
前記リミット装置は、
前記大腿フレームの回動によって前記大腿フレームに突き当たったときに前記大腿フレームの回動を制限するよう構成された突き当て部と、
前記大腿フレームが回動したときに前記突き当て部よりも先に前記大腿フレームに接触するよう構成されたスイッチと、
を備え、
前記大腿モータ制御部は、前記スイッチが前記突き当て部に接触した場合に、前記大腿モータを停止するよう構成される。
本発明の他の実施形態によれば、使用に先立つ事前準備に要する時間を短縮可能であり、且つ、装着者の意思を簡易な構成で大腿フレーム及び下腿フレームの回動(脚の動作の補助)に反映することが可能である。
動作補助装置100は、腕の動作を補助するよう構成されており、上腕に対応して延設される上腕フレーム2と、肩関節に対応して設けられ、上腕フレーム2を回動させるための上腕モータ4と、前腕に対応して延設される前腕フレーム6と、肘関節に対応して設けられ、上腕フレーム2が回動する平面に沿って前腕フレーム6を回動させるための前腕モータ8とを含む。上腕フレーム2は、装着者の肩関節付近の位置から肘関節付近の位置まで直線的に延設されており、上腕モータ4の出力軸O1のまわりを回動する。前腕フレーム6は、装着者の肘関節付近の位置から手先付近の位置まで直線的に延設されており、前腕モータの出力軸O2のまわりを回動する。前腕フレーム6の先端には、物の持ち上げ動作等のために物に作用する作用部90が設けられていてもよく、この作用部90は、例えば図1に示すようにフック状に構成されていてもよい。図1に示すフック状の作用部90に重量物を引っ掛けて、上腕フレーム2及び又は前腕フレーム6を上腕モータ4及び又は前腕モータ8により回動させることにより、腕の力以上の力で重量物を持ち上げることができる。
図1に示す実施形態において、上腕がA1方向側へ回動すると、上腕から感圧センサ41に加わる力が増大するため、感圧センサ41の出力P1は増大する。このとき、感圧センサ42に加わる力は減少するか0となるため、感圧センサ42の出力P2は減少するか0となる。いっぽう、上腕がA2方向側へ回動すると、上腕から感圧センサ42に加わる力が増大するため、感圧センサ42の出力P2は増大する。このとき、感圧センサ41に加わる力は減少または0となるため、感圧センサ41の出力P1は減少または0となる。
PID制御器58は、不感帯回路56を通過した信号と目標値との偏差に基づいて前腕モータ8の出力を制御するための指令値C2を算出する。指令値C2は、上限値を定めるリミッタ60を通過したのち、前腕モータ8のドライバとしてのパワーアンプ62に入力され、前腕モータ8の制御に使用される。上記目標値はゼロ又は実質的なゼロに設定され、出力P3と出力P4の差分を0に近づけるように前腕モータ制御部12が前腕モータ8を制御する。このように出力P3と出力P4との差分値の目標値をゼロ又は実質的なゼロに設定することで、感圧センサ43がA3方向に受ける力と感圧センサ44がA4方向に受ける力とがつり合った状態に近づくように前腕モータ8による前腕フレーム6の回動が行われる。すなわち、この2つの力がほぼつり合っていれば前腕モータ8は停止しており、この2つの力の何れかが強くなれば、その2つの力がつり合うように前腕モータ8の回転方向とトルクが制御される。これにより、装着者の意思を前腕モータ8の制御に良好に反映させることができる。
なお、幾つかの実施形態では、装着具7は、一定以上の力により装着状態が解除されるように構成されている。例えば、図3に示す装着具としてのベルト28のバックルは、一定以上の引張力で解放されるように設計されている。この場合、何らかの不具合等により上腕に一定以上の大きな力が加わろうとすると、ベルト28に大きな力が加わった結果、バックル26に大きな力が加わり、バックル26が解放されて、上腕へ過度な力が加わることが防止される。
なお、幾つかの実施形態では、図8に示す装着具としての当接部32は、一定以上の力により装着状態が解除されるように(一定以上の曲げ力32により当接部32が折れて破損するように)構成されている。この場合、何らかの不具合等により前腕に一定以上の大きな力が加わろうとすると、当接部32,34が故意に折れるため、前腕へ過度な力が加わることが防止される。
4 上腕モータ
6 前腕フレーム
7 装着具
8 前腕モータ
10 上腕モータ制御部
12 前腕モータ制御部
20 支持フレーム
21 支持部
22 ガイド部
23 支持部
24 可動部
26 バックル
28 ベルト
29 連結部
30 弾性部材
32 当接部
34 当接部
36 連結部
41 感圧センサ
42 感圧センサ
43 感圧センサ
44 感圧センサ
45 センサユニット
50 センサアンプ
52 センサアンプ
54 差分器
56 不感帯回路
58 制御器
60 リミッタ
62 パワーアンプ
70 リミット装置
72 突き当て部
73 緩衝ゴム
74 スイッチ
90 作用部
100 動作補助装置
Claims (18)
- 腕の動作を補助するための動作補助装置であって、
上腕に対応して延設される上腕フレームと、
肩関節に対応して設けられ、前記上腕フレームを回動させるための上腕モータと、
前腕に対応して延設される前腕フレームと、
肘関節に対応して設けられ、前記上腕フレームが回動する平面に沿って前記前腕フレームを回動させるための前腕モータと、
前記上腕フレームが回動する平面に沿う方向のうち前記上腕フレームの延設方向に直交する第1方向に前記上腕から受ける力を検出するための第1センサと、
前記第1方向とは反対の第2方向に前記上腕から受ける力を検出するための第2センサと、
前記前腕フレームが回動する平面に沿う方向のうち前記前腕フレームの延設方向に直交する第3方向に前記前腕から受ける力を検出するための第3センサと、
前記第3方向とは反対の第4方向に前記前腕から受ける力を検出するための第4センサと、
前記第1センサの出力と前記第2センサの出力の差分に基づいて前記上腕モータを制御するよう構成される上腕モータ制御部と、
前記第3センサの出力と前記第4センサの出力の差分に基づいて前記前腕モータを制御するよう構成される前腕モータ制御部と、
を有し、
前記上腕モータ制御部は、前記第1センサの出力と前記第2センサの出力の差分値と、当該差分値の目標値との偏差に基づいて前記上腕モータの出力を制御するための指令値を算出するよう構成され、
前記前腕モータ制御部は、前記第3センサの出力と前記第4センサの出力の差分値と、当該差分値の目標値との偏差に基づいて前記前腕モータの出力を制御するための指令値を算出するよう構成され、
前記第1センサの出力と前記第2センサの出力の差分値の前記目標値は、ゼロ又は実質的なゼロに設定され、
前記第3センサの出力と前記第4センサの出力の差分値の前記目標値は、ゼロ又は実質的なゼロに設定された、動作補助装置。 - 前記上腕に装着するよう構成された第1可動部と、
前記第1方向及び前記第2方向へ前記第1可動部をガイドするための第1ガイド部と、
前記前腕に装着するよう構成された第2可動部と、
前記第3方向及び前記第4方向へ前記第2可動部をガイドするための第2ガイド部と、
を更に有し、
前記第1センサは、前記上腕から前記第1可動部を介して前記第1方向に力を受けるよう設けられ、
前記第2センサは、前記上腕から前記第1可動部を介して前記第2方向に力を受けるよう設けられ、
前記第3センサは、前記前腕から前記第2可動部を介して前記第3方向に力を受けるよう設けられ、
前記第4センサは、前記前腕から前記第2可動部を介して前記第4方向に力を受けるよう設けられる請求項1に記載の動作補助装置。 - 前記前腕の両側に当接可能に配置された2つのローラーを更に備え、
前記2つのローラーのうち一方は、前記前腕から受けた前記第3方向への力を前記第2可動部に伝達するように、前記第3方向と前記前腕フレームの延設方向の両方に直交するN方向を軸方向として延設され、
前記2つのローラーのうち他方は、前記前腕から受けた前記第4方向への力を前記第2可動部に伝達するように、前記N方向を軸方向として延設された、請求項2に記載の動作補助装置。 - 前記第1センサを前記第1方向下流側から支持するための第1支持部と、
前記第2センサを前記第2方向下流側から支持するための第2支持部と、
前記第3センサを前記第3方向下流側から支持するための第3支持部と、
前記第4センサを前記第4方向下流側から支持するための第4支持部と、
を更に有する請求項2又は3に記載の動作補助装置。 - 前記第1支持部と前記第1可動部との間には、前記第1センサと直列又は並列に第1弾性部が設けられ、
前記第2支持部と前記第1可動部との間には、前記第2センサと直列又は並列に第2弾性部が設けられ、
前記第3支持部と前記第2可動部との間には、前記第3センサと直列又は並列に第3弾性部が設けられ、
前記第4支持部と前記第2可動部との間には、前記第4センサと直列又は並列に第4弾性部が設けられる請求項4に記載の動作補助装置。 - 前記第1支持部と前記第1可動部との間には、前記第1センサと直列に第1弾性部が設けられ、
前記第2支持部と前記第1可動部との間には、前記第2センサと直列に第2弾性部が設けられ、
前記第3支持部と前記第2可動部との間には、前記第3センサと直列に第3弾性部が設けられ、
前記第4支持部と前記第2可動部との間には、前記第4センサと直列に第4弾性部が設けられる請求項5に記載の動作補助装置。 - 前記第1ガイド部は、前記第1方向に沿ってそれぞれ延在するように構成された一対の棒状部を含み、
前記第1センサ及び前記第1弾性部は、前記上腕フレームの延設方向において前記一対の棒状部の間かつ前記第1方向において前記第1可動部と前記第1支持部との間に配置され、
前記第2センサ及び前記第2弾性部は、前記上腕フレームの延設方向において前記一対の棒状部の間かつ前記第2方向において前記第1可動部と前記第2支持部との間に配置され、
前記第2ガイド部は、前記第3方向に沿ってそれぞれ延在するように構成された一対の棒状部を含み、
前記第3センサ及び前記第3弾性部は、前記前腕フレームの延設方向において前記第2ガイド部の前記一対の棒状部の間かつ前記第3方向において前記第2可動部と前記第3支持部との間に配置され、
前記第4センサ及び前記第4弾性部は、前記前腕フレームの延設方向において前記第2ガイド部の前記一対の棒状部の間かつ前記第4方向において前記第2可動部と前記第4支持部との間に配置された、請求項5又は6に記載の動作補助装置。 - 前記前腕フレームの回動範囲を制限するためのリミット装置を更に備え、
前記リミット装置は、
前記前腕フレームの回動によって前記前腕フレームに突き当たったときに前記前腕フレームの回動を制限するよう構成された突き当て部と、
前記前腕フレームが回動したときに前記突き当て部よりも先に前記前腕フレームに接触するよう構成されたスイッチと、
を備え、
前記前腕モータ制御部は、前記スイッチが前記前腕フレームに接触した場合に、前記前腕モータを停止するよう構成される請求項1〜7のいずれか1項に記載の動作補助装置。 - 前記上腕フレームの回動範囲を制限するためのリミット装置を更に備え、
前記リミット装置は、
前記上腕フレームの回動によって前記上腕フレームに突き当たったときに前記上腕フレームの回動を制限するよう構成された突き当て部と、
前記上腕フレームが回動したときに前記突き当て部よりも先に前記上腕フレームに接触するよう構成されたスイッチと、
を備え、
前記上腕モータ制御部は、前記スイッチが前記上腕フレームに接触した場合に、前記上腕モータを停止するよう構成される請求項1〜7のいずれか1項に記載の動作補助装置。 - 脚の動作を補助するための動作補助装置であって、
大腿に対応して延設される大腿フレームと、
股関節に対応して設けられ、前記大腿フレームを回動させるための大腿モータと、
下腿に対応して延設される下腿フレームと、
膝関節に対応して設けられ、前記大腿フレームが回動する平面に沿って前記下腿フレームを回動させるための下腿モータと、
前記大腿フレームが回動する平面に沿う方向のうち前記大腿フレームの延設方向に直交する第1方向に前記大腿から受ける力を検出するための第1センサと、
前記第1方向とは反対の第2方向に前記大腿から受ける力を検出するための第2センサと、
前記下腿フレームが回動する平面に沿う方向のうち前記下腿フレームの延設方向に直交する第3方向に前記下腿から受ける力を検出するための第3センサと、
前記第3方向とは反対の第4方向に前記下腿から受ける力を検出するための第4センサと、
前記第1センサの出力と前記第2センサの出力の差分に基づいて前記大腿モータを制御する大腿モータ制御部と、
前記第3センサの出力と前記第4センサの出力の差分に基づいて前記下腿モータを制御する下腿モータ制御部と、
を有し、
前記大腿モータ制御部は、前記第1センサの出力と前記第2センサの出力の差分値と、当該差分値の目標値との偏差に基づいて前記大腿モータの出力を制御するための指令値を算出するよう構成され、
前記下腿モータ制御部は、前記第3センサの出力と前記第4センサの出力の差分値と、当該差分値の目標値との偏差に基づいて前記下腿モータの出力を制御するための指令値を算出するよう構成され、
前記第1センサの出力と前記第2センサの出力の差分値の前記目標値は、ゼロ又は実質的なゼロに設定され、
前記第3センサの出力と前記第4センサの出力の差分値の前記目標値は、ゼロ又は実質的なゼロに設定された、動作補助装置。 - 前記大腿に装着するよう構成された第1可動部と、
前記第1方向及び前記第2方向へ前記第1可動部をガイドするための第1ガイド部と、
前記下腿に装着するよう構成された第2可動部と、
前記第3方向及び前記第4方向へ前記第2可動部をガイドするための第2ガイド部と、
を更に有し、
前記第1センサは、前記大腿から前記第1可動部を介して前記第1方向に力を受けるよう設けられ、
前記第2センサは、前記大腿から前記第1可動部を介して前記第2方向に力を受けるよう設けられ、
前記第3センサは、前記下腿から前記第2可動部を介して前記第3方向に力を受けるよう設けられ、
前記第4センサは、前記下腿から前記第2可動部を介して前記第4方向に力を受けるよう設けられる請求項10に記載の動作補助装置。 - 前記下腿の両側に当接可能に配置された2つのローラーを更に備え、
前記2つのローラーのうち一方は、前記下腿から受けた前記第3方向への力を前記第2可動部に伝達するように、前記第3方向と前記下腿フレームの延設方向の両方に直交するN方向を軸方向として延設され、
前記2つのローラーのうち他方は、前記下腿から受けた前記第4方向への力を前記第2可動部に伝達するように、前記N方向を軸方向として延設された、請求項11に記載の動作補助装置。 - 前記第1センサを前記第1方向下流側から支持するための第1支持部と、
前記第2センサを前記第2方向下流側から支持するための第2支持部と、
前記第3センサを前記第3方向下流側から支持するための第3支持部と、
前記第4センサを前記第4方向下流側から支持するための第4支持部と、
を更に有する請求項11又は12に記載の動作補助装置。 - 前記第1支持部と前記第1可動部との間には、前記第1センサと直列又は並列に第1弾性部が設けられ、
前記第2支持部と前記第1可動部との間には、前記第2センサと直列又は並列に第2弾性部が設けられ、
前記第3支持部と前記第2可動部との間には、前記第3センサと直列又は並列に第3弾性部が設けられ、
前記第4支持部と前記第2可動部との間には、前記第4センサと直列又は並列に第4弾性部が設けられる請求項13に記載の動作補助装置。 - 前記第1支持部と前記第1可動部との間には、前記第1センサと直列に第1弾性部が設けられ、
前記第2支持部と前記第1可動部との間には、前記第2センサと直列に第2弾性部が設けられ、
前記第3支持部と前記第2可動部との間には、前記第3センサと直列に第3弾性部が設けられ、
前記第4支持部と前記第2可動部との間には、前記第4センサと直列に第4弾性部が設けられる請求項14に記載の動作補助装置。 - 前記第1ガイド部は、前記第1方向に沿ってそれぞれ延在するように構成された一対の棒状部を含み、
前記第1センサ及び前記第1弾性部は、前記大腿フレームの延設方向において前記一対の棒状部の間かつ前記第1方向において前記第1可動部と前記第1支持部との間に配置され、
前記第2センサ及び前記第2弾性部は、前記大腿フレームの延設方向において前記一対の棒状部の間かつ前記第2方向において前記第1可動部と前記第2支持部との間に配置され、
前記第2ガイド部は、前記第3方向に沿ってそれぞれ延在するように構成された一対の棒状部を含み、
前記第3センサ及び前記第3弾性部は、前記下腿フレームの延設方向において前記第2ガイド部の前記一対の棒状部の間かつ前記第3方向において前記第2可動部と前記第3支持部との間に配置され、
前記第4センサ及び前記第4弾性部は、前記下腿フレームの延設方向において前記第2ガイド部の前記一対の棒状部の間かつ前記第4方向において前記第2可動部と前記第4支持部との間に配置された、請求項14又は15に記載の動作補助装置。 - 前記下腿フレームの回動範囲を制限するためのリミット装置を更に備え、
前記リミット装置は、
前記下腿フレームの回動によって前記下腿フレームに突き当たったときに前記下腿フレームの回動を制限するよう構成された突き当て部と、
前記下腿フレームが回動したときに前記突き当て部よりも先に前記下腿フレームに接触するよう構成されたスイッチと、
を備え、
前記下腿モータ制御部は、前記スイッチが前記下腿フレームに接触した場合に、前記下腿モータを停止するよう構成される請求項10〜16のいずれか1項に記載の動作補助装置。 - 前記大腿フレームの回動範囲を制限するためのリミット装置を更に備え、
前記リミット装置は、
前記大腿フレームの回動によって前記大腿フレームに突き当たったときに前記大腿フレームの回動を制限するよう構成された突き当て部と、
前記大腿フレームが回動したときに前記突き当て部よりも先に前記大腿フレームに接触するよう構成されたスイッチと、
を備え、
前記大腿モータ制御部は、前記スイッチが前記大腿フレームに接触した場合に、前記大腿モータを停止するよう構成される請求項10〜16のいずれか1項に記載の動作補助装置。
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