JP6794166B2 - 支援スーツ - Google Patents
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図1〜図13を用いて、本発明の実施の形態1の支援スーツについて説明する。
図1は、実施の形態1の支援スーツの構成を示す。実施の形態1の支援スーツは、使用者である装着者に装着され、装着者の作業や動作を支援する支援スーツである。実施の形態1の支援スーツは、第1層のセンサ群と、第2層のベースウェア20と、第3層のモジュール群と、モニタモジュール50と、を有する。これらの構成要素は相互接続される。第2層のベースウェア20には、所定の身体部位に対応する所定の複数の位置に、複数の接続部2が設けられている。
図2は、実施の形態1の支援スーツにおける、モジュール3及びセンサ1が装着可能である身体部位について、身体正面及び身体側面で示す。身体部位として、破線枠で示す、首部41、肩部42、背胸部43、腕部44、腰部45、脚部46を有する。各身体部位に対応する位置に、接続部2が設けられる。首部41には、首用のモジュール3やセンサ1が装着される。肩部42は、右肩部42a、左肩部42bを有し、それぞれ、肩用のモジュール3やセンサ1が装着される。背胸部43は、背部43a、胸部43bを有し、背部43aには背用のモジュール3やセンサ1が装着され、胸部43bには胸用のモジュール3やセンサ1が装着される。腕部44は、右腕部44a、左腕部44bを有し、それぞれ、腕用のモジュール3やセンサ1が装着される。腰部45には、腰用のモジュール3やセンサ1が装着される。脚部46は、右脚部46a、左脚部46bを有し、それぞれ、脚用のモジュール3やセンサ1が装着される。
図3及び図4は、ベースウェア20の構成例、及びベースウェア20における接続部2の位置等の例を示す。図3は身体正面、図4は身体背面を示す。
図5は、支援スーツの機能ブロック構成を示す。第1層におけるセンサ1は、センサ端子11、センサ本体12を有し、それらは配線等により電気的に接続されている。センサ端子11は、例えばオス端子であり、接続部2のセンサ端子21のメス端子と接続される。センサ本体12は、例えばセンサ電極である。センサ1は、例えば筋電センサが挙げられる。筋電センサは、筋電位信号を検出する。センサ1は、検出値を、接続部2を通じて、モジュール3へ出力、送信する。言い換えると、モジュール3は、センサ1の検出値を、接続部2を通じて、入力、受信する。
図6は、実施の形態1におけるレイヤ間の接続について示す。図6の左側には第1層、右側には第3層を示す。第2層のベースウェア20において、外側の第3層に近い面である表面における所定の位置に収容部201を有する。収容部201には、接続部2が収容されている。収容部201には、カバー202が付いている。カバー202は、使用者の操作に応じて開閉可能である。カバー202は、閉状態では、収容部201を覆ってベースウェア20の表面の一部に固定可能となっており、収容部201内の接続部2が見えない状態である。カバー202の閉状態では、接続部2の表面が保護されている。
図7は、ベースウェア20のジャケット20Aにおいて、肩部42の左肩の位置に設けられている接続部2である、肩用のモジュール3の接続部2B2を示す。図7の上側には、接続部2B2の収容部201のカバー202が閉じた状態を示す。カバー202の閉状態では接続部2B2が保護されている。肩用のモジュール3を接続する場合、使用者はカバー202を開ける。図7の下側には、カバー202を開いた状態を示す。カバー202の開状態では、収容部201内の接続部2B2の表面が露出する。この接続部2B2は、円板形状を有し、4個のモジュール端子22を有する。
図10は、腕部44の左腕部44bに装着される腕用のモジュール3Dの構成例を示す。左腕部44bの上腕の接続部2D3及び前腕の接続部2D4に対し、パワーアシストタイプのモジュール3Dを接続する場合を示す。モジュール3Dは、上腕モジュール部3D1、前腕モジュール部3D2、接続モジュール部3D3を有する。上腕モジュール部3D1と前腕モジュール部3D2は、接続モジュール部3D3によって接続されている。上腕モジュール部3D1は、接続モジュール部3D3の一方端に接続されている。前腕モジュール部3D2は、接続モジュール部3D3の他方端に接続されている。接続モジュール部3D3は、上腕モジュール部3D1及び前腕モジュール部3D2により駆動されることにより、人工筋肉として働く。
図11は、モニタモジュール50の装着の構成例を示す。ベースウェア20のジャケット20Aにおいて、左腕の手首の位置の収容部201に、モニタモジュール50が装着されている。この位置の収容部201に、図示しない接続部2があり、その接続部2にモニタモジュール50が接続されている。収容部201のカバー202が開閉可能である。カバー202の閉状態では、モニタモジュール50が収容され保護されている。カバー202の開状態では、モニタモジュール50の表示画面が露出し、閲覧や操作入力が可能である。モニタモジュール50の表示画面はタッチパネルとしてもよく、その場合、タッチ入力操作が可能である。
図12は、モニタモジュール50の表示画面において表示される画面例である、支援スーツのモニタリング画面を示す。このモニタリング画面は、支援スーツ表示欄121、スーツ状態表示欄122、装着者状態表示欄123等を有する。支援スーツ表示欄121では、支援スーツのID、全身像、及び各接続部2の位置等が表示される。全身像は、ユーザ操作に応じて回転等を可能としてもよい。
上記のように、実施の形態1の支援スーツによれば、各種の作業や用途に柔軟に低コストで対応可能なように、装着身体部位のモジュール3及びセンサ1毎に省略や追加や変更等のカスタマイズが容易に可能である。使用者は、作業等に適したモジュール3やセンサ1を装着して好適に作業等を行うことができる。実施の形態1の支援スーツによれば、装着者の身体に適合するように装着しやすく、動作や技能作業がしやすく、保管等も容易である。実施の形態1の支援スーツによれば、スーツ状態や装着者状態をモニタリングして可視化でき、使用者はスーツ状態や装着者状態を把握しやすい。使用者は、状態把握に基づいて作業等がしやすく、モジュール3の保守交換等も早期に可能である。また、従来のスーツでは、特定の駆動部等の部品が故障した際、その部品を修理するためにそのスーツ全体が利用不可能となる。それに対し、実施の形態1の支援スーツによれば、ある部位のモジュール3の部品の修理中でも、別の同等のモジュール3に交換した状態で、すぐに利用可能である。
実施の形態1の変形例の支援スーツとして以下が挙げられる。
図14〜図16を用いて、本発明の実施の形態2の支援スーツについて説明する。実施の形態2の基本的な構成は実施の形態1の構成と同様であり、以下、実施の形態2の構成における実施の形態1の構成とは異なる部分について説明する。
図14は、実施の形態2の支援スーツの構成を示す。実施の形態2の支援スーツでは、第1層にインナーウェア10を有する。インナーウェア10は、ベースウェア20とは別の衣服であり、ベースウェア20の内側に配置される。インナーウェア10における各身体部位に対応する位置にセンサ1が取り付けられる。
図15は、実施の形態2の支援スーツにおけるレイヤ間接続を示す。モジュール3の接続は実施の形態1と同様であるため省略し、第1層のインナーウェア10と第2層のベースウェア20との接続を示す。第1層のインナーウェア10において、複数のセンサ1が実装されている。実施の形態2では、インナーウェア10のレイヤ内に、センサ配線部を有する。センサ配線部は、センサ端子11、センサ本体12、センサ配線13、センサ端子孔部15を有する。
実施の形態2の支援スーツによれば、実施の形態1と同様の効果が得られる。また、実施の形態2によれば、第1層のインナーウェア10に複数のセンサ1がまとめられているので、複数のセンサ1の管理が容易であり、接続部2に接続するセンサ1を間違えにくく、センサ1を紛失しにくい。
図17〜図18を用いて、本発明の実施の形態3の支援スーツについて説明する。実施の形態3の基本的な構成は実施の形態1の構成と同様であり、以下、実施の形態3の構成における実施の形態1の構成とは異なる部分について説明する。
図17は、実施の形態3の支援スーツの構成を示す。実施の形態3の支援スーツは、制御モジュール60を有する。制御モジュール60は、第3層の各モジュール3を制御する機能を持つモジュールである。実施の形態1では、各モジュール3が並列で独立して機能する。一方、実施の形態3では、制御モジュール60から各モジュール3を制御可能である。
図18は、実施の形態3の支援スーツにおける、ベースウェア20に対する制御モジュール60の接続や配線23等の構成例を身体正面で示す。図18の構成例では、ジャケット20Aまたはパンツ20Bにおいて、腰部44の所定の位置に、制御モジュール60が装着される。例えば、ジャケット20Aにおける腰部44の右側の位置に収容部201を有し、収容部201の図示しない接続部2に制御モジュール60が接続されている。ベースウェア20の各身体部位の位置の接続部2は、ベースウェア20のレイヤ内の配線23によって、制御モジュール60の接続部2と接続されている。
実施の形態3の支援スーツによれば、実施の形態1と同様の効果が得られる。また、実施の形態3によれば、制御モジュール60によりモジュール3を制御することができ、その制御を用いて、支援スーツの全体を好適に制御する機能等を実現できる。
Claims (14)
- 使用者に装着され前記使用者の作業や動作を支援する支援スーツであって、
前記使用者の身体に近い側の第1層に配置され、前記身体の状態を検出するための複数のセンサと、
前記第1層の外側の第2層に配置され、前記身体に装着される衣服であるベースウェアと、
前記第2層の外側の第3層に配置され、前記作業や動作を支援するための複数のモジュールと、
を備え、
前記ベースウェアは、複数の身体部位に対応する複数の位置に、複数の接続部を有し、
前記ベースウェアの表面において、前記複数の接続部のうちの選択された接続部に、前記複数のモジュールのうちの選択されたモジュールが着脱可能に接続され、
前記ベースウェアの裏面において、前記複数の接続部のうちの選択された接続部に、前記複数のセンサのうちの選択されたセンサが着脱可能に接続され、
前記複数のモジュールは、選択可能なモジュールとして、パワーアシストタイプのモジュール、及びパッシブサポートタイプのモジュールを含み、
前記複数の接続部の各接続部は、第1モジュール端子、及び第1センサ端子を有し、
前記複数のモジュールの各モジュールは、前記第1モジュール端子に対応する第2モジュール端子を有し、
前記複数のセンサの各センサは、前記第1センサ端子に対応する第2センサ端子を有し、
前記選択された前記接続部の前記第1モジュール端子に前記選択された前記モジュールの前記第2モジュール端子が接続され、前記選択された前記接続部の前記第1センサ端子に前記選択された前記センサの前記第2センサ端子が接続されることで、前記選択された前記接続部を介して、前記選択された前記モジュールと前記選択された前記センサとが電気的接続され、この状態で、前記選択された前記モジュールは、前記選択された前記センサから検出値を取得する、
支援スーツ。 - 請求項1記載の支援スーツにおいて、
前記第1層の前記複数のセンサ、前記第2層の前記複数の接続部、および前記第3層の前記複数のモジュールにおけるレイヤ間接続は、接続部ごとに接続され得る各センサおよび各モジュールで共通のインタフェースとして規定される、
支援スーツ。 - 請求項1記載の支援スーツにおいて、
前記第1層には、前記身体に装着され前記複数のセンサが配置される衣服であるインナーウェアを有する、
支援スーツ。 - 請求項1記載の支援スーツにおいて、
前記複数の身体部位は、首、肩、背、胸、腕、腰、及び脚のうちの2つ以上を含む、
支援スーツ。 - 請求項1記載の支援スーツにおいて、
前記複数の接続部のうちの所定の接続部は、前記ベースウェアにおけるカバー付きの収容部に収容され、前記カバーの開状態では前記所定の接続部の表面が露出して前記複数のモジュールのうちの所定のモジュールが接続可能であり、前記カバーの閉状態では前記所定の接続部の表面が露出せずに保護される、
支援スーツ。 - 請求項1記載の支援スーツにおいて、
前記身体に装着されるモニタモジュールを有し、
前記モニタモジュールは、前記複数のモジュールの各モジュールと通信して、各モジュールのモジュール状態を取得し、前記各モジュールのモジュール状態を含む支援スーツ状態を表す情報を、表示画面に表示する、
支援スーツ。 - 請求項6記載の支援スーツにおいて、
前記モニタモジュールは、前記複数のモジュールとの通信に基づいて、前記複数のセンサの各センサの検出値、または前記検出値に基づいて前記各モジュールで計算された前記身体の状態を取得し、前記検出値または前記身体の状態を含む、装着者状態を表す情報を、前記表示画面に表示する、
支援スーツ。 - 請求項6記載の支援スーツにおいて、
前記複数のセンサは、前記モジュールに対して接続されない独立センサを含み、
前記モニタモジュールは、前記独立センサと接続され、前記独立センサの検出値を取得し、前記独立センサの検出値、または前記独立センサの検出値に基づいて計算した前記身体の状態を含む、装着者状態を表す情報を、前記表示画面に表示する、
支援スーツ。 - 請求項6記載の支援スーツにおいて、
前記モニタモジュールは、前記ベースウェアの前記複数の接続部のうち一箇所の接続部に接続され、前記ベースウェアに設けられた配線を介した有線通信、または無線通信と、他の接続部とを通じて、前記複数のモジュールと接続される、
支援スーツ。 - 請求項1記載の支援スーツにおいて、
前記身体に装着される制御モジュールを有し、
前記制御モジュールは、前記複数のモジュールの各モジュールと通信し、前記各モジュールを制御するための制御情報を送信し、
前記各モジュールは、前記制御情報に従って稼動する、
支援スーツ。 - 請求項10記載の支援スーツにおいて、
前記制御モジュールは、前記ベースウェアの前記複数の接続部のうち一箇所の接続部に接続され、前記ベースウェアに設けられた配線を介した有線通信、または無線通信と、他の接続部とを介して、前記複数のモジュールと接続される、
支援スーツ。 - 請求項1記載の支援スーツにおいて、
前記ベースウェアにおいて、前記複数の接続部の各接続部の前記第1センサ端子と対応する前記複数のセンサの各センサの前記第2センサ端子とを接続するためのセンサ配線を有する、
支援スーツ。 - 請求項1記載の支援スーツにおいて、
前記第1層には、前記身体に装着され前記複数のセンサが配置される衣服であるインナーウェアを有し、
前記インナーウェアにおいて、前記複数の接続部の各接続部の前記第1センサ端子と対応する前記複数のセンサの各センサの前記第2センサ端子とを接続するためのセンサ配線を有する、
支援スーツ。 - 請求項6記載の支援スーツにおいて、
前記モニタモジュールは、前記表示画面において、前記支援スーツを装着した身体における前記複数の身体部位に設けられた前記複数の接続部を含む模式画像と、前記模式画像の各接続部と各身体部位との関連を表す画像と、前記各身体部位、前記各モジュール、前記モジュール状態、および前記各モジュールに対応する前記複数のセンサの各センサの検出値の情報を表形式で整理した画像と、を表示する、
支援スーツ。
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