JPWO2018168817A1 - Operation assist device - Google Patents

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Abstract

関節により接続された2つの部位が屈曲状態から伸展状態へと変動する際の動作をアシストする動作アシスト装置(1)であって、一方の部位に固定される剛体(2)と、屈曲状態における2つの部位のなす角の対角内に位置し、剛体(2)と一体的に設けられた接続点(15)を介して剛体(2)と接続され、一端が他方の部位に固定され、固定端(5e)と接続点(15)との間の距離を短縮可能なアクチュエータ(5)とを備えるようにした。An operation assist device (1) for assisting an operation when two parts connected by a joint change from a bent state to an extended state, and a rigid body (2) fixed to one part, It is located within the diagonal of the angle formed by the two parts, and is connected to the rigid body (2) through a connection point (15) provided integrally with the rigid body (2), and one end is fixed to the other part, An actuator (5) capable of shortening the distance between the fixed end (5e) and the connection point (15) is provided.

Description

本発明は、動作アシスト装置に関し、特に屈曲状態から伸展状態に至る動作をアシストする動作アシスト装置に関する。  The present invention relates to a motion assist device, and more particularly to a motion assist device that assists a motion from a bent state to an extended state.

特許文献1に示すように、人の脚部にアシスト装置を装着し、脚部の屈伸動作をアシストする装置が提案されている。当該アシスト装置は、人の脚部の大腿部及び下腿部に対応してそれぞれ固定された各リンク片を脚部の膝関節と対応する位置にて回転機構を介して接続し、当該回転機構をモータ等の駆動源によって回転させることにより、脚部を半ば強制的に屈伸動作させるものである。当該アシスト装置によれば、モータ等の駆動力が回転自在なリンクとして構成された各リンク片を介して脚部に伝達されるため、例えば屈曲状態にある脚部を伸展状態とするためのアシスト力を得ることができる。  As shown in Patent Document 1, an apparatus has been proposed in which an assist device is attached to a person's leg portion to assist the leg bending and stretching operation. The assist device connects each link piece fixed corresponding to the thigh and lower leg of a human leg via a rotation mechanism at a position corresponding to the knee joint of the leg, By rotating the mechanism with a drive source such as a motor, the legs are forcibly bent and extended halfway. According to the assist device, since the driving force of a motor or the like is transmitted to the leg portion via each link piece configured as a rotatable link, for example, the assist for bringing the bent leg portion into an extended state You can gain power.

しかしながら、上記アシスト装置にあっては、各リンク片が剛体として形成され、大腿部及び下腿部を一体的に拘束する構成であるため、脚部を肩幅方向に開く動作や、脚部を捻転させる動作等、脚部として本来備わる動作が制限され、動作の自由度が低い。
また、脚部が屈伸動作する際における膝関節の描く軌跡は一定ではなく、個人差、或いは体の体勢によっても異なるものである。しかし、上記アシスト装置にあっては、回転機構の描く軌跡が一定であり、更にその位置が膝関節と常に対応関係にあるため、屈伸動作時における膝関節及び回転機構双方の描く軌跡のズレによって円滑な動作が阻害され、ひいてはアシスト装置として要求されるべき違和感のない装着性を阻害する要因となる。
However, in the assist device described above, each link piece is formed as a rigid body and is configured to integrally restrain the thigh and lower leg, so that the operation of opening the leg in the shoulder width direction or the leg The movements inherent to the legs, such as the twisting movement, are limited, and the degree of freedom of movement is low.
In addition, the trajectory drawn by the knee joint when the leg is bent and extended is not constant, and varies depending on individual differences or body posture. However, in the above assist device, the locus drawn by the rotation mechanism is constant, and the position is always in a corresponding relationship with the knee joint. Smooth operation is hindered, and as a result, it becomes a factor that hinders wearing comfort that should be required as an assist device.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、脚部の伸展動作時におけるアシスト力を担保しつつ、動作の自由度及び装着性を向上可能なアシスト装置を提供する。  The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides an assist device capable of improving the degree of freedom of operation and the mountability while ensuring the assist force during the extension operation of the leg.

上記課題を解決するための構成として、関節により接続された2つの部位が屈曲状態から伸展状態へと変動する際の動作をアシストする動作アシスト装置であって、一方の部位に固定される部材と、部材と一体的に設けられた接続部を介して部材と接続し且つ他方の部位に固定された固定端を有するアクチュエータと、を備え、接続部は、屈曲状態において2つの部位のなす角の対角内に位置し、アクチュエータは、固定端と接続部との間の距離を短縮可能である構成とした。
本構成によれば、アクチュエータを収縮させることにより、部材とアクチュエータとの接続部(接続点)を力点として2つの部位が伸展状態になる方向に部材にモーメントが作用するため、アクチュエータの固定端と部材の接続部との間の距離を変化させることで、屈曲状態から伸展するときのアシスト力を得ることができる。さらに、2つの部位と動作アシスト装置は、それぞれの運動における相対関係が固定されていないので、アシスト時の拘束感を低減できる。
As a configuration for solving the above problem, an operation assist device that assists an operation when two parts connected by a joint are changed from a bent state to an extended state, and a member fixed to one part; And an actuator having a fixed end connected to the member via a connecting portion provided integrally with the member and fixed to the other portion, and the connecting portion has an angle formed by the two portions in the bent state. Located in the diagonal, the actuator is configured to be able to shorten the distance between the fixed end and the connecting portion.
According to this configuration, when the actuator is contracted, a moment acts on the member in a direction in which the two portions are extended with the connection portion (connection point) between the member and the actuator as a force point. By changing the distance from the connecting portion of the member, it is possible to obtain an assist force when extending from the bent state. Further, since the relative relationship between the two parts and the motion assisting device is not fixed, the sense of restraint during assisting can be reduced.

上記課題を解決するための他の構成として、膝関節により接続された大腿部及び下腿部が屈曲状態から伸展状態へと変動する際の動作をアシストする動作アシスト装置であって、前記大腿部に固定される部材と、前記部材に固定された距離変動手段と、前記大腿部と前記下腿部とのなす角の対角内に位置し、前記部材と一体的に設けられたワイヤガイドと、前記下腿部に固定されるとともに、前記ワイヤガイドを介して前記距離変動手段に架け渡されたワイヤと、を備える構成とした。
本構成によれば、距離変動手段を短縮させることにより、部材とワイヤとの接続部となるワイヤガイドを力点として2つの部位が伸展状態になる方向に部材にモーメントが作用するため、ワイヤの固定端とワイヤガイドとの間の距離を変化させることで、屈曲状態から伸展するときのアシスト力を得ることができる。さらに、2つの部位と動作アシスト装置は、それぞれの運動における相対関係が固定されていないので、アシスト時の拘束感を低減できる。
距離変動手段として、全長を可変な部材、言い換えると両端間の距離を可変な部材を用いることができる。距離変動手段の具体例として、伸縮体を例示することができる。
As another configuration for solving the above-described problem, there is provided an operation assist device that assists an operation when a thigh and a lower leg connected by a knee joint change from a bent state to an extended state. The member fixed to the thigh, the distance changing means fixed to the member, and located within the diagonal of the angle formed by the thigh and the crus, and provided integrally with the member A wire guide and a wire fixed to the crus and spanned over the distance varying means via the wire guide are provided.
According to this configuration, by shortening the distance variation means, the moment acts on the member in the direction in which the two parts are extended with the wire guide serving as the connecting portion between the member and the wire as the force point, so that the wire is fixed. By changing the distance between the end and the wire guide, it is possible to obtain an assist force when extending from the bent state. Further, since the relative relationship between the two parts and the motion assisting device is not fixed, the sense of restraint during assisting can be reduced.
As the distance changing means, a member whose total length is variable, in other words, a member whose distance between both ends is variable can be used. A stretchable body can be exemplified as a specific example of the distance changing means.

また、望ましい他の構成として、アクチュエータは、ゴム、ワイヤのいずれかを含む構成とした。
本構成によれば、アクチュエータとして非剛体の部材を用いることにより、2つの部位間における拘束をより低減させることができ、関節におけるねじり運動を行う際にも有効である。
Further, as another desirable configuration, the actuator includes a rubber or a wire.
According to this configuration, by using a non-rigid member as the actuator, the constraint between the two parts can be further reduced, which is also effective when performing a torsional motion at the joint.

また、望ましい他の構成として、アクチュエータは、ワイヤを含み、動作アシスト装置が、2つの部位の伸展状態又は屈曲状態への変動におけるワイヤの長さを調整可能な長さ調整機構を備える構成とした。
本構成によれば、伸展や屈曲する際のワイヤのたるみを防止できる。
Further, as another desirable configuration, the actuator includes a wire, and the motion assist device includes a length adjustment mechanism that can adjust the length of the wire in the variation of the two portions to the extended state or the bent state. .
According to this structure, the slack of the wire at the time of extension and bending can be prevented.

また、望ましい他の構成として、長さ調整機構は、ワイヤに緊張力を付与するテンショナーを含む構成とした。
本構成によれば、ワイヤに常にテンションをかけることができるので、ワイヤのたるみを防止できる。
As another desirable configuration, the length adjusting mechanism includes a tensioner that applies tension to the wire.
According to this configuration, it is possible to always apply tension to the wire, thereby preventing the wire from sagging.

また、望ましい他の構成として、アクチュエータは、距離変動手段とワイヤとを含み、ワイヤは滑車機構に架け渡される構成とした。
距離変動手段として、全長を可変な部材、言い換えると両端間の距離を可変な部材を用いることができる。距離変動手段の具体例として、伸縮体を例示することができる。
別の構成として、アクチュエータは、全長を可変に構成された距離変動手段と、距離変動手段に接続したワイヤと、を有し、距離変動手段と接続部との間や距離変動手段と固定端との間に滑車機構が設けられ、ワイヤが滑車機構に架け渡されている構成としてもよい。
これらの構成によれば、距離変動手段の変化量に対してアクチュエータ全体の伸縮量を大きくできる。
なお、滑車機構として、ワイヤの移動量を、距離変動手段の全長変動量から変換する機構、より具体的には、ワイヤの移動量を、距離変動手段の全長変動量よりも増大(例えば二倍)又は減少(例えば半減)させる機構を採用することができる。滑車機構の具体例として、接続部を構成する滑車(プーリー)、固定端を構成する滑車(プーリー)、装具に支持された又は装具の一部分をなす滑車(プーリー)、部材に支持された又は部材の一部分をなす滑車(プーリー)、距離変動手段に支持された又は距離変動手段の一部分をなす滑車(プーリー)を例示することができる。
Further, as another desirable configuration, the actuator includes a distance varying means and a wire, and the wire is stretched over the pulley mechanism.
As the distance changing means, a member whose total length is variable, in other words, a member whose distance between both ends is variable can be used. A stretchable body can be exemplified as a specific example of the distance changing means.
As another configuration, the actuator includes a distance varying means having a variable overall length, and a wire connected to the distance varying means. Between the distance varying means and the connecting portion, the distance varying means, and the fixed end. It is good also as a structure by which a pulley mechanism is provided between these and a wire is spanned over the pulley mechanism.
According to these configurations, the expansion / contraction amount of the entire actuator can be increased with respect to the change amount of the distance changing means.
As a pulley mechanism, a mechanism for converting the amount of movement of the wire from the total amount of fluctuation of the distance variation means, more specifically, the amount of movement of the wire is increased (for example, twice the total amount of variation of the distance variation means). ) Or a reduction (eg, halved) mechanism can be employed. Specific examples of the pulley mechanism include a pulley (pulley) constituting the connecting portion, a pulley (pulley) constituting the fixed end, a pulley (pulley) supported by the device or part of the device, supported by the member, or a member. A pulley (pulley) that forms a part of the pulley, and a pulley that is supported by the distance varying means or that forms a part of the distance varying means can be exemplified.

また、望ましい他の構成として、2つの部位が伸展状態から屈曲状態へと変動する際の固定端と接続部との間の単位時間当りの延長距離を調整する延長距離調整手段が設けられる構成とした。
延長距離調整手段として、距離変動手段(伸縮体)の全長変化速度を調整する手段や、距離変動手段(伸縮体)の全長変化速度を規制する手段を採用することができる。
本構成によれば、伸展状態から屈曲状態へのしゃがむ動作を補助することができる。
As another desirable configuration, an extension distance adjusting means for adjusting an extension distance per unit time between the fixed end and the connecting portion when the two portions change from the extended state to the bent state; and did.
As the extension distance adjusting means, means for adjusting the full length change speed of the distance changing means (expandable body) or means for regulating the full length changing speed of the distance changing means (extensible body) can be adopted.
According to this configuration, it is possible to assist the operation of squatting from the extended state to the bent state.

また、望ましい他の構成として、他方の部位は、第1の部位と、第2の部位と、前記第1の部位及び前記第2の部位とを接続する関節とを備え、前記アクチュエータの固定端を、前記第1の部位又は前記第2の部位に固定した。
ここで、一方の部位を大腿部とし、他方の部位の第1の部位を下腿部とし、他方の部位の第2の部位を足部とすることができる。
本構成によれば、より効率良くアシストすることができる。
本構成において、アクチュエータの固定端は、屈曲状態において第1の部位(例えば下腿部の軸線方向p2)及び第2の部位(例えば足部の軸線方向p4)のなす角の対角内に位置することが好ましい。この場合、第1の部位及び第2部位を屈曲状態から伸展させるためのアシスト力を得ることもできる。
Further, as another desirable configuration, the other part includes a first part, a second part, and a joint connecting the first part and the second part, and the fixed end of the actuator Was fixed to the first part or the second part.
Here, one part can be a thigh, the first part of the other part can be a crus, and the second part of the other part can be a foot.
According to this configuration, it is possible to assist more efficiently.
In this configuration, the fixed end of the actuator is positioned within the diagonal of the angle formed by the first part (for example, the axial direction p2 of the lower leg) and the second part (for example, the axial direction p4 of the foot) in the bent state. It is preferable to do. In this case, an assist force for extending the first part and the second part from the bent state can also be obtained.

また、望ましい他の構成として、動作アシスト装置は、膝関節により接続された大腿部及び下腿部が屈曲状態から伸展状態へと変動する際の動作をアシストする構成とした。
本構成によれば、人の動作において負荷の大きいしゃがんだ状態から立ち上がるときの立ち上がり動作を補助できる。
Further, as another desirable configuration, the motion assist device is configured to assist the motion when the thigh and the lower leg connected by the knee joint change from the bent state to the extended state.
According to this configuration, it is possible to assist the start-up operation when the user starts up from a squatting state with a large load.

また、望ましい他の構成として、部材とアクチュエータとの接続部を膝関節の側部に配置する構成とした。
本構成によれば、関節の伸展運動の妨げにならない。
Further, as another desirable configuration, a connection portion between the member and the actuator is disposed on the side portion of the knee joint.
According to this configuration, the extension movement of the joint is not hindered.

また、望ましい他の構成として、距離変動手段を大腿部側に配置する構成とした。
本構成によれば、慣性力が低減されるので、動作アシスト装置を装着した状態での歩行をしやすくできる。
Further, as another desirable configuration, the distance varying means is disposed on the thigh side.
According to this configuration, since the inertial force is reduced, it is possible to easily walk while wearing the motion assist device.

また、望ましい他の構成として、アクチュエータは、前記大腿部側に位置する距離変動手段と、前記下腿部側に位置し前記距離変動手段と接続したワイヤと、を有する構成とした。
本構成によれば、慣性力が低減されるので、動作アシスト装置を装着した状態での歩行をしやすくできる。
As another desirable configuration, the actuator includes a distance varying means located on the thigh side and a wire located on the crus side and connected to the distance varying means.
According to this configuration, since the inertial force is reduced, it is possible to easily walk while wearing the motion assist device.

また、望ましい他の構成として、距離変動手段を大腿部側及び下腿部側に配置する構成とした。
本構成によれば、アシスト力をさらに強くすることができる。
As another desirable configuration, the distance varying means is disposed on the thigh side and the crus side.
According to this configuration, the assist force can be further increased.

また、望ましい他の構成として、アクチュエータは、前記大腿部側に位置する第1の距離変動手段と、前記下腿部側に位置する第2の距離変動手段と、二つの距離変動手段を連結するワイヤと、を有する構成とした。
本構成によれば、アシスト力をさらに強くすることができる。
As another desirable configuration, the actuator includes a first distance varying means located on the thigh side, a second distance varying means located on the crus side, and two distance varying means. And a wire to be configured.
According to this configuration, the assist force can be further increased.

本実施形態に係る動作アシスト装置の構成図である。It is a lineblock diagram of the operation assistant device concerning this embodiment. 動作アシスト装置の装着状態を示す図である。It is a figure which shows the mounting state of an operation assistance apparatus. 図2Aの動作アシスト装置の装着状態を屈曲状態で示す図である。It is a figure which shows the mounting state of the operation assistance apparatus of FIG. 2A in a bending state. アクチュエータの構成図である。It is a block diagram of an actuator. アクチュエータの構成図である。It is a block diagram of an actuator. 人工筋肉の構成図である。It is a block diagram of an artificial muscle. 人工筋肉の構成図である。It is a block diagram of an artificial muscle. 立上り動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a rising operation. 立上り動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a rising operation. 立上り動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a rising operation. 立上り動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a rising operation. 立上り動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a rising operation. 立上り動作を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a rising operation. 動作アシスト装置の他の実施形態の図である。It is a figure of other embodiment of an operation | movement assistance apparatus. 動作アシスト装置の他の実施形態の図である。It is a figure of other embodiment of an operation | movement assistance apparatus. 動作アシスト装置の他の実施形態の図である。It is a figure of other embodiment of an operation | movement assistance apparatus. 動作アシスト装置の他の実施形態の図である。It is a figure of other embodiment of an operation | movement assistance apparatus. 動作アシスト装置の他の実施形態の図である。It is a figure of other embodiment of an operation | movement assistance apparatus. 動作アシスト装置の他の実施形態の図である。It is a figure of other embodiment of an operation | movement assistance apparatus. 動作アシスト装置の他の実施形態の図である。It is a figure of other embodiment of an operation | movement assistance apparatus. 長さ調整機構の構成図である。It is a block diagram of a length adjustment mechanism. 長さ調整機構の構成図である。It is a block diagram of a length adjustment mechanism. 長さ調整機構の構成図である。It is a block diagram of a length adjustment mechanism.

図1,図2A,図2Bに示す動作アシスト装置1は、例えば、人が荷物を持ち上げるときの立ち上り動作を補助する装具である。以下の実施形態では、動作アシスト装置1を人体の脚部に適用した例を示すが、動作アシスト装置1は、肘関節を中心とする腕部や腰椎を中心とする腰部等、屈曲した状態と伸展した状態とを取り得る部位であればいかなる部位にも適用可能である。また、動作アシスト装置1の適用は人体に限られず、関節を介して接続され、屈曲状態と伸展状態とを取り得る2つの部位を備えていれば他の機械的構造等にも適用できる。  The operation assisting device 1 shown in FIGS. 1, 2A, and 2B is, for example, a device that assists a rising operation when a person lifts a load. In the following embodiments, an example in which the motion assist device 1 is applied to a leg portion of a human body is shown. However, the motion assist device 1 has a bent state such as an arm portion centered on an elbow joint and a waist portion centered on a lumbar spine. The present invention can be applied to any part as long as it can take the extended state. The application of the motion assist device 1 is not limited to a human body, and can be applied to other mechanical structures and the like as long as two parts that can be connected to each other through joints and can take a bent state and an extended state are provided.

各図に示すように、動作アシスト装置1は、膝関節を介して接続される2つの部位の一方の部位としての大腿部に取り付けられる大腿装具2と、他方の部位としての下腿部に取り付けられる下腿装具4と、大腿装具2及び下腿装具4に駆動力を付与するアクチュエータ5とを備える。即ち、動作アシスト装置1は、大腿部における大腿骨と下腿部における下腿骨とを一対の節(リンク)とし、これらの節を回転可能に連結する膝関節を1つのリンク機構と見なし、膝の曲げ伸ばし、特に屈曲状態から伸展状態へと動作するときの脚部の動作をアシスト(補助)する。  As shown in each figure, the motion assist device 1 includes a thigh brace 2 attached to a thigh as one part of two parts connected via a knee joint, and a crus part as the other part. A lower leg brace 4 to be attached and an actuator 5 for applying a driving force to the upper leg brace 2 and the lower leg brace 4 are provided. That is, the motion assist device 1 regards the femur in the thigh and the crus in the lower leg as a pair of nodes (links), and regards the knee joint that rotatably connects these nodes as one link mechanism, Assists (assist) the movement of the legs when the knee is bent and extended, especially when moving from the bent state to the extended state.

大腿装具2及び下腿装具4は、それぞれ、アクチュエータ5を取り付けるための機構取付部材2A;4Aと、これら機構取付部材2A;4Aを大腿部、下腿部に固定する固定ベルト2B;4Bと、を備える。なお、機構取付部材2A;4Aの裏面には、図外のクッション材等が設けられ、人体との緩衝が図られる。機構取付部材2A;4Aは、例えば、可撓性を有する硬質の樹脂で構成される。固定ベルト2B;4Bには、例えば、非伸縮性の帯からなり、端部に固定手段として機能する面ファスナーが適用される。  The thigh orthosis 2 and the lower thigh orthosis 4 are respectively a mechanism attaching member 2A; 4A for attaching the actuator 5, and a fixing belt 2B; 4B for fixing the mechanism attaching member 2A; 4A to the thigh and the lower thigh, Is provided. In addition, the cushioning material etc. which are not shown in figure are provided in the back surface of mechanism attachment member 2A; 4A, and a buffer with a human body is aimed at. The mechanism attachment member 2A; 4A is made of, for example, a hard resin having flexibility. For example, a hook-and-loop fastener made of a non-stretchable belt and functioning as a fixing means is applied to the fixing belt 2B; 4B.

機構取付部材2Aは、例えば、大腿部の外周に沿った湾曲を有して形成され、固定ベルト2Bにより、大腿部に対して固定される。例えば、機構取付部材2Aは、大腿部の前部から外側側部を経て後部へと巻付くように装着されるものとして説明する。
機構取付部材2Aは、後述のアクチュエータ5の一端側を固定可能とする大腿側固定部11と、突出部13とを備える。
The mechanism attachment member 2A is formed, for example, with a curve along the outer periphery of the thigh, and is fixed to the thigh by the fixing belt 2B. For example, the mechanism attachment member 2A will be described as being mounted so as to be wound from the front part of the thigh to the rear part through the outer side part.
The mechanism attachment member 2 </ b> A includes a thigh side fixing portion 11 that can fix one end side of an actuator 5 to be described later, and a protruding portion 13.

突出部13は、例えば、機構取付部材2Aに固定された棒状部材17の一部として形成され、大腿装具2を大腿部に装着してしゃがんだ姿勢(膝関節の屈曲時)において、膝関節よりも前方に所定長さ突き出すように延長する。棒状部材17は、大腿部における外骨格をなすように、大腿部の外側側部に沿って機構取付部材2Aと一体的に固定される。図2Bに示すように、棒状部材17は先端17Aが膝関節よりも前方に突き出るとともに大腿部の全体にわたる長さを有する。棒状部材17の素材には、アシスト動作において撓み変形が少ないものであれば良く、人体に装着することを考慮すれば、軽量、かつ、アシスト動作時の力に負けない剛性を有するアルミ等の軽量な非鉄金属や、繊維補強された樹脂などのパイプ等を適用できる。つまり、棒状部材17は、アシスト動作時の力に抗する剛体として見なせる剛性を有するものであれば良い。  The protrusion 13 is formed, for example, as a part of the rod-like member 17 fixed to the mechanism attachment member 2A, and in a posture in which the thigh orthosis 2 is attached to the thigh and crouched (when the knee joint is bent), the knee joint It extends so as to protrude a predetermined length forward. The rod-like member 17 is fixed integrally with the mechanism attachment member 2A along the outer side portion of the thigh so as to form an exoskeleton in the thigh. As shown in FIG. 2B, the rod-like member 17 has a length over the entire thigh as the tip 17A projects forward from the knee joint. The material of the rod-shaped member 17 may be any material that has little bending deformation in the assist operation. Considering that the rod member 17 is attached to the human body, it is lightweight and lightweight such as aluminum having rigidity that does not lose the force during the assist operation. Pipes such as non-ferrous metal and fiber reinforced resin can be applied. That is, the rod-shaped member 17 only needs to have a rigidity that can be regarded as a rigid body that resists the force during the assist operation.

突出部13の先端(棒状部材17の先端17A)側には、後述のアクチュエータ5の一部を構成するワイヤ8をガイドするワイヤガイド(接続部)15が設けられる。すなわち、ワイヤガイド(接続部)15は、突出部13(棒状部材17)と一体的に設けられ、言い換えると突出部13(棒状部材17)と一定の相対位置に維持される。図2Bに示すように、ワイヤガイド(接続部)15の回転軸部にはワイヤ8の端部を固定するワイヤ固定部15Aが設けられる。図2Bに示すように、ワイヤガイド15は、しゃがんだ姿勢(膝関節の屈曲時)における大腿部(大腿骨)の延長線p1と下腿部(下腿脛骨)の延長線p2とのなす角φの対角φ´内に位置するように設定される。換言すれば、棒状部材17の長さは、ワイヤガイド15が膝関節により接続された大腿部及び下腿部の2つの部位のなす角の対角内に位置するように設定される。  A wire guide (connecting portion) 15 for guiding a wire 8 that constitutes a part of the actuator 5 described later is provided on the tip end of the protrusion 13 (tip 17A of the rod-like member 17). That is, the wire guide (connecting portion) 15 is provided integrally with the protruding portion 13 (bar-shaped member 17), in other words, maintained at a certain relative position with the protruding portion 13 (bar-shaped member 17). As shown in FIG. 2B, a wire fixing portion 15 </ b> A for fixing the end portion of the wire 8 is provided on the rotating shaft portion of the wire guide (connection portion) 15. As shown in FIG. 2B, the wire guide 15 has an angle formed by an extension line p1 of the thigh (femur) and an extension line p2 of the crus (crus tibia) in a squatting posture (when the knee joint is bent). It is set so as to be located within the diagonal φ ′ of φ. In other words, the length of the rod-shaped member 17 is set so that the wire guide 15 is located within the diagonal of the angle formed by the two parts of the thigh and the lower leg connected by the knee joint.

ワイヤガイド15としては、滑車やピン或いは溝等、後述の伸縮体9により牽引されるワイヤ8の移動方向を規定するとともに移動を阻害しない部材であれば良く、当該ワイヤガイド15によってワイヤ8の延長方向が転換される。なお、図1〜図5Fに示された例では、ワイヤガイド(接続部)15として滑車を用いた例を示している。この場合、滑車の回転軸が、膝関節における回転軸Cと平行となるように棒状部材17に設けられる。  The wire guide 15 may be any member that regulates the moving direction of the wire 8 pulled by the elastic body 9 to be described later, such as a pulley, a pin, or a groove and that does not hinder the movement. The wire guide 15 extends the wire 8. The direction is changed. In addition, in the example shown by FIGS. 1-5F, the example which used the pulley as the wire guide (connection part) 15 is shown. In this case, the rotation shaft of the pulley is provided on the rod-shaped member 17 so as to be parallel to the rotation axis C of the knee joint.

機構取付部材4Aは、下腿部の側部に沿って装着可能に形成され、固定ベルト4Bにより足首側に固定される。機構取付部材4Aには、アクチュエータ5の他端側を固定可能な下腿側固定部16が設けられる。下腿側固定部16には、アクチュエータ5を構成するワイヤ8の端部5e、言い換えると図示された例におけるアクチュエータ5の固定端5eが、固定される。下腿側固定部16は、例えば、板状部材12により構成され、機構取付部材4Aにねじ止めされることにより、ワイヤ8の端部(アクチュエータ5の固定端)5eを機構取付部材4Aとの間で固定する。  The mechanism attachment member 4A is formed so as to be attachable along the side of the lower leg, and is fixed to the ankle side by a fixing belt 4B. The mechanism attachment member 4A is provided with a crus side fixing portion 16 capable of fixing the other end side of the actuator 5. An end 5e of the wire 8 constituting the actuator 5, that is, the fixed end 5e of the actuator 5 in the illustrated example is fixed to the crus fixing portion 16. The crus side fixing part 16 is constituted by, for example, a plate-like member 12 and is screwed to the mechanism mounting member 4A so that the end portion (fixed end of the actuator 5) 5e of the wire 8 is connected to the mechanism mounting member 4A. Secure with.

アクチュエータ5は、一方の部位(大腿部)と一体的に設けられた接続部を介して棒状部材17(突出部13)と接続し、且つ、他方の部位(下腿部)に固定された固定端5eを有している。アクチュエータ5は、固定端5eと接続部との間の距離を短縮可能であり、短縮することで二つの部位の動作をアシストするアシスト力を出力する。図1〜図5Fに示された例において、接続部は、ワイヤガイド15によって構成されている。アクチュエータ5のワイヤ8は、ワイヤガイド15に架け渡され、これにより、ワイヤガイド(接続部)15を介して棒状部材17(突出部13)と接続している。図1〜図5Fに示された例において、固定端5eは、伸縮体9に接続する側とは逆側となるワイヤ8の端部によって構成されている。  The actuator 5 is connected to the rod-like member 17 (projection 13) through a connection part provided integrally with one part (thigh), and is fixed to the other part (crus). It has a fixed end 5e. The actuator 5 can shorten the distance between the fixed end 5e and the connecting portion, and outputs an assist force that assists the operation of the two parts by shortening the distance. In the example shown in FIGS. 1 to 5F, the connection portion is constituted by a wire guide 15. The wire 8 of the actuator 5 is stretched over the wire guide 15, and is thereby connected to the rod-shaped member 17 (projecting portion 13) via the wire guide (connecting portion) 15. In the example shown in FIG. 1 to FIG. 5F, the fixed end 5 e is configured by an end portion of the wire 8 that is on the opposite side to the side connected to the stretchable body 9.

図1〜図5Fに示されたアクチュエータ5は、概略、伸縮体9とワイヤ8とを含んで構成され、伸縮体9は、アクチュエータ5の全長を変動させる距離変動手段として機能する。伸縮体9は、その全長を変動させることができる。言い換えると、伸縮体9は、その両端間の長さを変動させることができる。図3A及び図3Bに示すように、伸縮体9は、流体の供給により軸方向に伸縮する複数(本実施形態では2つ)の軸方向繊維強化型人工筋肉(以下、単に人工筋肉という)18;18で構成される。図4A及び図4Bに示すように、人工筋肉18は、例えば天然のラテックスゴムからなる円筒体19にカーボン繊維シート22を内挿した構成である。カーボン繊維シート22は、複数のカーボン繊維21が円筒体19の軸方向に沿って配向されており、円筒体19の軸方向への伸長を拘束する。円筒体19の両端は、端子部材23A;23Bにより閉塞される。これにより、円筒体19の内周側には気室26が形成される。一方の端子部材23Aには、後述のチューブ45が接続され、気室26に連通する空気取入口25が設けられる。円筒体19の外周には、複数のリング24が軸方向に均等な間隔で設けられる。上記構成からなる人工筋肉18の気室26内に流体の一例としての空気を供給した場合、円筒体19は、リング24に区画された複数の瘤を有するように半径方向に膨張するとともに、カーボン繊維シート22の拘束力によって軸方向に収縮する。また、気室26内の空気を排気することによって、自然長に復帰(伸長)する。このような構成の人工筋肉18を用いることにより伸縮体9を軽量化することができると共に、立上り動作に応じたアシスト力の変化を得ることができる。人工筋肉18には、収縮ストロークに対する出力特性(牽引力)が、収縮初期に大きく、収縮末期向けて徐々に小さくなるという特性を有している。この特性は、人の立上り動作において動作初期には大きな力が必要とされ、立上り動作の進行にともない必要とされる力が徐々に小さくなるという人の特性に対応しており、アシスト力を得るための動力源として好ましい。なお、人工筋肉18としては、上述のものに限定されず、他のマッキベン型の人工筋肉等であっても良い。  The actuator 5 shown in FIGS. 1 to 5F is roughly configured to include a stretchable body 9 and a wire 8, and the stretchable body 9 functions as a distance varying means that varies the overall length of the actuator 5. The stretchable body 9 can vary its entire length. In other words, the stretchable body 9 can vary the length between its both ends. As shown in FIGS. 3A and 3B, the stretchable body 9 includes a plurality of (two in the present embodiment) axial fiber-reinforced artificial muscles (hereinafter simply referred to as artificial muscles) 18 that expand and contract in the axial direction by the supply of fluid. 18 is comprised. As shown in FIGS. 4A and 4B, the artificial muscle 18 has a configuration in which a carbon fiber sheet 22 is inserted into a cylindrical body 19 made of, for example, natural latex rubber. In the carbon fiber sheet 22, a plurality of carbon fibers 21 are oriented along the axial direction of the cylindrical body 19, and restrains the extension of the cylindrical body 19 in the axial direction. Both ends of the cylindrical body 19 are closed by terminal members 23A and 23B. Thereby, an air chamber 26 is formed on the inner peripheral side of the cylindrical body 19. One terminal member 23 </ b> A is connected to a tube 45, which will be described later, and is provided with an air inlet 25 communicating with the air chamber 26. A plurality of rings 24 are provided on the outer periphery of the cylindrical body 19 at equal intervals in the axial direction. When air as an example of a fluid is supplied into the air chamber 26 of the artificial muscle 18 having the above-described configuration, the cylindrical body 19 expands in the radial direction so as to have a plurality of lumps partitioned by the ring 24, and carbon. The fiber sheet 22 is contracted in the axial direction by the restraining force of the fiber sheet 22. Further, the air in the air chamber 26 is exhausted to return to its natural length (extend). By using the artificial muscle 18 having such a configuration, the extension / contraction body 9 can be reduced in weight, and the assist force can be changed according to the rising motion. The artificial muscle 18 has a characteristic that an output characteristic (traction force) with respect to a contraction stroke is large at the initial stage of contraction and gradually decreases toward the end of contraction. This characteristic corresponds to the human characteristic that a large force is required at the initial stage of a person's rising motion, and the required force gradually decreases with the progress of the rising motion. It is preferable as a power source. The artificial muscle 18 is not limited to the above-described one, and may be another McKibben type artificial muscle or the like.

図3A及び図3Bに示すように、伸縮体9は、一対の人工筋肉18;18の伸縮軸が互いに平行となるように並列配置されてなる。人工筋肉18;18の各端部は、それぞれ上側連結材30及び下側連結材31により連結されて一体に構成される。上側連結材30は、例えば、金属製の平板部材からなり、人工筋肉18;18の端子部材23Aがボルト等の固定手段により固定されることにより、人工筋肉18;18同士が一定間隔で位置決めされる。また、上側連結材30には、大腿装具2と接続されるL字状の接続部32が設けられる。接続部32は、一方が上側連結材30に固定されるとともに、他方が貫通孔33を介して大腿装具2と接続される。  As shown in FIGS. 3A and 3B, the stretchable body 9 is arranged in parallel so that the stretchable axes of the pair of artificial muscles 18; 18 are parallel to each other. The respective ends of the artificial muscles 18; 18 are connected to each other by an upper connecting member 30 and a lower connecting member 31 to be integrally formed. The upper connecting member 30 is made of, for example, a metal flat plate member, and the artificial muscles 18; 18 are positioned at regular intervals by fixing the terminal members 23A of the artificial muscles 18; 18 by fixing means such as bolts. The Further, the upper connecting member 30 is provided with an L-shaped connecting portion 32 connected to the thigh orthosis 2. One of the connection portions 32 is fixed to the upper coupling member 30, and the other is connected to the thigh brace 2 through the through hole 33.

下側連結材31は、例えば、金属製のアングル部材からなり、人工筋肉18;18の端子部材23Bがボルト等の固定手段により固定されることにより、人工筋肉18;18同士が一定間隔で位置決めされる。また、下側連結材31の中心部には、ワイヤ8の他端側(他端側部分)が接続されるワイヤガイド14が設けられる。ワイヤガイド14は、滑車やピン或いは溝等、後述の伸縮体9により牽引されるワイヤ8の移動方向を規制するとともに移動を阻害しない部材であれば良く、当該ワイヤガイド14によってワイヤ8の延長方向が転換される。すなわち、ワイヤ8は、ワイヤガイド14に架け渡されることで、ワイヤガイド14を介して伸縮体(距離変動手段)9と接続している。なお、図示の例では、ワイヤガイド14として滑車を用いた例を示している。この場合、滑車の回転軸が、下側連結材31に直交するように設けると良い。  The lower connecting member 31 is made of, for example, a metal angle member, and the artificial muscles 18; 18 are positioned at regular intervals by fixing the terminal members 23B of the artificial muscles 18; 18 by fixing means such as bolts. Is done. In addition, a wire guide 14 to which the other end side (the other end side portion) of the wire 8 is connected is provided at the center portion of the lower connection member 31. The wire guide 14 may be any member that restricts the moving direction of the wire 8 pulled by the elastic body 9 described later, such as a pulley, a pin, or a groove, and does not hinder the movement. Is converted. That is, the wire 8 is stretched over the wire guide 14 and is connected to the stretchable body (distance varying means) 9 via the wire guide 14. In the illustrated example, a pulley is used as the wire guide 14. In this case, the rotation shaft of the pulley may be provided so as to be orthogonal to the lower connecting member 31.

上記構成からなる伸縮体9は、上側連結材30の接続部32に形成された貫通孔33(図3A参照)を介して大腿装具2に設けられた大腿側固定部11にねじ止めされ(図2A及び図2B参照)、大腿装具2に対して回転自在に取り付けられる。なお、本実施形態では、大腿側固定部11は、棒状部材17に設けられる。大腿側固定部11への伸縮体9の取り付けは、ねじ止めに限らず、ピンの挿通等によって回転自在としても良い。  The stretchable body 9 having the above-described configuration is screwed to the thigh-side fixing portion 11 provided in the thigh brace 2 through a through-hole 33 (see FIG. 3A) formed in the connection portion 32 of the upper coupling member 30 (see FIG. 2A and 2B), and is attached to the thigh orthosis 2 so as to be rotatable. In the present embodiment, the thigh side fixing portion 11 is provided on the rod-shaped member 17. Attachment of the expansion / contraction body 9 to the thigh side fixing portion 11 is not limited to screwing, and may be freely rotatable by inserting a pin or the like.

次に、図2A及び図2Bを参照してワイヤ8の経路について説明する。上述のとおり、ワイヤ8は、大腿装具2に接続された伸縮体9、ワイヤガイド15を経由して延長する。より詳細には、下腿装具4側を起点として見た場合、ワイヤ8は、アクチュエータ5の固定端5eをなす一端が下腿装具4の下腿側固定部16に固定され、棒状部材17の先端17Aに設けられたワイヤガイド15を経由して伸縮体9のワイヤガイド14に架け渡されて延長方向が転換し、ワイヤガイド15に向けて延長する。すなわち、ワイヤ8は、ワイヤガイド14に架け渡されることで、ワイヤガイド14を介して伸縮体(距離変動手段)9と接続している。ワイヤガイド15に達するワイヤ8の他端は、ワイヤガイド15に設けられたワイヤ固定部15Aに固定される。
このような経路を有するワイヤ8としては、金属製に限らず有機繊維を撚り合わせた化繊のものであっても良い。また、ワイヤ8は張力が付加されたときに伸長性の少ない素材のものが好ましい。また、耐久性を考慮した場合、金属製や非金属性の無機繊維のもが好ましく、重量の観点からは、有機繊維を撚り合わせた化繊のものが好ましい。
Next, the path of the wire 8 will be described with reference to FIGS. 2A and 2B. As described above, the wire 8 extends via the stretchable body 9 and the wire guide 15 connected to the thigh orthosis 2. More specifically, when viewed from the lower leg brace 4 side, the wire 8 has one end forming the fixed end 5e of the actuator 5 fixed to the lower leg side fixing portion 16 of the lower leg brace 4 and is attached to the distal end 17A of the rod-like member 17. It extends over the wire guide 14 of the extendable body 9 via the provided wire guide 15, changes the extension direction, and extends toward the wire guide 15. That is, the wire 8 is stretched over the wire guide 14 and is connected to the stretchable body (distance varying means) 9 via the wire guide 14. The other end of the wire 8 reaching the wire guide 15 is fixed to a wire fixing portion 15 </ b> A provided in the wire guide 15.
The wire 8 having such a path is not limited to a metal and may be a synthetic fiber obtained by twisting organic fibers. Further, the wire 8 is preferably made of a material having a low stretchability when tension is applied. In view of durability, metallic or non-metallic inorganic fibers are preferable, and from the viewpoint of weight, synthetic fibers obtained by twisting organic fibers are preferable.

ワイヤ8の長さは、例えば、膝関節の屈曲状態が最大のときに、遊びがない長さに調整される。屈曲状態が最大である場合とは、図2Bに示すように、大腿部の延長線p1と下腿部の延長線p2との交差角度(関節角度)φが最小となるときの角度を意味し、例えば膝を最大限折り曲げたときの大腿骨と下腿(脛)骨との関節角度をいう。即ち、関節角度φは、例えば、下腿部に対する大腿部の傾斜角度でもある。  For example, the length of the wire 8 is adjusted to a length free from play when the knee joint is in a maximum bending state. The case where the bending state is maximum means an angle when the intersection angle (joint angle) φ between the extension line p1 of the thigh and the extension line p2 of the crus becomes minimum as shown in FIG. 2B. For example, the joint angle between the femur and the crus (tibia) when the knee is bent to the maximum. That is, the joint angle φ is also an inclination angle of the thigh with respect to the crus, for example.

上記伸縮体9は、駆動装置40により制御される。駆動装置40は、伸縮体9を構成する人工筋肉18に圧縮空気を供給する空気供給手段41と、圧縮空気の圧力を制御する制御弁42と、空気供給手段41から人工筋肉18に供給する圧縮空気を制御するコントロールユニット43とを備える。空気供給手段41は、例えば、エアコンプレッサやエアタンクにより構成される。  The stretchable body 9 is controlled by a driving device 40. The driving device 40 includes an air supply unit 41 that supplies compressed air to the artificial muscle 18 that constitutes the expansion body 9, a control valve 42 that controls the pressure of the compressed air, and a compression that is supplied from the air supply unit 41 to the artificial muscle 18. And a control unit 43 for controlling air. The air supply means 41 is constituted by, for example, an air compressor or an air tank.

制御弁42は、人工筋肉18に供給する空気の流量を調整する。制御弁42には、例えば、比例電磁弁が適用される。比例電磁弁は、コントロールユニット43から出力される信号に基づいて、空気供給手段41に蓄圧された圧縮空気を人工筋肉18に供給するときの空気の流量を調整する。比例電磁弁は、信号の入力が無いときには人工筋肉18への空気の供給を遮断するノーマルクローズ型である。制御弁42は、空気供給手段41とチューブ44により接続され、人工筋肉18とチューブ45により接続される。チューブ44及びチューブ45は、耐圧性かつ可撓性を有するものが好ましい。  The control valve 42 adjusts the flow rate of air supplied to the artificial muscle 18. For example, a proportional solenoid valve is applied to the control valve 42. The proportional solenoid valve adjusts the flow rate of air when the compressed air accumulated in the air supply means 41 is supplied to the artificial muscle 18 based on a signal output from the control unit 43. The proportional solenoid valve is a normally closed type that shuts off the supply of air to the artificial muscle 18 when no signal is input. The control valve 42 is connected to the air supply means 41 and the tube 44, and is connected to the artificial muscle 18 and the tube 45. The tube 44 and the tube 45 preferably have pressure resistance and flexibility.

また、例えば、制御弁42と人工筋肉18とを接続するチューブ45の途中には、分岐管46が設けられ、人工筋肉18に供給された空気を排気する排気弁47が設けられる。排気弁47は、コントロールユニット43から出力される信号に基づいて、排気弁47を開閉することにより、人工筋肉18の気室26に供給された空気を排気する。  Further, for example, a branch pipe 46 is provided in the middle of the tube 45 connecting the control valve 42 and the artificial muscle 18, and an exhaust valve 47 for exhausting the air supplied to the artificial muscle 18 is provided. The exhaust valve 47 opens and closes the exhaust valve 47 based on a signal output from the control unit 43 to exhaust the air supplied to the air chamber 26 of the artificial muscle 18.

コントロールユニット43は、演算手段としてのCPU、アシスト力を制御するためのプログラム及びパラメータを記憶するROM、及び、動作検出センサ50及び荷重検出センサ51からの入力値や演算結果を一時的に記憶するRAMやROM等の記憶手段を含むマイクロコンピュータと、外部と接続できるI/Oを備える。コントロールユニット43は、動作検出センサ50及び荷重検出センサ51から出力される出力値に応じて、制御弁42や排気弁47に出力する信号を制御する。コントロールユニット43は、例えば、記憶手段に、荷重値と気室26に供給する空気の圧力との対応関係を紐付けしたデータや、圧力算定式等を、予め記憶させておき、各センサ50,51により検出された荷重値や動作値に基づいて、制御弁42や排気弁47に出力する信号を制御する。  The control unit 43 temporarily stores a CPU as a calculation means, a ROM for storing a program and parameters for controlling assist force, and input values and calculation results from the motion detection sensor 50 and the load detection sensor 51. A microcomputer including storage means such as a RAM and a ROM, and an I / O that can be connected to the outside are provided. The control unit 43 controls signals output to the control valve 42 and the exhaust valve 47 in accordance with output values output from the motion detection sensor 50 and the load detection sensor 51. For example, the control unit 43 stores, in advance, data in which the correspondence relationship between the load value and the pressure of the air supplied to the air chamber 26, a pressure calculation formula, and the like are stored in the storage unit. Based on the load value and the operation value detected by 51, the signal output to the control valve 42 and the exhaust valve 47 is controlled.

動作検出センサ50は、人体の動作を検出するためのセンサであって、人がしゃがんだ状態から立ち上がる動作(立上り動作)を検出する。例えば、ワイヤ8の張力の変化や加速度センサ等を用いることができる。荷重検出センサ51は、立上り動作におけるアシスト力を設定するためのセンサであって、例えば、足裏に係る荷重値を検出する。荷重検出センサ51は、例えば、圧力センサ等を用いることができる。  The motion detection sensor 50 is a sensor for detecting a motion of a human body, and detects a motion (rising motion) that rises from a squatting state. For example, a change in the tension of the wire 8 or an acceleration sensor can be used. The load detection sensor 51 is a sensor for setting an assist force in the rising motion, and detects, for example, a load value related to the sole. For example, a pressure sensor or the like can be used as the load detection sensor 51.

動作検出センサ50により検出された動作の検出値、及び荷重検出センサ51により検出された荷重値は、それぞれコントロールユニット43に出力される。コントロールユニット43では、入力された検出値及び荷重値に基づいて人工筋肉18に供給する空気の流量、つまり圧力を演算処理する。  The motion detection value detected by the motion detection sensor 50 and the load value detected by the load detection sensor 51 are output to the control unit 43, respectively. In the control unit 43, the flow rate of air supplied to the artificial muscle 18, that is, the pressure, is calculated based on the input detection value and load value.

動作アシスト装置1の人体への装着方法について説明する。なお、以下の説明では、伸縮体9が伸長した状態から収縮した時のアクチュエータ5の全長の変化が屈曲状態から伸展状態への動作を許容するものとして説明する。
まず、大腿装具2、下腿装具4を脚の各部に装着する。次に、膝の折り曲げ状態が最大となるように、しゃがんだ姿勢で下腿部側の下腿側固定部16においてワイヤ8の張り調整を行う。本実施形態では、人工筋肉18に可撓性を有する部材により構成された人工筋肉18を適用しているため、遊びがゼロとなるようにワイヤ8の張り調整を行うことにより、アクチュエータ5によるアシスト力を遅滞なく得ることができる。
A method for mounting the motion assist device 1 on a human body will be described. In the following description, it is assumed that the change in the overall length of the actuator 5 when the expandable body 9 contracts from the extended state allows the operation from the bent state to the extended state.
First, the thigh brace 2 and the lower leg brace 4 are attached to each part of the leg. Next, tension adjustment of the wire 8 is performed in the crus side fixing part 16 in the crus side in a squatting posture so that the bent state of the knee is maximized. In this embodiment, since the artificial muscle 18 configured by a flexible member is applied to the artificial muscle 18, the tension of the wire 8 is adjusted so that play is zero, thereby assisting by the actuator 5. You can get power without delay.

図5A〜図5Fは、動作アシスト装置1によるアシスト状態を示す図である。なお、図5A〜図5Cは、人の姿勢も含めて動作アシスト装置1を示す模式図である。図5D〜図5Dは、アクチュエータ5の動作状態を示す模式図である。図5Dは、図5Aと同一の状態であり、図5Eは、図5Bと同一の状態であり、図5Fは、図5Cと同一の状態である。以下、動作アシスト装置1の動作について説明する。  5A to 5F are diagrams illustrating an assist state by the motion assist device 1. 5A to 5C are schematic diagrams illustrating the motion assist device 1 including a human posture. 5D to 5D are schematic diagrams showing the operating state of the actuator 5. 5D is the same state as FIG. 5A, FIG. 5E is the same state as FIG. 5B, and FIG. 5F is the same state as FIG. 5C. Hereinafter, the operation of the motion assist device 1 will be described.

図5A及び図Dに示すように、例えば床に置かれた荷物を持ち上げようとしてしゃがみ、手に荷物を持つと、足裏に配置された荷重検出センサ51により、荷物の重量と人の体重との合計値が荷重値としてコントロールユニット43に出力される。次に、荷物を手に持った状態から、人の意思によりしゃがんだ状態から立ち上がろうとする動作を動作検出センサ50が検出することにより、信号がコントロールユニット43に出力される。コントロールユニット43は、入力された荷重値を立上がり動作マップに照らし合わせ、所定のアシスト力が得られるように制御弁42に出力する信号を決定する。この場合、制御弁42にのみ信号を出力し、排気弁47は閉じたままとする。  As shown in FIG. 5A and FIG. D, for example, when squatting to lift a load placed on the floor and holding the load in the hand, the load detection sensor 51 arranged on the sole of the foot causes the weight of the load and the weight of the person. Is output to the control unit 43 as a load value. Next, a signal is output to the control unit 43 when the motion detection sensor 50 detects an operation of trying to get up from a state of squatting by a person's intention from a state of holding a load. The control unit 43 compares the input load value with the rising motion map and determines a signal to be output to the control valve 42 so as to obtain a predetermined assist force. In this case, a signal is output only to the control valve 42, and the exhaust valve 47 remains closed.

図5B、図5C、図5E及び図5Fに示すように、制御弁42の動作による空気の供給により、人工筋肉18が軸方向に収縮し、ワイヤ8を牽引する。ワイヤ8が牽引されると、ワイヤ8の張力がワイヤガイド(接続部)15に作用する。つまり、ワイヤガイド(接続部)15は、人工筋肉18の収縮による力の作用点であり、換言すれば、力の接続点として機能する。そして、ワイヤ8の牽引にともなって力の接続点であるワイヤガイド(接続部)15を支点とする回転モーメントF(図5E中矢印)が大腿装具2に生じることで、脚部における屈曲状態から伸展状態へと動作立ち上がるのに十分なアシスト力を得ることができる。  As shown in FIGS. 5B, 5C, 5E, and 5F, the artificial muscle 18 contracts in the axial direction by the supply of air by the operation of the control valve 42, and the wire 8 is pulled. When the wire 8 is pulled, the tension of the wire 8 acts on the wire guide (connection portion) 15. That is, the wire guide (connection part) 15 is a point of action of force due to contraction of the artificial muscle 18, in other words, functions as a point of connection of force. Then, as the wire 8 is pulled, a rotational moment F (arrow in FIG. 5E) with the wire guide (connection portion) 15 serving as a force connection point as a fulcrum is generated in the thigh orthosis 2 from the bent state in the leg portion. Sufficient assisting force can be obtained to stand up to the extended state.

即ち、図5A及び図5Bに示すように、しゃがんだ状態において、伸縮体9が収縮してワイヤ8に牽引力することにより、ワイヤガイド(接続部)15が下腿側固定部16(アクチュエータ5の固定端5e)に向けて牽引されるため、棒状部材17の他端側には、下腿側固定部16とワイヤガイド15とを結ぶ延長上に並ぶ方向に回転モーメントF(図5E参照)が作用する。これにより、大腿部には、膝関節の回転軸Cを中心とする回転力が作用し、伸展状態へのアシスト力が作用する。  That is, as shown in FIGS. 5A and 5B, in a crouched state, the stretchable body 9 contracts and pulls on the wire 8, so that the wire guide (connection portion) 15 becomes the crus side fixing portion 16 (fixing the actuator 5 Since it is pulled toward the end 5e), a rotational moment F (see FIG. 5E) acts on the other end side of the rod-like member 17 in a direction aligned with the extension connecting the crus side fixing portion 16 and the wire guide 15. . Thereby, the rotational force centering on the rotational axis C of the knee joint acts on the thigh, and the assist force to the extended state acts.

そして、図5B、図5C、図5E及び図5Fに示すように、伸展状態に至る過程において、ワイヤガイド(接続部)15の位置、即ち、力の接続点が、大腿部の延長線p1と下腿部の延長線p2とのなす角φの対角φ´内に維持されることにより、棒状部材17が取り付けられた大腿部には、立ち上がりに必要なアシスト力が継続的に得られることになる。  5B, FIG. 5C, FIG. 5E, and FIG. 5F, in the process of reaching the extended state, the position of the wire guide (connection portion) 15, that is, the connection point of the force is the extension line p1 of the thigh. Is maintained within the diagonal φ ′ of the angle φ formed by the extension line p2 of the lower leg and the thigh where the rod-like member 17 is attached continuously obtains the assist force necessary for rising. Will be.

特に、大腿部と下腿部とが接続される膝関節では、屈曲状態から伸展状態へと動作する過程において回転軸Cの位置が移動するため、膝関節の回転軸Cとワイヤガイド(接続部)15の位置が重ならないように、ワイヤガイド15の位置を大腿部の延長線p1と下腿部の延長線p2とのなす角φの対角φ´内に維持されるように設定しておくことにより、アシスト動作時の違和感をなくすことができる。
即ち、伸縮体9を収縮させることにより、棒状部材17とアクチュエータ5との接続点(ワイヤガイド15)を力点として、下腿部及び大腿部の2つの部位がそれぞれ伸展状態になる方向に棒状部材17にモーメントがかかる。そして、下腿装具4に固定されたワイヤ8の一端(アクチュエータ5の固定端5e)と、棒状部材17のワイヤガイド15(接続部)間の距離を変化させることができ、大腿部及び下腿部の2つの部位と、大腿装具2及び下腿装具4の相対関係が固定されていないため拘束感を低減できる。
In particular, in the knee joint where the thigh and crus are connected, the position of the rotation axis C moves in the process of moving from the bent state to the extended state, and therefore the rotation axis C of the knee joint and the wire guide (connection) Part) 15 is set so that the position of the wire guide 15 is maintained within the diagonal φ ′ of the angle φ formed by the extension line p1 of the thigh and the extension line p2 of the crus so that the position of the part 15 does not overlap. By doing so, a sense of incongruity during the assist operation can be eliminated.
That is, by contracting the expansion and contraction body 9, the connection point (wire guide 15) between the rod-shaped member 17 and the actuator 5 is used as a power point, and the two parts of the lower leg and the thigh are stretched in a bar-like direction. A moment is applied to the member 17. The distance between one end of the wire 8 fixed to the lower leg brace 4 (fixed end 5e of the actuator 5) and the wire guide 15 (connecting portion) of the rod-like member 17 can be changed. Since the relative relationship between the two parts of the part and the thigh brace 2 and the lower leg brace 4 is not fixed, the sense of restraint can be reduced.

また、本例に係る動作アシスト装置1にあっては、比較的重量のある伸縮体9が大腿部側に設けられているため、重量物が人体における重心位置に近く、装着時の重量感を小さくできる。つまり、動作アシスト装置1の非動作時における歩行等の他の動作時の違和感を小さくすることができる。  Further, in the motion assist device 1 according to the present example, since the relatively heavy elastic body 9 is provided on the thigh side, the heavy object is close to the position of the center of gravity of the human body, and the weight feeling when worn Can be reduced. That is, it is possible to reduce a sense of discomfort during other operations such as walking when the motion assist device 1 is not operating.

また、アクチュエータ5の一部に、ワイヤ8等の可撓性を有する非伸縮性の部材を用いることにより、大腿部及び下腿部の2つの部位間の拘束をより低減させることができる。
また、ワイヤ8が可撓性を有しているため、膝を任意の広さで開いた状態で立ち上がるようなねじり運動をともなう動作についても好適にアシストできる。
Further, by using a flexible non-stretchable member such as the wire 8 as a part of the actuator 5, the restriction between the two parts of the thigh and the crus can be further reduced.
Moreover, since the wire 8 has flexibility, it can assist also suitably about the operation | movement with a torsional motion which stands | starts up in the state which opened the knee by arbitrary width.

なお、上記実施形態では、屈曲状態から伸展状態への動作のアシストについて説明したが、伸展状態から屈曲状態への動作のアシストをすることもできる。
例えば、伸展状態から屈曲状態に動作する場合に、伸展状態において、人工筋肉18を軸方向に最も収縮させておき、コントロールユニット43が、排気弁47から空気を排出する速度を制御することにより、立ち上がった状態からしゃがむときのしゃがむ動作をアシストすることができる。即ち、コントロールユニット43に排気弁47から空気を排出する速度を制御させる、コントロールユニット43をアクチュエータ5の全体の長さを延伸する際の単位時間当りの延長距離を調整するための延長距離調整手段として機能させることができる。
In the above-described embodiment, the operation assist from the bent state to the extended state has been described. However, the operation assist from the extended state to the bent state can also be performed.
For example, when operating from the extended state to the bent state, the artificial muscle 18 is most contracted in the axial direction in the extended state, and the control unit 43 controls the speed at which air is discharged from the exhaust valve 47. It is possible to assist the squatting action when squatting from a standing state. That is, an extension distance adjusting means for adjusting the extension distance per unit time when the control unit 43 extends the entire length of the actuator 5 by controlling the speed at which the control unit 43 discharges air from the exhaust valve 47. Can function as.

また、本例に係る動作アシスト装置1では、伸縮体9のワイヤガイド14に滑車を適用することにより、ワイヤガイド14が滑車機構として作用し、伸縮体9の収縮量の2倍の牽引量でワイヤ8が牽引されるため、膝関節などの屈曲から伸展までの関節角度の変化が大きい部位であってもストローク量の小さいアクチュエータを採用することができる。
なお、本例においては、ワイヤ8の固定端を膝関節部側、即ち、大腿装具2上に設定したが、ワイヤ8の経路を反転させ得る位置であればこれに限られるものではなく、例えば各装具とは別の部位を固定端として設定しても良い。
Further, in the motion assist device 1 according to this example, by applying a pulley to the wire guide 14 of the telescopic body 9, the wire guide 14 acts as a pulley mechanism, and the traction amount is twice the contraction amount of the telescopic body 9. Since the wire 8 is pulled, an actuator having a small stroke amount can be employed even in a portion where the change in the joint angle from bending to extension of the knee joint or the like is large.
In this example, the fixed end of the wire 8 is set on the knee joint side, that is, on the thigh brace 2. However, the position is not limited to this as long as the path of the wire 8 can be reversed. A part different from each appliance may be set as a fixed end.

以下、図6A〜図6Cを参照して、動作アシスト装置1の他の実施形態について説明する。図6Aは、伸縮体9の位置を大腿側から下腿側に変更した例を示す。本例において伸縮体9は、下腿装具4と接続されており、ワイヤ8の一端が伸縮体9に設けられたワイヤガイド14の回転中心軸に形成されたワイヤ固定部14Aに固定されるとともに、他端が大腿装具2のワイヤガイド15を経由して、ワイヤガイド14に向けて延長し、該ワイヤガイド14を経由して大腿装具2のワイヤガイド15に設けられたワイヤ固定部15Aに固定されている。  Hereinafter, another embodiment of the motion assist device 1 will be described with reference to FIGS. 6A to 6C. FIG. 6A shows an example in which the position of the stretchable body 9 is changed from the thigh side to the crus side. In this example, the stretchable body 9 is connected to the lower leg orthosis 4 and one end of the wire 8 is fixed to a wire fixing portion 14A formed on the rotation center axis of the wire guide 14 provided on the stretchable body 9, The other end extends toward the wire guide 14 via the wire guide 15 of the thigh orthosis 2, and is fixed to the wire fixing portion 15 </ b> A provided on the wire guide 15 of the thigh orthosis 2 via the wire guide 14. ing.

図6Aに示された例において、一方の部位(大腿部)と一体的に設けられた接続部は、ワイヤガイド15によって構成されている。すなわち、ワイヤガイド15は、一方の部位(大腿部)に対して一定の相対位置に保持されている。この例において、アクチュエータ5は、ワイヤガイド(接続部)15を介して、一方の部位(大腿部)に固定された棒状部材17(突出部13)と接続している。アクチュエータ5の固定端5eは、下腿側固定部16において他方の部位(下腿部)に固定されている。アクチュエータ5は、他方の部位(下腿部)側に位置する伸縮体(距離変動手段)9と、一方の部位(大腿部)側に位置し伸縮体9と接続したワイヤ8と、を有している。ワイヤ8がワイヤガイド15に架け渡されることで、アクチュエータ5が接続部15に接続している。また、アクチュエータ5の固定端5eは、伸縮体9と接続し且つ下腿装具4に固定される接続部32(図3A参照)によって構成される。この接続部32は、貫通孔33を貫通するボルト等の締結具によって下腿装具4の機構取付部材4Aに固定される。  In the example shown in FIG. 6A, the connecting portion provided integrally with one portion (thigh) is constituted by a wire guide 15. That is, the wire guide 15 is held at a certain relative position with respect to one part (thigh). In this example, the actuator 5 is connected via a wire guide (connecting portion) 15 to a rod-like member 17 (projecting portion 13) fixed to one portion (thigh). The fixed end 5 e of the actuator 5 is fixed to the other part (crus) in the crus fixing part 16. The actuator 5 has a telescopic body (distance varying means) 9 located on the other part (crus) side and a wire 8 located on the one part (thigh) side and connected to the telescopic body 9. doing. The actuator 5 is connected to the connection portion 15 by the wire 8 being stretched over the wire guide 15. The fixed end 5e of the actuator 5 is configured by a connection portion 32 (see FIG. 3A) that is connected to the stretchable body 9 and fixed to the lower leg brace 4. The connection portion 32 is fixed to the mechanism attachment member 4 </ b> A of the crus orthosis 4 by a fastener such as a bolt that penetrates the through hole 33.

図6Bは、伸縮体9を大腿部及び下腿部それぞれに設けた例を示す。すなわち、アクチュエータ5は、大腿部側に位置する第1の距離変動手段9Bと、下腿部側に位置する第2の距離変動手段9Aと、二つの距離変動手段を連結するワイヤ8と、を有している。本例において第2の距離変動手段をなす伸縮体9Aは下腿装具4、第1の距離変動手段をなす伸縮体9Bは大腿装具2と接続されており、ワイヤ8の一端部側が伸縮体9Aに設けられたワイヤ固定部14Aに固定されるとともに、他端部側が大腿装具2のワイヤガイド15を経由し、伸縮体9Bに設けられたワイヤ固定部14Bと接続されている。このように、2つの部位側のそれぞれに伸縮体9A;9Bを設けることにより、アシスト力を大きくできる。  FIG. 6B shows an example in which the stretchable body 9 is provided in each of the thigh and crus. That is, the actuator 5 includes a first distance varying means 9B located on the thigh side, a second distance varying means 9A located on the crus side, a wire 8 connecting the two distance varying means, have. In this example, the expansion / contraction body 9A constituting the second distance variation means is connected to the crus 4 and the expansion body 9B constituting the first distance variation means is connected to the thigh brace 2, and one end of the wire 8 is connected to the expansion / contraction body 9A. While being fixed to the provided wire fixing portion 14A, the other end side is connected to the wire fixing portion 14B provided to the stretchable body 9B via the wire guide 15 of the thigh orthosis 2. Thus, the assist force can be increased by providing the stretchable bodies 9A and 9B on each of the two parts.

図6Bに示された例において、一方の部位(大腿部)と一体的に設けられた接続部は、ワイヤガイド15によって構成されている。すなわち、ワイヤガイド15は、一方の部位(大腿部)に対して一定の相対位置に保持されている。この例において、ワイヤ8がワイヤガイド15に架け渡されることで、アクチュエータ5が接続部15に接続している。アクチュエータ5の固定端5eは、下腿側固定部16において他方の部位(下腿部)に固定されている。図6Aに示された例と同様に、図6Bに示された例におけるアクチュエータ5の固定端5eは、伸縮体9と接続し且つ下腿装具4に固定される接続部32(図3A参照)によって構成される。  In the example shown in FIG. 6B, the connection portion provided integrally with one portion (thigh) is constituted by a wire guide 15. That is, the wire guide 15 is held at a certain relative position with respect to one part (thigh). In this example, the actuator 8 is connected to the connecting portion 15 by the wire 8 being laid over the wire guide 15. The fixed end 5 e of the actuator 5 is fixed to the other part (crus) in the crus fixing part 16. Similar to the example shown in FIG. 6A, the fixed end 5e of the actuator 5 in the example shown in FIG. 6B is connected to the telescopic body 9 and is connected by a connecting portion 32 (see FIG. 3A) fixed to the lower leg brace 4. Composed.

図6Cは、棒状部材17の位置を大腿装具2から下腿装具4に変更した例を示す。本例において、本例において伸縮体9は、大腿装具2と接続されており、ワイヤ8の一端が伸縮体9に設けられたワイヤガイド14の回転中心軸に形成されたワイヤ固定部14Aに固定されるとともに、他端部側が下腿装具4から延長する棒状部材17のワイヤガイド15を経由して、伸縮体9のワイヤガイド14に向けて延長するとともに該ワイヤガイド14を経由して大腿装具2のワイヤガイド15に設けられたワイヤ固定部15Aに固定されている。  FIG. 6C shows an example in which the position of the rod-shaped member 17 is changed from the thigh brace 2 to the crus brace 4. In this example, the stretchable body 9 is connected to the thigh brace 2 in this example, and one end of the wire 8 is fixed to a wire fixing portion 14 </ b> A formed on the rotation center axis of the wire guide 14 provided on the stretchable body 9. At the same time, the other end is extended toward the wire guide 14 of the stretchable body 9 via the wire guide 15 of the rod-like member 17 extending from the lower leg orthosis 4 and the thigh orthosis 2 via the wire guide 14. The wire guide 15 is fixed to a wire fixing portion 15A.

図6Cに示された例において、一方の部位(下腿部)と一体的に設けられた接続部は、ワイヤガイド15によって構成されている。すなわち、ワイヤガイド15は、一方の部位(下腿部)に対して一定の相対位置に保持されている。この例において、アクチュエータ5は、ワイヤガイド(接続部)15を介して、一方の部位(下腿部)に固定された棒状部材17(突出部13)と接続している。アクチュエータ5の固定端5eは、大腿側固定部11において他方の部位(大腿部)に固定されている。アクチュエータ5は、他方の部位(大腿部)側に位置する伸縮体(距離変動手段)9と、一方の部位(下腿部)側に位置し伸縮体9と接続したワイヤ8と、を有している。ワイヤ8がワイヤガイド15に架け渡されることで、アクチュエータ5が接続部15に接続している。また、アクチュエータ5の固定端5eは、伸縮体9と接続し且つ大腿装具2に固定される接続部32(図3A参照)によって構成される。この接続部32は、貫通孔33を貫通するボルト等の締結具によって大腿装具2の機構取付部材2Aに固定される。  In the example shown in FIG. 6C, the connecting portion provided integrally with one portion (crus) is constituted by a wire guide 15. That is, the wire guide 15 is held at a certain relative position with respect to one part (crus). In this example, the actuator 5 is connected via a wire guide (connecting portion) 15 to a rod-like member 17 (projecting portion 13) fixed to one portion (crus). The fixed end 5 e of the actuator 5 is fixed to the other part (thigh) in the thigh-side fixing part 11. The actuator 5 has a stretchable body (distance varying means) 9 located on the other part (thigh) side, and a wire 8 located on the one part (crus) side and connected to the stretchable body 9. doing. The actuator 5 is connected to the connection portion 15 by the wire 8 being stretched over the wire guide 15. The fixed end 5e of the actuator 5 is configured by a connection portion 32 (see FIG. 3A) that is connected to the stretchable body 9 and fixed to the thigh brace 2. The connection portion 32 is fixed to the mechanism attachment member 2 </ b> A of the thigh brace 2 by a fastener such as a bolt that penetrates the through hole 33.

また、図7A及び図7Bを参照して、動作アシスト装置1の他の実施形態について説明する。図7A及び図7Bは、下腿装具4の位置を足部に変更した例を示す。即ち、下腿装具4を踵装具3として構成した例である。本例に係る動作アシスト装置1は、大腿部に取り付けられる大腿装具2と、踵に取り付けられる踵装具3と、大腿装具2及び踵装具3に駆動力を付与するアクチュエータ5とを備える。図7Bに示す大腿装具2及びアクチュエータ5については、図2に示したものと同一構成であるので説明を省略する。また、図7Aに示す大腿装具2は、図2に示したものと同一構成であるので説明を省略する。図7Aに示すアクチュエータ5は、ワイヤ8の伸縮体9側の端部が、伸縮体9に設けられるワイヤガイドで折り返すことなく、伸縮体9にそのまま固定されている点を除き、図2に示したものと同一構成となっている。  Further, another embodiment of the motion assist device 1 will be described with reference to FIGS. 7A and 7B. 7A and 7B show an example in which the position of the lower leg brace 4 is changed to a foot. That is, this is an example in which the lower leg brace 4 is configured as the heel brace 3. The motion assist device 1 according to this example includes a thigh brace 2 attached to the thigh, a gut brace 3 attached to the heel, and an actuator 5 that applies driving force to the thigh brace 2 and the brace brace 3. The thigh brace 2 and the actuator 5 shown in FIG. 7B have the same configuration as that shown in FIG. Moreover, since the thigh orthosis 2 shown to FIG. 7A is the same structures as what was shown in FIG. 2, description is abbreviate | omitted. The actuator 5 shown in FIG. 7A is shown in FIG. 2 except that the end of the wire 8 on the side of the stretchable body 9 is fixed to the stretchable body 9 as it is without being folded back by a wire guide provided on the stretchable body 9. It has the same configuration as

図7A及び図7Bに示された例において、一方の部位(大腿部)と一体的に設けられた接続部は、ワイヤガイド15によって構成されている。すなわち、図7A及び図7Bに示された例において、ワイヤガイド15は、一方の部位(大腿部)に対して一定の相対位置に保持されている。この例において、ワイヤ8がワイヤガイド15に架け渡されることで、アクチュエータ5が接続部15に接続している。アクチュエータ5の固定端5eは、伸縮体9に接続する側とは逆側となるワイヤ8の端部によって構成されている。  In the example shown in FIGS. 7A and 7B, the connecting portion provided integrally with one portion (thigh) is constituted by a wire guide 15. That is, in the example shown in FIGS. 7A and 7B, the wire guide 15 is held at a certain relative position with respect to one part (thigh). In this example, the actuator 8 is connected to the connecting portion 15 by the wire 8 being laid over the wire guide 15. The fixed end 5 e of the actuator 5 is configured by an end portion of the wire 8 that is opposite to the side connected to the expansion body 9.

踵装具3は、機構取付部材3Aと、大腿部側から延長するワイヤ8の一端を取り付けるワイヤ固定部35とを備える。機構取付部材3Aは、例えば、足部の踵を包むように形成され、固定ベルト3Bにより踵に固定される。機構取付部材3Aには、アクチュエータ5の他端側であるワイヤ8の一端(アクチュエータ5の固定端5e)を固定可能なワイヤ固定部35が設けられる。ワイヤ固定部35は、例えば、円孔やねじ穴等、ワイヤ8の折り返しによる接続や、止めねじ等の固定手段による接続が可能に構成される。即ち、ワイヤ8は、膝関節により大腿部と接続される他方の部位を構成する第1の部位としての下腿部に足首関節により接続された第2の部位としての足部に固定される。
ワイヤ固定部35は、しゃがんだ姿勢(膝関節の屈曲時)における下腿部の延長線p2と足部の延長線p3とのなす角θの対角θ´内に位置するように機構取付部材3Aに設けられる。
The brace 3 includes a mechanism attachment member 3A and a wire fixing portion 35 to which one end of the wire 8 extending from the thigh side is attached. The mechanism attachment member 3A is formed, for example, so as to wrap a foot heel, and is fixed to the heel by a fixing belt 3B. The mechanism attachment member 3A is provided with a wire fixing portion 35 that can fix one end of the wire 8 (the fixed end 5e of the actuator 5) on the other end side of the actuator 5. The wire fixing portion 35 is configured to be connectable by turning back the wire 8, such as a circular hole or a screw hole, or by a fixing means such as a set screw. That is, the wire 8 is fixed to a foot as a second part connected to the lower leg as a first part constituting the other part connected to the thigh by the knee joint. .
The mechanism fixing member is positioned so that the wire fixing portion 35 is located within a diagonal θ ′ of the angle θ formed by the extension line p2 of the crus and the extension line p3 of the foot in a squatting posture (when the knee joint is bent). 3A.

そして伸縮体9を収縮させることにより、ワイヤガイド15とワイヤ固定部35とが近接することにより、大腿部には棒状部材17を介してワイヤガイド15を中心とする伸展方向の回転モーメント(図7B中矢印F1)が作用し、下腿部には足首関節の回転軸Dを中心とする伸展方向の回転モーメント(図7B中矢印F2)が作用するため、伸展動作を効率良くアシストすることができる。  By contracting the telescopic body 9, the wire guide 15 and the wire fixing portion 35 come close to each other, so that the thigh has a rotational moment in the extending direction around the wire guide 15 via the rod-shaped member 17 (see FIG. 7B middle arrow F1) acts, and a rotational moment in the extension direction around the rotation axis D of the ankle joint (arrow F2 in FIG. 7B) acts on the lower leg, so that the extension operation can be efficiently assisted. it can.

図8は、図7A及び7Bに示した例において伸縮体9をワイヤガイド15とワイヤ固定部35との間に配置した例である。本例において伸縮体9は、ワイヤ8Aの一端部が踵装具3のワイヤ固定部35に固定され、他端部が伸縮体9の貫通孔33にねじ止め等により固定される。また、ワイヤ8Bの一端部がワイヤガイド15のワイヤ固定部15Aに固定され、他端部がワイヤガイド14に設けられたワイヤ固定部14Aに固定される。このように構成しても、大腿部及び下腿部に伸展方向の回転モーメントを作用させることができる。  FIG. 8 is an example in which the stretchable body 9 is arranged between the wire guide 15 and the wire fixing portion 35 in the example shown in FIGS. 7A and 7B. In this example, the extension body 9 has one end portion of the wire 8A fixed to the wire fixing portion 35 of the brace 3 and the other end portion fixed to the through-hole 33 of the extension body 9 by screwing or the like. One end of the wire 8B is fixed to the wire fixing portion 15A of the wire guide 15, and the other end is fixed to the wire fixing portion 14A provided on the wire guide 14. Even if comprised in this way, the rotational moment of an extension direction can be made to act on a thigh part and a leg part.

図8に示された例において、一方の部位(大腿部)と一体的に設けられた接続部は、ワイヤガイド15によって構成されている。すなわち、図8に示された例において、ワイヤガイド15は、一方の部位(大腿部)に対して一定の相対位置に保持されている。この例において、ワイヤ8がワイヤガイド15のワイヤ固定部15Aに固定されることで、アクチュエータ5が接続部15に接続している。アクチュエータ5の固定端5eは、伸縮体9に接続する側とは逆側となるワイヤ8Bの端部、すなわち固定部35において踵装具3の機構取付部材3Aに固定されたワイヤ8Bの端部によって構成されている。  In the example shown in FIG. 8, the connecting portion provided integrally with one portion (thigh) is constituted by a wire guide 15. That is, in the example shown in FIG. 8, the wire guide 15 is held at a certain relative position with respect to one part (thigh). In this example, the actuator 8 is connected to the connecting portion 15 by fixing the wire 8 to the wire fixing portion 15 </ b> A of the wire guide 15. The fixed end 5e of the actuator 5 is formed by the end of the wire 8B opposite to the side connected to the telescopic body 9, that is, the end of the wire 8B fixed to the mechanism mounting member 3A of the brace 3 at the fixed portion 35. It is configured.

また、図示しないが、伸縮体9の一端側を足部に接続し、他端側に大腿装具2からワイヤガイド15を経由して延長するワイヤ8の端部を接続するようにしても良い。この例では、アクチュエータ5の固定端5eが、足部に固定される伸縮体9の一端によって構成される。  Although not shown, one end side of the stretchable body 9 may be connected to the foot portion, and the end portion of the wire 8 extending from the thigh brace 2 via the wire guide 15 may be connected to the other end side. In this example, the fixed end 5e of the actuator 5 is constituted by one end of a telescopic body 9 fixed to the foot.

また、図9を参照して、動作アシスト装置1の他の実施形態について説明する。図9は、伸縮体9の位置を背中に変更した例を示す。本例に係る動作アシスト装置1は、大腿部に取り付けられる大腿装具2に取り付けられた棒状部材17が膝関節と腰関節の両方から突出し、両端にワイヤガイド15;37を備える。ワイヤガイド37は、大腿部の延長線p1と胴部の延長線p4とのなす角ηの対角η’内に位置するように棒状部材17に設けられる。伸縮体9は、一端側が図外の背面装具に接続され他端側にワイヤ8の一端が固定される。一端が伸縮体9に固定されたワイヤ8は腰側に位置するワイヤガイド37を経由してワイヤガイド15に向けて延長し、さらにワイヤガイド15を経由して他端側がワイヤ固定部35に固定される。  Moreover, with reference to FIG. 9, other embodiment of the operation assistance apparatus 1 is described. FIG. 9 shows an example in which the position of the stretchable body 9 is changed to the back. In the motion assist device 1 according to this example, a rod-like member 17 attached to a thigh brace 2 attached to a thigh protrudes from both a knee joint and a waist joint, and includes wire guides 15 and 37 at both ends. The wire guide 37 is provided on the rod-shaped member 17 so as to be positioned within a diagonal η ′ of an angle η formed by the extension line p1 of the thigh and the extension line p4 of the trunk. One end side of the stretchable body 9 is connected to a back device that is not shown, and one end of the wire 8 is fixed to the other end side. The wire 8 having one end fixed to the stretchable body 9 extends toward the wire guide 15 via the wire guide 37 located on the waist side, and the other end is fixed to the wire fixing portion 35 via the wire guide 15. Is done.

そして伸縮体9を収縮させることにより、棒状部材17のワイヤガイド37を上方に持ち上げるとともに、ワイヤガイド15を下向きに回転させることにより、下腿部に足首関節の回転軸D周りの伸展方向への回転モーメントが作用し、大腿部に膝関節の回転軸C周りの伸展方向への回転モーメントが作用し、胴部に腰関節の回転軸E周りの伸展方向への回転モーメントが作用するため、伸展動作をより効率良くアシストすることができる。  By contracting the telescopic body 9, the wire guide 37 of the rod-shaped member 17 is lifted upward, and the wire guide 15 is rotated downward, so that the lower leg moves in the extending direction around the rotation axis D of the ankle joint. A rotational moment acts, a rotational moment in the extending direction around the rotational axis C of the knee joint acts on the thigh, and a rotational moment in the extending direction around the rotational axis E of the hip joint acts on the torso, The extension operation can be assisted more efficiently.

図9に示された例では、図7A〜図8に示された例と同様に、一方の部位(大腿部)と一体的に設けられた接続部は、ワイヤガイド15によって構成されている。すなわち、図9に示された例において、ワイヤガイド15は、一方の部位(大腿部)に対して一定の相対位置に保持されている。この例において、ワイヤ8がワイヤガイド15に架け渡されることで、アクチュエータ5が接続部15に接続している。アクチュエータ5の固定端5eは、伸縮体9に接続する側とは逆側となるワイヤ8の端部、すなわち固定部35において踵装具3の機構取付部材3Aに固定されたワイヤ8の端部によって構成されている。  In the example shown in FIG. 9, similarly to the examples shown in FIGS. 7A to 8, the connection portion provided integrally with one portion (thigh) is configured by the wire guide 15. . That is, in the example shown in FIG. 9, the wire guide 15 is held at a certain relative position with respect to one part (thigh). In this example, the actuator 8 is connected to the connecting portion 15 by the wire 8 being laid over the wire guide 15. The fixed end 5e of the actuator 5 is the end of the wire 8 that is opposite to the side connected to the telescopic body 9, that is, the end of the wire 8 fixed to the mechanism attachment member 3A of the brace 3 at the fixed portion 35. It is configured.

上述のように、アシスト装置1のアクチュエータ5を伸縮体9とワイヤ8とで構成した場合に、伸展状態に達したのちに、伸縮体9を構成する人工筋肉18の緊張を解放するように伸縮体9を伸長するとワイヤ8に余剰が生じることになり、例えば、ワイヤガイド15やワイヤガイド14からワイヤ8が外れる虞がある。そこで、アシスト装置1にワイヤ8の余剰を調整を可能とする長さ調整機構60を設けると良い。  As described above, when the actuator 5 of the assist device 1 is composed of the stretchable body 9 and the wire 8, after reaching the stretched state, the stretcher stretches so as to release the tension of the artificial muscle 18 constituting the stretchable body 9. When the body 9 is extended, surplus is generated in the wire 8, and for example, the wire 8 may be detached from the wire guide 15 or the wire guide 14. Therefore, it is preferable to provide the assist device 1 with a length adjustment mechanism 60 that enables adjustment of the surplus of the wire 8.

図10A〜図10Cは、長さ調整機構60の一実施形態を示す概略図である。長さ調整機構60は、テンショナー62と、テンショナー固定機構70とを備える。
テンショナ―62は、ボディ64に設けられたガイド穴64Aに、スライド部材66のガイド軸66Aを挿入することでスライド部材66をボディ64に対してスライド自在に組み付けられている。そして、このスライド部材66のガイド軸66Aをボディ64の内部に設けられた図外のスプリングによりボディ64からスライド部材66が突出するように付勢される。
10A to 10C are schematic views showing an embodiment of the length adjustment mechanism 60. FIG. The length adjustment mechanism 60 includes a tensioner 62 and a tensioner fixing mechanism 70.
The tensioner 62 is slidably assembled to the body 64 by inserting the guide shaft 66A of the slide member 66 into a guide hole 64A provided in the body 64. The guide shaft 66A of the slide member 66 is urged so that the slide member 66 protrudes from the body 64 by a spring (not shown) provided inside the body 64.

テンショナー固定機構70は、例えば、制動部材72と、制動力発生装置80とを備える。制動部材72は、キャップ部76と、制動板78とを備える。キャップ部76は、スライド部材66のヘッド部66Bの外周に沿って被覆可能に形成されている。制動板78は、キャップ部76をヘッド部66Bに装着したときに、スライド部材66の移動方向に沿いボディ74の一側面と平行に延長する平板からなる。  The tensioner fixing mechanism 70 includes, for example, a braking member 72 and a braking force generator 80. The braking member 72 includes a cap portion 76 and a braking plate 78. The cap part 76 is formed so as to be covered along the outer periphery of the head part 66 </ b> B of the slide member 66. The brake plate 78 is a flat plate that extends parallel to one side surface of the body 74 along the moving direction of the slide member 66 when the cap portion 76 is attached to the head portion 66B.

制動力発生装置80は、取付板82と、制動力発生部84と、摩擦材86とを備える。取付板82は、テンショナー62のボディ64の一側面に固定される板状部材であって、制動板78の延長方向に沿って延長する延長部82Aを備える。制動力発生部84は、延長部82Aの両面それぞれから制動板78を挟むように、制動板78の表面に向けて延長する。制動力発生部84は、基端84A側にワイヤ88が取り付けられ、ワイヤ88を引くことにより、先端84Bが制動板78に向けて移動するように構成される。制動力発生部84の先端84B側には摩擦材86が取り付けられる。
したがって、制動力発生部84は、ワイヤ88を引くことにより、摩擦材86が制動板78を挟み込んで固定することができる。
The braking force generator 80 includes a mounting plate 82, a braking force generator 84, and a friction material 86. The mounting plate 82 is a plate-like member that is fixed to one side surface of the body 64 of the tensioner 62, and includes an extension portion 82 </ b> A that extends along the extension direction of the brake plate 78. The braking force generator 84 extends toward the surface of the braking plate 78 so as to sandwich the braking plate 78 from both surfaces of the extension portion 82A. The braking force generator 84 is configured such that a wire 88 is attached to the base end 84 </ b> A side, and the distal end 84 </ b> B moves toward the braking plate 78 by pulling the wire 88. A friction material 86 is attached to the front end 84 </ b> B side of the braking force generator 84.
Therefore, the braking force generator 84 can fix the friction material 86 by sandwiching the braking plate 78 by pulling the wire 88.

長さ調整機構60は、複数のワイヤガイド90を備える。具体的には、図10Aに示すように、ワイヤガイド90は、テンショナー62のボディ64に2か所、スライド部材66のヘッド部66Bに2か所及び取付板82に2か所設けられる。テンショナー62のボディ64及び取付板82に設けられたワイヤガイド90は、スライド部材66の移動方向と直交方向に一列に配置される。ヘッド部66Bに設けられたワイヤガイド90は、 テンショナー62のボディ64及び取付板82に設けられたワイヤガイド90に対して千鳥状となるように配置される。そして、取付板82に設けられたワイヤ固定部82Bにワイヤ8の一端側を固定し、取付板82のワイヤガイド90からヘッド部66Bのワイヤガイド90を経由してボディ64のワイヤガイド90に掛け、ボディ64のワイヤガイド90からヘッド部66Bのワイヤガイド90を経由して取付板82のワイヤガイド90に掛けた後に、他端側がワイヤガイド15に向けて延長する。ワイヤガイド90は、例えばプーリーにより構成される。  The length adjustment mechanism 60 includes a plurality of wire guides 90. Specifically, as shown in FIG. 10A, the wire guide 90 is provided at two places on the body 64 of the tensioner 62, two places on the head portion 66B of the slide member 66, and two places on the mounting plate 82. The wire guides 90 provided on the body 64 and the mounting plate 82 of the tensioner 62 are arranged in a row in a direction orthogonal to the moving direction of the slide member 66. The wire guide 90 provided in the head portion 66B is arranged so as to be staggered with respect to the wire guide 90 provided on the body 64 and the mounting plate 82 of the tensioner 62. Then, one end side of the wire 8 is fixed to the wire fixing portion 82B provided on the attachment plate 82, and is hooked from the wire guide 90 of the attachment plate 82 to the wire guide 90 of the body 64 via the wire guide 90 of the head portion 66B. The other end side extends toward the wire guide 15 after being hooked from the wire guide 90 of the body 64 to the wire guide 90 of the mounting plate 82 via the wire guide 90 of the head portion 66B. The wire guide 90 is configured by a pulley, for example.

以下、長さ調整機構60の動作について説明する。
図10Cに示すように、例えば、ワイヤ8に張力が作用すると、ヘッド部66Bに設けられたワイヤガイド90がボディ64側に引かれることにより、スライド部材66がボディ64内に押し込まれる。そして、ワイヤ8の張力が除荷されることにより、図10Aに示すように、スプリングの付勢力によりスライド部材66がボディ64から突出する。これにより、余剰のワイヤ8を巻き取ることにより、ワイヤ8に緊張力を付与することができる。
そのため、より大きなアシストトルクを得ることができる。
また、スライド部材66の移動を規制したい場合には、ワイヤ88を引いてスライド部材66に取り付けられた制動部材72の制動板78を摩擦材86;86で挟むことによりスライド部材66の移動を制御することができる。
Hereinafter, the operation of the length adjusting mechanism 60 will be described.
As shown in FIG. 10C, for example, when tension is applied to the wire 8, the wire guide 90 provided in the head portion 66 </ b> B is pulled toward the body 64, whereby the slide member 66 is pushed into the body 64. When the tension of the wire 8 is unloaded, the slide member 66 protrudes from the body 64 by the biasing force of the spring, as shown in FIG. 10A. Thereby, tension | tensile_strength can be provided to the wire 8 by winding up the excess wire 8. FIG.
Therefore, a larger assist torque can be obtained.
When it is desired to restrict the movement of the slide member 66, the movement of the slide member 66 is controlled by pulling the wire 88 and sandwiching the brake plate 78 of the brake member 72 attached to the slide member 66 with the friction material 86; 86. can do.

長さ調整機構60は、例えば、下腿装具4や踵装具3に取り付け、例えば、膝関節が完全な伸展状態にあるときに、テンショナー62のスライド部材66が最も突出した状態となるようにワイヤ8の長さを調節すると良い。  The length adjusting mechanism 60 is attached to, for example, the crus orthosis 4 or the heel orthosis 3, and, for example, when the knee joint is in a fully extended state, the wire 8 is set so that the slide member 66 of the tensioner 62 protrudes most. It is good to adjust the length.

このように長さ調整機構60を設けることにより、伸縮体9のワイヤガイド15にプーリーを用いてワイヤ8の牽引量を倍化する必要をなくすことができる。即ち、プーリーによりワイヤ8の牽引量を倍加することにより、アシスト力が半減してしまうが、プーリーを廃止することで、伸縮体9の収縮力をアシスト力に作用させることができる。  By providing the length adjusting mechanism 60 in this way, it is possible to eliminate the need to double the pulling amount of the wire 8 by using a pulley for the wire guide 15 of the stretchable body 9. That is, by doubling the pulling amount of the wire 8 by the pulley, the assist force is halved. However, by eliminating the pulley, the contraction force of the expansion body 9 can be applied to the assist force.

また、長さ調整機構60は、テンショナー62のスライド部材66の移動を規制するテンショナー固定機構70を備えているため、アシスト力の発揮のために伸縮体9を収縮させたときに、テンショナー固定機構70を動作させることにより、テンショナー62のスライド部材66がボディ64に押し込まれてワイヤ8の牽引ストロークの吸収を防ぐことができる。即ち、アシスト力を発生する際には、スライド部材66を固定することにより、ワイヤ8に付与された張力の吸収を抑制することができる。即ち、長さ調整機構60により、伸展状態又は屈曲状態のワイヤ8のたるみを防止することができる。  In addition, since the length adjusting mechanism 60 includes the tensioner fixing mechanism 70 that restricts the movement of the slide member 66 of the tensioner 62, the tensioner fixing mechanism when the telescopic body 9 is contracted to exert the assist force. By operating 70, the slide member 66 of the tensioner 62 can be pushed into the body 64 and absorption of the traction stroke of the wire 8 can be prevented. That is, when the assist force is generated, the absorption of the tension applied to the wire 8 can be suppressed by fixing the slide member 66. That is, the length adjusting mechanism 60 can prevent the wire 8 from being stretched or bent.

なお、本実施形態では、伸縮体9を2つの人工筋肉18;18により構成したが、必要とされるアシスト力に応じて1つ、若しくは3つ以上を並列に設けても良い。
また、伸縮体9を人工筋肉18により構成するとして説明したが、駆動源として空気を用いる場合には、エアシリンダ等であっても良い。
また、伸縮体9の駆動源として電力を用いる場合には、伸縮体9をボールねじ機構やリニアモータを組み合わせて、ワイヤ8を牽引するようにしても良く、ワイヤ8を直接巻き取り機により巻き取るようにしても良い。
また、上記実施形態では、アクチュエータ5を伸縮体9及びワイヤ8で構成するものとして説明したが、接続部(例えばワイヤガイド15)をアクチュエータ5の固定端5e(例えば下腿側固定部16に固定されたワイヤの端部)に向けて牽引可能であればゴムであっても良い。つまり、ワイヤ8を牽引し得る伸縮動作可能なアクチュエータであればその種別は問わない。
また、上記実施形態では、ワイヤガイド15及び棒状部材17を脚部における側部に設けるものとして説明したが、ワイヤガイド15が、屈曲状態における大腿部や下腿部等の2つの部位のなす角の対角内に位置すれば、関節の側部に限らず前方などワイヤガイド15及び棒状部材17の位置は問わない。
In the present embodiment, the stretchable body 9 is composed of the two artificial muscles 18; 18. However, one or three or more may be provided in parallel according to the required assist force.
In addition, although it has been described that the stretchable body 9 is configured by the artificial muscle 18, an air cylinder or the like may be used when air is used as a drive source.
When electric power is used as a drive source for the expansion / contraction body 9, the expansion / contraction body 9 may be pulled by a combination of a ball screw mechanism and a linear motor, and the wire 8 may be pulled directly by a winder. You may make it take.
Further, in the above-described embodiment, the actuator 5 is described as being configured by the stretchable body 9 and the wire 8, but the connecting portion (for example, the wire guide 15) is fixed to the fixed end 5e (for example, the crus side fixing portion 16) of the actuator 5. As long as it can be pulled toward the end of the wire, rubber may be used. That is, the type of the actuator is not limited as long as it can pull and retract the wire 8.
In the above embodiment, the wire guide 15 and the rod-shaped member 17 are described as being provided on the side portion of the leg portion. However, the wire guide 15 is formed by two parts such as the thigh portion and the crus portion in the bent state. The positions of the wire guide 15 and the rod-shaped member 17 such as the front are not limited as long as they are located within the diagonal corners.

Claims (12)

関節により接続された2つの部位が屈曲状態から伸展状態へと変動する際の動作をアシストする動作アシスト装置であって、
一方の部位に固定される部材と、
前記部材と一体的に設けられた接続部を介して前記部材と接続し、且つ、他方の部位に固定された固定端を有するアクチュエータと、を備え、
前記接続部は、前記屈曲状態において前記2つの部位のなす角の対角内に位置し、
前記アクチュエータは、前記固定端と前記接続部との間の距離を短縮可能である、動作アシスト装置。
An operation assist device that assists an operation when two parts connected by a joint change from a bent state to an extended state,
A member fixed to one part;
An actuator having a fixed end connected to the member via a connecting portion provided integrally with the member and fixed to the other part;
The connecting portion is located within a diagonal angle formed by the two portions in the bent state,
The actuator is an operation assist device capable of shortening a distance between the fixed end and the connection portion.
前記アクチュエータは、ゴム、ワイヤのいずれかを含む、請求項1記載の動作アシスト装置。  The motion assist device according to claim 1, wherein the actuator includes one of rubber and wire. 前記アクチュエータは、ワイヤを含み、
前記2つの部位の伸展状態又は屈曲状態への変動における前記ワイヤの長さを調整可能な長さ調整機構を、更に備える、請求項1又は2に記載の動作アシスト装置。
The actuator includes a wire;
The motion assist device according to claim 1, further comprising a length adjusting mechanism capable of adjusting a length of the wire in a change of the two portions to an extended state or a bent state.
前記長さ調整機構は、前記ワイヤに緊張力を付与するテンショナーを含む、請求項3に記載の動作アシスト装置。  The motion assist device according to claim 3, wherein the length adjustment mechanism includes a tensioner that applies tension to the wire. 前記アクチュエータは、距離変動手段とワイヤとを含み、
前記ワイヤは滑車機構に架け渡されている、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の動作アシスト装置。
The actuator includes a distance varying means and a wire,
The operation assist device according to any one of claims 1 to 4, wherein the wire is stretched over a pulley mechanism.
前記2つの部位が伸展状態から屈曲状態へと変動する際の前記固定端と前記接続部との間の単位時間当りの延長距離を調整する延長距離調整手段が設けられている、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の動作アシスト装置。  The extension distance adjustment means which adjusts the extension distance per unit time between the said fixed end and the said connection part when the said 2 site | part changes from an extended state to a bending state is provided. The operation assist device according to any one of claims 5 to 6. 前記他方の部位は、第1の部位と、第2の部位と、前記第1の部位及び前記第2の部位とを接続する関節とを備え、
前記アクチュエータの前記固定端を、前記第1の部位又は前記第2の部位に固定した、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の動作アシスト装置。
The other part includes a first part, a second part, and a joint connecting the first part and the second part,
The motion assist device according to any one of claims 1 to 6, wherein the fixed end of the actuator is fixed to the first part or the second part.
前記動作アシスト装置は、膝関節により接続された大腿部及び下腿部が屈曲状態から伸展状態へと変動する際の動作をアシストする、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の動作アシスト装置。  The operation according to any one of claims 1 to 7, wherein the operation assist device assists an operation when the thigh and the lower leg connected by a knee joint change from a bent state to an extended state. Assist device. 前記部材と前記アクチュエータとの前記接続部を前記膝関節の側部に配置した、請求項8に記載の動作アシスト装置。  The motion assist device according to claim 8, wherein the connection portion between the member and the actuator is disposed on a side portion of the knee joint. 前記アクチュエータは、距離変動手段とワイヤとを含み、
前記距離変動手段を前記大腿部側に配置した、請求項8又は9に記載の動作アシスト装置。
The actuator includes a distance varying means and a wire,
The motion assist device according to claim 8 or 9, wherein the distance varying means is arranged on the thigh side.
前記アクチュエータは、距離変動手段とワイヤとを含み、
前記距離変動手段を前記大腿部側及び前記下腿部側に配置した、請求項8又は9に記載の動作アシスト装置。
The actuator includes a distance varying means and a wire,
The motion assist device according to claim 8 or 9, wherein the distance varying means is arranged on the thigh side and the crus side.
膝関節により接続された大腿部及び下腿部が屈曲状態から伸展状態へと変動する際の動作をアシストする動作アシスト装置であって、
前記大腿部に固定される部材と、
前記部材に固定された距離変動手段と、
前記大腿部と前記下腿部とのなす角の対角内に位置し、前記部材と一体的に設けられたワイヤガイドと、
前記下腿部に固定されるとともに、前記ワイヤガイドを介して前記距離変動手段に架け渡されるワイヤと、を備える、動作アシスト装置。
An operation assist device for assisting an operation when a thigh and a lower leg connected by a knee joint change from a bent state to an extended state;
A member fixed to the thigh;
Distance varying means fixed to the member;
A wire guide that is located within a diagonal of the angle between the thigh and the lower leg, and is provided integrally with the member;
An operation assisting device comprising: a wire fixed to the lower leg and spanned over the distance changing means via the wire guide.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1027729B9 (en) * 2019-11-04 2021-06-14 Exovibe Bvpa Improved artificial muscle, exoskeleton, related method and system
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003265548A (en) * 2002-03-13 2003-09-24 Denki Kosakugyo No Suzuki:Kk Body worn booster
JP2005192764A (en) * 2004-01-07 2005-07-21 Japan Science & Technology Agency Lumbar burden alleviation tool
JP2012100983A (en) * 2010-11-12 2012-05-31 Toyota Motor Corp Walking support device
JP2012213543A (en) * 2011-04-01 2012-11-08 Toyota Motor Corp Back strength assist device
JP2016159113A (en) * 2015-03-05 2016-09-05 ナブテスコ株式会社 Muscular strength assisting device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003265548A (en) * 2002-03-13 2003-09-24 Denki Kosakugyo No Suzuki:Kk Body worn booster
JP2005192764A (en) * 2004-01-07 2005-07-21 Japan Science & Technology Agency Lumbar burden alleviation tool
JP2012100983A (en) * 2010-11-12 2012-05-31 Toyota Motor Corp Walking support device
JP2012213543A (en) * 2011-04-01 2012-11-08 Toyota Motor Corp Back strength assist device
JP2016159113A (en) * 2015-03-05 2016-09-05 ナブテスコ株式会社 Muscular strength assisting device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
毛利駿,他5名: "Squat Liftingを考慮に入れた空気圧人工筋肉を用いた膝部補助用内骨格型パワーアシストスーツ", ロボティクスメカトロニクス講演会2016講演会論文集, vol. 2A2-14a2, JPN6020028961, 8 June 2016 (2016-06-08), ISSN: 0004322014 *

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