WO2016140363A1 - 筋力補助装置 - Google Patents

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WO2016140363A1
WO2016140363A1 PCT/JP2016/056889 JP2016056889W WO2016140363A1 WO 2016140363 A1 WO2016140363 A1 WO 2016140363A1 JP 2016056889 W JP2016056889 W JP 2016056889W WO 2016140363 A1 WO2016140363 A1 WO 2016140363A1
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WO
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actuator
arrangement
attached
placement portion
arrangement portion
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/056889
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
功 菊谷
洋弥 今村
和也 横山
中村　太郎
洸樹 猪瀬
Original Assignee
ナブテスコ株式会社
学校法人 中央大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ナブテスコ株式会社, 学校法人 中央大学 filed Critical ナブテスコ株式会社
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
    • A61F2/68—Operating or control means
    • A61F2/70—Operating or control means electrical
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to a muscle force assisting device.
  • JP2008-67662A includes an elastic body that extends along the back by attaching one end to the shoulder and the other end to the lower body, and an electric motor that extends the elastic body in the longitudinal direction.
  • a muscular strength assisting device having a wire-type wire winding device (hereinafter abbreviated as a winding device) is disclosed.
  • This muscle strength assisting device of JP2008-67762A winds an elastic body with a winding device when a person takes a forward bending posture, and extends the elastic body.
  • an elastic force is generated in the elastic body, and the muscle load on the waist for maintaining the forward bending posture can be reduced by the elastic force.
  • the elastic force generated at this time acts so as to assist the operation when the person returns to the upright posture, so that the muscle load on the waist when returning to the upright posture is achieved. Can also be reduced.
  • the elastic body is drawn out by the winding device so that the elastic force of the elastic body disappears. Thereby, it is also possible to prevent undesired muscle strain from being caused by the elastic force of the elastic body during the upright posture.
  • the winding device is provided on a person's waist, one end of the elastic body is attached to the shoulder, and the other end of the elastic body is behind the waist. Connected to the device.
  • the winding device extends the elastic body by winding the elastic body when the person takes a forward bending posture, and the elastic force of the elastic body by the extension assists the operation when the person returns to the upright posture. Acts as follows.
  • the elastic force assists the operation when the person returns to the upright posture by generating a moment with the connection point between the waist and the back as a rotation axis. This reduces the strain on the lumbar region when returning to an upright posture.
  • the other end of the elastic body and the winding device are connected at a position relatively close to the waist, and therefore, the moment with the connection point between the waist and the back as a rotation axis
  • the moment arm is relatively small. Therefore, in order to secure a desired moment for sufficiently assisting the person in returning from the forward bending posture to the upright posture, it is necessary to extend the elastic body greatly and increase the elastic force of the elastic body. obtain. Therefore, it may be necessary to increase the output of the winding device. Thereby, when a winding apparatus enlarges, while the whole apparatus enlarges, there exists a possibility that the weight of the whole apparatus may increase.
  • the muscle strength assisting device of JP2008-67762A assists the operation of returning from the forward bending posture in which the upper body is bent forward and downward with respect to the waist, but extends the bending posture of the lower body (leg). It does not consider assisting the movement to return to the posture. Therefore, the movement of the legs is not assisted.
  • a person takes a forward bending posture an operation such as bending a leg portion and lifting a heavy object is frequently performed. Therefore, it is desirable to assist the operation of the leg portion.
  • the present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and can effectively assist the operation when a person returns from the forward bending posture and the bending posture of the leg, and assists this operation.
  • the present invention includes a first body side placement portion attached to the upper body and a first outer placement portion detachable from the first body side placement portion, the first body side placement portion and the first outer side.
  • a first auxiliary means having a first actuator capable of changing a distance between the placement portions; a second body-side placement portion attached to the waist; and a second body-side placement portion that is detachable from the second body-side placement portion
  • a second actuator that can change a distance between the second body-side placement portion and the second outer placement portion, and the second outer placement portion is 1st 2nd auxiliary means attached to an outside arrangement part, the 3rd body side arrangement part attached to the lower body, and the 3rd outside arrangement part which can be separated from the 3rd body side arrangement part,
  • the 3rd The distance between the body side arrangement part and the third outer arrangement part
  • a third actuator having a third actuator, and the third outer arrangement portion attached to the second outer arrangement portion, and before the operation of the first actuator and the third actuator,
  • a control device that
  • the first auxiliary means is placed on the upper body so that the direction connecting the parts is not parallel to the direction connecting the first body side arrangement part and the first outer arrangement part of the first actuator.
  • the second auxiliary means is attached to the waist, and connects the second body side arrangement part and the second outer arrangement part of the second actuator.
  • the third auxiliary means is attached to the lower body so that the direction is non-parallel to the direction connecting the third body side arrangement part and the third outside arrangement part of the third actuator
  • the control device includes state monitoring means, and when the state monitoring means detects that the second outer arrangement portion of the second actuator is separated from the waist and is in a predetermined state, the first monitoring device
  • the actuator is operated so that the distance between the first body side placement portion and the first outside placement portion is shortened, and then the third actuator is moved to the third body side placement portion and the third outside placement portion. It is a muscular strength assisting device that operates so that the distance between them is short or long.
  • the description of “attached to the upper body” in the above content means that it is directly attached to the upper body or indirectly attached to the upper body.
  • being directly attached to the upper body means, for example, that the first body side arrangement portion of the first actuator is attached to a human skeleton.
  • Indirect attachment to the upper body means, for example, that the first body-side arrangement portion of the first actuator is attached to a part of the upper body via an attachment that is attached to a part of the upper body of the person. It means that it is attached to a part of the upper body through a mounting tool attached to a part of the upper body and a wire connected to the mounting tool.
  • the description of “attached to the waist” and “attached to the lower body” in the above contents is also directly attached to the waist or the lower body, or indirectly attached to the waist or the lower body, as described above. Means.
  • the direction connecting the second body-side arrangement portion and the second outer arrangement portion of the second actuator of the second auxiliary means is the first body-side arrangement portion of the first actuator of the first auxiliary means and the first.
  • the first auxiliary means is attached to the upper body and the second auxiliary means is attached to the waist so as to be non-parallel to the direction connecting the outer arrangement portions.
  • the second actuator can increase the moment arm of the moment by increasing the distance between the second body side arrangement portion and the second outer arrangement portion.
  • the output of the first actuator of the first auxiliary means is used to obtain the desired moment in the state before increasing the moment arm. Even when the output is kept smaller than the output, a moment equivalent to the above-mentioned desired moment can be ensured.
  • the direction connecting the second body-side placement portion and the second outer placement portion of the second actuator of the second auxiliary means is between the third body-side placement portion and the third outer placement portion of the third actuator of the third auxiliary means.
  • the third auxiliary means is attached to the lower body on the back side of the body so as to be non-parallel to the direction connecting the two.
  • the third actuator changes the distance between the third body side arrangement part and the third outer side arrangement part
  • the force generated by the third actuator becomes an action point
  • the lower body and the waist are A moment for assisting the relative movement can be generated.
  • movement at the time of a person returning from a bending posture can be assisted.
  • the second actuator can increase the moment arm of the moment by increasing the distance between the second body side arrangement portion and the second outer arrangement portion.
  • the output of the third actuator of the third auxiliary means is used to obtain the desired moment in the state before increasing the moment arm. Even when the output is kept smaller than the output, a moment equivalent to the above-mentioned desired moment can be ensured.
  • the control device moves the first actuator to the first body side placement portion and the first body side placement portion.
  • the first actuator is operated so that the distance between the outer placement portions is shortened, and then the third actuator is operated so that the distance between the third body side placement portion and the third outer placement portion is shorter or longer.
  • the third body side arrangement portion of the third actuator of the third assisting means is attached to the thigh of the lower body, and the control device includes the third actuator.
  • the actuator may be operated so that the distance between the third body side arrangement part and the third outer arrangement part becomes short.
  • the first body side arrangement portion of the first actuator of the first assisting means may be attached to a shoulder portion of the upper body.
  • the state monitoring means is a time measuring means, and monitors whether or not a predetermined time has elapsed from the start of the operation of the second actuator, and the control device monitors the state monitoring.
  • the first actuator may be operated, and then the third actuator may be operated.
  • the state monitoring means monitors whether the distance between the second body side arrangement portion and the second outer arrangement portion of the second actuator has become a predetermined length. Then, the control device may operate the first actuator and then operate the third actuator when the state monitoring means detects that the predetermined length has been reached.
  • the second actuator connects the second body side placement portion, the second outside placement portion, the second body side placement portion, and the second outside placement portion. And an elastic body in which a fluid inflow space is formed, and switching between inflow and discharge of the fluid to and from the inside of the elastic body to switch between the second body side arrangement portion and the second outer arrangement portion It may be possible to change the distance.
  • the state monitoring means monitors whether or not the pressure inside the elastic body of the second actuator has become a predetermined pressure, and the control device has reached the predetermined pressure by the state monitoring means. When this is detected, the first actuator may be operated, and then the third actuator may be operated.
  • position of a leg can be effectively assisted, and the desired moment for assisting this operation
  • FIG. 1 is a side view of a state in which a muscle force assisting device according to an embodiment of the present invention is attached to a human body.
  • FIG. 2 is a rear view of the state in which the muscle strength assisting device of FIG. 1 is attached to a human body. It is a front view of the state with which the muscular strength assistance apparatus of FIG. 1 was mounted
  • FIG. 2 is a perspective view of a state where the muscle strength assisting device of FIG. 1 is attached to a human body.
  • the muscle force assisting apparatus 1 includes a first auxiliary unit 10, a second auxiliary unit 20, a third auxiliary unit 30, and a control unit 40 that controls operations of these auxiliary units 10, 20, 30. Yes.
  • the first auxiliary unit 10 includes a first body-side arrangement portion 11A attached to a part of the body (shoulder portion S in the present embodiment) and a first outer side that can be separated from and attached to the first body-side arrangement portion 11A. And a first actuator 11 that can change the distance between the first body-side placement portion 11A and the first outer placement portion 11B.
  • the first actuator 11 in the present embodiment includes a first body-side placement portion 11A, a first outer placement portion 11B, and an elastic body that connects the first body-side placement portion 11A and the first outer placement portion 11B.
  • a cylindrical portion 11C A cylindrical portion 11C.
  • the first actuator 11 is a fluid injection type actuator (so-called artificial muscle type actuator), and by switching the flow of fluid into and out of the cylindrical portion 11C and elastically deforming the cylindrical portion 11C, the first body side It is possible to change the distance between the placement portion 11A and the first outer placement portion 11B.
  • air is used as the fluid that flows into the cylindrical portion 11C.
  • the air is supplied from an air supply unit 41 (see FIG. 1) in the control unit 40.
  • the first body-side arrangement portion 11A is connected to a shoulder attachment device 13 attached to the shoulder portion S of the upper body of the person via a wire 12A.
  • the wire 12A is a metal wire or the like and is made of a material having a high elastic coefficient.
  • the shoulder mounting tool 13 is made of, for example, cloth, and includes a shoulder portion 13A that is wound around the shoulder portion S of the person and a connecting portion 13B that is connected to the shoulder portion 13A on the back portion B side of the person. Among these, the wire 12A is connected to the connecting portion 13B.
  • the end of the wire 12A is connected to the connecting portion 13B so as to be swingable in the vertical direction and the horizontal direction.
  • a connection mode for example, a mode in which an open / close-type hook (carabiner or the like) provided at the end of the wire 12A is attached to a ring-shaped member provided in the connecting portion 13B.
  • the upper body in the present embodiment means a portion (shoulder S, back B, etc.) above the waist W of the human body, and the lower body means the waist W of the human body.
  • the lower part (thigh TL, TR, lower leg, leg, etc.) is meant.
  • a trunk posture detection sensor 14 (see FIG. 2 or FIG. 4) is provided in the connecting portion 13B, and the trunk posture detection sensor 14 shifts a person from an upright posture to a forward bent posture.
  • a signal indicating the degree of the forward bending posture is output to the control unit 40.
  • the trunk posture detection sensor 14 for example, a myoelectric sensor, an angle sensor, an acceleration sensor, a strain gauge, or the like can be used.
  • the “upright posture” means a posture in which the back portion B is not bent forward with respect to the waist portion W and the shoulder portion S is located directly above the waist portion W.
  • positioning part 11B is attached to the 2nd auxiliary
  • the first outer arrangement portion 11 ⁇ / b> B of the first actuator 11 is indirectly attached to the second auxiliary unit 20.
  • the wire 12B is a metal wire or the like and is made of a material having a high elastic coefficient.
  • the end of the wire 12B is also connected to the second auxiliary unit 20 so as to be swingable in the vertical direction and the horizontal direction. This connection mode will be described in detail in the description of the second auxiliary unit 20 described later.
  • first auxiliary unit 10 in a state before the air from the air supply unit 41 in the control unit 40 flows into the above-described cylindrical portion 11 ⁇ / b> C in the first actuator 11,
  • the distance from the first outer placement portion 11B is the reference length.
  • the cylindrical portion 11C is elastically deformed so as to expand in the radial direction, whereby the axial length of the cylindrical portion 11C is increased. Shrink.
  • positioning part 11B becomes short with respect to reference
  • assistant unit 10 means the length between the shoulder part mounting tool 13 and the edge part of the side connected to the 2nd auxiliary
  • the first actuator 11 is configured such that, for example, when the air flows into the cylindrical portion 11C and the axial length of the cylindrical portion 11C is contracted, the cylindrical portion 11C By restricting inflow and discharge of air to and from 11C, the operation can be stopped.
  • assistant unit 10 in the state which stopped operation
  • assistant unit 10 can hold
  • a length adjustment mechanism for the wire 12A is provided between the wire 12A and the connecting portion 13B of the shoulder mounting tool 13. Thereby, it is possible to adjust the length between the first body side arrangement part 11A of the first actuator 11 of the wire 12A and the shoulder mounting tool 13, and according to the size of the human body.
  • the wire 12A can be adjusted to an appropriate length.
  • the wire 12A is maintained at the adjusted length. Thereby, even if it is a case where the wire 12A is pulled by the 1st body side arrangement
  • Such a length adjusting mechanism may be provided in the wire 12B.
  • the second auxiliary unit 20 has a second body-side placement portion 21A attached to a part of the body (the waist W in the present embodiment) and a second outer side placement that can be separated from the second body-side placement portion 21A. And a second actuator 21 that can change the distance between the second body side arrangement part 21A and the second outer arrangement part 21B.
  • the second actuator 21 in the present embodiment includes a second body-side placement portion 21A, a second outer placement portion 21B, and an elastic body that connects the second body-side placement portion 21A and the second outer placement portion 21B.
  • a bellows portion 21C is a bellows portion 21C.
  • the second actuator 21 switches the inflow and outflow of the fluid to and from the inside of the bellows part 21C (bellows part) in which a fluid inflow space is formed, and expands and contracts the bellows part 21C, whereby the second body-side arrangement part 21A. And it is possible to change the distance between the 2nd outer side arrangement
  • air is used as the fluid that flows into the bellows portion 21C.
  • the air is supplied from an air supply part 41 (see FIG. 1) in the control unit 40, as in the case of the cylindrical part 11C described above.
  • the second body side arrangement portion 21A and the second outer side arrangement portion 21B are formed in a plate shape, and the expansion / contraction direction of the bellows portion 21C is formed on the outer peripheral portion of the second body side arrangement portion 21A.
  • a plurality of rod-shaped guide members 21 ⁇ / b> D extending along the line are provided.
  • the second body side arrangement portion 21A is connected to a waist attachment device 23 attached to a human waist portion W.
  • assistant unit 20 21 A of 2nd body side arrangement
  • the waist attachment 23 is made of cloth, for example, and is wound around the waist W from a person's abdomen.
  • the second outer arrangement portion 21 ⁇ / b> B is connected to the wire 12 ⁇ / b> B of the first auxiliary unit 10.
  • the second outer arrangement portion 21 ⁇ / b> B of the second actuator 21 is indirectly attached to the first outer arrangement portion 11 ⁇ / b> B of the first actuator 11 of the first auxiliary unit 10.
  • the end of the wire 12B of the first auxiliary unit 10 is connected to the second auxiliary unit 20 so as to be swingable in the vertical direction and the horizontal direction.
  • the end portion of the wire 12B is connected to the upper portion of the second outer arrangement portion 21B of the second auxiliary unit 20 so as to be swingable in the vertical direction and the left-right direction.
  • an open / close hook (carabiner or the like) provided at the end of the wire 12B is attached to a ring-shaped member provided in the second outer arrangement portion 21B.
  • an open / close hook (carabiner or the like) provided at the end of the wire 12B is attached to a ring-shaped member provided in the second outer arrangement portion 21B. The aspect of this is mentioned.
  • the second auxiliary unit 20 is mounted on the waist so that the second actuator 21 protrudes rearward from the waist W with the expansion / contraction direction of the second actuator 21 being along the front-rear direction.
  • a tool 23 is attached to a person's waist W.
  • the first auxiliary unit 10 extends from the second auxiliary unit 20 to the shoulder S along the person's back B on the person's back B side. That is, in the present embodiment, the direction connecting the second body-side arrangement portion 21A and the second outer arrangement portion 21B of the second actuator 21 of the second auxiliary unit 20 is the first actuator 11 of the first auxiliary unit 10.
  • the first auxiliary unit 10 is attached to the shoulder S and the second auxiliary unit 20 is attached to the waist W so as to be non-parallel to the direction connecting the first body arrangement unit 11A and the first outer arrangement unit 11B. .
  • the first auxiliary unit 10 is adjusted so as to extend from the second auxiliary unit 20 to the shoulder S of the person in a slack state. It is preferred that In this case, the person can take a forward bending posture without difficulty.
  • the first auxiliary unit 10 of the first auxiliary unit 10 is connected. It can be said that the 1st outer side arrangement
  • positioning part 11B of 1 actuator 11 is indirectly attached to the waist part W of the person via the wire 12B and the 2nd auxiliary unit 20 attached to the waist part W. That is, the second auxiliary unit 20 functions as an attachment member for indirectly attaching the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 of the first auxiliary unit 10 to the waist W.
  • the second auxiliary unit 20 functioning as an attachment member is connected to the second outer arrangement portion 21B and the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 via the wire 12B at a position behind the waist W.
  • the first outer placement portion 11B of the first actuator 11 is indirectly attached to the waist W.
  • the second body side arrangement unit 21A and the second auxiliary unit 20 The distance between the two outer placement portions 21B is the reference length.
  • the bellows portion 21C extends. Thereby, the distance between 21 A of 2nd body side arrangement
  • the bellows portion 21C contracts to a state before extension. Thereby, the distance between 21 A of 2nd body side arrangement
  • the second actuator 21 limits the inflow and discharge of air to the bellows part 21C, for example, when air is introduced into the bellows part 21C and the bellows part 21C is extended. As a result, the operation can be stopped. Thereby, the second auxiliary unit 20 sets the distance between the second body side arrangement portion 21A and the second outer arrangement portion 21B of the second actuator 21 to a predetermined length in a state where the operation of the second actuator 21 is stopped. It is possible to maintain.
  • the third auxiliary unit 30 can be attached to and detached from the third body side arrangement portion 31A and the third body side arrangement portion 31A attached to a part of the body (in this embodiment, the thighs TL and TR).
  • a third actuator 31 that includes a third outer placement portion 31B and that can change the distance between the third body-side placement portion 31A and the third outer placement portion 31B.
  • the muscle force assisting apparatus 1 includes two third auxiliary units 30 arranged on the left and right, and each of the left and right third auxiliary units 30 includes a third actuator 31. Yes.
  • Each of the third actuators 31 has a cylindrical shape made of a third body side arrangement part 31A, a third outer side arrangement part 31B, and an elastic body that connects the third body side arrangement part 31A and the third outer side arrangement part 31B. Part 31C.
  • the third actuator 31 is a fluid injection type actuator (so-called artificial muscle type actuator) and has the same configuration as the first actuator 11 described above. That is, the third actuator 31 is configured to elastically deform the cylindrical portion 31C by switching inflow and discharge of the fluid to and from the inside of the cylindrical portion 31C. It is possible to change the distance.
  • the fluid that flows into the cylindrical portion 31 ⁇ / b> C air is used as in the case of the first actuator 11 and the second actuator 21, and the air is supplied from the air supply unit 41 in the control unit 40.
  • the third body side arrangement portion 31A of each of the two third actuators 31 is connected to the thigh attachment device 33.
  • the thigh attachment tool 33 includes a left thigh attachment tool 33L attached to a person's left thigh TL, and a right thigh attachment tool 33R attached to the person's right thigh TR (FIG. 2 and the like). Reference).
  • the third body side arrangement part 31A of the third actuator 31 of the third auxiliary unit 30 arranged on the left side is connected to the left thigh attachment device 33L via a wire 32A (see FIG. 2).
  • positioned on the right is connected to 33 R of right thigh mounting parts via the wire 32A (refer FIG. 2).
  • positioning part 31A of the 3rd actuator 31 is indirectly attached to thigh TL, TR of the lower body of a person.
  • the wire 32A is a metal wire or the like and is made of a material having a high elastic coefficient.
  • the left thigh attachment tool 33L and the right thigh attachment tool 33R are made of, for example, cloth and are wound around each of the thigh parts TL and TR.
  • the end of the left wire 32A is connected to the left thigh attachment device 33L so as to be swingable in the vertical and horizontal directions
  • the end of the right wire 32A is connected to the right thigh
  • the mounting tool 33R is connected to be swingable in the vertical direction and the horizontal direction.
  • a ring-shaped member provided in each of the left thigh attachment device 33L and the right thigh attachment device 33R is provided at the ends of the left and right wires 32A.
  • the open / close hooks (carabiner or the like) are attached.
  • each of the left thigh attachment device 33L and the right thigh attachment device 33R is provided with a leg posture detection sensor 34. Outputs to the control unit 40 a signal indicating the degree of the bending posture when shifting from the posture in which the legs are extended (extension posture) to the bending posture.
  • a leg posture detection sensor 34 for example, a myoelectric sensor, an angle sensor, an acceleration sensor, a strain gauge, or the like can be used.
  • the third outer placement portion 31B of each of the two third actuators 31 is attached to the second auxiliary unit 20 via a wire 32B (see FIG. 1 or FIG. 2).
  • each of the third outer placement portions 31B is connected to the second outer placement portion 21B of the second actuator 21 of the second auxiliary unit 20 via a wire 32B.
  • each of the third outer arrangement portions 31 ⁇ / b> B of the third actuator 31 is indirectly attached to the second auxiliary unit 20.
  • the wire 32B is a metal wire or the like, like the wire 32A, and is made of a material having a high elastic coefficient.
  • each end of the wire 32B of the third auxiliary unit 30 can swing in the vertical direction and the horizontal direction with respect to the lower part of the second outer arrangement portion 21B of the second auxiliary unit 20. It is connected to the.
  • an open / close hook (carabiner or the like) provided at each end of the wire 32B is attached to a ring-shaped member provided in the second outer arrangement portion 21B. The aspect of attaching etc. is mentioned.
  • the third body side arrangement portion 31A of the left third actuator 31 is connected to the left thigh TL via the left thigh attachment device 33L, and the third third actuator 31 of the right third actuator 31 is connected.
  • the two third auxiliary units 30 are arranged on the back B side of the person. It extends from the back of the buttocks to the left and right thighs TL, TR of the person. That is, in the present embodiment, the direction connecting the second body-side arrangement portion 21A and the second outer arrangement portion 21B of the second actuator 21 of the second auxiliary unit 20 is the third actuator 31 of the third auxiliary unit 30.
  • the third auxiliary unit 30 is attached to the left and right thighs TL, TR so as to be non-parallel to the direction connecting the three body side arrangement parts 31A and the third outer arrangement part 31B.
  • the left and right thighs of the person from the second auxiliary unit 20 with the third auxiliary unit 30 slackened. It is preferable to adjust so as to extend to the portions TL and TR. In this case, a person can take a bending posture without difficulty.
  • the third auxiliary unit 30 of the third auxiliary unit 30 is connected. It can be said that the third outer arrangement portion 31B of the three actuators 31 is indirectly attached to the human waist W via the wire 32B and the second auxiliary unit 20 attached to the waist W. That is, the second auxiliary unit 20 functions as an attachment member for indirectly attaching the third outer arrangement portion 31B of the third actuator 31 of the third auxiliary unit 30 to the waist portion W.
  • the second auxiliary unit 20 functioning as an attachment member is connected to the second outer arrangement portion 21B and the third outer arrangement portion 31B of the third actuator 31 via a wire 32B at a position behind the waist W.
  • the third outer placement portion 31B of the third actuator 31 is indirectly attached to the waist W.
  • the third body side arrangement part A distance between 31A and the third outer arrangement portion 31B is a reference length.
  • the cylindrical portion 31C is elastically deformed so as to expand in the radial direction, whereby the axial length of the cylindrical portion 31C is increased. Shrink.
  • the distance between the third body side arrangement part 31A and the third outer arrangement part 31B becomes shorter than the reference length, so that the entire length of the third auxiliary unit 30 becomes the cylindrical part 31C. It is designed to be shorter than the overall length before the air is introduced.
  • the total length of the third auxiliary unit 30 is the length between the left and right thigh attachment devices 33L and 33R and the end of the left and right wires 32B on the side connected to the second auxiliary unit 20. Means.
  • each of the third actuators 31 contracts the axial length of the cylindrical portion 31C when air flows into the cylindrical portion 31C, for example.
  • the operation can be stopped.
  • distance between the 3rd body side arrangement part 31A and the 3rd outside arrangement part 31B of the 3rd actuator 31 is made into predetermined length. It is possible to maintain.
  • the third auxiliary unit 30 can keep the entire length constant in a state where the operation of the third actuator 31 is stopped.
  • a length adjusting mechanism for the wire 32A is provided between the wire 32A and the thigh attachment device 33. Thereby, it is possible to adjust the length between the 3rd body side arrangement
  • the wire 32A can be adjusted to an appropriate length.
  • the length of the wire 32A is adjusted by the length adjusting mechanism, the wire 32A is maintained at the adjusted length. Thereby, even if it is a case where the wire 32A is pulled by the 3rd body side arrangement
  • Such a length adjusting mechanism may be provided in the wire 32B.
  • FIG. 5 is a schematic diagram of a system configuration showing an electrical or mechanical connection mode between the control unit 40 and each auxiliary unit 10, 20, 30.
  • the control unit 40 according to the present embodiment includes the air supply unit 41 and the controller 50 described above.
  • the air supply unit 41 includes an air source 42, a pressure reducing valve 43 connected to the air source 42, and a first pipe 44 that connects between the pressure reducing valve 43 and the first actuator 11. And a second pipe 45 that connects between the pressure reducing valve 43 and the second actuator 21, and two third pipes 46 that connect between the pressure reducing valve 43 and the two third actuators 31.
  • a first supply / exhaust switching valve 47 is provided in the first pipe 44.
  • the second pipe 45 is provided with a second supply / exhaust switching valve 48.
  • Each of the two third pipes 46 is provided with a third supply / exhaust switching valve 49.
  • One of the two third pipes 46 is connected to the left third actuator 31, and the other is connected to the right third actuator 31. Since the configurations of the third pipe 46 and the third supply / exhaust switching valve 49 are the same on the left and right, only one of the two third pipes 46 and the third supply / exhaust switching valve 49 is shown in FIGS. ing.
  • the decompression valve 43 decompresses the compressed air of the air source 42 composed of a tank or the like filled with compressed air to a predetermined pressure, and the first piping 44, the second piping 45, and the third piping 46. To supply.
  • the pressure reducing valve 43 the pressure of the air source 42 can be adjusted to a desired value. As a result, it is possible to adjust the operating speed of each of the actuators 11, 21, 31 to which air is supplied via the pipes 44 to 46.
  • the first piping 44 is made of a flexible tube or the like, and the first supply / exhaust switching valve 47 is electrically connected to the controller 50.
  • the first supply / exhaust switching valve 47 allows the air from the pressure reducing valve 43 to flow into the cylindrical portion 11C of the first actuator 11 or into the cylindrical portion 11C in accordance with a command from the controller 50. Switch whether to discharge air.
  • the first supply / exhaust switching valve 47 for example, a connection port connected to the pressure reducing valve 43 via the upstream side of the first pipe 44, and a connection port connected to the first actuator 11 via the downstream side of the first pipe 44 are used.
  • a three-port valve having a supply port and a discharge port open to the atmosphere is used.
  • the connection port and the supply port communicate with each other, so that air from the pressure reducing valve 43 can flow into the cylindrical portion 11C of the first actuator 11. Further, the air that has flowed into the cylindrical portion 11C can be discharged by communicating the supply port and the discharge port.
  • the operation of the first actuator 11 can be stopped by blocking all the ports, and the first body side arrangement part 11A of the first actuator 11 can be stopped. And the distance between the 1st outer side arrangement
  • positioning parts 11B can also be maintained to predetermined length.
  • the second piping 45 is made of a flexible tube or the like, and the second supply / exhaust switching valve 48 is electrically connected to the controller 50.
  • the second supply / exhaust switching valve 48 allows the air from the pressure reducing valve 43 to flow into the bellows portion 21C of the second actuator 21 or the air that has flowed into the bellows portion 21C according to a command from the controller 50. Switch whether to discharge.
  • the second supply / exhaust switching valve 48 for example, a connection port connected to the pressure reducing valve 43 via the upstream side of the second pipe 45, and a connection port connected to the second actuator 21 via the downstream side of the second pipe 45 are used.
  • a three-port valve having a supply port and a discharge port open to the atmosphere is used.
  • the connection port and the supply port communicate with each other, so that the air from the pressure reducing valve 43 can flow into the bellows portion 21 ⁇ / b> C of the second actuator 21. Further, the communication between the supply port and the discharge port allows the air that has flowed into the bellows portion 21C to be discharged.
  • the operation of the second actuator 21 can be stopped by blocking all the ports, and the second body-side arrangement portion 21A of the second actuator 21 and The distance between the second outer placement portions 21B can be maintained at a predetermined length.
  • the third pipe 46 is made of a flexible tube or the like, and the third supply / exhaust switching valve 49 is electrically connected to the controller 50.
  • the third supply / exhaust switching valve 49 allows the air from the pressure reducing valve 43 to flow into the cylindrical portion 31C of the third actuator 31 or into the cylindrical portion 31C in accordance with a command from the controller 50. Switch whether to discharge air.
  • the third supply / exhaust switching valve 49 for example, a connection port connected to the pressure reducing valve 43 via the upstream side of the third piping 46, and a connection port connected to the third actuator 31 via the downstream side of the third piping 46, for example.
  • a three-port valve having a supply port and a discharge port open to the atmosphere is used.
  • the connection port and the supply port communicate with each other, whereby the air from the pressure reducing valve 43 can flow into the cylindrical portion 31C of the third actuator 31.
  • the air that has flowed into the cylindrical portion 31C can be discharged by communicating the supply port and the discharge port.
  • the operation of the third actuator 31 can be stopped by blocking all the ports, and the third body side arrangement portion 31A of the third actuator 31 can be stopped. And the distance between the 3rd outer side arrangement
  • positioning parts 31B can also be maintained to predetermined length.
  • the controller 50 is electrically connected to the above-described supply / exhaust switching valves 47 to 49 and is also electrically connected to the above-described body posture detection sensor 14 and leg posture detection sensor 34.
  • the controller 50 detects that the person has taken the forward bending posture and the bending posture of the leg based on the signals from the body posture detection sensor 14 and the leg posture detection sensor 34.
  • the operations of the auxiliary units 10, 20, and 30 are controlled by outputting commands to the supply / exhaust switching valves 47 to 49.
  • the controller 50 of the present embodiment includes a command output unit 51 that outputs commands to the supply / exhaust switching valves 47 to 49, and a state monitoring unit 52.
  • the state monitoring unit 52 of the present embodiment is a time measuring unit and monitors the passage of time from the output of the command of the command output unit 51.
  • the controller 50 outputs the same command to the two third supply / exhaust switching valves 49 corresponding to the left and right third actuators 31 at the same timing.
  • Such a controller 50 may be composed of a CPU, a ROM, a RAM, and the like, or may be composed of a plurality of logic circuits.
  • FIG. 6 shows a flowchart for explaining an example of the operation of the muscle force assisting apparatus 1 in the present embodiment.
  • FIG. 7 shows a timing chart corresponding to the operation described in FIG. 8 to 11 show the states of the auxiliary units 10, 20, and 30 of the muscle strength assisting apparatus 1 that operate according to the flowchart of FIG.
  • the muscle force assisting apparatus 1 according to the present embodiment performs an operation of returning to an upright posture and a leg extension posture after a person takes a forward bending posture and a bending posture of the leg, as shown in FIG.
  • Each auxiliary unit 10, 20, 30 is controlled to assist.
  • FIGS. 6 to 11 an example of the operation of the muscle strength assisting apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 6 to 11.
  • the muscle strength assisting apparatus 1 is activated when an activation switch (not shown) is operated after being worn by a person.
  • the controller 50 determines whether the person is bent forward and bent based on signals from the body posture detection sensor 14 and the leg posture detection sensor 34. Monitor whether it was taken or not. If it is determined based on the body posture detection sensor 14 and the leg posture detection sensor 34 that the forward bending posture and the leg bending posture as shown in FIG. The process proceeds to S102. On the other hand, when it is not determined that the forward bending posture and the bending posture of the leg are taken (in the case of NO), monitoring is continued in step S101.
  • the first auxiliary unit 10 and the third auxiliary unit 30 are Pulled forward.
  • the first auxiliary unit 10 when the person takes the forward bending posture and the bending posture of the leg, the first auxiliary unit 10 and the third auxiliary unit 30 are Pulled forward.
  • the first auxiliary unit 10 when the first auxiliary unit 10 is adjusted so as to extend from the second auxiliary unit 20 to the shoulder S of the person in the upright posture, the first auxiliary unit 10 can be loosened.
  • the bellows portion 21C of the second actuator 21 is compressed.
  • the third auxiliary unit 30 when the leg is extended so that the third auxiliary unit 30 is adjusted so as to extend from the second auxiliary unit 20 to the human thighs TL and TR in a relaxed state, the third auxiliary unit 30 is provided. The slack can be removed. At this time, when the third auxiliary unit 30 is completely loosened between the second auxiliary unit 20 and the thighs TL and TR, the bellows part 21C of the second actuator 21 is compressed. As shown in FIG. 8, in this example, the bellows portion 21C is in a compressed state.
  • step S102 after it is determined that the forward bending posture and the bending posture of the leg have been taken, the controller 50 has a predetermined timing (for example, several seconds after the determination, or timing of input from a person),
  • the command output unit 51 outputs a command to the second supply / exhaust switching valve 48 so that the air from the pressure reducing valve 43 flows into the bellows unit 21 ⁇ / b> C of the second actuator 21.
  • the second actuator 21 is moved as shown in FIG. 9, and the distance between the second body-side arrangement portion 21 ⁇ / b> A and the second outer arrangement portion 21 ⁇ / b> B of the second actuator 21 is changed as shown by the arrow X in the drawing.
  • the reference length before the air flows into the bellows portion 21C becomes longer.
  • the controller 50 stops the operation of the second actuator 21 after flowing a predetermined amount of air into the bellows portion 21C, and the second body-side arrangement portion 21A of the second actuator 21 and The distance between the second outer placement portions 21B is maintained at a predetermined length.
  • step S103 the controller 50 monitors whether or not a predetermined time has elapsed since the start of the operation of the second actuator 21. If the elapse of the predetermined time is detected (in the case of YES), the process proceeds to step S104, and if it is before the elapse of the predetermined time (in the case of NO), the monitoring is continued in step S103.
  • step S ⁇ b> 104 the controller 50 outputs a command to the first supply / exhaust switching valve 47 by the command output unit 51, and causes the air from the pressure reducing valve 43 to flow into the cylindrical portion 11 ⁇ / b> C of the first actuator 11. Put it in a state. Thereby, the first actuator 11 is moved, and the distance between the first body side arrangement part 11A and the first outer arrangement part 11B of the first actuator 11 is the reference length before the air flows into the cylindrical part 11C. In contrast, the overall length of the first auxiliary unit 10 becomes shorter than the overall length before the fluid flows into the cylindrical portion 11C.
  • the muscular strength assisting device 1 assists the operation of moving the shoulder S and the waist W relative to each other by the force that is generated by the first actuator 11 and directed obliquely downward, as indicated by the arrow ⁇ in FIG. 9.
  • Moment M1 is generated. More precisely, the moment M1 is a moment with the connecting point between the waist W and the back B located between the waist W and the shoulder S as the rotation axis L1. At this moment M1, the rotation axis L1 and the linear first actuator 11 extending from the rotation axis L1 and orthogonal to the direction connecting the first body side arrangement portion 11A and the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 The moment arm A1 is set between the crossing point P1.
  • the moment arm A1 described above is more than the moment arm A2 shown in FIG. 8 before the second actuator 21 increases the distance between the second body side arrangement portion 21A and the second outer side arrangement portion 21B. large.
  • the output of the first actuator 11 is required to obtain a desired moment in the state of the moment arm A2.
  • a moment M1 equivalent to the above-described desired moment can be ensured.
  • the controller 50 stops the operation of the first actuator 11 after flowing a predetermined amount of air into the cylindrical portion 11C, and the first body-side arrangement portion 11A of the first actuator 11 and The distance between the first outer arrangement portions 11B is maintained at a predetermined length.
  • the body is prevented from moving to the forward bending posture side due to the influence of the heavy object, thereby stabilizing the person. In this state, it can be returned to the upright posture.
  • the monitoring of the predetermined time by the state monitoring unit 52 in step S103 described above is a process of determining the timing for moving the first actuator 11, but the predetermined time from the start of the operation of the second actuator 21 as in the present embodiment.
  • the controller 50 outputs a command to the third supply / exhaust switching valve 49 by the command output unit 51, and air from the pressure reducing valve 43 enters the cylindrical portion 31 ⁇ / b> C of the third actuator 31. Make it ready for inflow. Thereby, the third actuator 31 is moved, and the distance between the third body side arrangement part 31A and the third outer arrangement part 31B of the third actuator 31 is the reference length before the air flows into the cylindrical part 31C. The overall length of the third auxiliary unit 30 becomes shorter than the overall length before the fluid flows into the cylindrical portion 31C.
  • the action of the thighs TL, TR and the waist W relative to each other is caused by the force which is generated by the third actuator 31 toward the rear obliquely upward shown by the arrow ⁇ in FIG. 9.
  • a moment M2 for assisting is generated. More precisely, the moment M2 is a moment with the connection point between the waist W and the thighs TL and TR as the rotation axis L1.
  • the rotation axis L1, and the linear third actuator 31 extending from the rotation axis L1 and orthogonal to the direction connecting the third body side arrangement portion 31A and the third outer arrangement portion 31B of the third actuator 31,
  • the moment arm A3 is set between the intersection point P2 of the two.
  • the moment arm A3 described above is more than the moment arm A4 shown in FIG. 8 before the second actuator 21 increases the distance between the second body side arrangement portion 21A and the second outer side arrangement portion 21B. large.
  • the output of the third actuator 31 is necessary to obtain a desired moment in the state of the moment arm A4.
  • a moment M2 equivalent to the above-mentioned desired moment can be ensured.
  • the controller 50 stops the operation of the third actuator 31 after flowing a predetermined amount of air into the cylindrical portion 31C, and the third body-side arrangement portion 31A of the third actuator 31 and The distance between the third outer arrangement portions 31B is maintained at a predetermined length.
  • the controller 50 stops the operation of the third actuator 31 after flowing a predetermined amount of air into the cylindrical portion 31C, and the third body-side arrangement portion 31A of the third actuator 31 and The distance between the third outer arrangement portions 31B is maintained at a predetermined length.
  • the distance between the second body-side arrangement portion 21A and the second outer arrangement portion 21B of the second actuator 21 is the arrow in FIG.
  • the controller 50 outputs a command to the second supply / exhaust switching valve 48 so that the air flowing into the bellows portion 21C is discharged.
  • the entire length of the first auxiliary unit 10 and the third auxiliary unit 30 is also extended by discharging the air that has flowed into the cylindrical portion 11C or 31C.
  • the first actuator 11 and the third actuator 31 prevent an undesired burden on a person.
  • the second actuator 21 is moved, then the first actuator 11 is moved, and then Then, the third actuator 31 is moved.
  • the first actuator 11 and the 3rd actuator 31 are moved and the moment for assisting a motion of a body is produced, the moment arm increased reliably is ensured.
  • the first actuator 11 before the third actuator 31 after the second actuator 21 is moved it is possible to effectively reduce the burden on the human waist W. That is, when the forward bent posture is long, the burden on the waist W increases. Further, as shown in FIG.
  • the first actuator 11 starts to contract while the second actuator 21 is being extended, and the third actuator 31 is being contracted while the first actuator 11 is being contracted. It is starting to shrink.
  • the present embodiment by overlapping the operation timings in this way, it is possible to appropriately set the time for returning to the upright posture and the leg extended posture after taking the forward bending posture and the bending posture of the leg portion. It can be shortened.
  • the direction connecting the second body-side arrangement portion 21A and the second outer arrangement portion 21B of the second actuator 21 of the second auxiliary unit 20 is the first auxiliary unit.
  • the first auxiliary unit 10 is placed on the upper body (shoulder portion) so as to be non-parallel to the direction connecting the first body side arrangement portion 11A and the first outside arrangement portion 11B of the ten first actuators 11 S) and the second auxiliary unit 20 is attached to the waist W.
  • the force generated by the first actuator 11 becomes the action point, and the shoulder part It is possible to generate a moment for assisting the relative movement of S and the waist W.
  • movement at the time of a person returning from a forward bending posture can be assisted.
  • the second actuator 21 can increase the moment arm of the moment by increasing the distance between the second body side arrangement portion 21A and the second outer arrangement portion 21B. .
  • the output of the first actuator 11 of the first auxiliary unit 10 is required to obtain the desired moment in the state before increasing the moment arm.
  • the first actuator that generates a force at the point of application of the desired moment for assisting the relative movement of the shoulder S and the waist W. 11 can be ensured while keeping the output small, so that an increase in the size and weight of the entire apparatus can be suppressed.
  • the direction connecting the second body side arrangement portion 21A and the second outer side arrangement portion 21B of the second actuator 21 of the second auxiliary unit 20 is the third body side arrangement portion 31A of the third actuator 31 of the third auxiliary unit 30.
  • the third auxiliary unit 30 is attached to the lower half of the body (thighs TL, TR) so as to be non-parallel to the direction connecting the third outer placement portions 31B.
  • the third actuator 31 changes the distance between the third body side arrangement part 31A and the third outer arrangement part 31B
  • the force generated by the third actuator 31 becomes the action point, and the thigh It is possible to generate a moment for assisting the movement of the portions TL, TR and the waist W relative to each other. Thereby, the operation
  • the second actuator 31 can increase the moment arm of the moment by increasing the distance between the second body side arrangement portion 21A and the second outer side arrangement portion 21B. .
  • the output of the third actuator 31 of the third auxiliary unit 30 is required to obtain the desired moment in the state before the moment arm is increased. Even when the output is smaller than the output of the actuator 31, a moment equivalent to the desired moment can be ensured.
  • a desired moment for assisting the relative movement of the thighs TL, TR and the waist W is generated at the point of application of the moment.
  • the controller 50 that is a control device detects that the second outer arrangement portion 21B of the second actuator 21 is separated from the waist W and has entered a predetermined state by the state monitoring unit 52.
  • the first actuator 11 is operated so that the distance between the first body-side placement portion 11A and the first outer placement portion 11B becomes short, and then the third actuator 31 is moved to the third body-side placement portion 31A and the third body side. Since the operation is performed so that the distance between the outer arrangement portions 31B is shortened, when the first actuator 11 and the third actuator 31 are operated, it is possible to ensure an increased moment arm. Furthermore, by operating the first actuator 11 prior to the operation of the third actuator 31, it is possible to effectively reduce the burden on the human waist W.
  • the distance between the second body-side arrangement portion 21A and the second outer arrangement portion 21B of the second actuator 21 in a state where the second auxiliary unit 20 stops the operation of the second actuator 21. Can be maintained at a predetermined length.
  • the distance between the first body-side arrangement portion 11A and the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 in a state where the first auxiliary unit 10 stops the operation of the first actuator 11. Can be maintained at a predetermined length.
  • the operation of the first actuator 11 is stopped, and the distance between the first body side arrangement portion 11A and the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 is maintained at a predetermined length. be able to.
  • the body is prevented from moving to the forward bending posture side due to the influence of the heavy object, thereby stabilizing the person.
  • the distance between the first body side arrangement portion 11A and the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 is maintained at a predetermined length, so that assistance for maintaining an upright posture is possible.
  • the cylindrical portion 11C so that the distance between the first body side arrangement portion 11A and the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 is gradually increased. If it controls so that air is discharged
  • the distance between the third body side arrangement portion 31A and the third outer arrangement portion 31B of the third actuator 31 is set to a predetermined length. It is possible to maintain. Thus, after the moment is generated, the operation of the third actuator 31 is stopped, and the distance between the third body side arrangement portion 31A and the third outer arrangement portion 31B of the third actuator 31 is maintained at a predetermined length. be able to. As a result, for example, when a person returns from a bent posture to an extended posture while supporting a heavy object, the body is prevented from moving toward the bent posture due to the influence of the heavy object, and the person is in a stable state. It can be returned to the extended posture.
  • the distance between the third body side arrangement part 31A and the third outer arrangement part 31B of the third actuator 31 is maintained at a predetermined length, thereby assisting in maintaining the leg posture. It becomes possible. Further, when a person places a heavy object on the floor or the like, the cylindrical portion 31C so that the distance between the third body side arrangement portion 31A and the third outer arrangement portion 31B of the third actuator 31 gradually increases. If it controls so that air is discharged
  • the controller 50 operates the second actuator 21 so that the second outer arrangement portion 21B of the second actuator 21 is separated from the waist W before the operation of the first actuator 11 and the third actuator 31. Let Thereby, since the increased moment arm is ensured, the increased moment arm can be reliably generated at the time of the output of the first actuator 11 and the output of the third actuator 31. .
  • the second actuator 21 connects the second body-side placement portion 21A, the second outer placement portion 21B, and the second body-side placement portion 21A and the second outer placement portion 21B.
  • the bellows portion 21C includes an elastic bellows portion 21C.
  • the second bellows portion 21C is expanded and contracted by switching inflow and discharge of fluid to and from the inside of the bellows portion 21C. The configuration for changing the distance between them has been described.
  • Various modifications of the second actuator 21 are shown in FIGS. 12 to 22.
  • the bellows part 120 that connects the second body side arrangement part 21 ⁇ / b> A and the second outer arrangement part 21 ⁇ / b> B of the second actuator 21 is circumferential in the rectangular plate shape with one side as a rotation axis. It is the composition which expands to.
  • the second outer placement portion 21B connected to the bellows portion 120 moves in the circumferential direction around the rotation axis as described above and moves away from the second body side placement portion 21A.
  • deployment state of the bellows part 120 is shown.
  • the bellows part 120 may be driven by the compressed air of the air supply part 41.
  • the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 in the first auxiliary unit 10 is attached to the second outer arrangement portion 21B without using a wire or the like.
  • assistant unit 30 is abbreviate
  • the screw 130 is provided on the second body side arrangement portion 21A of the second actuator 21, and the second outer arrangement portion 21B is screwed to the screw 130.
  • the second outer placement portion 21B moves relative to the second body side placement portion 21A.
  • the screw 130 may be rotated by an air motor or the like that is rotated by the compressed air of the air supply unit 41.
  • the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 in the first auxiliary unit 10 and the third outer arrangement portion 31B of the third actuator 31 in the third auxiliary unit 30 are not connected via a wire or the like. 2 It is attached to the outer arrangement part 21B.
  • a rack 140 is provided in the second body side arrangement portion 21A of the second actuator 21, and a pinion gear 141 that meshes with the rack 140 is provided in the second outer arrangement portion 21B.
  • the pinion gear 141 may be rotated by an air motor or the like that is rotated by the compressed air of the air supply unit 41.
  • the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 in the first auxiliary unit 10 and the third outer arrangement portion 31B of the third actuator 31 in the third auxiliary unit 30 are not connected via a wire or the like. 2 It is attached to the outer arrangement part 21B.
  • a spring 150 is provided between the second body-side arrangement portion 21A and the second outer arrangement portion 21B of the second actuator 21.
  • the second body-side arrangement portion 21A is provided with an electromagnetic lock 151 having a claw body that holds the spring 150 so as to hold the spring 150 in a compressed state.
  • the second outer placement portion 21B moves relative to the second body-side placement portion 21A by releasing the spring 150 held in a compressed state by the electromagnetic lock 151 from the held state.
  • the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 in the first auxiliary unit 10 and the third outer arrangement portion 31B of the third actuator 31 in the third auxiliary unit 30 are not connected via a wire or the like. 2 It is attached to the outer arrangement part 21B.
  • a cam 160 is rotatably provided between the second body side arrangement portion 21A and the second outer side arrangement portion 21B of the second actuator 21.
  • the cam 160 may be rotated by an air motor or the like that is rotated by the compressed air of the air supply unit 41.
  • the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 in the first auxiliary unit 10 and the third outer arrangement portion 31B of the third actuator 31 in the third auxiliary unit 30 are not connected via a wire or the like. 2 It is attached to the outer arrangement part 21B.
  • an expandable / contractible link member 170 is provided between the second body side arrangement portion 21 ⁇ / b> A and the second outer side arrangement portion 21 ⁇ / b> B of the second actuator 21.
  • the link member 170 may be driven by an air motor or the like that is rotated by the compressed air of the air supply unit 41.
  • the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 in the first auxiliary unit 10 and the third outer arrangement portion 31B of the third actuator 31 in the third auxiliary unit 30 are not connected via a wire or the like. 2 It is attached to the outer arrangement part 21B.
  • an air cylinder 180 is provided between the second body side arrangement portion 21A and the second outside arrangement portion 21B of the second actuator 21.
  • the second outer placement portion 21B moves relative to the second body side placement portion 21A.
  • the air cylinder 180 may be driven by compressed air from the air supply unit 41.
  • the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 in the first auxiliary unit 10 and the third outer arrangement portion 31B of the third actuator 31 in the third auxiliary unit 30 are not connected via a wire or the like. 2 It is attached to the outer arrangement part 21B.
  • a plurality of rod-shaped guide members 21D are provided on the outer peripheral portion of the second body side arrangement portion 21A, and the outer peripheral portion of the second outer arrangement portion 21B is slidable on these guide members 21D.
  • a first pulley 190 is provided on the second body-side arrangement portion 21A of the second actuator 21, a second pulley 191 is provided on the second outer arrangement portion 21B, and a chain 192 is wound around the pulleys 190 and 191. Yes.
  • the chain 192 is taken up by one of the pulleys, so that the second outer arrangement portion 21 ⁇ / b> B is made with respect to the second body side arrangement portion 21 ⁇ / b> A.
  • the pulleys 190 and 191 may be rotated by an air motor or the like that is rotated by the compressed air of the air supply unit 41.
  • the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 in the first auxiliary unit 10 and the third outer arrangement portion 31B of the third actuator 31 in the third auxiliary unit 30 are not connected via a wire or the like. 2 It is attached to the outer arrangement part 21B.
  • a fluid injection type actuator unit 200 (so-called artificial muscle type actuator) is provided between the second body side arrangement part 21 ⁇ / b> A and the second outer side arrangement part 21 ⁇ / b> B of the second actuator 21. .
  • the second outer placement portion 21B moves relative to the second body-side placement portion 21A by flowing a fluid into the fluid injection type actuator portion 200 and expanding the cylindrical portion in the radial direction.
  • the fluid injection type actuator unit 200 may be driven by the compressed air of the air supply unit 41.
  • the first outer arrangement portion 11B of the first actuator 11 in the first auxiliary unit 10 and the third outer arrangement portion 31B of the third actuator 31 in the third auxiliary unit 30 are not connected via a wire or the like. 2 It is attached to the outer arrangement part 21B.
  • a rotation shaft 210 is provided in the second body-side arrangement portion 21A of the second actuator 21, and the second outer arrangement portion 21B is rotatably supported by the rotation shaft 210.
  • the second outer arrangement portion 21B has a first side portion 211A and a second side portion 211B, and the first side portion 211A and the second side portion 211B are L-shaped (crank shape). Are combined.
  • a connecting portion between the first side portion 211A and the second side portion 211B is supported by the rotation shaft 210.
  • positioning part 11B of the 1st actuator 11 is attached to the front-end
  • the second outer arrangement portion 21B is centered on the rotation shaft 210.
  • the second outer arrangement portion 21 ⁇ / b> B may be rotated by an air motor or the like that is rotated by the compressed air of the air supply unit 41.
  • a guide member 220 extending rearward is provided in the second body side arrangement portion 21 ⁇ / b> A of the second actuator 21, and a guide groove 221 extending rearward and obliquely upward is formed in the guide member 220.
  • the second outer arrangement portion 21 ⁇ / b> B is a shaft member and is inserted into the guide groove 221. In this configuration, the second outer arrangement portion 21B moves relative to the second body side arrangement portion 21A by moving rearward and obliquely upward along the guide groove 221.
  • step S103 the controller 50 monitors whether or not the predetermined time has elapsed from the start of the operation of the second actuator 21, and the predetermined time has elapsed.
  • step S104 the first actuator 11 is moved. Instead, as shown in the flowchart of FIG. 23, whether or not the distance between the second body-side arrangement portion 21A and the second outer arrangement portion 21B of the second actuator 21 has become a predetermined length. You may monitor by the state monitoring part 52. FIG. In this case, the state monitoring unit 52 may be electrically connected to a position sensor provided in the second actuator 21 to detect the length (distance).
  • the state monitoring unit 52 may be electrically connected to a pressure sensor provided in the second actuator 21 to detect the pressure.
  • step S103 the time, length, and pressure are all monitored, and when all the conditions are satisfied, the first actuator 11 may be moved in step S104.
  • the second actuator 21 when the person takes the forward bending posture and the bending posture of the leg, the second actuator 21 is moved, then the first actuator 11 is moved, and then the first 3 Actuator 31 is moved.
  • This timing may be changed as shown in FIG. 25A, for example. That is, in the example of FIG. 25A, the first actuator 11 and the second actuator 21 are moved at the same timing, and then the third actuator 31 is moved.
  • the first actuator 11, the second actuator 21, and the third actuator 31 may all be moved at the same timing.
  • the body posture detection sensor 14 that detects the forward bending posture of the person and the leg posture detection sensor 34 that detects the bending posture of the human leg
  • myoelectric sensors and angle sensors are used as sensors for detecting the posture of a person.
  • a pressure sensor provided on the glove, a pressure sensor for detecting the pressure of the foot, and the like can also be used as sensors for detecting the posture of a person.
  • the pressure sensor it can be detected from the detected pressure value whether or not the force for assisting the auxiliary units 10 to 30 is sufficient. Therefore, based on the pressure value, each auxiliary unit 10 to Effective assistance can be performed by additionally supplying an air amount or the like to be supplied to 30. Further, it can be detected whether or not the force for assisting the auxiliary units 10 to 30 is sufficient by an myoelectric sensor, an acceleration sensor, or the like.

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Abstract

【課題】人が前屈姿勢および脚部の屈曲姿勢から復帰する際の動作を、効果的に補助する。 【解決手段】筋力補助装置(１)は、第１アクチュエータ(１１)の第１身体側配置部(１１Ａ)を肩部に取り付けられる第１補助ユニット(１０)と、第２アクチュエータ(２１)の第２身体側配置部(２１Ａ)を腰部に取り付けられ第２外側配置部(２１Ｂ)を第１アクチュエータ(１１)の第１外側配置部(１１Ｂ)に取り付けられる第２補助ユニット(２０)と、第３アクチュエータ(３１)の第３身体側配置部(３１Ａ)を大腿部に取り付けられ第３外側配置部(３１Ｂ)を第２アクチュエータ(２１)の第２外側配置部(２１Ｂ)に取り付けられる第３補助ユニット(３０)と、アクチュエータ(１１，３１)の動作前に第２アクチュエータ(２１)の第２外側配置部(２１Ｂ)が腰部から離れるように動作させるコントローラ(５０)と、を備える。コントローラ(５０)は、第２アクチュエータ(２１)が所定の状態となったときにアクチュエータ(１１，３１)を動作させる。

Description

筋力補助装置
　本発明は、筋力補助装置に関する。
　筋力補助装置は、人体に装着され人間の動作を補助する。例えば、ＪＰ２００８－６７７６２Ａには、一端部が肩部に装着されるとともに他端部が下半身に装着されることにより背部に沿って延在する弾性体と、この弾性体を長手方向に伸長させる電動式ワイヤ巻取装置（以下、巻取装置と略す。）と、を有する筋力補助装置が開示されている。
　このＪＰ２００８－６７７６２Ａの筋力補助装置は、人が前屈姿勢をとった際に巻取装置によって弾性体を巻き取り、弾性体を伸長させる。これにより、弾性体に弾性力が生じ、この弾性力によって前屈姿勢維持のための腰部の筋負担を軽減させることができる。また、この筋力補助装置によれば、この際に生じた弾性力が、人が直立姿勢に戻る際の動作を補助するように作用することで、直立姿勢への復帰時の腰部への筋負担も軽減させることができる。さらに、人が前屈姿勢から直立姿勢に戻った際には、巻取装置によって弾性体が繰り出されることにより、弾性体の弾性力が消滅する。これにより、直立姿勢時に、弾性体の弾性力によって不所望に筋負担が生じることを防止することもできる。
　ところで、上述のＪＰ２００８－６７７６２Ａの筋力補助装置では、巻取装置が人の腰部に設けられ、弾性体の一端部が肩部に装着され、弾性体の他端部が腰部の後方で前記巻取装置に接続される。巻取装置は、人が前屈姿勢をとった際に弾性体を巻き取ることにより弾性体を伸長させ、この伸長による弾性体の弾性力が、人が直立姿勢に戻る際の動作を補助するように作用する。ここで、この弾性力は、腰部と背部との連結点を回転軸としたモーメントを生じさせることにより、人が直立姿勢に戻る際の動作を補助する。これにより、直立姿勢への復帰時の腰部への筋負担が軽減する。
　しかしながら、ＪＰ２００８－６７７６２Ａの筋力補助装置では、弾性体の他端部と巻取装置とが、腰部から比較的近い位置で接続されているため、腰部と背部との連結点を回転軸としたモーメントのモーメントアームが比較的小さい。したがって、人が前屈姿勢から直立姿勢に戻る際の動作を十分に補助するための所望のモーメントを確保するには、弾性体を大きく伸長させて、弾性体の弾性力を大きくする必要が生じ得る。そのため、巻取装置の出力を大きくする必要が生じ得る。これにより、巻取装置が大型化することで、装置全体が大型化するとともに、装置全体の重量が増加してしまう虞がある。
　また、ＪＰ２００８－６７７６２Ａの筋力補助装置は、上半身を腰部に対して前下方に屈曲させた前屈姿勢からの直立姿勢への復帰の動作を補助するが、下半身（脚部）の屈曲姿勢を伸び姿勢に復帰させる動作を補助することは考慮していない。そのため、脚部の動作は補助されない。作業現場等においては、人が前屈姿勢をとる際に、脚部も屈曲させて重量物を持ち上げる等の動作が頻繁に行われるため、脚部の動作に関しても補助されることが望ましい。
　本発明は、上記実情を考慮してなされたものであって、人が前屈姿勢および脚部の屈曲姿勢から復帰する際の動作を、効果的に補助することができ、この動作を補助するための所望のモーメントを、当該モーメントの作用点における力を生じさせるアクチュエータの出力を小さく抑えながらも確保できることにより、装置全体の大型化及び重量増加を抑制することができる筋力補助装置を提供することを目的とする。
　本発明は、上半身に取り付けられる第１身体側配置部と前記第１身体側配置部に対して離接可能な第１外側配置部とを含み、前記第１身体側配置部および前記第１外側配置部間の距離を変化させることが可能な第１アクチュエータ、を有する第１補助手段と、腰部に取り付けられる第２身体側配置部と前記第２身体側配置部に対して離接可能な第２外側配置部とを含み、前記第２身体側配置部および前記第２外側配置部間の距離を変化させることが可能な第２アクチュエータ、を有し、且つ前記第２外側配置部を前記第１外側配置部に取り付けられる第２補助手段と、下半身に取り付けられる第３身体側配置部と前記第３身体側配置部に対して離接可能な第３外側配置部とを含み、前記第３身体側配置部および前記第３外側配置部間の距離を変化させることが可能な第３アクチュエータ、を有し、且つ前記第３外側配置部を前記第２外側配置部に取り付けられる第３補助手段と、前記第１アクチュエータおよび第３アクチュエータの動作前に、前記第２アクチュエータの前記第２外側配置部が前記腰部から離れるように前記第２アクチュエータを動作させる制御装置と、を備え、前記第２アクチュエータの前記第２身体側配置部および前記第２外側配置部間を結ぶ方向が前記第１アクチュエータの前記第１身体側配置部および前記第１外側配置部間を結ぶ方向と非平行となるように、身体の背部側において、前記第１補助手段が上半身に取り付けられ、且つ前記第２補助手段が腰部に取り付けられ、前記第２アクチュエータの前記第２身体側配置部および前記第２外側配置部間を結ぶ方向が前記第３アクチュエータの前記第３身体側配置部および前記第３外側配置部間を結ぶ方向と非平行となるように、身体の背部側において、前記第３補助手段が下半身に取り付けられ、前記制御装置は、状態監視手段を有し、当該状態監視手段によって前記第２アクチュエータの前記第２外側配置部が前記腰部から離れて所定の状態となったことを検出したときに、前記第１アクチュエータを、前記第１身体側配置部および前記第１外側配置部間の距離が短くなるように動作させ、その後、前記第３アクチュエータを、前記第３身体側配置部および前記第３外側配置部間の距離が短くまたは長くなるように動作させる、筋力補助装置、である。
　なお、上記内容における「上半身に取り付けられる」という記載は、上半身に直接的に取り付けられること、または、上半身に間接的に取り付けられることを意味する。具体的には、上半身に直接的に取り付けられるとは、例えば、第１アクチュエータの第１身体側配置部が、人の骨格に取り付けられること等を意味する。また、上半身に間接的に取り付けられるとは、例えば、第１アクチュエータの第１身体側配置部が、人の上半身の一部に装着される装着具を介して上半身の一部に取り付けられることや、上半身の一部に装着される装着具およびこれに接続されるワイヤ等を介して上半身の一部に取り付けられることを意味する。
　なお、上記内容における「腰部に取り付けられる」や「下半身に取り付けられる」という記載も、上述と同様に、腰部または下半身に直接的に取り付けられること、または、腰部または下半身に間接的に取り付けられることを意味する。
　本発明によれば、第２補助手段の第２アクチュエータの第２身体側配置部および第２外側配置部間を結ぶ方向が第１補助手段の第１アクチュエータの第１身体側配置部および第１外側配置部間を結ぶ方向と非平行となるように、身体の背部側において、第１補助手段が上半身に取り付けられ、且つ第２補助手段が腰部に取り付けられる。この状態において、第１アクチュエータが、第１身体側配置部および第１外側配置部間の距離を変化させた際に、第１アクチュエータで生じる力が作用点となって、上半身と腰部とを相対移動させる動作を補助するためのモーメントを生じさせることができる。これにより、人が前屈姿勢から復帰する際の動作を補助することができる。そして、この際に、第２アクチュエータが、第２身体側配置部および第２外側配置部間の距離を長くなるように増大させることで、モーメントのモーメントアームを増大させることができる。これにより、モーメントアームを増大させた後の状態においては、第１補助手段の第１アクチュエータの出力を、モーメントアームを増大させる前の状態で所望のモーメントを得るために必要となる第１アクチュエータの出力よりも小さく抑えた場合であっても、上述の所望のモーメントと同等のモーメントを確保することができる。これにより、本発明によれば、上半身と腰部を相対移動させる動作を補助するための所望のモーメントを、当該モーメントの作用点における力を生じさせるアクチュエータの出力を小さく抑えながらも確保できることにより、装置全体の大型化及び重量増加を抑制することができる。
　また、第２補助手段の第２アクチュエータの第２身体側配置部および第２外側配置部間を結ぶ方向が第３補助手段の第３アクチュエータの第３身体側配置部および第３外側配置部間を結ぶ方向と非平行となるように、身体の背部側において、第３補助手段が下半身に取り付けられる。この状態において、第３アクチュエータが、その第３身体側配置部および第３外側配置部間の距離を変化させた際に、第３アクチュエータで生じる力が作用点となって、下半身と腰部とを相対移動させる動作を補助するためのモーメントを生じさせることができる。これにより、人が屈曲姿勢から復帰する際の動作を補助することができる。そして、この際に、第２アクチュエータが、その第２身体側配置部および第２外側配置部間の距離を長くなるように増大させることで、モーメントのモーメントアームを増大させることができる。これにより、モーメントアームを増大させた後の状態においては、第３補助手段の第３アクチュエータの出力を、モーメントアームを増大させる前の状態で所望のモーメントを得るために必要となる第３アクチュエータの出力よりも小さく抑えた場合であっても、上述の所望のモーメントと同等のモーメントを確保することができる。これにより、本発明によれば、下半身と腰部を相対移動させる動作を補助するための所望のモーメントを、当該モーメントの作用点における力を生じさせるアクチュエータの出力を小さく抑えながらも確保できることにより、装置全体の大型化及び重量増加を抑制することができる。
　しかも、制御装置は、状態監視手段によって第２アクチュエータの第２外側配置部が腰部から離れて所定の状態となったことを検出したときに、第１アクチュエータを、第１身体側配置部および第１外側配置部間の距離が短くなるように動作させ、その後、第３アクチュエータを、第３身体側配置部および第３外側配置部間の距離が短くまたは長くなるように動作させるため、第１アクチュエータおよび第３アクチュエータを動作させる際に、確実に増大されたモーメントアームを確保できる。さらには、第３アクチュエータの動作よりも先に、第１アクチュエータを動作させることにより、人の腰部への負担を効果的に軽減することができる。
　また、本発明の筋力補助装置においては、前記第３補助手段の前記第３アクチュエータの前記第３身体側配置部は、下半身のうちの大腿部に取り付けられ、前記制御装置は、前記第３アクチュエータを、前記第３身体側配置部および前記第３外側配置部間の距離が短くなるように動作させてもよい。
　また、本発明の筋力補助装置においては、前記第１補助手段の前記第１アクチュエータの前記第１身体側配置部は、上半身のうちの肩部に取り付けられてもよい。
　また、本発明の筋力補助装置において、前記状態監視手段は、計時手段であり、前記第２アクチュエータの動作の開始から所定時間が経過したか否かを監視し、前記制御装置は、前記状態監視手段によって前記所定時間の経過を検出したときに、前記第１アクチュエータを動作させ、その後、前記第３アクチュエータを動作させてもよい。
　また、本発明の筋力補助装置においては、前記状態監視手段は、前記第２アクチュエータの前記第２身体側配置部および前記第２外側配置部間の距離が所定の長さとなったか否かを監視し、前記制御装置は、前記状態監視手段によって前記所定の長さとなったことを検出したときに、前記第１アクチュエータを動作させ、その後、前記第３アクチュエータを動作させてもよい。
　また、本発明の筋力補助装置において、前記第２アクチュエータは、前記第２身体側配置部と、前記第２外側配置部と、前記第２身体側配置部と前記第２外側配置部とを連結し、内部に流体の流入空間が形成された弾性体と、を有し、前記弾性体の内部に対する流体の流入および排出を切り換えて前記第２身体側配置部および前記第２外側配置部間の距離を変化させることが可能となっていてもよい。そして、前記状態監視手段は、前記第２アクチュエータの前記弾性体の内部の圧力が所定の圧力となったか否かを監視し、前記制御装置は、前記状態監視手段によって前記所定の圧力となったことを検出したときに、前記第１アクチュエータを動作させ、その後、前記第３アクチュエータを動作させてもよい。
　本発明によれば、人が前屈姿勢および脚部の屈曲姿勢から復帰する際の動作を、効果的に補助することができ、この動作を補助するための所望のモーメントを、当該モーメントの作用点における力を生じさせるアクチュエータの出力を小さく抑えながらも確保できることにより、装置全体の大型化及び重量増加を抑制することができる。
本発明の一実施の形態による筋力補助装置が人の身体に装着された状態の側面図である。 図１の筋力補助装置が人の身体に装着された状態の後面図である。 図１の筋力補助装置が人の身体に装着された状態の前面図である。 図１の筋力補助装置が人の身体に装着された状態の斜視図である。 図１の筋力補助装置のシステム構成の概略図である。 図１の筋力補助装置の動作の一例を説明するフローチャートである。 図１の筋力補助装置の動作の一例を説明するタイミングチャートである。 図６のフローチャートに従って動作する筋力補助装置の様子を示す図である。 図６のフローチャートに従って動作する筋力補助装置の様子を示す図である。 図６のフローチャートに従って動作する筋力補助装置の様子を示す図である。 図６のフローチャートに従って動作する筋力補助装置の様子を示す図である。 図１の筋力補助装置の変形例を説明する図である。 図１の筋力補助装置の変形例を説明する図である。 図１の筋力補助装置の変形例を説明する図である。 図１の筋力補助装置の変形例を説明する図である。 図１の筋力補助装置の変形例を説明する図である。 図１の筋力補助装置の変形例を説明する図である。 図１の筋力補助装置の変形例を説明する図である。 図１の筋力補助装置の変形例を説明する図である。 図１の筋力補助装置の変形例を説明する図である。 図１の筋力補助装置の変形例を説明する図である。 図１の筋力補助装置の変形例を説明する図である。 図１の筋力補助装置の変形例を説明する図である。 図１の筋力補助装置の変形例を説明する図である。 図１の筋力補助装置の変形例を説明する図である。 図１の筋力補助装置の変形例を説明する図である。
　以下、図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。
　図１乃至図４には、本発明の一実施の形態にかかる筋力補助装置１が人の身体に装着された状態が示されている。この筋力補助装置１は、第１補助ユニット１０と、第２補助ユニット２０と、第３補助ユニット３０と、これら各補助ユニット１０，２０，３０の動作を制御する制御ユニット４０と、を備えている。
（第１補助ユニット）
　第１補助ユニット１０は、身体の一部（本実施の形態では肩部Ｓ）に取り付けられる第１身体側配置部１１Ａとこの第１身体側配置部１１Ａに対して離接可能な第１外側配置部１１Ｂとを含み、これら第１身体側配置部１１Ａおよび第１外側配置部１１Ｂ間の距離を変化させることが可能な第１アクチュエータ１１、を有する。本実施の形態における第１アクチュエータ１１は、第１身体側配置部１１Ａと、第１外側配置部１１Ｂと、これら第１身体側配置部１１Ａと第１外側配置部１１Ｂとを連結する弾性体からなる筒状部１１Ｃと、を有している。
　第１アクチュエータ１１は、流体注入型アクチュエータ（いわゆる人工筋肉型アクチュエータ）であり、筒状部１１Ｃの内部に対する流体の流入および排出を切り換えて筒状部１１Ｃを弾性変形させることにより、第１身体側配置部１１Ａおよび第１外側配置部１１Ｂ間の距離を変化させることが可能となっている。上述の筒状部１１Ｃの内部に流入させる流体としては、本実施の形態では空気が用いられる。当該空気は、制御ユニット４０における空気供給部４１（図１参照）から供給される。
　図示のように、第１身体側配置部１１Ａは、ワイヤ１２Ａを介して、人の上半身のうちの肩部Ｓに装着された肩部装着具１３に接続されている。これにより、第１補助ユニット１０では、第１アクチュエータ１１の第１身体側配置部１１Ａが、人の肩部Ｓに間接的に取り付けられている。ワイヤ１２Ａは、金属製のワイヤ等であり、弾性係数が高い材料からなる。肩部装着具１３は、例えば布製であり、人の肩部Ｓに巻き掛けられる肩掛け部１３Ａと、肩掛け部１３Ａに人の背部Ｂ側で連結される連結部１３Ｂと、を有している。このうち、連結部１３Ｂに、ワイヤ１２Ａが接続されている。本実施の形態においては、ワイヤ１２Ａの端部が、連結部１３Ｂに対し、上下方向および左右方向に揺動可能に接続されている。このような接続態様を実現する手段としては、例えば、連結部１３Ｂに設けられたリング状の部材に、ワイヤ１２Ａの端部に設けられた開閉式のフック（カラビナ等）を取り付ける等の態様が挙げられる。なお、本実施の形態でいう上半身とは、人の身体のうちの腰部Ｗよりも上方の部分（肩部Ｓ、背部Ｂ等）を意味し、下半身とは、人の身体のうちの腰部Ｗよりも下方の部分（大腿部ＴＬ，ＴＲ、下腿部、足部等）を意味する。
　本実施の形態においては、上述の連結部１３Ｂに、胴体姿勢検出センサ１４（図２または図４参照）が設けられ、この胴体姿勢検出センサ１４は、人が直立姿勢から前屈姿勢に移行する際の前屈姿勢の程度を示す信号を、制御ユニット４０に出力する。胴体姿勢検出センサ１４としては、例えば、筋電センサ、角度センサ、加速度センサ、歪みゲージ等が用いられ得る。なお、本実施の形態において、「直立姿勢」とは、腰部Ｗに対して背部Ｂが前方に屈曲しておらず、腰部Ｗの真っ直ぐ上方に肩部Ｓが位置する姿勢を意味する。
　一方、第１外側配置部１１Ｂは、ワイヤ１２Ｂを介して、第２補助ユニット２０に取り付けられている。これにより、第１補助ユニット１０では、第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂが、第２補助ユニット２０に間接的に取り付けられている。ワイヤ１２Ｂは、ワイヤ１２Ａと同様に、金属製のワイヤ等であり、弾性係数が高い材料からなる。ワイヤ１２Ｂの端部も、第２補助ユニット２０に対し、上下方向および左右方向に揺動可能に接続されている。この接続態様については、後述の第２補助ユニット２０の説明において、詳述する。
　このような第１補助ユニット１０では、第１アクチュエータ１１における上述の筒状部１１Ｃに制御ユニット４０における空気供給部４１からの空気が流入される前の状態において、第１身体側配置部１１Ａと第１外側配置部１１Ｂとの間の距離が基準長さとなっている。この基準長さの状態から筒状部１１Ｃの内部に空気が流入された際に、筒状部１１Ｃが径方向に膨張するように弾性変形することにより筒状部１１Ｃの軸方向の長さが収縮する。これにより、第１身体側配置部１１Ａと第１外側配置部１１Ｂとの間の距離が基準長さに対して短くなることで、第１補助ユニット１０の全体の長さが、筒状部１１Ｃに空気を流入する前の全体の長さに対して短くなるようになっている。なお、第１補助ユニット１０の全体の長さとは、肩部装着具１３と、ワイヤ１２Ｂのうちの第２補助ユニット２０に接続される側の端部との間の長さを意味する。
　一方、上述の筒状部１１Ｃの内部に流入された空気が排出された際には、筒状部１１Ｃの径方向に向けた膨張が解除されることにより筒状部１１Ｃの軸方向の長さが膨張前の状態に復元する。これにより、第１身体側配置部１１Ａと第１外側配置部１１Ｂとの間の距離が基準長さに復帰することで、第１補助ユニット１０の全体の長さが、筒状部１１Ｃに空気を流入する前の全体の長さに復帰するようになっている。
　また、本実施の形態において、第１アクチュエータ１１は、上述の筒状部１１Ｃの内部に空気が流入されて筒状部１１Ｃの軸方向の長さが収縮された際に、例えば、筒状部１１Ｃに対する空気の流入および排出が制限されることにより、その動作を停止することが可能となっている。これにより、第１補助ユニット１０では、第１アクチュエータ１１の動作を停止した状態で、当該第１アクチュエータ１１の第１身体側配置部１１Ａおよび第１外側配置部１１Ｂ間の距離を所定の長さに維持することが可能となっている。これにより、第１補助ユニット１０は、その全体の長さを、第１アクチュエータ１１の動作を停止した状態において一定に保持することが可能となっている。
　また、図示省略するが、ワイヤ１２Ａと肩部装着具１３の連結部１３Ｂとの間には、ワイヤ１２Ａの長さ調整機構が設けられる。これにより、ワイヤ１２Ａの第１アクチュエータ１１の第１身体側配置部１１Ａと肩部装着具１３との間の長さを調整することが可能となっており、人の身体の大きさに応じて、ワイヤ１２Ａを適切な長さに調整することが可能となっている。この長さ調整機構によってワイヤ１２Ａの長さが調整された場合には、ワイヤ１２Ａは、調整された長さに維持されるようになっている。これにより、ワイヤ１２Ａは、第１アクチュエータ１１の第１身体側配置部１１Ａによって引っ張られた場合であっても、調整された長さから変化することが防止される。このような長さ調整機構は、ワイヤ１２Ｂにおいて設けられていてもよい。
（第２補助ユニット）
　第２補助ユニット２０は、身体の一部（本実施の形態では腰部Ｗ）に取り付けられる第２身体側配置部２１Ａとこの第２身体側配置部２１Ａに対して離接可能な第２外側配置部２１Ｂとを含み、これら第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間の距離を変化させることが可能な第２アクチュエータ２１、を有する。本実施の形態における第２アクチュエータ２１は、第２身体側配置部２１Ａと、第２外側配置部２１Ｂと、これら第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとを連結する弾性体からなるベローズ部２１Ｃと、を有している。
　第２アクチュエータ２１は、内部に流体の流入空間が形成されたベローズ部２１Ｃ（蛇腹部）の内部に対する流体の流入および排出を切り換えてベローズ部２１Ｃを伸縮させることにより、第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間の距離を変化させることが可能となっている。上述のベローズ部２１Ｃの内部に流入させる流体としては、本実施の形態では空気が用いられる。当該空気は、上述の筒状部１１Ｃの場合と同様に、制御ユニット４０における空気供給部４１（図１参照）から供給される。また、本実施の形態においては、第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂが板状に形成されており、第２身体側配置部２１Ａの外周部分に、ベローズ部２１Ｃの伸縮方向に沿って延びる棒状の複数のガイド部材２１Ｄが設けられている。これらガイド部材２１Ｄに、第２外側配置部２１Ｂの外周部分が摺動可能に挿入されることにより、第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとの相対移動が安定する。
　図示のように、第２身体側配置部２１Ａは、人の腰部Ｗに装着された腰部装着具２３に接続されている。これにより、第２補助ユニット２０では、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａが、人の腰部Ｗに間接的に取り付けられている。腰部装着具２３は、例えば布製であり、人の腹部から腰部Ｗに巻き掛けられている。一方、第２外側配置部２１Ｂは、第１補助ユニット１０のワイヤ１２Ｂに接続されている。これにより、第２補助ユニット２０では、第２アクチュエータ２１の第２外側配置部２１Ｂが、第１補助ユニット１０の第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂに間接的に取り付けられている。上述したが、本実施の形態においては、第１補助ユニット１０のワイヤ１２Ｂの端部が、第２補助ユニット２０に対し、上下方向および左右方向に揺動可能に接続されている。具体的には、ワイヤ１２Ｂの端部が、第２補助ユニット２０の第２外側配置部２１Ｂの上部に対し、上下方向および左右方向に揺動可能に接続されている。このような接続態様を実現する手段としては、例えば、第２外側配置部２１Ｂに設けられたリング状の部材に、ワイヤ１２Ｂの端部に設けられた開閉式のフック（カラビナ等）を取り付ける等の態様が挙げられる。
　また、図１に示すように、本実施の形態では、第２補助ユニット２０が、第２アクチュエータ２１の伸縮方向を前後方向に沿わせた状態で腰部Ｗから後方に突出するように、腰部装着具２３によって人の腰部Ｗに取り付けられている。この状態では、第１補助ユニット１０が、人の背部Ｂ側において、第２補助ユニット２０から人の背部Ｂに沿って肩部Ｓまで延びる状態となっている。すなわち、本実施の形態では、第２補助ユニット２０の第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間を結ぶ方向が第１補助ユニット１０の第１アクチュエータ１１の第１身体側配置部１１Ａおよび第１外側配置部１１Ｂ間を結ぶ方向と非平行となるように、第１補助ユニット１０が肩部Ｓに取り付けられ、且つ第２補助ユニット２０が腰部Ｗに取り付けられる。なお、この取付状態においては、筋力補助装置１を装着した人が直立姿勢である場合に、第１補助ユニット１０が弛んだ状態で第２補助ユニット２０から人の肩部Ｓまで延びるように調整されることが好ましい。この場合には、人が前屈姿勢を無理なくとることができる。
　また、上述のように、第１補助ユニット１０のワイヤ１２Ｂの端部が、第２補助ユニット２０の第２外側配置部２１Ｂの上部に対し接続された状態においては、第１補助ユニット１０の第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂが、ワイヤ１２Ｂおよび腰部Ｗに取り付けられた第２補助ユニット２０を介して、人の腰部Ｗに間接的に取り付けられた状態ともいえる。すなわち、第２補助ユニット２０は、第１補助ユニット１０の第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂを間接的に腰部Ｗに取り付けるための取付部材として機能する。取付部材として機能する第２補助ユニット２０は、腰部Ｗの後方の位置で、その第２外側配置部２１Ｂと第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂとをワイヤ１２Ｂを介して接続して、第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂを腰部Ｗに間接的に取り付けている。
　このような第２補助ユニット２０では、第２アクチュエータ２１における上述のベローズ部２１Ｃに制御ユニット４０における空気供給部４１からの空気が流入される前の状態において、第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとの間の距離が基準長さとなっている。この基準長さの状態からベローズ部２１Ｃの内部に空気が流入された際に、ベローズ部２１Ｃが伸長する。これにより、第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとの間の距離が基準長さに対して長くなるようになっている。一方、上述のベローズ部２１Ｃの内部に流入された空気が排出された際には、ベローズ部２１Ｃが伸長前の状態に収縮する。これにより、第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとの間の距離が基準長さに復帰するようになっている。
　また、本実施の形態において、第２アクチュエータ２１は、上述のベローズ部２１Ｃの内部に空気が流入されてベローズ部２１Ｃが伸長された際に、例えば、ベローズ部２１Ｃに対する空気の流入および排出が制限されることにより、その動作を停止することが可能となっている。これにより、第２補助ユニット２０は、第２アクチュエータ２１の動作を停止した状態において、当該第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間の距離を所定の長さに維持することが可能となっている。
（第３補助ユニット）
　第３補助ユニット３０は、身体の一部（本実施の形態では大腿部ＴＬ，ＴＲ）に取り付けられる第３身体側配置部３１Ａとこの第３身体側配置部３１Ａに対して離接可能な第３外側配置部３１Ｂとを含み、これら第３身体側配置部３１Ａおよび第３外側配置部３１Ｂ間の距離を変化させることが可能な第３アクチュエータ３１、を有する。本実施の形態においては、筋力補助装置１が、左右に配置される２つの第３補助ユニット３０を有しており、左右の第３補助ユニット３０の各々が、第３アクチュエータ３１を有している。第３アクチュエータ３１の各々は、第３身体側配置部３１Ａと、第３外側配置部３１Ｂと、これら第３身体側配置部３１Ａと第３外側配置部３１Ｂとを連結する弾性体からなる筒状部３１Ｃと、を有している。
　第３アクチュエータ３１は、流体注入型アクチュエータ（いわゆる人工筋肉型アクチュエータ）であり、上述した第１アクチュエータ１１と同様の構成を有している。すなわち、第３アクチュエータ３１は、筒状部３１Ｃの内部に対する流体の流入および排出を切り換えて筒状部３１Ｃを弾性変形させることにより、第３身体側配置部３１Ａおよび第３外側配置部３１Ｂ間の距離を変化させることが可能となっている。上述の筒状部３１Ｃの内部に流入させる流体としては、第１アクチュエータ１１および第２アクチュエータ２１の場合と同様に、空気が用いられ、当該空気は、制御ユニット４０における空気供給部４１から供給される。
　図示のように、２つの第３アクチュエータ３１の各々の第３身体側配置部３１Ａは、大腿部装着具３３に接続されている。大腿部装着具３３は、人の左大腿部ＴＬに装着された左大腿部装着具３３Ｌと、人の右大腿部ＴＲに装着された右大腿部装着具３３Ｒ（図２等参照）と、を有している。左に配置された第３補助ユニット３０の第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａは、ワイヤ３２Ａ（図２参照）を介して左大腿部装着具３３Ｌに接続されている。右に配置された第３補助ユニット３０の第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａは、ワイヤ３２Ａ（図２参照）を介して右大腿部装着具３３Ｒに接続されている。これにより、第３補助ユニット３０では、第３アクチュエータ３１の各々の第３身体側配置部３１Ａが、人の下半身のうちの大腿部ＴＬ，ＴＲに間接的に取り付けられている。なお、ワイヤ３２Ａは、金属製のワイヤ等であり、弾性係数が高い材料からなる。また、左大腿部装着具３３Ｌおよび右大腿部装着具３３Ｒは、例えば布製であり、大腿部ＴＬ，ＴＲの各々に巻き掛けられている。
　本実施の形態においては、左のワイヤ３２Ａの端部が左大腿部装着具３３Ｌに対し、上下方向および左右方向に揺動可能に接続され、右のワイヤ３２Ａの端部が右大腿部装着具３３Ｒに対し、上下方向および左右方向に揺動可能に接続されている。このような接続態様を実現する手段としては、例えば、左大腿部装着具３３Ｌおよび右大腿部装着具３３Ｒの各々に設けられたリング状の部材に、左右のワイヤ３２Ａの端部に設けられた開閉式のフック（カラビナ等）の各々を取り付ける等の態様が挙げられる。
　また、本実施の形態においては、上述の左大腿部装着具３３Ｌおよび右大腿部装着具３３Ｒの各々に、脚部姿勢検出センサ３４が設けられ、この脚部姿勢検出センサ３４は、人が脚部を伸ばした姿勢（伸び姿勢）から屈曲姿勢に移行する際の屈曲姿勢の程度を示す信号を、制御ユニット４０に出力する。脚部姿勢検出センサ３４としては、例えば、筋電センサ、角度センサ、加速度センサ、歪みゲージ等が用いられ得る。
　一方、２つの第３アクチュエータ３１の各々の第３外側配置部３１Ｂは、ワイヤ３２Ｂ（図１または図２参照）を介して、第２補助ユニット２０に取り付けられている。詳しくは、第３外側配置部３１Ｂの各々は、ワイヤ３２Ｂを介して第２補助ユニット２０の第２アクチュエータ２１における第２外側配置部２１Ｂに接続されている。これにより、第３補助ユニット３０では、第３アクチュエータ３１の第３外側配置部３１Ｂの各々が、第２補助ユニット２０に間接的に取り付けられている。ワイヤ３２Ｂは、ワイヤ３２Ａと同様に、金属製のワイヤ等であり、弾性係数が高い材料からなる。また、本実施の形態においては、第３補助ユニット３０のワイヤ３２Ｂの端部の各々が、第２補助ユニット２０の第２外側配置部２１Ｂの下部に対し、上下方向および左右方向に揺動可能に接続されている。このような接続態様を実現する手段としては、例えば、第２外側配置部２１Ｂに設けられたリング状の部材に、ワイヤ３２Ｂの端部の各々に設けられた開閉式のフック（カラビナ等）を取り付ける等の態様が挙げられる。
　また、本実施の形態において、左の第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａが左大腿部装着具３３Ｌを介して左大腿部ＴＬに接続され、右の第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａが右大腿部装着具３３Ｒを介して右大腿部ＴＲに接続された状態では、人の背部Ｂ側において、２つの第３補助ユニット３０が、第２補助ユニット２０から臀部の後方を通って人の左右の大腿部ＴＬ，ＴＲまで延びる状態となっている。すなわち、本実施の形態では、第２補助ユニット２０の第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間を結ぶ方向が第３補助ユニット３０の第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａおよび第３外側配置部３１Ｂ間を結ぶ方向と非平行となるように、第３補助ユニット３０が左右の大腿部ＴＬ，ＴＲに取り付けられる。なお、この取付状態においては、筋力補助装置１を装着した人が脚部を伸ばした姿勢である場合に、第３補助ユニット３０が弛んだ状態で第２補助ユニット２０から人の左右の大腿部ＴＬ，ＴＲまで延びるように調整されることが好ましい。この場合には、人が屈曲姿勢を無理なくとることができる。
　また、上述のように、第３補助ユニット３０のワイヤ３２Ｂの端部が、第２補助ユニット２０の第２外側配置部２１Ｂの下部に対し接続された状態においては、第３補助ユニット３０の第３アクチュエータ３１の第３外側配置部３１Ｂが、ワイヤ３２Ｂおよび腰部Ｗに取り付けられた第２補助ユニット２０を介して、人の腰部Ｗに間接的に取り付けられた状態ともいえる。すなわち、第２補助ユニット２０は、第３補助ユニット３０の第３アクチュエータ３１の第３外側配置部３１Ｂを間接的に腰部Ｗに取り付けるための取付部材として機能する。取付部材として機能する第２補助ユニット２０は、腰部Ｗの後方の位置で、その第２外側配置部２１Ｂと第３アクチュエータ３１の第３外側配置部３１Ｂとをワイヤ３２Ｂを介して接続して、第３アクチュエータ３１の第３外側配置部３１Ｂを腰部Ｗに間接的に取り付けている。
　このような第３補助ユニット３０の各々では、第３アクチュエータ３１における上述の筒状部３１Ｃに制御ユニット４０における空気供給部４１からの空気が流入される前の状態において、第３身体側配置部３１Ａと第３外側配置部３１Ｂとの間の距離が基準長さとなっている。この基準長さの状態から筒状部３１Ｃの内部に空気が流入された際に、筒状部３１Ｃが径方向に膨張するように弾性変形することにより筒状部３１Ｃの軸方向の長さが収縮する。これにより、第３身体側配置部３１Ａと第３外側配置部３１Ｂとの間の距離が基準長さに対して短くなることで、第３補助ユニット３０の全体の長さが、筒状部３１Ｃに空気を流入する前の全体の長さに対して短くなるようになっている。なお、第３補助ユニット３０の全体の長さとは、左右大腿部装着具３３Ｌ，３３Ｒと、左右のワイヤ３２Ｂのうちの第２補助ユニット２０に接続される側の端部との間の長さを意味する。
　一方、上述の筒状部３１Ｃの内部に流入された空気が排出された際には、筒状部３１Ｃの径方向に向けた膨張が解除されることにより筒状部３１Ｃの軸方向の長さが膨張前の状態に復元する。これにより、第３身体側配置部３１Ａと第３外側配置部３１Ｂとの間の距離が基準長さに復帰することで、第３補助ユニット３０の全体の長さが、筒状部３１Ｃに流体を流入する前の全体の長さに復帰するようになっている。
　また、本実施の形態においても、第３アクチュエータ３１の各々は、上述の筒状部３１Ｃの内部に空気が流入されて筒状部３１Ｃの軸方向の長さが収縮された際に、例えば、筒状部３１Ｃに対する空気の流入および排出が制限されることにより、その動作を停止することが可能となっている。これにより、第３補助ユニット３０では、第３アクチュエータ３１の動作を停止した状態で、当該第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａおよび第３外側配置部３１Ｂ間の距離を所定の長さに維持することが可能となっている。これにより、第３補助ユニット３０は、その全体の長さを、第３アクチュエータ３１の動作を停止した状態において一定に保持することが可能となっている。
　また、図示省略するが、ワイヤ３２Ａと大腿部装着具３３との間には、ワイヤ３２Ａの長さ調整機構が設けられる。これにより、ワイヤ３２Ａの第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａと大腿部装着具３３との間の長さを調整することが可能となっており、人の身体の大きさに応じて、ワイヤ３２Ａを適切な長さに調整することが可能となっている。この長さ調整機構によってワイヤ３２Ａの長さが調整された場合には、ワイヤ３２Ａは、調整された長さに維持されるようになっている。これにより、ワイヤ３２Ａは、第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａによって引っ張られた場合であっても、調整された長さから変化することが防止される。このような長さ調整機構は、ワイヤ３２Ｂにおいて設けられていてもよい。
（制御ユニット）
　次に、図１には、制御ユニット４０が示されている。なお、説明の便宜上、図２乃至図４においては、制御ユニット４０の図示が省略されている。また、図５は、制御ユニット４０と、各補助ユニット１０，２０，３０との電気的または機械的な接続態様を示すシステム構成の概略図である。図１および図５に示すように、本実施の形態の制御ユニット４０は、上述した空気供給部４１と、コントローラ５０と、を有している。
　図１および図５に示すように、空気供給部４１は、空気源４２と、空気源４２に接続された減圧弁４３と、減圧弁４３および第１アクチュエータ１１の間を接続する第１配管４４と、減圧弁４３および第２アクチュエータ２１の間を接続する第２配管４５と、減圧弁４３および２つの第３アクチュエータ３１の間を接続する２つの第３配管４６と、を有している。第１配管４４には、第１供給排気切換弁４７が設けられている。第２配管４５には、第２供給排気切換弁４８が設けられている。２つの第３配管４６の各々には、第３供給排気切換弁４９が設けられている。２つの第３配管４６のうちの一方は、左の第３アクチュエータ３１に接続され、他方は、右の第３アクチュエータ３１に接続される。第３配管４６および第３供給排気切換弁４９の構成は左右で同一であるため、図１および図５には、２つの第３配管４６および第３供給排気切換弁４９の一方のみが示されている。
　空気供給部４１では、圧縮空気を充填したタンク等からなる空気源４２の圧縮空気を、減圧弁４３が、所定の圧力に減圧して、第１配管４４、第２配管４５および第３配管４６に供給する。減圧弁４３では、空気源４２の圧力を所望の値に調整することが可能となっている。これにより、各配管４４～４６を介して空気が供給される各アクチュエータ１１，２１，３１の動作速度を調整することが可能となっている。
　第１配管４４は、可撓性を有するチューブ等からなり、第１供給排気切換弁４７は、コントローラ５０に電気的に接続されている。第１供給排気切換弁４７は、コントローラ５０の指令に応じて、減圧弁４３からの空気を第１アクチュエータ１１の筒状部１１Ｃの内部に流入させるか、筒状部１１Ｃの内部に流入させた空気を排出させるか等、を切り換える。
　第１供給排気切換弁４７としては、例えば、減圧弁４３に第１配管４４の上流側を介して接続される接続ポートと、第１アクチュエータ１１に第１配管４４の下流側を介して接続される供給ポートと、大気に開放する排出ポートと、を有する３ポート弁が用いられる。この場合、第１供給排気切換弁４７において、接続ポートと供給ポートとが連通されることにより、減圧弁４３からの空気を第１アクチュエータ１１の筒状部１１Ｃの内部に流入させることができる。また、供給ポートと排出ポートとが連通されることにより、筒状部１１Ｃの内部に流入させた空気を排出させることができる。また、筒状部１１Ｃの内部に空気を流入させた後、全てのポートを遮断することにより、第１アクチュエータ１１の動作を停止させることができ、第１アクチュエータ１１の第１身体側配置部１１Ａおよび第１外側配置部１１Ｂ間の距離を所定の長さに維持することもできる。
　同様に、第２配管４５は、可撓性を有するチューブ等からなり、第２供給排気切換弁４８は、コントローラ５０に電気的に接続されている。第２供給排気切換弁４８は、コントローラ５０の指令に応じて、減圧弁４３からの空気を第２アクチュエータ２１のベローズ部２１Ｃの内部に流入させるか、ベローズ部２１Ｃの内部に流入させた空気を排出させるか等、を切り換える。
　第２供給排気切換弁４８としては、例えば、減圧弁４３に第２配管４５の上流側を介して接続される接続ポートと、第２アクチュエータ２１に第２配管４５の下流側を介して接続される供給ポートと、大気に開放する排出ポートと、を有する３ポート弁が用いられる。この場合、第２供給排気切換弁４８において、接続ポートと供給ポートとが連通されることにより、減圧弁４３からの空気を第２アクチュエータ２１のベローズ部２１Ｃの内部に流入させることができる。また、供給ポートと排出ポートとが連通されることにより、ベローズ部２１Ｃの内部に流入させた空気を排出させることができる。また、ベローズ部２１Ｃの内部に空気を流入させた後、全てのポートを遮断することにより、第２アクチュエータ２１の動作を停止させることができ、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間の距離を所定の長さに維持することもできる。
　同様に、第３配管４６は、可撓性を有するチューブ等からなり、第３供給排気切換弁４９は、コントローラ５０に電気的に接続されている。第３供給排気切換弁４９は、コントローラ５０の指令に応じて、減圧弁４３からの空気を第３アクチュエータ３１の筒状部３１Ｃの内部に流入させるか、筒状部３１Ｃの内部に流入させた空気を排出させるか等、を切り換える。
　第３供給排気切換弁４９としては、例えば、減圧弁４３に第３配管４６の上流側を介して接続される接続ポートと、第３アクチュエータ３１に第３配管４６の下流側を介して接続される供給ポートと、大気に開放する排出ポートと、を有する３ポート弁が用いられる。この場合、第３供給排気切換弁４９において、接続ポートと供給ポートとが連通されることにより、減圧弁４３からの空気を第３アクチュエータ３１の筒状部３１Ｃの内部に流入させることができる。また、供給ポートと排出ポートとが連通されることにより、筒状部３１Ｃの内部に流入させた空気を排出させることができる。また、筒状部３１Ｃの内部に空気を流入させた後、全てのポートを遮断することにより、第３アクチュエータ３１の動作を停止させることができ、第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａおよび第３外側配置部３１Ｂ間の距離を所定の長さに維持することもできる。
　一方、コントローラ５０は、上述の供給排気切換弁４７～４９に電気的に接続されるとともに、上述の胴体姿勢検出センサ１４および脚部姿勢検出センサ３４に電気的に接続されている。本実施の形態においては、コントローラ５０が、胴体姿勢検出センサ１４および脚部姿勢検出センサ３４からの信号に基づいて、人が前屈姿勢および脚部の屈曲姿勢をとったことを検出した際に、供給排気切換弁４７～４９に指令を出力することにより、各補助ユニット１０，２０，３０の動作を制御する。
　図５に示すように、本実施の形態のコントローラ５０は、供給排気切換弁４７～４９に指令を出力する指令出力部５１と、状態監視部５２と、を有している。本実施の形態の状態監視部５２は、計時手段であり、指令出力部５１の指令の出力からの時間の経過等を監視するものである。また、本実施の形態において、コントローラ５０は、左右の第３アクチュエータ３１に対応する２つの第３供給排気切換弁４９に対しては、同一のタイミングで同様の指令を出力する。このようなコントローラ５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭ等から構成されてもよいし、複数の論理回路を有して構成されてもよい。
（筋力補助装置の動作）
　次に、以上のような構成を備える本実施の形態の筋力補助装置１の動作の一例を説明する。
　図６には、本実施の形態における筋力補助装置１の動作の一例を説明するフローチャートが示されている。図７には、図６に説明される動作に対応するタイミングチャートが示されている。また、図８乃至図１１には、図６のフローチャートに従って動作する筋力補助装置１の各補助ユニット１０，２０，３０の様子が示されている。概略として、本実施の形態の筋力補助装置１は、図８に示すように、人が前屈姿勢および脚部の屈曲姿勢をとった後の直立姿勢および脚部の伸び姿勢に復帰する動作を補助するように、各補助ユニット１０，２０，３０を制御する。以下、図６乃至図１１を用いて、筋力補助装置１の動作の一例を説明する。
　本実施の形態にかかる筋力補助装置１は、人に装着された後に、図示省略する起動スイッチが操作されることにより、起動状態となる。この際、まず、図６のステップＳ１０１に示すように、コントローラ５０が、胴体姿勢検出センサ１４および脚部姿勢検出センサ３４からの信号に基づいて、人が前屈姿勢および脚部の屈曲姿勢をとったか否かを監視する。胴体姿勢検出センサ１４および脚部姿勢検出センサ３４に基づき、図８に示すような前屈姿勢および脚部の屈曲姿勢をとったことが判定された場合（ＹＥＳの場合）には、処理がステップＳ１０２に進められる。一方、前屈姿勢および脚部の屈曲姿勢をとったことが判定されない場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ１０１において、監視が継続される。
　なお、図８に示すように、本実施の形態にかかる筋力補助装置１では、人が前屈姿勢および脚部の屈曲姿勢をとった際に、第１補助ユニット１０および第３補助ユニット３０が前方に引っ張られる。この場合、直立姿勢において、第１補助ユニット１０が弛んだ状態で第２補助ユニット２０から人の肩部Ｓまで延びるように調整されている際には、第１補助ユニット１０の弛みがとれる。このとき、第１補助ユニット１０が、第２補助ユニット２０と肩部Ｓとの間で完全に弛みがとられた場合には、第２アクチュエータ２１のベローズ部２１Ｃが圧縮される。また、脚部の伸び姿勢において、第３補助ユニット３０が弛んだ状態で第２補助ユニット２０から人の大腿部ＴＬ，ＴＲまで延びるように調整されている際には、第３補助ユニット３０の弛みがとれる。このとき、第３補助ユニット３０が、第２補助ユニット２０と大腿部ＴＬ，ＴＲとの間で完全に弛みがとられた場合には、第２アクチュエータ２１のベローズ部２１Ｃが圧縮される。図８に示すように、この例では、ベローズ部２１Ｃが圧縮された状態となっている。
　前屈姿勢および脚部の屈曲姿勢がとられたことが判定された後のステップＳ１０２においては、コントローラ５０が、所定のタイミング（例えば、判定から数秒後、または人からの入力のタイミング）で、指令出力部５１によって第２供給排気切換弁４８に指令を出力し、減圧弁４３からの空気を第２アクチュエータ２１のベローズ部２１Ｃの内部に流入させる状態にする。これにより、図９に示すように、第２アクチュエータ２１が動かされ、図中の矢印Ｘに示すように第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとの距離が、ベローズ部２１Ｃに空気が流入される前の基準長さに対して長くなる。
　図９に示すように、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとの距離が長くなった状態では、第１補助ユニット１０および第３補助ユニット３０が後方に引っ張られる。これにより、人は、当初の前屈姿勢から肩部Ｓが起き上がるとともに、当初の脚部の屈曲姿勢から大腿部ＴＬ，ＴＲが起き上がる。ここで、この例では、コントローラ５０が、ベローズ部２１Ｃの内部に空気を所定量だけ流入させた後に、第２アクチュエータ２１の動作を停止させ、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間の距離を所定の長さに維持するようになっている。
　次に、ステップＳ１０３において、コントローラ５０は、第２アクチュエータ２１の動作の開始から所定時間が経過したか否かを監視する。所定時間の経過を検出した場合（ＹＥＳの場合）には、ステップＳ１０４に処理が進められ、所定時間の経過前である場合（ＮＯの場合）には、ステップＳ１０３において、監視が継続される。
　そして、ステップＳ１０４においては、コントローラ５０が、指令出力部５１によって第１供給排気切換弁４７に指令を出力し、減圧弁４３からの空気を第１アクチュエータ１１の筒状部１１Ｃの内部に流入させる状態にする。これにより、第１アクチュエータ１１が動かされ、第１アクチュエータ１１の第１身体側配置部１１Ａと第１外側配置部１１Ｂとの距離が、筒状部１１Ｃに空気が流入される前の基準長さに対して短くなることで、第１補助ユニット１０の全体の長さが、筒状部１１Ｃに流体を流入する前の全体の長さに対して短くなる。
　このとき、筋力補助装置１では、第１アクチュエータ１１で生じる図９の矢印αで示す後斜め下方に向かう力が作用点となって、肩部Ｓと腰部Ｗとを相対移動させる動作を補助するためのモーメントＭ１が生じる。このモーメントＭ１は、正確には、腰部Ｗと、腰部Ｗおよび肩部Ｓの間に位置する背部Ｂとの連結点を回転軸Ｌ１としたモーメントである。このモーメントＭ１では、回転軸Ｌ１と、この回転軸Ｌ１から延びて第１アクチュエータ１１の第１身体側配置部１１Ａおよび第１外側配置部１１Ｂ間を結ぶ方向に直交する直線の第１アクチュエータ１１との交点Ｐ１と、の間に、モーメントアームＡ１が設定される。肩部Ｓは、背部Ｂを介して腰部Ｗに回動可能または屈曲可能に連結されているため、このようなモーメントＭ１が肩部Ｓに作用した場合には、人が前屈姿勢から直立姿勢に復帰する動作が補助される。これにより、この筋力補助装置１によれば、図１０に示すように、人の姿勢を、容易に、前屈姿勢から直立姿勢に復帰させることができる。
　また、上述のモーメントアームＡ１は、第２アクチュエータ２１がその第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間の距離を長くなるように増大させる前の図８に示すモーメントアームＡ２よりも大きい。これにより、本実施の形態では、モーメントアームＡ２からモーメントアームＡ１に増大させた後の状態においては、第１アクチュエータ１１の出力を、モーメントアームＡ２の状態で所望のモーメントを得るために必要となる第１アクチュエータ１１の出力よりも小さく抑えた場合であっても、上述の所望のモーメントと同等のモーメントＭ１を確保することができる。これにより、本実施の形態によれば、第１アクチュエータ１１の小型化を図ることができる。
　また、この例では、コントローラ５０が、筒状部１１Ｃの内部に空気を所定量だけ流入させた後に、第１アクチュエータ１１の動作を停止させ、第１アクチュエータ１１の第１身体側配置部１１Ａおよび第１外側配置部１１Ｂ間の距離を所定の長さに維持するようになっている。この場合、人が、例えば、重量物を支えた状態で前屈姿勢から直立姿勢に復帰した際に、重量物の影響で前屈姿勢側に身体が動いてしまうことが防止され、人を安定した状態で直立姿勢に復帰させることができる。また、上述のステップＳ１０３における状態監視部５２による所定時間の監視は、第１アクチュエータ１１を動かすタイミングを決定する処理であるが、本実施の形態のように第２アクチュエータ２１の動作の開始から所定時間が経過したか否かを監視する構成である場合には、第１アクチュエータ１１を動かすタイミングを特別なセンサを用いずに決定することができるため、有益である。
　また、次のステップＳ１０５においては、コントローラ５０が、指令出力部５１によって第３供給排気切換弁４９に指令を出力し、減圧弁４３からの空気を第３アクチュエータ３１の筒状部３１Ｃの内部に流入させる状態にする。これにより、第３アクチュエータ３１が動かされ、第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａと第３外側配置部３１Ｂとの距離が、筒状部３１Ｃに空気が流入される前の基準長さに対して短くなることで、第３補助ユニット３０の全体の長さが、筒状部３１Ｃに流体を流入する前の全体の長さに対して短くなる。
　このとき、筋力補助装置１では、第３アクチュエータ３１で生じる図９の矢印βで示す後斜め上方に向かう力が作用点となって、大腿部ＴＬ，ＴＲと腰部Ｗとを相対移動させる動作を補助するためのモーメントＭ２が生じる。このモーメントＭ２は、正確には、腰部Ｗと、大腿部ＴＬ，ＴＲとの連結点を回転軸Ｌ１としたモーメントである。このモーメントＭ２では、回転軸Ｌ１と、この回転軸Ｌ１から延びて第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａおよび第３外側配置部３１Ｂ間を結ぶ方向に直交する直線の第３アクチュエータ３１との交点Ｐ２と、の間に、モーメントアームＡ３が設定される。このようなモーメントＭ２が大腿部ＴＬ，ＴＲに作用した場合には、人が脚部の屈曲姿勢から伸び姿勢に復帰する動作が補助される。これにより、この筋力補助装置１によれば、図１０に示すように、人の姿勢を、容易に、屈曲姿勢から伸び姿勢に復帰させることができる。
　また、上述のモーメントアームＡ３は、第２アクチュエータ２１がその第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間の距離を長くなるように増大させる前の図８に示すモーメントアームＡ４よりも大きい。これにより、本実施の形態では、モーメントアームＡ４からモーメントアームＡ３に増大させた後の状態においては、第３アクチュエータ３１の出力を、モーメントアームＡ４の状態で所望のモーメントを得るために必要となる第３アクチュエータ３１の出力よりも小さく抑えた場合であっても、上述の所望のモーメントと同等のモーメントＭ２を確保することができる。これにより、本実施の形態によれば、第３アクチュエータ３１の小型化を図ることができる。
　また、この例では、コントローラ５０が、筒状部３１Ｃの内部に空気を所定量だけ流入させた後に、第３アクチュエータ３１の動作を停止させ、第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａおよび第３外側配置部３１Ｂ間の距離を所定の長さに維持するようになっている。この場合、人が、例えば、重量物を支えた状態で屈曲姿勢から伸び姿勢に復帰した際に、重量物の影響で屈曲姿勢側に身体が動いてしまうことが防止され、人を安定した状態で伸び姿勢に復帰させることができる。
　その後、本実施の形態では、図１０および図１１を対比して明らかなように、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとの距離が、図１１の矢印Ｙに示すように、ベローズ部２１Ｃに空気が流入される前の基準長さに復帰される。すなわち、コントローラ５０は、第２供給排気切換弁４８に指令を出力し、ベローズ部２１Ｃの内部に流入させた空気を排出させる状態にする。これにより、第２アクチュエータ２１によって、人に不所望に負担がかかることが抑制される。また、この際には、第１補助ユニット１０および第３補助ユニット３０の全体の長さも、上述の筒状部１１Ｃまたは３１Ｃの内部に流入された空気が排出されて、伸びた状態となる。これにより、第１アクチュエータ１１および第３アクチュエータ３１によって、人に不所望に負担がかかることが抑制される。
　上述のように、本実施の形態では、人が前屈姿勢および脚部の屈曲姿勢をとった際に、まず、第２アクチュエータ２１が動かされ、次に、第１アクチュエータ１１が動かされ、次に、第３アクチュエータ３１が動かされる。これにより、本実施の形態では、第１アクチュエータ１１および第３アクチュエータ３１を動かして身体の動作を補助するためのモーメントを生じさせる際に、確実に増大されたモーメントアームが確保される。また、第２アクチュエータ２１が動かされた後に、第３アクチュエータ３１よりも先に、第１アクチュエータ１１が動かされることにより、人の腰部Ｗへの負担を効果的に軽減することができる。すなわち、前屈姿勢の状態が長い場合には、腰部Ｗへの負担が大きくなる。また、図７に示すように、本実施の形態では、第２アクチュエータ２１が伸びている途中で、第１アクチュエータ１１が縮み始め、第１アクチュエータ１１が縮んでいる途中で、第３アクチュエータ３１が縮み始めている。本実施の形態では、このように動作のタイミングを重複させることにより、前屈姿勢および脚部の屈曲姿勢をとった後の、直立姿勢および脚部の伸び姿勢への復帰の時間を、好適に短縮することができる。
（効果）
　以上に説明した本実施の形態にかかる筋力補助装置１では、第２補助ユニット２０の第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間を結ぶ方向が第１補助ユニット１０の第１アクチュエータ１１の第１身体側配置部１１Ａおよび第１外側配置部１１Ｂ間を結ぶ方向と非平行となるように、身体の背部Ｂ側において、第１補助ユニット１０が上半身（肩部Ｓ）に取り付けられ、且つ第２補助ユニット２０が腰部Ｗに取り付けられる。この状態において、第１アクチュエータ１１が、第１身体側配置部１１Ａおよび第１外側配置部１１Ｂ間の距離を変化させた際に、第１アクチュエータ１１で生じる力が作用点となって、肩部Ｓと腰部Ｗとを相対移動させる動作を補助するためのモーメントを生じさせることができる。これにより、人が前屈姿勢から復帰する際の動作を補助することができる。そして、この際に、第２アクチュエータ２１が、その第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間の距離を長くなるように増大させることで、モーメントのモーメントアームを増大させることができる。これにより、モーメントアームを増大させた後の状態においては、第１補助ユニット１０の第１アクチュエータ１１の出力を、モーメントアームを増大させる前の状態で所望のモーメントを得るために必要となる第１アクチュエータ１１の出力よりも小さく抑えた場合であっても、上述の所望のモーメントと同等のモーメントを確保することができる。これにより、本実施の形態の筋力補助装置１によれば、肩部Ｓと腰部Ｗを相対移動させる動作を補助するための所望のモーメントを、当該モーメントの作用点における力を生じさせる第１アクチュエータ１１の出力を小さく抑えながらも確保できることにより、装置全体の大型化及び重量増加を抑制することができる。
　また、第２補助ユニット２０の第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間を結ぶ方向が第３補助ユニット３０の第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａおよび第３外側配置部３１Ｂ間を結ぶ方向と非平行となるように、身体の背部Ｂ側において、第３補助ユニット３０が下半身（大腿部ＴＬ，ＴＲ）に取り付けられる。この状態において、第３アクチュエータ３１が、第３身体側配置部３１Ａおよび第３外側配置部３１Ｂ間の距離を変化させた際に、第３アクチュエータ３１で生じる力が作用点となって、大腿部ＴＬ，ＴＲと腰部Ｗとを相対移動させる動作を補助するためのモーメントを生じさせることができる。これにより、人が屈曲姿勢から復帰する際の動作を補助することができる。そして、この際に、第２アクチュエータ３１が、その第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間の距離を長くなるように増大させることで、モーメントのモーメントアームを増大させることができる。これにより、モーメントアームを増大させた後の状態においては、第３補助ユニット３０の第３アクチュエータ３１の出力を、モーメントアームを増大させる前の状態で所望のモーメントを得るために必要となる第３アクチュエータ３１の出力よりも小さく抑えた場合であっても、上述の所望のモーメントと同等のモーメントを確保することができる。これにより、本実施の形態の筋力補助装置１によれば、大腿部ＴＬ，ＴＲと腰部Ｗを相対移動させる動作を補助するための所望のモーメントを、当該モーメントの作用点における力を生じさせる第３アクチュエータ３１の出力を小さく抑えながらも確保できることにより、装置全体の大型化及び重量増加を抑制することができる。
　しかも、本実施の形態では、制御装置であるコントローラ５０が、状態監視部５２によって第２アクチュエータ２１の第２外側配置部２１Ｂが腰部Ｗから離れて所定の状態となったことを検出したときに、第１アクチュエータ１１を、第１身体側配置部１１Ａおよび第１外側配置部１１Ｂ間の距離が短くなるように動作させ、その後、第３アクチュエータ３１を、第３身体側配置部３１Ａおよび第３外側配置部３１Ｂ間の距離が短くなるように動作させるため、第１アクチュエータ１１および第３アクチュエータ３１を動作させる際に、確実に増大されたモーメントアームを確保できる。さらには、第３アクチュエータ３１の動作よりも先に、第１アクチュエータ１１を動作させることにより、人の腰部Ｗへの負担を効果的に軽減することができる。
　したがって、人が前屈姿勢および脚部の屈曲姿勢から復帰する際の動作を、効果的に補助することができ、この動作を補助するための所望のモーメントを、当該モーメントの作用点における力を生じさせるアクチュエータの出力を小さく抑えながらも確保できることにより、装置全体の大型化及び重量増加を抑制することができる。
　また、本実施の形態では、第２補助ユニット２０が、第２アクチュエータ２１の動作を停止した状態で、当該第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間の距離を所定の長さに維持することが可能となっている。これにより、モーメントアームの確保のために、その第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間の距離を長くなるように増大させた際に、モーメントアームが増大した状態を維持することが可能なため、安定した状態で人の動作を補助することができる。
　また、本実施の形態では、第１補助ユニット１０が、第１アクチュエータ１１の動作を停止した状態で、当該第１アクチュエータ１１の第１身体側配置部１１Ａおよび第１外側配置部１１Ｂ間の距離を所定の長さに維持することが可能となっている。これにより、モーメントを生じさせた後に、第１アクチュエータ１１の動作を停止させて第１アクチュエータ１１の第１身体側配置部１１Ａおよび第１外側配置部１１Ｂ間の距離を所定の長さに維持することができる。これにより、例えば、人が重量物を支えた状態で前屈姿勢から直立姿勢に復帰した際に、重量物の影響で前屈姿勢側に身体が動いてしまうことが防止され、人を安定した状態で直立姿勢に復帰させることができる。また、その後も、第１アクチュエータ１１の第１身体側配置部１１Ａおよび第１外側配置部１１Ｂ間の距離が所定の長さに維持されることにより、直立姿勢維持のための補助が可能となる。また、重量物を人が床面等に置く際には、徐々に第１アクチュエータ１１の第１身体側配置部１１Ａおよび第１外側配置部１１Ｂ間の距離が長くなるように、筒状部１１Ｃから空気が排出されるように制御すれば、人の腰部Ｗへの負担を軽減できる。
　また、第３補助ユニット３０が、第３アクチュエータ３１の動作を停止した状態で、当該第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａおよび第３外側配置部３１Ｂ間の距離を所定の長さに維持することが可能となっている。これにより、モーメントを生じさせた後に、第３アクチュエータ３１の動作を停止させ、第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａおよび第３外側配置部３１Ｂ間の距離を所定の長さに維持することができる。これにより、例えば、人が重量物を支えた状態で屈曲姿勢から伸び姿勢に復帰した際に、重量物の影響で屈曲姿勢側に身体が動いてしまうことが防止され、人を安定した状態で伸び姿勢に復帰させることができる。また、その後も、第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａおよび第３外側配置部３１Ｂ間の距離が所定の長さに維持されることにより、脚部の伸び姿勢維持のための補助が可能となる。また、重量物を人が床面等に置く際には、徐々に第３アクチュエータ３１の第３身体側配置部３１Ａおよび第３外側配置部３１Ｂ間の距離が長くなるように、筒状部３１Ｃから空気が排出されるように制御すれば、人の腰部Ｗへの負担を軽減できる。
　また、本実施の形態では、コントローラ５０が、第１アクチュエータ１１および第３アクチュエータ３１の動作前に、第２アクチュエータ２１の第２外側配置部２１Ｂが腰部Ｗから離れるように第２アクチュエータ２１を動作させる。これにより、確実に、増大されたモーメントアームが確保されるため、第１アクチュエータ１１の出力時および第３アクチュエータ３１の出力時に、確実に、増大されたモーメントアームでのモーメントを生じさせることができる。
　以上、本発明の一実施の形態を説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではない。以下、上述の一実施の形態の変形例について、図１２乃至図２５を用いて説明する。以下に説明する変形例において、上述の実施の形態と共通する部分には、同一の符号が示されている。
（第２アクチュエータの変形例）
　上述の実施の形態においては、第２アクチュエータ２１が、第２身体側配置部２１Ａと、第２外側配置部２１Ｂと、これら第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとを連結する弾性体からなるベローズ部２１Ｃと、を有し、ベローズ部２１Ｃの内部に対する流体の流入および排出を切り換えてベローズ部２１Ｃを伸縮させることにより、第２身体側配置部２１Ａおよび第２外側配置部２１Ｂ間の距離を変化させる構成を説明した。図１２乃至図２２には、第２アクチュエータ２１の各種変形例が示されている。
　図１２に示す変形例では、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとを連結するベローズ部１２０が、矩形の板状の状態から一辺を回転軸として周方向に展開する構成となっている。ベローズ部１２０に連結された第２外側配置部２１Ｂは、上記の回転軸を軸中心として周方向に移動して、第２身体側配置部２１Ａから離れるようになっている。なお、図１２においては、ベローズ部１２０の展開状態が示されている。ベローズ部１２０は、空気供給部４１の圧縮空気によって駆動されてもよい。また、この例では、第１補助ユニット１０における第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂが、ワイヤ等を介さずに第２外側配置部２１Ｂに取り付けられている。また、第３補助ユニット３０の図示は省略しているが、第２外側配置部２１Ｂの適所に取り付ければよい。
　図１３に示す変形例では、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａにネジ１３０が設けられ、ネジ１３０に第２外側配置部２１Ｂが螺合されている。この構成では、ネジ１３０が回転することで、第２外側配置部２１Ｂが第２身体側配置部２１Ａに対して移動する。ネジ１３０は、空気供給部４１の圧縮空気によって回転するエアモータ等で回転されてもよい。また、この例では、第１補助ユニット１０における第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂおよび第３補助ユニット３０における第３アクチュエータ３１の第３外側配置部３１Ｂが、ワイヤ等を介さずに第２外側配置部２１Ｂに取り付けられている。
　図１４に示す変形例では、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａにラック１４０が設けられ、第２外側配置部２１Ｂには、ラック１４０に噛み合うピ二オンギヤ１４１が設けられている。この構成では、ピ二オンギヤ１４１が回転することで、第２外側配置部２１Ｂが第２身体側配置部２１Ａに対して移動する。ピ二オンギヤ１４１は、空気供給部４１の圧縮空気によって回転するエアモータ等で回転されてもよい。また、この例では、第１補助ユニット１０における第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂおよび第３補助ユニット３０における第３アクチュエータ３１の第３外側配置部３１Ｂが、ワイヤ等を介さずに第２外側配置部２１Ｂに取り付けられている。
　図１５に示す変形例では、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとの間に、スプリング１５０が設けられている。第２身体側配置部２１Ａには、スプリング１５０を圧縮状態で保持するようにスプリング１５０を係止する爪体を有する電磁ロック１５１が設けられている。この構成では、電磁ロック１５１によって圧縮状態で保持されたスプリング１５０を保持状態から解除することにより、第２外側配置部２１Ｂが第２身体側配置部２１Ａに対して移動する。また、この例では、第１補助ユニット１０における第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂおよび第３補助ユニット３０における第３アクチュエータ３１の第３外側配置部３１Ｂが、ワイヤ等を介さずに第２外側配置部２１Ｂに取り付けられている。
　図１６に示す変形例では、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとの間に、カム１６０が回転可能に設けられている。この構成では、カム１６０が回転してカム山が第２外側配置部２１Ｂを押すことにより、第２外側配置部２１Ｂが第２身体側配置部２１Ａに対して移動する。カム１６０は、空気供給部４１の圧縮空気によって回転するエアモータ等で回転されてもよい。また、この例では、第１補助ユニット１０における第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂおよび第３補助ユニット３０における第３アクチュエータ３１の第３外側配置部３１Ｂが、ワイヤ等を介さずに第２外側配置部２１Ｂに取り付けられている。
　図１７に示す変形例では、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとの間に、伸縮可能なリンク部材１７０が設けられている。この構成では、リンク部材１７０が伸縮することにより、第２外側配置部２１Ｂが第２身体側配置部２１Ａに対して移動する。リンク部材１７０は、空気供給部４１の圧縮空気によって回転するエアモータ等で駆動されてもよい。また、この例では、第１補助ユニット１０における第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂおよび第３補助ユニット３０における第３アクチュエータ３１の第３外側配置部３１Ｂが、ワイヤ等を介さずに第２外側配置部２１Ｂに取り付けられている。
　図１８に示す変形例では、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとの間に、エアシリンダ１８０が設けられている。この構成では、エアシリンダ１８０のロッドが伸縮することにより、第２外側配置部２１Ｂが第２身体側配置部２１Ａに対して移動する。エアシリンダ１８０は、空気供給部４１の圧縮空気によって駆動されてもよい。また、この例では、第１補助ユニット１０における第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂおよび第３補助ユニット３０における第３アクチュエータ３１の第３外側配置部３１Ｂが、ワイヤ等を介さずに第２外側配置部２１Ｂに取り付けられている。
　図１９に示す変形例では、第２身体側配置部２１Ａの外周部分に、棒状の複数のガイド部材２１Ｄが設けられ、これらガイド部材２１Ｄに、第２外側配置部２１Ｂの外周部分が摺動可能に挿入されている。第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａに第１プーリー１９０が設けられ、第２外側配置部２１Ｂに第２プーリー１９１が設けられ、プーリー１９０，１９１には、チェーン１９２が巻き掛けられている。この構成では、プーリー１９０，１９１のいずれか一方を選択的に回転させることで、いずれかのプーリーでチェーン１９２を巻き取ることにより、第２外側配置部２１Ｂが第２身体側配置部２１Ａに対して移動する。プーリー１９０，１９１は、空気供給部４１の圧縮空気によって回転するエアモータ等で回転されてもよい。また、この例では、第１補助ユニット１０における第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂおよび第３補助ユニット３０における第３アクチュエータ３１の第３外側配置部３１Ｂが、ワイヤ等を介さずに第２外側配置部２１Ｂに取り付けられている。
　図２０に示す変形例では、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとの間に、流体注入型アクチュエータ部２００（いわゆる人工筋肉型アクチュエータ）が設けられている。この構成では、流体注入型アクチュエータ部２００に流体を流入させてその筒状部分を径方向に膨張させることにより、第２外側配置部２１Ｂが第２身体側配置部２１Ａに対して移動する。流体注入型アクチュエータ部２００は、空気供給部４１の圧縮空気によって駆動されてもよい。また、この例では、第１補助ユニット１０における第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂおよび第３補助ユニット３０における第３アクチュエータ３１の第３外側配置部３１Ｂが、ワイヤ等を介さずに第２外側配置部２１Ｂに取り付けられている。
　図２１に示す変形例では、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａに回転軸２１０が設けられ、この回転軸２１０に第２外側配置部２１Ｂが回転可能に支持されている。第２外側配置部２１Ｂは、第１辺部２１１Ａと第２辺部２１１Ｂとを有し、これら第１辺部２１１Ａと第２辺部２１１Ｂとは、Ｌ字型（クランク形状）をなすように結合されている。第２外側配置部２１Ｂは、第１辺部２１１Ａと第２辺部２１１Ｂとの結合部分を回転軸２１０に支持されている。この例では、第１辺部２１１Ａおよび第２辺部２１１Ｂのうちの第２辺部２１１Ｂの先端に、第１アクチュエータ１１の第１外側配置部１１Ｂが、ワイヤを介さずに取り付けられている。そして、この構成では、第１辺部２１１Ａが後方に向けて延び且つ第２辺部２１１Ｂが下方に延びる状態（二点鎖線で示す状態）から、第２外側配置部２１Ｂが回転軸２１０を中心に回転され、第２辺部２１１Ｂが上方に回転移動することにより、第２外側配置部２１Ｂのうちの第２辺部２１１Ｂの先端が第２身体側配置部２１Ａから離れるように移動する。第２外側配置部２１Ｂは、空気供給部４１の圧縮空気によって回転するエアモータ等で回転されてもよい。
　図２２に示す変形例では、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａに、後方に延びる案内部材２２０が設けられ、案内部材２２０に、後斜め上方に延びる案内溝２２１が形成されている。そして、第２外側配置部２１Ｂは、軸部材であり、案内溝２２１に挿入されている。この構成では、第２外側配置部２１Ｂが案内溝２２１に沿って後斜め上方に移動することにより、第２外側配置部２１Ｂが第２身体側配置部２１Ａに対して移動する。
（動作の変形例）
　上述の実施の形態では、図６に示したステップＳ１０３において、コントローラ５０が第２アクチュエータ２１の動作の開始から所定時間が経過したか否かを状態監視部５２によって監視し、所定時間が経過した場合に、ステップＳ１０４において、第１アクチュエータ１１が動かされる。これに代えて、図２３のフローチャートに示すように、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとの間の距離が、所定の長さになったか否かを状態監視部５２によって監視してもよい。この場合、状態監視部５２は、第２アクチュエータ２１に設けられた位置センサに電気的に接続して、長さ（距離）を検出するようにしてもよい。
　このように第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとの間の距離が、所定の長さになったか否かを監視し、第１アクチュエータ１１を動かすタイミングを決定する場合には、所望のモーメントアームを確実に確保することができる。
　また、図２４のフローチャートに示すように、第２アクチュエータ２１の第２身体側配置部２１Ａと第２外側配置部２１Ｂとを連結するベローズ部２１Ｃの内部の圧力が、所定の圧力になったか否かを状態監視部５２によって監視してもよい。この場合、状態監視部５２は、第２アクチュエータ２１に設けられた圧力センサに電気的に接続して、圧力を検出するようにしてもよい。
　このようにベローズ部２１Ｃの内部の圧力が、所定の圧力になったか否かを監視し、第１アクチュエータ１１を動かすタイミングを決定する場合には、ベローズ部２１Ｃの内部の圧力が過剰にならずにすむ。
　なお、ステップＳ１０３においては、時間、長さ、圧力を全て監視して、全ての条件が充足された際に、ステップＳ１０４において、第１アクチュエータ１１が動かされてもよい。
　また、上述の本実施の形態では、人が前屈姿勢および脚部の屈曲姿勢をとった際に、第２アクチュエータ２１が動かされ、次に、第１アクチュエータ１１が動かされ、次に、第３アクチュエータ３１が動かされる。このタイミングは、例えば、図２５Ａに示すように変更されてもよい。すなわち、図２５Ａの例では、第１アクチュエータ１１および第２アクチュエータ２１が同じタイミングで動かされ、その後、第３アクチュエータ３１が動かされている。また、参考として、図２５Ｂに示すように、第１アクチュエータ１１、第２アクチュエータ２１および第３アクチュエータ３１が全て同じタイミングで動かされてもよい。
　また、上述の実施の形態においては、人の前屈姿勢を検出する胴体姿勢検出センサ１４および人の脚部の屈曲姿勢を検出する脚部姿勢検出センサ３４の例として、筋電センサ、角度センサ、加速度センサ、歪みゲージ等を説明した。しかしながら、これらの他にも、手袋に設ける圧力センサや、足の圧力を検出する圧力センサ等も、人の姿勢を検出するセンサとして用いられ得る。圧力センサを用いた場合には、検出された圧力値から、補助ユニット１０～３０の補助のための力が十分であるか否かが検出され得るため、圧力値に基づき、各補助ユニット１０～３０に供給する空気量等を追加で供給したりすることにより、効果的な補助が実行され得る。また、筋電センサや加速度センサ等によっても、補助ユニット１０～３０の補助のための力が十分であるか否かが検出され得る。
１　筋力補助装置
１０　第１補助ユニット
１１　第１アクチュエータ
１１Ａ　第１身体側配置部
１１Ｂ　第１外側配置部
１４　胴体姿勢検出センサ
２０　第２補助ユニット
２１　第２アクチュエータ
２１Ａ　第２身体側配置部
２１Ｂ　第２外側配置部
３０　第３補助ユニット
３１　第３アクチュエータ
３１Ａ　第３身体側配置部
３１Ｂ　第３外側配置部
３４　脚部姿勢検出センサ
４０　制御ユニット
５０　コントローラ

Claims (6)

  1. 　上半身に取り付けられる第１身体側配置部と前記第１身体側配置部に対して離接可能な第１外側配置部とを含み、前記第１身体側配置部および前記第１外側配置部間の距離を変化させることが可能な第１アクチュエータ、を有する第１補助手段と、
    　腰部に取り付けられる第２身体側配置部と前記第２身体側配置部に対して離接可能な第２外側配置部とを含み、前記第２身体側配置部および前記第２外側配置部間の距離を変化させることが可能な第２アクチュエータ、を有し、且つ前記第２外側配置部を前記第１外側配置部に取り付けられる第２補助手段と、
    　下半身に取り付けられる第３身体側配置部と前記第３身体側配置部に対して離接可能な第３外側配置部とを含み、前記第３身体側配置部および前記第３外側配置部間の距離を変化させることが可能な第３アクチュエータ、を有し、且つ前記第３外側配置部を前記第２外側配置部に取り付けられる第３補助手段と、
    　前記第１アクチュエータおよび第３アクチュエータの動作前に、前記第２アクチュエータの前記第２外側配置部が前記腰部から離れるように前記第２アクチュエータを動作させる制御装置と、を備え、
    　前記第２アクチュエータの前記第２身体側配置部および前記第２外側配置部間を結ぶ方向が前記第１アクチュエータの前記第１身体側配置部および前記第１外側配置部間を結ぶ方向と非平行となるように、身体の背部側において、前記第１補助手段が上半身に取り付けられ、且つ前記第２補助手段が腰部に取り付けられ、
    　前記第２アクチュエータの前記第２身体側配置部および前記第２外側配置部間を結ぶ方向が前記第３アクチュエータの前記第３身体側配置部および前記第３外側配置部間を結ぶ方向と非平行となるように、身体の背部側において、前記第３補助手段が下半身に取り付けられ、
    　前記制御装置は、状態監視手段を有し、当該状態監視手段によって前記第２アクチュエータの前記第２外側配置部が前記腰部から離れて所定の状態となったことを検出したときに、前記第１アクチュエータを、前記第１身体側配置部および前記第１外側配置部間の距離が短くなるように動作させ、その後、前記第３アクチュエータを、前記第３身体側配置部および前記第３外側配置部間の距離が短くまたは長くなるように動作させる、筋力補助装置。
  2. 　前記第３補助手段の前記第３アクチュエータの前記第３身体側配置部は、下半身のうちの大腿部に取り付けられ、
    　前記制御装置は、前記第３アクチュエータを、前記第３身体側配置部および前記第３外側配置部間の距離が短くなるように動作させる、請求項１に記載の筋力補助装置。
  3. 　前記第１補助手段の前記第１アクチュエータの前記第１身体側配置部は、上半身のうちの肩部に取り付けられる、請求項１または２に記載の筋力補助装置。
  4. 　前記状態監視手段は、計時手段であり、前記第２アクチュエータの動作の開始から所定時間が経過したか否かを監視し、
    　前記制御装置は、前記状態監視手段によって前記所定時間の経過を検出したときに、前記第１アクチュエータを動作させ、その後、前記第３アクチュエータを動作させる、請求項１乃至３のいずれかに記載の筋力補助装置。
  5. 　前記状態監視手段は、前記第２アクチュエータの前記第２身体側配置部および前記第２外側配置部間の距離が所定の長さとなったか否かを監視し、
    　前記制御装置は、前記状態監視手段によって前記所定の長さとなったことを検出したときに、前記第１アクチュエータを動作させ、その後、前記第３アクチュエータを動作させる、請求項１乃至３のいずれかに記載の筋力補助装置。
  6. 　前記第２アクチュエータは、前記第２身体側配置部と、前記第２外側配置部と、前記第２身体側配置部と前記第２外側配置部とを連結し、内部に流体の流入空間が形成された弾性体と、を有し、前記弾性体の内部に対する流体の注入および排出を切り換えて前記第２身体側配置部および前記第２外側配置部間の距離を変化させることが可能となっており、　前記状態監視手段は、前記第２アクチュエータの前記弾性体の内部の圧力が所定の圧力となったか否かを監視し、
    　前記制御装置は、前記状態監視手段によって前記所定の圧力となったことを検出したときに、前記第１アクチュエータを動作させ、その後、前記第３アクチュエータを動作させる、請求項１乃至３のいずれかに記載の筋力補助装置。
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