JP7107642B2 - 動作支援装置 - Google Patents

Description

本発明は、動作支援装置に関する。

従来、ワイヤで吊り下げられた荷物作用部を、ワイヤを巻き上げることで上昇させ、作業者が荷物を持ち上げる動作を補助するアシストスーツが開示されている（特許文献１参照）。

特開２０１６－１２９９１６号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、作業者（装着者）は、荷物作用部を手に持った状態で、荷物作用部を荷物に引っかけることで、荷物を持ち上げる必要がある。このため、荷物が荷物作用部を引っかけることができない形状である場合には、荷物を持ち上げる装着者の動作を効果的に支援することができなかった。

そこで、本発明は、装着者の動作を効果的に支援することができる動作支援装置を提供する。

本発明の一態様に係る動作支援装置は、装着者の胴体に装着される胴体装具と、前記装着者の一方の腕部または一方の脚部に装着される第１肢装具と、一端が前記第１肢装具に固定され、前記第１肢装具を吊るす第１ワイヤと、前記第１ワイヤの他端が固定され、駆動することで前記第１ワイヤの長さを調整する第１アクチュエータと、を備える。

本発明の動作支援装置は、装着者の動作を効果的に支援することができる。

実施の形態に係る動作支援装置を前方から見た斜視図である。 動作支援装置を後方から見た平面図である。 実施の形態に係る動作支援装置の機能構成を示すブロック図である。 動作支援装置の腕装具を正面から見た平面図である。 第３ワイヤによる第１腕装具の動きを説明するための図である。 第１ワイヤによる第１腕装具の動きを説明するための図である。 動作支援装置を装着した装着者の動作を支援している様子を示す図である。 動作支援装置を装着した装着者の動作を支援している様子を示す図である。 動作支援装置を装着した装着者の動作を支援している様子を示す図である。 図１０Ａは、実施の形態２に係る動作支援装置を装着しているユーザを右側から見た側面図である。 図１０Ｂは、実施の形態２に係る動作支援装置を装着しているユーザを左側から見た側面図である。

上記動作支援装置の実現のため、本発明の一態様に係る動作支援装置は、装着者の胴体に装着される胴体装具と、前記装着者の一方の腕部または一方の脚部に装着される第１肢装具と、一端が前記第１肢装具に固定され、前記第１肢装具を吊るす第１ワイヤと、前記第１ワイヤの他端が固定され、駆動することで前記第１ワイヤの長さを調整する第１アクチュエータと、を備える。

これによれば、第１アクチュエータを制御して第１ワイヤの長さを調整することができるため、例えば、第１ワイヤの長さを短くすることで装着者の腕に装着される第１肢装具を上方に持ち上げることができる。このため、物体の形状に関わらずに、当該物体を持ち上げる装着者の動作を支援することができる。よって、装着者の動作を効果的に支援することができる。

また、さらに、前記第１ワイヤの一端と他端との間の部位を、前記第１ワイヤがスライド可能な状態で支持する第１支持部材を備え、前記第１アクチュエータは、駆動することで前記第１ワイヤの一端と、前記第１支持部材により支持されている部位との間における、前記第１ワイヤの長さを調整してもよい。

また、前記第１肢装具は、前記一方の腕部に装着され、前記第１支持部材は、前記第１ワイヤの一端と他端との間の部位を、前記装着者の肩よりも前記装着者の頭部側の位置で支持してもよい。

このため、ユーザの肩よりも上方の位置から第１ワイヤによって第１肢装具を吊すことができる。よって、装着者が物体を持ち上げる動作を支援することが容易にできる。

また、前記第１支持部材は、前記胴体装具に配置され、前記胴体装具が前記胴体に装着された状態において、前記装着者の肩よりも前記装着者の頭部側の位置で前記第１ワイヤを支持してもよい。

このため、ユーザの肩よりも上方の位置から第１ワイヤによって第１肢装具を吊すことができる。よって、装着者が物体を持ち上げる動作を支援することが容易にできる。

また、さらに、前記第１ワイヤの一端と前記第１支持部材により支持されている部位との間に亘って前記第１ワイヤの側方を覆い、かつ、前記第１ワイヤが延びる方向に可撓性を有する第１保護部材を備えてもよい。

このため、第１ワイヤの長さの調整が行われる場合であっても、第１ワイヤとその他の物体との間において、摩擦が生じることを抑制できる。このため、第１ワイヤの動きに他の物体が巻き込まれることを低減できる。

また、さらに、前記装着者が操作するための第１切替部を備え、前記第１アクチュエータは、前記第１切替部が第２状態から第１状態になったとき、前記第１ワイヤの長さが短くなる回転方向に駆動してもよい。

このため、装着者は、所望のタイミングで、物体を持ち上げる動作を動作支援装置に支援させることができる。

また、前記第１肢装具は、前記一方の腕部の前腕部に装着される第１前腕装具と、前記一方の腕部の上腕部に装着される第１上腕装具と、前記第１上腕装具と、前記第１前腕装具とを互いに回転可能に接続する第１接続部と、を有し、前記第１ワイヤの一端は、前記第１前腕装具に固定され、前記動作支援装置は、さらに、一端が前記第１前腕装具に固定され、当該一端と他端との間の部位が前記第１上腕装具に接続され、前記第１前腕装具を前記第１接続部において前記第１上腕装具に対して回転させるための第３ワイヤと、前記第３ワイヤの他端が固定され、駆動することで前記第３ワイヤの長さを調整する第３アクチュエータと、を備えてもよい。

また、前記第１肢装具は、前記第３ワイヤの前記一端および前記他端の間の部位を、前記第１ワイヤの長さ方向にスライド可能に支持する第１摺動部材を有してもよい。

また、さらに、前記装着者が操作するための第１切替部を備え、前記第１アクチュエータは、前記第１切替部が第２状態から第１状態になったとき、前記第１ワイヤの長さが短くなる回転方向に駆動し、前記第３アクチュエータは、前記第１切替部が第２状態から第１状態になったとき、前記第３ワイヤの長さが短くなる回転方向に駆動してもよい。

このため、装着者の腕に対して、腕を持ち上げる動作を支援するとともに、肘関節が屈曲している状態を支援することができる。これにより、装着者は、より高い位置で物体を保持することが容易にでき、物体を持ち上げた状態での歩行が容易にできる。

また、さらに、前記装着者の他方の腕部に装着される第２肢装具と、一端が前記第２肢装具に固定され、前記第２肢装具を吊るす第２ワイヤと、前記第２ワイヤの他端が固定され、駆動することで前記第２ワイヤの長さを調整する第２アクチュエータと、を備えてもよい。

このため、装着者の両腕に対して、物体を持ち上げる動作を支援することができる。また、装着者は、どちらかの腕を使っても、動作支援装置からの支援を受けて物体を持ち上げることができる。

また、前記第１肢装具は、前記一方の脚部に装着され、前記第１支持部材は、前記第１ワイヤの一端と他端との間の部位を、前記装着者の股関節よりも前記装着者の膝側の位置で支持してもよい。

このため、第１支持部材は、装着者の腰または臀部付近を支点として胴体装具を装着者の後ろ側に回転させることとなる。これにより、装着者は、動作支援装置から股関節を伸展させる動作の補助を受けることができる。

また、前記第１肢装具は、前記一方の脚部の下脚部に装着される第１下脚装具と、前記一方の脚部の大腿部に装着される第１上脚装具と、前記第１下脚装具と、前記第１上脚装具とを互いに回転可能に接続する第３接続部とを有し、前記第１ワイヤの前記一端は、前記第１下脚装具に固定され、前記第１上脚装具は、前記第１ワイヤの前記一端および前記他端の間の部位を、前記第１ワイヤの長さ方向にスライド可能に支持する第３摺動部材を有してもよい。

このため、第１脚装具では、第１下脚装具と、第１上脚装具とが、第３接続部において装着者の膝関節が伸展する方向に回転される。これにより、装着者は、動作支援装置から膝関節を伸展させる動作の補助を受けることができる。よって、装着者の動作を効果的に支援することができる。

また、さらに、前記装着者の他方の脚部に装着される第２肢装具と、一端が第２肢装具に固定され、前記第２肢装具を吊るす第２ワイヤと、前記第２ワイヤの他端が固定され、駆動することで前記第２ワイヤの長さを調整する第２アクチュエータと、を備えてもよい。

また、前記第２肢装具は、前記他方の脚部の下脚部に装着される第２下脚装具と、前記他方の脚部の大腿部に装着される第２上脚装具と、前記第２下脚装具と、前記第２上脚装具とを互いに回転可能に接続する第４接続部とを有し、前記第１ワイヤの前記一端は、前記第２下脚装具に固定され、前記第２上脚装具は、前記第１ワイヤの前記一端および前記他端の間の部位を、前記第１ワイヤの長さ方向にスライド可能に支持する第４摺動部材を有してもよい。

このため、装着者の両脚に対して、立ち上がる動作を支援することができる。また、装着者は、どちらかの脚を使っても、動作支援装置からの支援を受けて立ち上がることができる。

以下、本発明の一態様に係る動作支援装置１００について、図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態１）
図１～図５を用いて、実施の形態１に係る動作支援装置について説明する。

［１－１．構成］
本実施の形態では、装着者に動作支援装置が装着された状態において、装着者の身体の左右方向をＸ軸方向とし、装着者の身体の前後方向をＹ軸方向とし、装着者の身体の上下方向をＺ軸方向とする。また、装着者の身体の左側をＸ軸方向プラス側とし、装着者の身体の右側をＸ軸方向マイナス側とする。また、装着者の身体の前側をＹ軸方向プラス側とし、装着者の身体の後ろ側をＹ軸方向マイナス側とする。また。装着者の身体の上側をＺ軸方向プラス側とし、装着者の身体の下側をＺ軸方向マイナス側とする。なお、各図において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれを示す矢印が示す方向を、それぞれの方向におけるプラス側とし、矢印とは反対側の方向を、それぞれの方向におけるマイナス側とする。なお、上記のことは、以降の実施の形態でも同様である。

図１は、実施の形態に係る動作支援装置を前方から見た斜視図である。図２は、動作支援装置を後方から見た平面図である。図３は、動作支援装置の機能構成を示すブロック図である。

図１および図２に示すように、動作支援装置１００は、胴体装具１１０と、第１腕装具１２０と、第２腕装具１３０と、第１ワイヤ２１０と、第２ワイヤ２２０と、第３ワイヤ２３０と、第４ワイヤ２４０と、第１～第４アクチュエータ１６１～１６４と、バッテリ１７１、１７２と、制御部１８０と、切替部１８１、１８２とを備える。

（胴体装具）
胴体装具１１０は、装着者の胴体の側方に配置され、当該胴体に装着される部材である。胴体装具１１０は、具体的には、装着者の背中に装着される、Ｚ軸方向プラス側に長い箱状の部材である。胴体装具１１０は、例えば、金属、樹脂などにより構成される。胴体装具１１０には、装着者側の面にクッションなどの緩衝材が配置されていてもよい。

胴体装具１１０には、胴体装具１１０を装着者の背中に配置するためのハーネス１９０が接続されている。ハーネス１９０は、装着者の肩に掛けられることで、装着者が胴体装具１１０を背中に背負った状態（胴体装具１１０が装着者の背中に配置された状態）を維持するための部材である。ハーネス１９０は、装着者の両肩に対応した位置に設けられ、例えば、ナイロン、シリコーンなどの樹脂、金属、革（人工皮革を含む）などにより構成される。

（支持部材）
また、胴体装具１１０には、第１ワイヤ２１０の一端と他端との間の部位を、第１ワイヤ２１０がスライド可能な状態で支持する第１支持部材１１１が配置されている。第１支持部材１１１は、胴体装具１１０が装着者の胴体に装着された状態において、第１ワイヤ２１０の一端と他端との間の部位を、装着者の肩よりも装着者の頭部側の位置で支持する。

また、胴体装具１１０には、第２ワイヤ２２０の一端と他端との間の部位を、第２ワイヤ２２０がスライド可能な状態で支持する第２支持部材１１２が配置されている。第２支持部材１１２は、胴体装具１１０が装着者の胴体に装着された状態において、第２ワイヤ２２０の一端と他端との間の部位を、装着者の肩よりも装着者の頭部側の位置で支持する。

また、胴体装具１１０には、第３ワイヤ２３０の一端と他端との間の部位を、第３ワイヤ２３０がスライド可能な状態で支持する第３支持部材１１３と、第４ワイヤ２４０の一端と他端との間の部位を、第４ワイヤ２４０がスライド可能な状態で支持する第４支持部材１１４とが配置されていてもよい。

各支持部材１１１～１１４は、例えば、金属、樹脂などにより構成される。

次に、各支持部材１１１～１１４について具体的に説明する。

第１支持部材１１１は、図２に示すように、胴体装具１１０のＸ軸方向プラス側の部位のＺ軸方向プラス側の面（上面）からＺ軸方向プラス側（上側）に向かって突出している部材である。具体的には、第１支持部材１１１は、一端が胴体装具１１０のＸ軸方向プラス側の部位に固定されている第１部材１１１ａと、一端がＹ軸方向に平行な軸により第１部材１１１ａの他端に固定されている第２部材１１１ｂと、一端がＸ軸方向に平行な軸により第２部材１１１ｂの先端に固定されている長尺状の第３部材１１１ｃと、第３部材１１１ｃに貫通され、第３部材１１１ｃの長手方向の任意の位置で固定されている第４部材１１１ｄとを有する。

第２部材１１１ｂは、例えば、ボルトおよびナットにより構成される軸状の締結部材により、第１部材１１１ａに対して固定されており、当該締結部材を緩めることで第１部材１１１ａに対してＹ軸方向に平行な軸で回転可能である。つまり、第２部材１１１ｂは、Ｙ軸方向周りの姿勢が所望の角度の状態で、第１部材１１１ａに対して固定されることができる。

第３部材１１１ｃは、例えば、ボルトおよびナットにより構成される軸状の締結部材により、第２部材１１１ｂに対して固定されており、当該締結部材を緩めることで第２部材１１１ｂに対してＸ軸方向に平行な軸で回転可能である。つまり、第３部材１１１ｃは、Ｘ軸方向周りの姿勢が所望の角度の状態で、第２部材１１１ｂに対して固定されることができる。また、第３部材１１１ｃは、Ｙ軸方向に貫通する貫通孔１１１ｃａを有する。貫通孔１１１ｃａは、長尺状の第３部材１１１ｃの長手方向に沿って長い長円形状を有する。

第４部材１１１ｄは、第３部材１１１ｃの長手方向で貫通され、第３部材１１１ｃの長手方向の任意の位置にスライド可能である。第４部材１１１ｄは、Ｙ軸方向で第１ワイヤ２１０により貫通されることにより、第１ワイヤ２１０の一端と他端との間の部位を支持する部材である。第３部材１１１ｃには、長手方向に沿って長い長円形状の貫通孔１１１ｃａが形成されているため、第４部材１１１ｄは、第１ワイヤ２１０を支持した状態で第３部材１１１ｃの長手方向に移動できる。つまり、第１ワイヤ２１０は、第３部材１１１ｃの貫通孔１１１ｃａも貫通している。

このように、第１支持部材１１１は、第１部材１１１ａおよび第２部材１１１ｂの接続部分と、第２部材１１１ｂおよび第３部材１１１ｃの接続部分と、第３部材１１１ｃに対する第４部材１１１ｄの位置とを変更することで、第１ワイヤ２１０を支持している位置を所望の位置に調整できるように構成されている。なお、第１支持部材１１１は、第４部材１１１ｄを最も下方に配置したとしても、第４部材１１１ｄが装着者の肩よりも上方に配置されるように構成されている。

第２支持部材１１２は、胴体装具１１０のＸ軸方向マイナス側の部位のＺ軸方向プラス側の面（上面）からＺ軸方向プラス側（上側）に向かって突出している部材である。具体的には、第２支持部材１１２は、第１部材１１２ａと、第２部材１１２ｂと、貫通孔１１２ｃａを有する第３部材１１２ｃと、第４部材１１２ｄとを有する。第２支持部材１１２を構成する第１～第４部材１１２ａ～１１２ｄは、それぞれ、第１支持部材１１１を構成する第１～第４部材１１１ａ～１１１ｄと同様の構成を有する。このため、第２支持部材１１２を構成する第１～第４部材１１２ａ～１１２ｄの具体的な説明を省略する。

第３支持部材１１３は、胴体装具１１０のＸ軸方向プラス側の面（右側面）からＸ軸方向プラス側（右側）に向かって突出している部材である。具体的には、第３支持部材１１３は、第１部材１１３ａと、第２部材１１３ｂと、貫通孔１１３ｃａを有する第３部材１１３ｃと、第４部材１１３ｄとを有する。第３支持部材１１３を構成する第１～第４部材１１３ａ～１１３ｄは、胴体装具１１０から突出している方向が異なるだけであり、第１支持部材１１１を構成する第１～第４部材１１１ａ～１１１ｄと同様の構成を有する。このため、第３支持部材１１３を構成する第１～第４部材１１３ａ～１１３ｄの具体的な説明を省略する。

第４支持部材１１４は、胴体装具１１０のＸ軸方向マイナス側の面（左側面）からＸ軸方向マイナス側（左側）に向かって突出している部材である。具体的には、第４支持部材１１４は、第１部材１１４ａと、第２部材１１４ｂと、貫通孔１１４ｃａを有する第３部材１１４ｃと、第４部材１１４ｄとを柚須売る。第４支持部材１１４を構成する第１～第４部材１１４ａ～１１４ｄは、胴体装具１１０から突出している方向が異なるだけであり、第１支持部材１１１を構成する第１～第４部材１１１ａ～１１１ｄと同様の構成を有する。このため、第４支持部材１１４を構成する第１～第４部材１１４ａ～１１４ｄの具体的な説明を省略する。

（腕装具）
第１腕装具１２０は、装着者の右腕（一方の腕部）の側方に配置され、当該右腕に装着される部材である。第１腕装具１２０は、第１肢装具に相当する。第１腕装具１２０は、例えば、樹脂などにより構成される。

第２腕装具１３０は、装着者の左腕（他方の腕部）の側方に配置され、当該左腕に装着される部材である。第２腕装具１３０は、第２肢装具に相当する。第２腕装具１３０は、例えば、樹脂などにより構成される。

第１腕装具１２０および第２腕装具１３０の構成の詳細については、後述する。

（ワイヤ）
第１ワイヤ２１０は、一端が第１腕装具１２０に固定され、第１腕装具１２０をＺ軸方向プラス側から吊るすための金属製の紐状の部材である。第１ワイヤ２１０には、第１ワイヤ２１０の一端と第１支持部材１１１により支持されている部位との間に亘って、第１ワイヤ２１０の側方を覆い、かつ、第１ワイヤ２１０が延びる方向に可撓性を有する第１保護部材２１１が配置されていてもよい。第１保護部材２１１は、第１ワイヤ２１０の側方の全周を覆っていてもよいし、第１ワイヤ２１０のＹ軸方向マイナス側の側方のみを覆っていてもよい。第１保護部材２１１は、例えば、植物繊維および合成繊維を含む繊維で構成された、布、メッシュなどにより構成されている。

第２ワイヤ２２０は、一端が第２腕装具１３０に固定され、第２腕装具１３０をＺ軸方向プラス側から吊るすための金属製の紐状の部材である。第２ワイヤ２２０には、第２ワイヤ２２０の一端と第２支持部材１１２により支持されている部位との間に亘って、第２ワイヤ２２０の側方を覆い、かつ、第２ワイヤ２２０が延びる方向に可撓性を有する第２保護部材２２１が配置されていてもよい。第２保護部材２２１は、第２ワイヤ２２０の側方の全周を覆っていてもよいし、第２ワイヤ２２０のＹ軸方向マイナス側の側方のみを覆っていてもよい。第２保護部材２２１は、例えば、植物繊維および合成繊維を含む繊維で構成された、布、メッシュなどにより構成されている。

第３ワイヤ２３０は、一端が第１腕装具１２０に接続され、第１腕装具１２０を、装着者の肘に対応する部分で曲げるための金属製の紐状の部材である。第３ワイヤ２３０も、第１ワイヤ２１０および第２ワイヤ２２０と同様に、第１腕装具１２０に接続されている部位から第３支持部材１１３に支持されている部位までの間に亘って、第３ワイヤ２３０の側方を覆い、かつ、第３ワイヤ２３０が延びる方向に可撓性を有する第３保護部材２３１が配置されていてもよい。

第４ワイヤ２４０は、一端が第２腕装具１３０に接続され、第２腕装具１３０を、装着者の肘に対応する部分で曲げるための金属製の紐状の部材である。第４ワイヤ２４０も、第１ワイヤ２１０、第２ワイヤ２２０および第３ワイヤ２３０と同様に、第２腕装具１３０に接続されている部位から第４支持部材１１４に支持されている部位までの間に亘って、第４ワイヤ２４０の側方を覆い、かつ、第４ワイヤ２４０が延びる方向に可撓性を有する第４保護部材２４１が配置されていてもよい。

第３保護部材２３１および第４保護部材２４１は、例えば、第１保護部材２１１および第２保護部材２２１と同様の材料により構成されている。

なお、第３ワイヤ２３０の第１腕装具１２０への接続の詳細、および、第４ワイヤ２４０の第２腕装具１３０への接続の詳細については、後述する。

また、第１ワイヤ２１０は、第１支持部材１１１から第１アクチュエータ１６１付近までの間が伸縮しにくいチューブで覆われていてもよい。また、第２ワイヤ２２０は、第２支持部材１１２から第２アクチュエータ１６２付近までの間が伸縮しにくいチューブで覆われていてもよい。また、第３ワイヤ２３０は、第３支持部材１１３から第３アクチュエータ１６３付近までの間が伸縮しにくいチューブで覆われていてもよい。また、第４ワイヤ２４０は、第４支持部材１１４から第４アクチュエータ１６４付近までの間が伸縮しにくいチューブで覆われていてもよい。

（アクチュエータ）
第１アクチュエータ１６１は、第１ワイヤ２１０の他端が固定され、駆動することで第１ワイヤ２１０の長さを調整する。第１アクチュエータ１６１は、例えば、胴体装具１１０の後側に配置され、第１ワイヤ２１０を、胴体装具１１０の後側で巻き取ったり、繰り出したりするモータである。第１アクチュエータ１６１は、切替部１８１が第１状態になったとき、第１ワイヤ２１０の長さが短くなる回転方向に駆動する。第１アクチュエータ１６１は、切替部１８１が第２状態になったとき、駆動しなくてもよい。また、第１アクチュエータ１６１は、制御部１８０からの制御信号に応じて、第１ワイヤ２１０を巻き取る方向または繰り出す方向に回転してもよい。

第２アクチュエータ１６２は、第２ワイヤ２２０の他端が固定され、駆動することで第２ワイヤ２２０の長さを調整する。第２アクチュエータ１６２は、例えば、胴体装具１１０の後側に配置され、第２ワイヤ２２０を、胴体装具１１０の後側で巻き取ったり、繰り出したりするモータである。第２アクチュエータ１６２は、切替部１８２が第１状態になったとき、第２ワイヤ２２０の長さが短くなる回転方向に駆動する。第２アクチュエータ１６２は、切替部１８２が第２状態になったとき、駆動しなくてもよい。また、第２アクチュエータ１６２は、制御部１８０からの制御信号に応じて、第２ワイヤ２２０を巻き取る方向または繰り出す方向に回転してもよい。

第３アクチュエータ１６３は、第３ワイヤ２３０の他端が固定され、駆動することで第３ワイヤ２３０の長さを調整する。第３アクチュエータ１６３は、例えば、胴体装具１１０の後側に配置され、第３ワイヤ２３０を、胴体装具１１０の後側で巻き取ったり、繰り出したりするモータである。第３アクチュエータ１６３は、切替部１８１が第１状態になったとき、第３ワイヤ２３０の長さが短くなる回転方向に駆動する。第３アクチュエータ１６３は、切替部１８１が第２状態になったとき、駆動しなくてもよい。また、第３アクチュエータ１６３は、制御部１８０からの制御信号に応じて、第３ワイヤ２３０を巻き取る方向または繰り出す方向に回転してもよい。

第４アクチュエータ１６４は、第４ワイヤ２４０の他端が固定され、駆動することで第４ワイヤ２４０の長さを調整する。第４アクチュエータ１６４は、例えば、胴体装具１１０の後側に配置され、第４ワイヤ２４０を、胴体装具１１０の後側で巻き取ったり、繰り出したりするモータである。第４アクチュエータ１６４は、切替部１８２が第１状態になったとき、第４ワイヤ２４０の長さが短くなる回転方向に駆動する。第４アクチュエータ１６４は、切替部１８２が第２状態になったとき、駆動しなくてもよい。また、第４アクチュエータ１６４は、制御部１８０からの制御信号に応じて、第４ワイヤ２４０を巻き取る方向または繰り出す方向に回転してもよい。

なお、第１～第４アクチュエータ１６１～１６４は、モータであるとしたが、モータに限らずに、人工筋肉、油圧式アクチュエータ、ガス式アクチュエータなどであってもよい。

（バッテリ）
バッテリ１７１、１７２は、第１～第４アクチュエータ１６１～１６４に、第１～第４アクチュエータ１６１～１６４が駆動するための電力を供給する。また、バッテリ１７１、１７２は、制御部１８０を構成する制御回路に、当該制御回路が駆動するための電力を供給する。バッテリ１７１、１７２は、例えば、外部からの電力を蓄電し、かつ、蓄電した電力を、第１～第４アクチュエータ１６１～１６４、制御部１８０を構成する制御回路に供給することのできるリチウムイオン二次電池により構成される。なお、バッテリ１７１、１７２は、鉛蓄電池などの他の二次電池で構成されてもよいし、一次電池で構成されてもよい。

（制御部）
制御部１８０は、切替部１８１の第１状態／第２状態の状態に応じて、第１アクチュエータ１６１を制御する。具体的には、制御部１８０は、切替部１８１が第１状態である場合、第１ワイヤ２１０の長さが短くなるように、第１アクチュエータ１６１を制御する。例えば、制御部１８０は、切替部１８１が第１状態である期間にわたって、第１ワイヤ２１０を巻き取る回転方向に第１アクチュエータ１６１を回転させるトルクを発生させることで第１ワイヤ２１０に所定の張力を加える。また、制御部１８０は、切替部１８１が第２状態である場合、第１アクチュエータ１６１を回転させるトルクを発生させないことで、第１アクチュエータ１６１が第１ワイヤ２１０へ張力を加えないように制御する。

また、制御部１８０は、切替部１８２の第１状態／第２状態の状態に応じて、第２アクチュエータ１６２を制御する。具体的には、制御部１８０は、切替部１８２が第１状態である場合、第２ワイヤ２２０の長さが短くなるように、第２アクチュエータ１６２を制御する。例えば、制御部１８０は、切替部１８２が第１状態である期間にわたって、第２ワイヤ２２０を巻き取る回転方向に第２アクチュエータ１６２を回転させるトルクを発生させることで第２ワイヤ２２０に所定の張力を加える。また、制御部１８０は、切替部１８２が第２状態である場合、第２アクチュエータ１６２を回転させるトルクを発生させないことで、第２アクチュエータ１６２が第２ワイヤ２２０へ張力を加えないように制御する。

また、制御部１８０は、切替部１８１の第１状態／第２状態の状態に応じて、第３アクチュエータ１６３を制御してもよい。具体的には、制御部１８０は、切替部１８１が第１状態である場合、第３ワイヤ２３０の長さが短くなるように、第３アクチュエータ１６３を制御する。例えば、制御部１８０は、切替部１８１が第１状態である期間にわたって、第３ワイヤ２３０を巻き取る回転方向に第３アクチュエータ１６３を回転させるトルクを発生させることで第３ワイヤ２３０に所定の張力を加える。また、制御部１８０は、切替部１８１が第２状態である場合、第３アクチュエータ１６３を回転させるトルクを発生させないことで、第３アクチュエータ１６３が第３ワイヤ２３０へ張力を加えないように制御する。

また、制御部１８０は、切替部１８２の第１状態／第２状態の状態に応じて、第４アクチュエータ１６４を制御してもよい。具体的には、制御部１８０は、切替部１８２が第１状態である場合、第４ワイヤ２４０の長さが短くなるように、第４アクチュエータ１６４を制御する。例えば、制御部１８０は、切替部１８２が第１状態である期間にわたって、第４ワイヤ２４０を巻き取る回転方向に第４アクチュエータ１６３４回転させるトルクを発生させることで第４ワイヤ２４０に所定の張力を加える。また、制御部１８０は、切替部１８２が第２状態である場合、第４アクチュエータ１６４を回転させるトルクを発生させないことで、第４アクチュエータ１６４が第４ワイヤ２４０へ張力を加えないように制御する。

制御部１８０は、例えば、所定のプログラムを実行するプロセッサと、当該所定のプログラムを記憶しているメモリとを含む制御回路により構成されていてもよいし、専用回路により構成されていてもよい。つまり、制御部１８０の機能は、ソフトウェア処理により実現されてもよいし、ハードウェア処理により実現されてもよい。

切替部１８１、１８２は、それぞれ、操作者が操作するための第１切替部である。切替部１８１、１８２のそれぞれは、例えば、操作者の指に装着されて、操作者の指により押圧されることにより第１状態としてのオンと第２状態としてのオフとを切り替えるスイッチであり、操作者に押圧されている間だけオンにするスイッチとしてもよいし、操作者による押圧によってオンの状態が維持され、次の押圧によってオフの状態が維持されるスイッチとしてもよい。

なお、第１状態は、オンでなくてもよいし、第２状態は、オフでなくてもよい。つまり、切替部１８１、１８２は、装着者により操作されることで、第１～第４アクチュエータ１６１～１６４の動作状態を切り替えることができればよい。したがって、切替部１８１、１８２は、スイッチとしたが、スイッチに限らずに、筋電センサ、運動入力センサなどの各種センサにより実現されてもよい。切替部１８１、１８２が各種センサにより実現される場合、筋電、運動などを検知している状態を第１状態とし、検知していない状態を第２状態としてもよい。

［１－２．腕装具の構成］
次に、腕装具の構成の詳細について説明する。

図４は、動作支援装置の腕装具を正面から見た平面図である。

図４に示すように、装着者の右腕に装着される第１腕装具１２０は、第１前腕装具１２１と、第１上腕装具１２２と、第１接続部１２３とを有する。

第１前腕装具１２１は、装着者の前腕部に装着される部材である。第１前腕装具１２１は、装着者の右腕の前腕部の側方を覆う部材である。第１前腕装具１２１は、例えば、金属、樹脂などにより構成される。

第１上腕装具１２２は、装着者の上腕部に装着される部材である。第１上腕装具１２２は、装着者の右腕の上腕部の側方を覆う部材である。第１上腕装具１２２は、例えば、金属、樹脂などにより構成される。

第１接続部１２３は、第１前腕装具１２１と、第１上腕装具１２２とを互いに回転可能に接続する。第１接続部１２３は、第１前腕装具１２１と、第１上腕装具１２２とが、装着者の肘関節の動きに追従するように、第１前腕装具１２１と第１上腕装具１２２とを装着者の肘関節における回転方向に回転可能に接続する部材である。第１接続部１２３は、また、第３ワイヤ２３０を保持するプーリーを有する。

また、第１前腕装具１２１には、第１ワイヤ２１０の一端を固定する固定部材１２４が配置されている。固定部材１２４は、第１前腕装具１２１の、第１上腕装具１２２とは反対側の端部に配置されている。固定部材１２４は、装着者に動作支援装置１００が装着された状態において、第１前腕装具１２１の、装着者の胴体側の端部に配置されている。

また、第１前腕装具１２１には、第３ワイヤ２３０の一端を固定する固定部材１２７が配置されている。固定部材１２７は、第１前腕装具１２１の第１上腕装具１２２とは反対側の端部に配置されている。固定部材１２７は、例えば、固定部材１２４と並んで配置されていてもよい。

また、第１上腕装具１２２には、第３ワイヤ２３０をスライド可能に支持する第１摺動部材１２５、１２６が配置されている。つまり、第１摺動部材１２５、１２６は、第１上腕装具１２２において、第３ワイヤ２３０の一端と他端との間の部位をスライド可能に支持している。第１摺動部材１２５は、装着者に動作支援装置１００が装着された状態において、第１上腕装具１２２の、装着者の肩側の端部に配置されている。第１摺動部材１２６は、装着者に動作支援装置１００が装着された状態において、第１上腕装具１２２の、装着者の胴体側の端部に配置されている。

また、図４に示すように、装着者の左腕に装着される第２腕装具１３０は、第２上腕装具１３２と、第２前腕装具１３１と、第２接続部１３３とを有する。

なお、第２腕装具１３０を構成する第２前腕装具１３１、第２上腕装具１３２および第２接続部１３３は、それぞれ、第１腕装具１２０を構成する第１前腕装具１２１、第１上腕装具１２２および第１接続部１２３と、左右対称で対を為す構成である。つまり、第２腕装具１３０は、第１腕装具１２０を左右反転させた構成と同様の構成である。また、第２腕装具１３０に対する第２ワイヤ２２０および第４ワイヤ２４０の関係は、それぞれ、第１腕装具１２０に対する第１ワイヤ２１０および第３ワイヤ２３０を左右反転させた関係と同様である。つまり、第２腕装具１３０に配置されている固定部材１３４、１３７および第２摺動部材１３５、１３６は、それぞれ、第１腕装具１２０に配置されている固定部材１２４、１２７および第１摺動部材１２５、１２６と同様の構成である。このため、第２腕装具１３０の構成の詳細な説明については省略する。

ここで、第３ワイヤ２３０への制御部１８０の制御について説明する。

制御部１８０は、切替部１８１が第１状態である場合、第３ワイヤ２３０の長さが短くなるように第３アクチュエータ１６３を制御する。例えば、制御部１８０は、切替部１８１が第１状態である期間にわたって、第３ワイヤ２３０を巻き取る回転方向に第３アクチュエータ１６３を回転させるトルクを発生させることで第３ワイヤ２３０に所定の張力を加える。また、制御部１８０は、切替部１８１が第２状態である場合、第３アクチュエータ１６３を回転させるトルクを発生させないことで、第３アクチュエータ１６３が第３ワイヤ２３０へ張力を加えないように制御する。

また、制御部１８０は、切替部１８２が第１状態である場合、第４ワイヤ２４０の長さが短くなるように第４アクチュエータ１６４を制御する。例えば、制御部１８０は、切替部１８２が第１状態である期間にわたって、第４ワイヤ２４０を巻き取る回転方向に第４アクチュエータ１６４を回転させるトルクを発生させることで第４ワイヤ２４０に所定の張力を加える。また、制御部１８０は、切替部１８２が第２状態である場合、第４アクチュエータ１６４を回転させるトルクを発生させないことで、第４アクチュエータ１６４が第４ワイヤ２４０へ張力を加えないように制御する。

図５は、第３ワイヤによる第１腕装具の動きを説明するための図である。

第１腕装具１２０では、第３アクチュエータ１６３が駆動されることにより第３ワイヤ２３０が巻き上げられると、第３ワイヤ２３０の一端は固定部材１２７により固定されているため、第１摺動部材１２６および固定部材１２７の間における第３ワイヤ２３０の長さが短くなる。このため、図５の（ｂ）に示すように、固定部材１２７が第１摺動部材１２６に近づくように引き寄せられ、第１前腕装具１２１は、第１接続部１２３を回転軸として、第１上腕装具１２２に対して回転する。

なお、制御部１８０は、切替部１８１が第１状態である期間にわたって、第３ワイヤ２３０を巻き取る回転方向に第３アクチュエータ１６３を回転させるトルクを発生させることで第３ワイヤ２３０に所定の張力を加えるため、切替部１８１が第１状態である期間中では装着者の右腕の肘関節が曲がった状態（つまり図５の（ｂ）に示す状態）が維持される。つまり、制御部１８０は、切替部１８１の第１状態／第２状態の状態に応じて、第３ワイヤ２３０が短くなるように第３アクチュエータ１６３を制御することで、第１前腕装具１２１を第１接続部１２３において第１上腕装具１２２に対して回転させる。

図６は、第１ワイヤによる第１腕装具の動きを説明するための図である。

第１腕装具１２０では、第１アクチュエータ１６１が駆動されることにより第１ワイヤ２１０が巻き上げられると、第１ワイヤ２１０の、第１支持部材１１１と固定部材１２４との間の長さが短くなる。このため、第１腕装具１２０は、図６の（ｂ）に示すように、第１前腕装具１２１の固定部材１２４が配置されている部分が持ち上げられる。

なお、図５および図６を用いて、第１腕装具１２０の動きについて説明したが、第２腕装具１３０についても左右を反転させた同様の動きとなるため、第２腕装具１３０の動きについての説明を省略する。

［１－３．使用例］
動作支援装置１００は、装着者に装着された状態において、装着者の腕により物体としての荷物を持ち上げる動きを支援することで、装着者の腕に係る負担を軽減する構成である。次に、装着者が荷物を持ち上げるときの動作支援装置１００の作用について図７～図９を用いて説明する。

図７～図９は、動作支援装置を装着した装着者の動作を支援している様子を示す図である。具体的には、図７は、地面に置かれている荷物を装着者がかがんで掴んでいる様子を示す図である。図８は、装着者が荷物を持ち上げる途中の様子を示す図である。図９は、装着者が荷物を持ち上げた様子を示す図である。

図７～図９に示すように、装着者は、荷物５００を掴んだ状態において、装着者の指に装着した切替部１８１、１８２を押すことで、制御部１８０により第１～第４アクチュエータ１６１～１６４に第１～第４ワイヤ２１０～２４０に対して張力を加えさせることができる。このため、動作支援装置１００は、装着者の両腕に、肘を曲げた状態を維持するための力と、前腕部が持ち上げられる力とをアシストすることができる。

また、図９に示すように、立ち上がった状態においても、荷物５００を持ち上げている状態を維持するアシスト力が加えられている。このため、装着者は、腕への負担を低減した状態で、荷物５００を運ぶことが容易にできる。

［１－４．効果など］
本実施の形態に係る動作支援装置１００は、胴体装具１１０と、第１腕装具１２０と、第１ワイヤ２１０と、第１アクチュエータ１６１と、制御部１８０とを備える。胴体装具１１０は、装着者の胴体に装着される部材である。第１腕装具１２０は、装着者の一方の腕部（例えば、右腕）に装着される部材である。第１ワイヤ２１０は、一端が第１腕装具１２０に固定され、第１腕装具１２０を吊す紐状の部材である。第１アクチュエータ１６１は、第１ワイヤ２１０の他端が固定され、駆動することで第１ワイヤ２１０の長さを調整する。制御部１８０は、切替部１８１の第１状態／第２状態の状態に応じて、第１アクチュエータ１６１を制御する。

これによれば、第１アクチュエータ１６１を制御して第１ワイヤ２１０の長さを調整することができるため、例えば、第１ワイヤ２１０の長さを短くすることで装着者の腕に装着される第１腕装具１２０を上方に持ち上げることができる。このため、物体の形状に関わらずに、当該物体を持ち上げる装着者の動作を支援することができる。

また、第１腕装具１２０は、第１ワイヤ２１０により吊されており、ワイヤ以外の部材により接続されていない。このため、第１腕装具１２０を装着している装着者の右腕の動きの自由度を向上させることができる。

また、本実施の形態において、動作支援装置１００は、さらに、第１支持部材１１１を備える。第１支持部材１１１は、第１ワイヤ２１０の一端と他端との間の部位を、第１ワイヤ２１０がスライド可能な状態、かつ、装着者の肩よりも装着者の頭部側の位置で支持する。制御部１８０は、切替部１８１の第１状態／第２状態の状態に応じて第１アクチュエータ１６１を制御することで、第１ワイヤ２１０の一端と、第１支持部材１１１により支持されている部位との間における、第１ワイヤ２１０の長さを調整する。

また、本実施の形態において、第１支持部材１１１は、胴体装具１１０に配置され、胴体装具１１０が胴体に装着された状態において、装着者の肩よりも装着者の頭部側の位置で第１ワイヤ２１０を支持する。

このため、ユーザの肩よりも上方の位置から第１ワイヤ２１０によって第１腕装具１２０を吊すことができる。よって、装着者が物体を持ち上げる動作を支援することが容易にできる。

また、本実施の形態において、動作支援装置１００は、さらに、第１ワイヤ２１０の一端と第１支持部材１１１により支持されている部位との間に亘って、第１ワイヤ２１０の側方を覆い、かつ、第１ワイヤ２１０が延びる方向に可撓性を有する第１保護部材２１１を備える。

このため、第１ワイヤ２１０の長さの調整が行われる場合であっても、第１ワイヤ２１０とその他の物体との間において、摩擦が生じることを抑制できる。このため、第１ワイヤの動きに物体が巻き込まれることを低減できる。

また、本実施の形態において、動作支援装置１００は、さらに、切替部１８１を備える。制御部１８０は、切替部１８１が第１状態になった時、第１ワイヤ２１０の長さが短くなるように、第１アクチュエータ１６１を制御する。

このため、装着者は、所望のタイミングで、物体を持ち上げる動作を動作支援装置１００に支援させることができる。

また、本実施の形態において、第１腕装具１２０は、第１前腕装具１２１と、第１上腕装具１２２と、第１接続部１２３とを有する。第１前腕装具１２１は、装着者の前腕部に装着される。第１上腕装具１２２は、装着者の上腕部に装着される。第１接続部１２３は、第１前腕装具１２１と、第１上腕装具１２２とを互いに回転可能に接続する。第１ワイヤ２１０の一端は、第１前腕装具１２１に固定される。動作支援装置１００は、さらに、第３ワイヤ２３０と、第３アクチュエータ１６３とを備える。第３ワイヤ２３０は、一端が第１前腕装具１２１に固定され、当該一端と他端との間の部位が第１上腕装具１２２に接続され、第１前腕装具１２１を第１接続部１２３において第１上腕装具１２２に対して回転させるためのワイヤである。第３アクチュエータ１６３は、第３ワイヤ２３０の他端が固定され、駆動することで第３ワイヤ２３０の長さを調整する。制御部１８０は、切替部１８１の第１状態／第２状態の状態に応じて、第３ワイヤ２３０が短くなるように第３アクチュエータ１６３を制御することで、第１前腕装具１２１を第１接続部１２３において第１上腕装具１２２に対して回転させる。

このため、装着者の腕に対して、腕を持ち上げる動作を支援するとともに、肘関節が屈曲している状態を支援することができる。これにより、装着者は、より高い位置で物体を保持することが容易にでき、物体を持ち上げた状態での歩行が容易にできる。

また、本実施の形態において、第１腕装具１２０、第１ワイヤ２１０、第３ワイヤ２３０、第１アクチュエータ１６１、第３アクチュエータ１６３および切替部１８１から構成される、装着者の一方の腕部（右腕）の動作を支援する構成と同様に、装着者の他方の腕部（左腕）の動作を支援する構成を備える。つまり、本実施の形態の動作支援装置１００は、装着者の他方の腕部（左腕）の動作を支援する構成として、第２腕装具１３０、第２ワイヤ２２０、第４ワイヤ２４０、第２アクチュエータ１６２、第４アクチュエータ１６４および切替部１８２を備える。このように、装着者の他方の腕部（左腕）に対しても一方の腕部（右腕）に対する効果と同様の効果が奏される。このため、装着者の両腕に対して、物体を持ち上げる動作を支援することができる。

［１－５．変形例］
［１－５－１．変形例１］
上記実施の形態によれば、動作支援装置１００は、第１腕装具１２０および第２腕装具１３０の両方を備える構成であるとしたが、いずれか一方のみを備える構成であるとしてもよい。いずれか一方のみを備える構成であったとしても、腕装具が装着されている一方の腕が物体を持ち上げる動作を支援することができるからである。例えば、図７～図９では、両腕を使って持ち上げる箱状の物体を持ち上げる動作を一例として示したが、カバン、紙袋、ビニル袋など、片腕を使って持つことができるように取っ手が取り付けられている物体を持ち上げる動作の支援をすることにも適用できる。もちろん、上記実施の形態においても、切替部１８１のみまたは切替部１８２のみを第１状態にすることで、片側の腕のみに対して、物体を持ち上げる動作を支援することができる構成を有する。

［１－５－２．変形例２］
上記実施の形態によれば、第１支持部材１１１および第２支持部材１１２は、胴体装具１１０の上面に固定されている部材であるとしたが、これに限らない。第１支持部材および第２支持部材は、例えば、装着者の肩に装着される肩装具に固定されている部材であってもよいし、装着者の頭部に装着される頭装具に固定されている部材であってもよい。

［１－５－３．変形例３］
上記実施の形態によれば、制御部１８０は、切替部１８１が第１状態である期間にわたって、第１ワイヤ２１０を巻き取る方向に第１アクチュエータ１６１を回転させるトルクを発生させて、第１ワイヤ２１０に所定の張力を加えるとしたが、これに限らない。例えば、制御部１８０は、切替部１８１が第１状態になってから予め設定した所定期間の間だけ、第１ワイヤ２１０を巻き取る方向に第１アクチュエータ１６１を回転させるトルクを発生させて、第１ワイヤ２１０に所定の張力を加えてもよい。

同様に、制御部１８０は、切替部１８２が第１状態である間にわたって、第２ワイヤ２２０を巻き取る方向に第２アクチュエータ１６２を回転させるトルクを発生させて、第２ワイヤ２２０に所定の張力を加えるとしたが、これに限らない。例えば、制御部１８０は、切替部１８２が第１状態になってから予め設定した所定期間の間だけ、第２ワイヤ２２０を巻き取る方向に第２アクチュエータ１６２を回転させるトルクを発生させて、第２ワイヤ２２０に所定の張力を加えてもよい。

（実施の形態２）
実施の形態１に係る動作支援装置１００によれば、第１腕装具１２０および第２腕装具１３０が、それぞれ第１肢装具および第２肢装具として第１～第４ワイヤ２１０～２４０によって吊られている構成であるとしたが、これに限らない。例えば、第１脚装具および第２脚装具が、それぞれ第１肢装具および第２肢装具としてワイヤによって吊られている構成としてもよい。

図１０Ａおよび図１０Ｂを用いて、実施の形態２に係る動作支援装置について説明する。

［２－１．構成］
図１０Ａは、実施の形態２に係る動作支援装置を装着しているユーザを右側から見た側面図である。図１０Ｂは、実施の形態２に係る動作支援装置を装着しているユーザを左側から見た側面図である。

図１０Ａに示すように、動作支援装置３００は、胴体装具３１０と、第１脚装具３２０と、第２脚装具３３０と、第１ワイヤ４１０と、第２ワイヤ４２０と、第１、第２アクチュエータ３６１、３６２と、バッテリ３７１、３７２と、制御部３８０とを備える。

（胴体装具）
胴体装具３１０は、装着者の胴体の側方に配置され、当該胴体に装着される部材である。胴体装具３１０は、実施の形態１の胴体装具１１０と比較して形状は異なるが、同様の構成を有するため説明を省略する。

胴体装具３１０には、胴体装具１１０を装着者の背中に配置するためのハーネス３９０が接続されている。ハーネス３９０は、実施の形態１のハーネス１９０と同様の構成を有するため説明を省略する。

（支持部材）
また、胴体装具３１０には、第１ワイヤ４１０の一端と他端との間の部位を、第１ワイヤ４１０がスライド可能な状態で支持する第１支持部材３１１が配置されている。第１支持部材３１１は、胴体装具３１０が装着者の胴体に装着された状態において、第１ワイヤ４１０の一端と他端との間の部位を、装着者の股関節よりも装着者の膝側の位置で支持する。

また、胴体装具３１０には、第２ワイヤ４２０の一端と他端との間の部位を、第２ワイヤ４２０がスライド可能な状態で支持する第２支持部材３１２が配置されている。第２支持部材３１２は、胴体装具３１０が装着者の胴体に装着された状態において、第２ワイヤ４２０の一端と他端との間の部位を、装着者の股関節よりも装着者の膝側の位置で支持する。

第１支持部材３１１および第２支持部材３１２は、例えば、金属、樹脂などにより構成される。

（脚装具）
第１脚装具３２０は、装着者の右脚（一方の脚部）の側方に配置され、当該右脚に装着される部材である。第１脚装具３２０は、第１肢装具に相当する。第１脚装具３２０は、例えば、樹脂、金属などにより構成される。

第２脚装具３３０は、装着者の左脚（他方の脚部）の側方に配置され、当該左脚に装着される部材である。第２脚装具３３０は、第２肢装具に相当する。第２脚装具３３０は、例えば、樹脂、金属などにより構成される。

（ワイヤ）
第１ワイヤ４１０は、一端が第１脚装具３２０に固定され、第１脚装具３２０をＺ軸方向プラス側から吊るすための金属製の紐状の部材である。第１ワイヤ４１０には、第１ワイヤ４１０の一端と第１支持部材３１１により支持されている部位との間に亘って、第１ワイヤ４１０の側方を覆い、かつ、第１ワイヤ４１０が延びる方向に可撓性を有する第１保護部材４１１が配置されていてもよい。第１保護部材４１１は、第１ワイヤ４１０の側方の全周を覆っていてもよいし、第１ワイヤ４１０のＹ軸方向マイナス側の側方のみを覆っていてもよい。第１保護部材４１１は、例えば、植物繊維および合成繊維を含む繊維で構成された、布、メッシュなどにより構成されている。

第２ワイヤ４２０は、一端が第２脚装具３３０に固定され、第２脚装具３３０をＺ軸方向プラス側から吊るすための金属製の紐状の部材である。第２ワイヤ４２０には、第２ワイヤ４２０の一端と第２支持部材３１２により支持されている部位との間に亘って、第２ワイヤ４２０の側方を覆い、かつ、第２ワイヤ４２０が延びる方向に可撓性を有する第２保護部材４２１が配置されていてもよい。第２保護部材４２１は、第２ワイヤ４２０の側方の全周を覆っていてもよいし、第２ワイヤ４２０のＹ軸方向マイナス側の側方のみを覆っていてもよい。第２保護部材４２１は、例えば、植物繊維および合成繊維を含む繊維で構成された、布、メッシュなどにより構成されている。

（アクチュエータ）
第１アクチュエータ３６１は、第１ワイヤ４１０の他端が固定され、駆動することで第１ワイヤ４１０の長さを調整する。第１アクチュエータ３６１は、例えば、胴体装具３１０の後側に配置され、第１ワイヤ４１０を、胴体装具３１０の後側で巻き取ったり、繰り出したりするモータである。第１アクチュエータ３６１は、装着者が立ち上がる動作を行っていることを制御部３８０が検知したとき、第１ワイヤ４１０の長さが短くなる回転方向に駆動する。第１アクチュエータ３６１は、装着者が座るまたはしゃがむ動作を行っていることを制御部３８０が検知したとき、駆動しなくてもよい。第１アクチュエータ３６１は、制御部３８０からの制御信号に応じて、第１ワイヤ４１０を巻き取る方向または繰り出す方向に回転してもよい。

第２アクチュエータ３６２は、第２ワイヤ４２０の他端が固定され、駆動することで第２ワイヤ４２０の長さを調整する。第２アクチュエータ３６２は、例えば、胴体装具３１０の後側に配置され、第２ワイヤ４２０を、胴体装具３１０の後側で巻き取ったり、繰り出したりするモータである。第２アクチュエータ３６２は、装着者が立ち上がる動作を行っていることを制御部３８０が検知したとき、第２ワイヤ４２０の長さが短くなる回転方向に駆動する。第２アクチュエータ３６２は、装着者が座るまたはしゃがむ動作を行っていることを制御部３８０が検知したとき、駆動しなくてもよい。また、第２アクチュエータ３６２は、制御部３８０からの制御信号に応じて、第２ワイヤ４２０を巻き取る方向または繰り出す方向に回転してもよい。

なお、第１、第２アクチュエータ３６１、３６２は、モータであるとしたが、モータに限らずに、人工筋肉、油圧式アクチュエータ、ガス式アクチュエータなどであってもよい。

バッテリ３７１、３７２は、実施の形態１のバッテリ１７１、１７２と同様の構成であるため説明を省略する。

（制御部）
制御部３８０は、装着者が立ち上がる動作を行っていることを制御部３８０が検知したときであるか、装着者が座るまたはしゃがむ動作を行っていることを制御部３８０が検知したときであるかに応じて、第１アクチュエータ３６１を制御する。具体的には、制御部３８０は、装着者が立ち上がる動作を行っていることを制御部３８０が検知したとき、第１ワイヤ４１０の長さが短くなるように、第１アクチュエータ３６１を制御する。例えば、制御部３８０は、装着者が立ち上がる動作を行っている期間にわたって、第１ワイヤ４１０を巻き取る回転方向に第１アクチュエータ３６１を回転させるトルクを発生させることで第１ワイヤ４１０に所定の張力を加える。また、制御部３８０は、装着者が座るまたはしゃがむ動作を行っていることを制御部３８０が検知したとき、第１アクチュエータ３６１を回転させるトルクを発生させないことで、第１アクチュエータ３６１が第１ワイヤ４１０へ張力を加えないように制御する。

また、制御部３８０は、装着者が立ち上がる動作を行っていることを制御部３８０が検知したときであるか、装着者が座るまたはしゃがむ動作を行っていることを制御部３８０が検知したときであるかに応じて、第２アクチュエータ３６２を制御する。具体的には、制御部３８０は、装着者が立ち上がる動作を行っていることを制御部３８０が検知したとき、第２ワイヤ４２０の長さが短くなるように、第２アクチュエータ３６２を制御する。例えば、制御部３８０は、装着者が立ち上がる動作を行っている期間にわたって、第２ワイヤ４２０を巻き取る回転方向に第２アクチュエータ３６２を回転させるトルクを発生させることで第２ワイヤ４２０に所定の張力を加える。また、制御部３８０は、装着者が座るまたはしゃがむ動作を行っていることを制御部３８０が検知したとき、第２アクチュエータ３６２を回転させるトルクを発生させないことで、第２アクチュエータ３６２が第２ワイヤ４２０へ張力を加えないように制御する。

なお、制御部３８０は、加速度センサが動作支援装置３００に配置されている場合、加速度センサが上方向への加速度を検出しているときに、装着者が立ち上がる動作を行っていると検知してもよい。制御部３８０は、当該加速度センサが下方向への加速度を検出しているときに、装着者が座るまたはしゃがむ動作を行っていると検知してもよい。

また、制御部３８０は、装着者の膝の角度を検出するセンサが第１脚装具３２０および／または第２脚装具３３０に配置されている場合、当該センサにより検出された膝の角度が大きくなっている場合に、装着者が立ち上がる動作を行っていると検知してもよい。制御部３８０は、当該センサにより検出された膝の角度が小さくなっている場合に、装着者が立ち上がる動作を行っていると検知してもよい。

制御部３８０は、例えば、所定のプログラムを実行するプロセッサと、当該所定のプログラムを記憶しているメモリとを含む制御回路により構成されていてもよいし、専用回路により構成されていてもよい。つまり、制御部３８０の機能は、ソフトウェア処理により実現されてもよいし、ハードウェア処理により実現されてもよい。

［２－２．脚装具の構成］
次に、脚装具の構成の詳細について説明する。

図１０Ａに示すように、装着者の右脚の装着される第１脚装具３２０は、第１下脚装具３２１と、第１上脚装具３２２と、第３接続部３２３とを有する。

第１下脚装具３２１は、装着者の下脚部に装着される部材である。第１下脚装具３２１は、装着者の右膝の下方の部位の前方を覆う部材である。第１下脚装具３２１は、バンドなどの装着部３２４が設けられており、装着部３２４と共に装着者の右下脚部の側方を覆うことで当該右下脚部に装着される。第１下脚装具３２１は、例えば、樹脂、金属などにより構成される。

第１上脚装具３２２は、装着者の大腿部に装着される部材である。第１上脚装具３２２は、装着者の右膝の上方の部位の前方を覆う部材である。第１上脚装具３２２は、バンドなどの装着部３２５が設けられており、装着部３２５と共に装着者の右大腿部の側方を覆うことで当該右大腿部に装着される。第１上脚装具３２２は、例えば、樹脂、金属などにより構成される。

第３接続部３２３は、第１下脚装具３２１と、第１上脚装具３２２とを互いに回転可能に接続する。第３接続部３２３は、第１下脚装具３２１と、第１上脚装具３２２とが、装着者の膝関節の動きに追従するように、第１下脚装具３２１と第１上脚装具３２２とを装着者の膝関節における回転方向に回転可能に接続する部材である。

また、第１下脚装具３２１には、第１ワイヤ４１０の一端を固定する固定部材３２６が配置されている。固定部材３２６は、第１下脚装具３２１の右側（Ｙ軸方向プラス側）に配置されている。

また、第１上脚装具３２２には、第１ワイヤ４１０をスライド可能に支持する第３摺動部材３２８が配置されている。第３摺動部材３２８は、第１上脚装具３２２において、第１ワイヤ４１０の一端と他端との間の部位をスライド可能に支持している。

また、第１上脚装具３２２には、第１ワイヤ４１０を保持するプーリー３２７が配置されている。プーリー３２７は、第１上脚装具３２２の下部であって、装着者の前側の位置にＹ軸方向に沿った回転軸で回転可能に支持されている。プーリー３２７は、装着者の右膝の前方の位置に配置されており、第１ワイヤ４１０を前方の側面で支持する。つまり、一端が固定部材３２６で第１下脚装具３２１に固定されている第１ワイヤ４１０は、一端よりも他端側の部位がプーリー３２７により支持され、さらに、他端側の部位が第３摺動部材３２８により支持されている。

また、図１０Ｂに示すように、装着者の左脚の装着される第２脚装具３３０は、第２下脚装具３３１と、第２上脚装具３３２と、第４接続部３３３とを有する。

なお、第２脚装具３３０を構成する第２下脚装具３３１、第２上脚装具３３２および第４接続部３３３は、それぞれ、第１脚装具３２０を構成する第１下脚装具３２１、第１上脚装具３２２および第３接続部３２３と、左右対称で対を為す構成である。また、第２下脚装具３３１に設けられた装着部３３４は、装着部３２４と同様の構成である。また、第２上脚装具３３２に設けられた装着部３３５は、装着部３２５と同様の構成である。つまり、第２脚装具３３０は、第１脚装具３２０を左右反転させた構成と同様の構成である。

また、第２脚装具３３０に対する第２ワイヤ４２０の関係は、第１脚装具３２０に対する第１ワイヤ４１０を左右反転させた構成と同様である。つまり、第２脚装具３３０に配置されている固定部材３３６、プーリー３３７および第４摺動部材３３８は、それぞれ、第１脚装具３２０に配置されている固定部材３２６、プーリー３２７および第３摺動部材３２８と同様の構成である。このため、第２脚装具３３０の構成の詳細な説明については省略する。

［２－３．効果など］
上記の構成により、動作支援装置３００の第１脚装具３２０では、第１アクチュエータ３６１により第１ワイヤ４１０が巻き上げられると、プーリー３２７は、第１ワイヤ４１０から後側の力を受ける。これにより、第１脚装具３２０では、第１下脚装具３２１と、第１上脚装具３２２とが、第３接続部３２３において装着者の膝関節が伸展する方向に回転される。よって、装着者は、動作支援装置３００から膝関節を伸展させる動作の補助を受けることができる。

また、第１アクチュエータ３６１により第１ワイヤ４１０が巻き上げられると、第１支持部材３１１の下端の部位と、第１上脚装具３２２に配置されている第３摺動部材３２８との間の第１ワイヤ４１０の長さが短くなる。このため、第１支持部材３１１は、装着者の腰または臀部付近を支点として胴体装具３１０を装着者の後ろ側に回転させることとなる。これにより、装着者は、動作支援装置３００から股関節を伸展させる動作の補助を受けることができる。

また、第２脚装具３３０についても上記と同様のことが言える。

これらのことにより、動作支援装置３００は、装着者が荷物５００を持ち上げる動作を効果的に補助することができる。

［２－４．変形例］
［２－４－１．変形例１］
上記実施の形態によれば、動作支援装置３００は、第１脚装具３２０および第２脚装具３３０の両方を備える構成であるとしたが、いずれか一方のみを備える構成であるとしてもよい。いずれか一方のみを備える構成であったとしても、脚装具が装着されている一方の脚の膝が伸展する動作を支援することができるからである。

以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る動作支援装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

本発明は、物体の形状に関わらず、物体を持ち上げる装着者の動作を補助することができる動作支援装置などとして有用である。

１００、３００ 動作支援装置
１１０、３１０ 胴体装具
１１１、３１１ 第１支持部材
１１１ａ、１１２ａ、１１３ａ、１１４ａ 第１部材
１１１ｂ、１１２ｂ、１１３ｂ、１１４ｂ 第２部材
１１１ｃ、１１２ｃ、１１３ｃ、１１４ｃ 第３部材
１１１ｃａ、１１２ｃａ、１１３ｃａ、１１４ｃａ 貫通孔
１１１ｄ、１１２ｄ、１１３ｄ、１１４ｄ 第４部材
１１２、３１２ 第２支持部材
１１３ 第３支持部材
１１４ 第４支持部材
１１５、１４６、３２８ 第３摺動部材
１１６、１５６、３３８ 第４摺動部材
１２０ 第１腕装具
１２１ 第１前腕装具
１２２ 第１上腕装具
１２３ 第１接続部
１２４、１２７、１３４、１３７、３２６、３３６ 固定部材
１２５、１２６ 第１摺動部材
１３５、１３６ 第２摺動部材
１３０ 第２腕装具
１３１ 第２前腕装具
１３２ 第２上腕装具
１３３ 第２接続部
１６１ 第１アクチュエータ
１６２ 第２アクチュエータ
１６３ 第３アクチュエータ
１６４ 第４アクチュエータ
１７１、１７２、３７１、３７２ バッテリ
１８０ 制御部
１８１、１８２ 切替部
１９０ ハーネス
２１０、４１０ 第１ワイヤ
２１１、４１１ 第１保護部材
２２０、４２０ 第２ワイヤ
２２１、４２１ 第２保護部材
２３０ 第３ワイヤ
２３１ 第３保護部材
２４０ 第４ワイヤ
２４１ 第４保護部材
３２０ 第１脚装具
３２１ 第１下脚装具
３２２ 第１上脚装具
３２３ 第３接続部
３２４、３２５、３３４、３３５ 装着部
３２７、３３７ プーリー
３３０ 第２脚装具
３３１ 第２下脚装具
３３２ 第２上脚装具
３３３ 第４接続部

Claims (9)

1. 動作支援装置であって、
   装着者の胴体に装着される胴体装具と、
   前記装着者の一方の腕部に装着される第１肢装具と、
   一端が前記第１肢装具に固定され、前記第１肢装具を吊るす第１ワイヤと、
   前記第１ワイヤの他端が固定され、駆動することで前記第１ワイヤの長さを調整する第１アクチュエータと、を備え、
   前記第１肢装具は、
   前記一方の腕部の前腕部に装着される第１前腕装具と、
   前記一方の腕部の上腕部に装着される第１上腕装具と、
   前記第１上腕装具と、前記第１前腕装具とを互いに回転可能に接続する第１接続部と、を有し、
   前記第１ワイヤの一端は、前記第１前腕装具に固定され、
   前記動作支援装置は、さらに、
   一端が前記第１前腕装具に固定され、当該一端と他端との間の部位が前記第１上腕装具に接続され、前記第１前腕装具を前記第１接続部において前記第１上腕装具に対して回転させるための第３ワイヤと、
   前記第３ワイヤの他端が固定され、駆動することで前記第３ワイヤの長さを調整する第３アクチュエータと、を備える
   動作支援装置。
2. さらに、
   前記第１ワイヤの一端と他端との間の部位を、前記第１ワイヤがスライド可能な状態で支持する第１支持部材を備え、
   前記第１アクチュエータは、駆動することで前記第１ワイヤの一端と、前記第１支持部材により支持されている部位との間における、前記第１ワイヤの長さを調整する
   請求項１に記載の動作支援装置。
3. 前記第１肢装具は、前記一方の腕部に装着され、
   前記第１支持部材は、前記第１ワイヤの一端と他端との間の部位を、前記装着者の肩よりも前記装着者の頭部側の位置で支持する
   請求項２に記載の動作支援装置。
4. 前記第１支持部材は、前記胴体装具に配置され、前記胴体装具が前記胴体に装着された状態において、前記装着者の肩よりも前記装着者の頭部側の位置で前記第１ワイヤを支持する
   請求項３に記載の動作支援装置。
5. さらに、
   前記第１ワイヤの一端と前記第１支持部材により支持されている部位との間に亘って前記第１ワイヤの側方を覆い、かつ、前記第１ワイヤが延びる方向に可撓性を有する第１保護部材を備える
   請求項３または４に記載の動作支援装置。
6. さらに、
   前記装着者が操作するための切替部を備え、
   前記第１アクチュエータは、前記切替部が第２状態から第１状態になったとき、前記第１ワイヤの長さが短くなる回転方向に駆動する
   請求項１から５のいずれか１項に記載の動作支援装置。
7. 前記第１肢装具は、前記第３ワイヤの前記一端および前記他端の間の部位を、前記第１ワイヤの長さ方向にスライド可能に支持する第１摺動部材を有する
   請求項１から６のいずれか１項に記載の動作支援装置。
8. さらに、
   前記装着者が操作するための切替部を備え、
   前記第１アクチュエータは、前記切替部が第２状態から第１状態になったとき、前記第１ワイヤの長さが短くなる回転方向に駆動し、
   前記第３アクチュエータは、前記切替部が第２状態から第１状態になったとき、前記第３ワイヤの長さが短くなる回転方向に駆動する
   請求項１から７のいずれか１項に記載の動作支援装置。
9. さらに、
   前記装着者の他方の腕部に装着される第２肢装具と、
   一端が前記第２肢装具に固定され、前記第２肢装具を吊るす第２ワイヤと、
   前記第２ワイヤの他端が固定され、駆動することで前記第２ワイヤの長さを調整する第２アクチュエータと、を備える
   請求項１から８のいずれか１項に記載の動作支援装置。

Images