JP6357627B2 - 装着式動作補助装置 - Google Patents
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Description
図1は本発明の装着式動作補助装置(以下「動作補助装置」と称する)の実施形態の一例を示す全体斜視図である。図2は図1に示す動作補助装置の正面図である。図3は図1に示す動作補助装置の背面図である。図4は図1に示す動作補助装置の右側面図である。
図5は、図1に示す動作補助装置の腰フレーム11及び背面ユニット18からなる部分を示す斜視図である。
下肢フレーム12は、装着者の右下肢に装着される右下肢フレーム21Rと、装着者の左下肢に装着される左下肢フレーム21Lとを有する。左下肢フレーム21Lと右下肢フレーム21Rは、左右対称に形成されている。
カフ15、16は、左大腿フレーム22L、右大腿フレーム22R、左下腿フレーム23L及び右下腿フレーム23Rに、各々一つずつ設けられている。
左大腿フレーム22L及び右大腿フレーム22Rに設けられているカフ(以下、「大腿カフ」と記す。)15は、大腿フレーム本体71Uの下端部に取り付けられた大腿カフ支持機構100に支持されて、装着者の大腿部の上下方向中央部又はその近傍に設けられる。大腿カフ15は、装着者の大腿に嵌合させるようにして添え当て得る円弧状に湾曲した装着面を有している。大腿カフ15の装着面には、装着者の大腿と隙間をなく密着し得るようフィッティング部材が取り付けられている。
左下腿フレーム23L及び右下腿フレーム23Rに設けられているカフ(以下、「下腿カフ」と記す。)16は、上側要素72U(70U)に取り付けられた下腿カフ支持機構200に支持されている。下腿カフ16は、装着者の下腿部の上下方向中央部又はその近傍に設けられる。下腿カフ16は、装着者の下腿に嵌合させるようにして添え当て得る円弧状に湾曲した装着面を有している。下腿カフ16の装着面には、装着者の下腿と隙間をなく密着し得るようフィッティング部材が取り付けられている。
背面ユニット18は、後腰フレーム部31の左右方向中央部に取り付けられている。背面ユニット18は、パイプ材を略長方形の環状に曲げ加工してなるパイプフレーム35を有している。パイプフレーム35は、上下方向中間部で若干後方に屈曲しており、その屈曲した部分より下側の部分を後腰フレーム部31の前面に接触させて、締着金具36により後腰フレーム部31に固定されている。パイプフレーム35の下部には電源スイッチが設けられたスイッチボックス17が、上部には電源部120が取り付けられている。制御部18a及び電源部120の前面すなわち装着者に面する部分には、緩衝パッド121が貼り付けられている。
(操作ユニット140の説明)
操作ユニット140は、図16に示すように、ディスプレイ141と、タスク選択ボタン142と、関節ボタン143と、ストップボタン144と、スタートボタン145と、十字キー146と、確定操作ボタン147と、を有する。また、操作ユニット140は、図17の斜視図に示すように、ディスプレイ141が配置された筐体上部140aが、各種ボタン142〜147が配置された筐体下部140bに対して幅広な形状を有する。換言すれば、このように筐体上部140aに対して筐体下部140bを幅狭にすることで、筐体下部140bは、介助者にとって操作ユニット140の持ち手として機能する。さらに、筐体下部140bの側面に溝140cが複数設けられることによって、介助者が操作ユニット140の筐体下部140bを握った際に指が溝140cに引っかかることとなる。つまり、操作ユニット140が介助者の手から滑り落ちることを防止できる。
上述した操作ユニット140におけるディスプレイ141の画面表示例について、図18及び図19(a)〜(c)を用いて説明する。図18は、動作補助装置10の設定を行う設定画面150を示す例であり、図19(a)〜(c)は、動作状態などを表示するアシスト中の画面160、画面170及び画面180を示す例である。図19(a)〜(c)は、3つの表示パターンの例を示すもので、これらの画面は、確定操作ボタン147(図16及び図17参照)の押圧操作等により、順に切り替わるようになっている。
設定画面150は、図18に示すように、メニュー表示項目として、装着者が個別に設定した情報であることを示す装着者ID151と、装置の起動時間を示すアシスト経過時間152と、現在のタスクを表示するタスク表示153と、装置のバッテリ残量を示すバッテリ残量表示154と、メニュー等のボタンを示すショートカット選択肢155と、を備える。設定画面150は、また、画面表示項目として、部位リスト156と、設定編集項目欄157と、を備える。
アシスト中の画面160は、図19(a)に示すように、表示項目として、関節名表示161、制御モード表示162、屈筋の生体電位信号レベル表示163、伸筋の生体電位信号レベル表示164、トルクチューナ設定値表示165、バランスチューナ設定値表示166が設けられている。
制御系は、股関節駆動部13L、13R及び膝関節駆動部14L、14Rに内蔵された駆動モータと、関節回動角度を検出する関節角度センサと、足底圧を検出する足底圧センサと、体幹絶対角度を検出する体幹絶対角度センサと、生体電位信号を検出する生体電位信号センサと、これらセンサの検出結果に応じて駆動モータを制御する制御部18aとから構成される。
動作補助装置10は、下肢フレーム12を構成する腰フレーム11の開度(横幅)を調節することができるので、下肢フレーム12を体型や寸法の異なるさまざまな装着者の腰部にフィットさせて装着することができる。
上記実施形態では、左大腿フレーム22L、右大腿フレーム22R、左下腿フレーム23L及び右下腿フレーム23Rの形状可変部41L、41R、42L、42Rが、駆動部13L、13R、14L、14Rの近傍に設けられているが、駆動部13L、13R、14L、14Rから離れた位置、たとえば大腿フレーム本体71U及び下腿フレーム本体72Uの上下方向中間位置に形状可変部41L、41R、42L、42Rを設けることも可能である。また、駆動部13L、13R、14L、14Rの近傍と大腿フレーム本体71U及び下腿フレーム本体72Uの上下方向中間位置の両方に形状可変部を設けてもよい。
11 腰フレーム
12 下肢フレーム
13L、13R 股関節駆動部
14L、14R 膝関節駆動部
15L、15R 大腿カフ(補助力作用部材)
16L,16R 下腿カフ(補助力作用部材)
18a 制御部
140 操作ユニット
141 ディスプレイ
142 タスク選択ボタン
143 関節ボタン
143a 左股関節ボタン
143b 左膝関節ボタン
143c 右股関節ボタン
143d 右膝関節ボタン
144 ストップボタン
145 スタートボタン
146 十字キー
147 確定操作ボタン
33 腰幅調整機構
21R 右下肢フレーム
21L 左下肢フレーム
22L 左大腿フレーム
23L 左下腿フレーム
24L 左足部フレーム
22R 右大腿フレーム
23R 右下腿フレーム
24R 右足部フレーム
25L 腰部連結機構
25R 腰部連結機構
30 旋回制限機構
41L、41R 形状可変部
14L、14R 膝関節駆動部
42L、42R 形状可変部
43L、43R 形状可変部
44L、44R 形状可変部
45L、45R 形状可変部
50L、50R 足関節機構
100 大腿カフ支持機構
200 下腿カフ支持機構
Claims (11)
- 装着者の腰に装着される腰フレームと、
前記装着者の左右いずれか一方又は両方の下肢に装着される下肢フレームと、
前記装着者の関節に対応させて前記下肢フレームに設けられた複数の駆動部と、
前記装着者の動作に起因する信号に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を備え、
前記下肢フレームは、
前記装着者の大腿外側に位置するように前記腰フレームの先端部に連結される大腿フレームと、
前記装着者の下腿外側に位置するように前記大腿フレームの先端部に連結される下腿フレームと、
前記大腿フレーム及び前記下腿フレームの上下方向中間位置に介在して設けられ、前記装着者の正面に対して左右に回動するヒンジ機構を有する形状可変部と、
を有し、
前記大腿フレーム及び前記下腿フレームは、前記装着者の下肢に合わせて、対応する各前記形状可変部の位置で前記ヒンジ機構の回動方向に屈曲される、
ことを特徴とする装着式動作補助装置。 - 前記大腿フレームは、前記大腿フレームの長軸周りに旋回可能に、弾性体を介して前記腰フレームの先端部に連結されている、
請求項1記載の装着式動作補助装置。 - 前記腰フレームに対する前記大腿フレームの旋回角度を所定の角度以下に制限する旋回制限機構を有する、
請求項2記載の装着式動作補助装置。 - 前記腰フレームは、前記装着者の腰を受け入れてその後部から左右両側部にかけて包囲し得る前方に開いた部材であり、腰幅を調整するための腰幅調整機構を有する、
請求項1乃至3のいずれか1項記載の装着式動作補助装置。 - 前記腰フレームは、前記装着者の背後に位置する後腰フレームと、前記後腰フレームの両端から湾曲しつつ前方に延びる右腰フレーム及び左腰フレームと、を有し、
前記右腰フレーム及び前記左腰フレームは、前記腰幅調整機構を介して前記後腰フレームに連結され、前記後腰フレームに対して左右方向にスライド可能に保持されている、
請求項4記載の装着式動作補助装置。 - 前記駆動部の力を前記装着者に前方又は後方から作用させるべく、前記下肢フレームに取り付けられた補助力作用部材を有する、
請求項1乃至5のいずれか1項記載の装着式動作補助装置。 - 前記補助力作用部材は、前記装着者に対して同じ位置で前向き又は後向きに適宜向きを変えて取り付け可能に構成されている、
請求項6記載の装着式動作補助装置。 - 前記補助力作用部材は、前記下肢フレームに対する取り付け位置の高さを調節可能である、
請求項6又は7記載の装着式動作補助装置。 - 前記補助力作用部材は、前記下肢フレームに対する角度を調節可能である、
請求項6又は7記載の装着式動作補助装置。 - 前記補助力作用部材は、前記下肢フレームに装着された状態で前記装着者と干渉しない位置に待避可能に前記下肢フレームに支持されている、
請求項6乃至9のいずれか1項記載の装着式動作補助装置。 - 前記補助力作用部材は、前記装着者の下肢に嵌合させるようにして添え当て得る円弧状に湾曲した装着面を有する部材である、
請求項6乃至10のいずれか1項記載の装着式動作補助装置。
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