WO2017110253A1

WO2017110253A1 - アシストロボット装置

Info

Publication number: WO2017110253A1
Application number: PCT/JP2016/082257
Authority: WO
Inventors: 峰生渡邉; ダメラウ・ヨッヘン
Original assignee: ボッシュ株式会社
Priority date: 2015-12-25
Filing date: 2016-10-31
Publication date: 2017-06-29

Abstract

駆動ユニットの配置の自由度、及び、ロボット使用時の自由度を向上可能なアシストロボット装置を提供する。　アシストロボット装置は、少なくとも駆動部を含む駆動ユニットと、駆動部によって双方向に進退動される動力伝達部と、動力伝達部を介して駆動部に接続され、動力伝達部の進退動に伴って回転動作を行う操作部と、操作部が脱着可能であり、操作部の回転動作により回転される被操作部と、を備える。

Description

アシストロボット装置

　本発明は、人体に装着されて、人の動作を支援あるいは補助するアシストロボット装置に関する。

　近年、人の動作を支援あるいは補助する人体装着型のアシストロボット装置が知られている。アシストロボット装置は、例えば、ユーザに装着される関節部と、ユーザの意図又は状態あるいは周囲の状況を検知するためのセンサと、関節部に対して駆動トルクを付与するアクチュエータと、制御装置とを備えて構成される。一般的に、アクチュエータは、モータと、モータの高速回転を人体の動作に適した低速回転に変換する変速機とを備える。変速機は、例えば、１／５０～１／２００の変速比で、モータの回転を関節部に伝達する。アクチュエータは、例えば、ハーモニックドライブ（登録商標）又はウォームギヤとＤＣモータとを組み合わせて構成される。

　従来のアシストロボット装置の多くは、モータが関節部に直接設けられるか、あるいは、関節部の近くに設けられている。そのため、アシストロボット装置を装着したユーザは、これらのアクチュエータの重量や慣性力に逆らうようにして動作を行わなければならなかった。また、関節部又は関節部の近くにモータが設けられたアシストロボット装置は、関節部がかさばるために、ユーザの姿勢を悪くするおそれもあった。これに対して、関節部から離れた位置にアクチュエータが配置されるアシストロボット装置が提案されている。例えば、特許文献１には、ジョイント部材を回動させる伝達ワイヤと、衣服に取り付けられて伝達ワイヤの巻取動作及び送出動作を制御する駆動制御部（モータ）とを備えた筋力補助装置が開示されている。

特許第４６４５３９２号

　しかしながら、特許文献１に記載の筋力補助装置は、衣服に取り付けられた駆動制御部から導出される伝達ワイヤが、アーム部材に沿って配設されて関節部に連結されるように構成されており、使用時の自由度が低いという問題がある。例えば、衣服に取り付けられた駆動制御部を含む筋力補助装置は、アーム部を、人体に直接装着、すなわち、衣服の下に装着して使用することが困難であると考えられる。具体的には、駆動制御部が衣服に取り付けられていると、筋力補助装置の装着時に、アーム部を腰や脚に取り付けた後に衣服を身に着けるということができない。

　また、特許文献１に記載の筋力補助装置は、駆動制御部が衣服に取り付けられるが、その取付位置によっては、駆動制御部の重量や慣性力がユーザの負荷となってしまうおそれがある。すなわち、特許文献１に記載の筋力補助装置は、衣服を着けるのと同時に装着することができることを目的としており、駆動制御部と関節部との間の伝達ワイヤの配設経路を考慮すると、ユーザの負荷とならない位置を選択してアクチュエータを取り付けることが困難な場合がある。

　本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、駆動ユニットの配置の自由度、及び、ロボット使用時の自由度を向上可能な、新規かつ改良されたアシストロボット装置を提供することにある。

　上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、少なくとも駆動部を含む駆動ユニットと、駆動部によって双方向に進退動される動力伝達部と、動力伝達部を介して駆動部に接続され、動力伝達部の進退動に伴って回転動作を行う操作部と、操作部が脱着可能であり、操作部の回転動作により回転される被操作部と、を備えた、アシストロボット装置が提供される。

　本発明のアシストロボット装置によれば、駆動部を含む駆動ユニットと、駆動部の出力によって回転され得る被操作部とが、それぞれ独立した要素として構成され、駆動部により回転動作される操作部と被操作部とが脱着可能に構成される。したがって、駆動ユニットを気にせずに、アーム部等を人体に装着することができ、アシストロボット装置の使用時の自由度を向上させることができる。また、駆動ユニットがアーム部等から独立していることから、駆動ユニットをユーザの負荷にならない位置に取り付けることができ、駆動ユニットの配置の自由度を向上させることができる。

　動力伝達部が、ボーデンケーブルであってもよい。

　アシストロボット装置は、操作部と被操作部とを脱着可能にするロック機構及びロック解除機構を有してもよい。

　操作部は、被操作部に対して、被操作部の回転軸に対して交差する方向にスライドさせて脱着されてもよい。

　操作部は、被操作部に対して、被操作部の回転軸の方向から取り付けられ、及び、回転軸の方向へと取り外されてもよい。

　操作部と被操作部とが、衣服を間に挟んだ状態で、磁力により保持されてもよい。

　操作部は、動力伝達部の配設長さを調整する調節部を有してもよい。

　調整部は、操作部上での動力伝達部の配設経路を変更することにより、動力伝達部の配設長さを調整してもよい。

　被操作部は、人体に装着されるアーム部であってもよい。

　以上説明したように本発明によれば、駆動ユニットの配置の自由度、及び、ロボット使用時の自由度を向上させることができる。

第１の実施の形態にかかるアシストロボット装置の構成例を示す模式図である。同実施形態にかかるアシストロボット装置の構成例を示す側面図である。同実施形態にかかるアシストロボット装置の構成例を示す斜視図である。同実施形態にかかるアシストロボット装置の使用状態を示す説明図である。調整部の構成例を示す説明図である。第２の実施の形態にかかるアシストロボット装置の構成例を示す説明図である。第３の実施の形態にかかるアシストロボット装置の構成例を示す説明図である。同実施形態にかかるアシストロボット装置の構成例を示す断面図である。

　以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

　＜１．第１の実施の形態＞
　（１－１．アシストロボット装置の構成例）
　まず、図１～図３を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかるアシストロボット装置１００の構成例について説明する。図１は、アシストロボット装置１００の構成例を示す模式図である。また、図２は、図１に示すアシストロボット装置１００を矢印Ａの方向に見た側面図である。また、図３は、図１に示すアシストロボット装置１００を背面側から見た斜視図である。

　アシストロボット装置１００は、駆動部としてのモータ２０と、動力伝達部としての動力伝達ケーブル１３２，１３４と、操作部１２０と、被操作部としてのアーム部１１４とを備える。本実施形態にかかるアシストロボット装置１００は、装着者の歩行動作を補助するための装置として構成されている。なお、本明細書において、「ユーザ」には、装着者だけでなく、その補助者や介護者等も含まれる。

　アーム部１１４の上部は、人体の腰に巻き付けられる装着ベルト１０２に対して、図示しない回転軸を中心に回動可能に取り付けられている。本実施形態にかかるアシストロボット装置１００の例では、装着ベルト１０２に対して基盤１１８が固定され、当該基盤１１８に対して図示しない軸部材を介して、アーム部１１４が回動可能に取り付けられている。かかるアーム部１１４における装着ベルト１０２との接続部分が関節部１１２を構成する。アーム部１１４の関節部１１２には、操作部１２０の装着部１２３が嵌合される受容溝１１５が設けられている。アーム部１１４の下部は、人体の大腿部に巻き付けられる装着ベルト１０４に固定されている。

　なお、アーム部１１４と装着ベルト１０２との接続方法は、上記の例に限定されない。アーム部１１４が装着ベルト１０２に対して回動可能になっていれば、他の構成でも構わない。また、装着ベルト１０２，１０４は、その一部に、所定の強度あるいは剛性を有するフレームが含まれていてもよい。例えば、装着ベルト１０２のうちの、アーム部１１４が支持される部分や、後述する固定部１２５が固定される部分が、かかるフレームにより構成されることにより、アーム部１１４及び固定部１２５を安定的に支持させることができる。

　モータ２０は、駆動ユニットの一構成要素であり、駆動ユニットには、モータ２０の他に図示しない制御装置等が備えられる。モータ２０としては、例えば、サーボモータやステッピングモータが用いられるが、この例に限定されない。モータ２０は回転トルクを出力する回転軸２２を有する。図示した例では、モータ２０の回転軸２２には、動力伝達ケーブル１３２，１３４がそれぞれ巻き付けられている。モータ２０は、制御装置によって駆動制御され、回転軸２２の回転方向や回転角度、回転速度等が制御される。

　２つの動力伝達ケーブル１３２，１３４の巻き付け方向は逆向きにされ、動力伝達ケーブル１３２，１３４は、モータ２０の回転によって互いに逆向きに進退動可能にされている。すなわち、モータ２０の回転に伴って、一方の動力伝達ケーブル１３２（１３４）が回転軸２２から送出されるときには、他方の動力伝達ケーブル１３４（１３２）が回転軸２２に巻き取られる。

　なお、図示した例では、動力伝達ケーブル１３２，１３４がモータ２０の回転軸２２に直接巻き付けられているが、動力伝達ケーブル１３２，１３４は、モータ２０の回転を減速して伝達する減速機構に連結されていてもよい。この場合においても、モータ２０の回転により、一方の動力伝達ケーブル１３２（１３４）が操作部１２０側に送出されるときには、他方の動力伝達ケーブル１３４（１３２）が引き戻されるように構成される。

　動力伝達部として動力伝達ケーブル１３２，１３４を用いることにより、任意の方向に動力伝達部を撓ませることができるために、配設時のフレキシブル性が高められ、配設経路の制約を少なくすることができる。動力伝達ケーブル１３２，１３４としては、例えばボーデンケーブルを使用することができる。この場合、ボーデンケーブルのうち、動力伝達ケーブル１３２，１３４の外側の防護カバー１３１，１３３の両端部はそれぞれ固定部１２４，１２５に固定される。

　固定部１２５は、例えば装着ベルト１０２の適宜の位置に対して脱着可能に構成される。ただし、固定部１２５は、回動対象となるアーム部１１４以外の部分であれば、装着ベルト１０２以外の位置に対して脱着可能になっていてもよい。固定部１２５を脱着可能にする構成は、特に限定されない。また、固定部１２４は、駆動ユニット側の適宜の位置に固定されている。ボーデンケーブルを使用することにより、防護カバー１３１，１３３の内側を通る動力伝達ケーブル１３２，１３４の動きが拘束され、衣服や身体等に直接接触することがないため、動力伝達ケーブル１３２，１３４の配設に対する制限が少ない。

　動力伝達ケーブル１３２，１３４は、操作部１２０に接続される。本実施形態では、動力伝達ケーブル１３２，１３４は、操作部１２０の外周に巻き付けられた１本のケーブルの両端側により構成される。ただし、動力伝達ケーブル１３２，１３４は、それぞれ独立した２本のケーブルにより構成され、それぞれ操作部１２０に接続されてもよい。操作部１２０は、動力伝達ケーブル１３２，１３４が配設されるケーブル配設溝１２１ａを外周部に有する円盤状の本体部１２１を備える。すなわち、動力伝達ケーブル１３２，１３４は、本体部１２１の外周面に沿って配設される。

　本体部１２１は、一方の面に装着部１２３を有する。装着部１２３は、アーム部１１４に設けられた受容溝１１５に嵌合される。装着部１２３は、アーム部１１４の受容溝１１５に対向し得る側面に、係止部１２７を備える。係止部１２７は、図示しないバネ等の弾性部材によって装着部１２３から外方に付勢されている。本実施形態にかかる操作部１２０は、アーム部１１４の回転軸に対して交差する方向（以下、「横方向」とも言う。）へスライドされて、アーム部１１４に対して装着され、あるいは、アーム部１１４から取り外される。このため、操作部１２０の装着部１２３を、矢印の方向に向かって受容溝１１５内へとスライドさせる際には、係止部１２７の傾斜面が受容溝１１５の縁に接触し、係止部１２７が、装着部１２３内へと後退させられる。

　アーム部１１４の受容溝１１５における、装着部１２３の係止部１２７と対向する位置には、係合孔１１６が設けられている。このため、装着部１２３を受容溝１１５内へとスライドさせ、係止部１２７が係合孔１１６に対向する位置にくると、係止部１２７が係合孔１１６内に進入し、係止部１２７が係合孔１１６に係合する。係止部１２７及び係合孔１１６は、ロック機構を構成する。これにより、装着部１２３が、受容溝１１５においてロックされ、操作部１２０が、アーム部１１４に装着される。モータ２０の駆動トルクにより操作部１２０の本体部１２１が回転すると、アーム部１１４も関節部１１２を中心に回動する。

　本体部１２１は、装着部１２３が設けられた面とは反対側の面にロック解除ボタン１２２を有する。係止部１２７は、ロック解除ボタン１２２が押されたときに装着部１２３内へと後退するように構成される。ユーザは、かかるロック解除機構としてのロック解除ボタン１２２を押すことによって、操作部１２０をアーム部１１４から取り外すことができる。例えば、ロック解除機構は、ロック解除ボタン１２２を押すことにより、操作部１２０内部のリンク機構により係止部１２７が装着部１２３の内方に移動するように構成することができる。

　なお、操作部１２０の係止部１２７、及び、アーム部１１４の受容溝１１５は、略直方体状となっているが、これらの形状は、操作部１２０からアーム部１１４に対して回転トルクを伝達可能になっている限り、かかる例に限定されない。また、操作部１２０とアーム部１１４とを脱着可能にするロック機構の構成も、上記の例に限定されない。アーム部１１４側に装着部が設けられ、操作部１２０側に受容溝が設けられてもよい。

　さらに、装着部１２３を受容溝１１５に向けてスライドさせる方向は、上記の例に限定されない。図１～図３に示した例では、装着部１２３を、装着ベルト１０２の長さ方向に沿って、すなわち、人体の腰回りの方向に沿ってスライドさせて受容溝１１５に嵌合させていたが、装着部１２３を、装着ベルト１０２の幅方向に沿ってスライドさせてもよい。例えば、装着部１２３を、装着ベルト１０２の幅方向に沿って上方からスライド可能に構成した場合、ユーザは、下半身に着衣を着けた状態で、操作部１２０を着衣の中に進入させて、アーム部１１４に装着させることができる。

　（１－２．アシストロボット装置の使用例）
　次に、図４を参照して、本実施形態にかかるアシストロボット装置１００の使用例について説明する。図４は、アシストロボット装置１００の使用状態を示す説明図である。

　図４に示した例では、モータ２０を含む駆動ユニット１０が、ユーザが背負うパック５内に収容されている。動力伝達ケーブル１３２，１３４の巻取り及び送出しは、１つのモータ２０の駆動により行われる。このため、駆動ユニット１０及びパック５の厚さは薄くなっており、かさばらないようになっている。動力伝達ケーブル１３２，１３４は、パック５から外部に導出されて、操作部１２０に接続されている。図示した例では、ボーデンケーブルが用いられており、パック５から操作部１２０の近傍までの範囲において、動力伝達ケーブル１３２，１３４は、防護カバー１３１，１３３内に配設されている。

　操作部１２０は、被操作部としてのアーム部１１４の上部に装着されている。同時に、防護カバー１３１，１３３のそれぞれの一端が固定された固定部１２５は、装着ベルト１０２に取付けられる。固定部１２５が装着ベルト１０２に取り付けられた状態で、固定部１２５と操作部１２０との間に配設された動力伝達ケーブル１３２，１３４に弛みが生じないように、固定部１２０の取付位置が設定されている。なお、固定部１２５と操作部１２０とが図示しない連結部材により連結され、固定部１２５と操作部１２０との距離が所定距離に保たれていてもよい。

　モータ２０の回転駆動により、操作部１２０が、時計回り又は反時計回りに回動する。例えば、ユーザが歩行する際に、アーム部１１４が、関節部１１２を中心に図示の時計回りに回動させられ、ユーザによる脚を上げる動作が補助される。具体的に、制御装置が、筋電位センサやユーザの脚の動きを検出するセンサ等により、ユーザが脚を上げようとしていることを検出すると、制御装置は、モータ２０を回転駆動し、アーム部１１４を、関節部１１２を中心に時計回りに回動させる。これにより、ユーザによる脚を上げる動作を補助する力が発生する。逆に、ユーザが脚を下ろそうとしている場合には、制御装置は、モータ２０を逆方向に回転駆動し、今度は、アーム部１１４を、関節部１１２を中心に反時計回りに回動させる。これにより、ユーザによる脚を下ろす動作を補助する力が発生する。

　このとき、モータ２０によって回転駆動される操作部１２０が、アーム部１１４に対して脱着可能になっており、かつ、動力伝達ケーブル１３２，１３４を内部に保持する防護カバー１３１，１３３の一端が固定された固定部１２５が、装着ベルト１０２に対して脱着可能になっている。したがって、ユーザは、アシストロボット装置１００の装着時に、操作部１２０及び動力伝達ケーブル１３２，１３４を、アーム部１１４及び装着ベルト１０２から取り外した状態で、アーム部１１４を腰及び大腿部に装着することができる。他方、ユーザは、駆動ユニット１０が収容されたパック５を、操作部１２０がアーム部１１４及び装着ベルト１０２から取り外された状態で身に着けることができる。そして、アーム部１１４を装着し、パック５を身に着けた状態で、操作部１２０をアーム部１１４に取付け、固定部１２５を装着ベルト１０２に固定する。

　このように、本実施形態にかかるアシストロボット装置１００は、使用時の自由度が高められている。特に、駆動ユニット１０及びアーム部１１４の配置位置が互いに制約されることがなく、動力伝達ケーブル１３２，１３４を介してモータ２０に接続された操作部１２０をアーム部１１４に装着することによって使用可能な状態となる。このため、アーム部１１４を衣服の下に、直接、腰又は大腿部に装着する場合であっても、駆動ユニット１０の配置位置の制約を少なくすることができる。

　図４に示した例において、駆動ユニット１０は、関節部１１２から離れた位置に配置されている。このため、関節部１１２の周囲の重量が軽くなるとともに、関節部１１２の厚みが薄くなって、身体の表面の近くに関節部１１２を配置することができる。したがって、アーム部１１４が周囲から見えないように、アーム部１１４を衣服の下に装着しやすくなる。また、関節部１１２の厚みが薄くなれば、座っている状態で、関節部１１２が周囲の物に接触するおそれも低減できる。

　また、ユーザは、駆動ユニット１０を、背中などの身体の左右の中心、かつ、身体の表面の近くに配置することができ、駆動ユニット１０の重量や慣性力がユーザの負荷になることを防ぐことができる。なお、駆動ユニット１０は、手押式あるいは自走式の荷車等の形式で備えられてもよい。かかる荷車等に駆動ユニット１０が備えられる場合であっても、駆動ユニット１０の重量や慣性力がユーザの負荷になることを防ぐことができる。その他、駆動ユニット１０は、適宜のケースに収容された状態で、任意の位置に配置しつつ、アーム部１１４に対して駆動トルクを伝達することができる。

　なお、図４に示した例では、人体の左足にアーム部１１４が装着されているが、両足にそれぞれアーム部１１４が装着されてもよい。この場合、それぞれのアーム部１１４に対応してモータ２０が備えられ、パック５内に収容され得る。

　（１－３．変形例）
　図５は、本実施形態にかかるアシストロボット装置１００の変形例を説明するための説明図である。変形例では、操作部１２０に、動力伝達ケーブル１３２，１３４の配設長さを調整する調整部が設けられている。図５には、変形例にかかる操作部１２０の斜視図と、部分側面図及び部分断面図とが示されている。変形例において、調整部は、調整ネジ１８０とケーブル支持部材１８２とを備えて構成される。

　変形例にかかる操作部１２０は、本体部１２１における動力伝達ケーブル１３２，１３４が配設されるケーブル配設溝１２１ａの一部に凹部１８１を有する。また、本体部１２１は、当該凹部１８１の壁面を構成する面に、本体部１２１の径方向に沿って形成されたガイド溝１８３を有する。ガイド溝１８３の一部には、図示しないネジ穴が設けられる。かかるネジ穴は、完全な穴として形成されたものではなく、断面がアーチ状をなすネジ穴となっている。ガイド溝１８３には、動力伝達ケーブル１３２，１３４を支持する支持孔１８２ａを有するケーブル支持部材１８２が配置される。ネジ穴には、調整ネジ１８０が配置され、調整ネジ１８０の下端は、ケーブル支持部材１８２に当接する。

　動力伝達ケーブル１３２，１３４は、凹部１８１及びケーブル支持部材１８２の支持孔１８２ａを経由して、本体部１２１の外周面に配設される。調整ネジ１８０の押し込み量を調整することにより、ケーブル支持部材１８２が、本体部１２１の径方向に移動し、動力伝達ケーブル１３２，１３４の配設経路の長さが調整される。例えば、アシストロボット装置１００を身体に装着し、操作部１２０をアーム部１１４に装着した際に、動力伝達ケーブル１３２，１３４の弛みが多い、又は、動力伝達ケーブル１３２，１３４が短い場合には、一旦操作部１２０を取り外して、動力伝達ケーブル１３２，１３４の長さを調整する。これにより、動力伝達ケーブル１３２，１３４の長さの弛みや緊張状態を調整することができる。

　以上説明したように、第１の実施の形態にかかるアシストロボット装置１００において、駆動部としてのモータ２０の駆動トルクにより回動する操作部１２０が、被操作部としてのアーム部１１４に対して脱着可能とされている。したがって、モータ２０を含む駆動ユニット１０を、アーム部１１４から離れた位置に配置することができる。これにより、比較的重く、かつ、かさばりやすい駆動ユニット１０の配置の自由度を高めることができる。また、本実施形態にかかるアシストロボット装置１００は、駆動ユニット１０を、アーム部１１４あるいは関節部１１２から離れた位置に配置できるため、アーム部１１４を衣服の下に身に着けやすくなって、周囲から気付かれにくくすることができる。

　また、本実施形態にかかるアシストロボット装置１００によれば、アーム部１１４と、駆動ユニット１０及び操作部１２０とを切り離した状態で身体に脱着させることができる。また、駆動ユニット１０の配置位置を決定する際にアーム部１１４の装着位置の制約を受けることがない。さらに、アシストロボット装置１００を使用しない場合には、アーム部１１４を身体に装着したまま、駆動ユニット１０及び操作部１２０を取り外しておくことができる。これにより、ロボット使用時の自由度を向上させることができる。

　また、本実施形態にかかるアシストロボット装置１００において、操作部１２０が、アーム部１１４に対して、ロック機構及びロック解除機構により、機械的に脱着可能になっている。したがって、使用時に、誤って操作部１２０がアーム部１１４から外れるおそれを低減することができる。

　また、本実施形態にかかるアシストロボット装置１００において、操作部１２０が、動力伝達ケーブル１３２，１３４の配設長さを調整する調整部を備える場合には、動力伝達ケーブル１３２，１３４の弛みや緊張を低減することができる。したがって、アシストロボット装置１００による補助動作が適切に行われるようになる。

　＜２．第２の実施の形態＞
　次に、図６を参照して、第２の実施の形態にかかるアシストロボット装置２００について説明する。図６は、アシストロボット装置２００を装着している様子を示す説明図である。本実施形態にかかるアシストロボット装置２００は、磁力を利用した非接触式の接続構造を有する例である。以下、第１の実施の形態にかかるアシストロボット装置１００と異なる点について説明する。

　アシストロボット装置２００において、図示しないモータ２０の駆動トルクにより回動される操作部１５０は、例えばベルト１５２に取り付けられており、モータ２０の回転により互いに逆向きに進退動する動力伝達ケーブル１３２，１３４が接続されている。例えば、操作部１５０は、ベルト１５２に固定された筐体内において回動可能に備えられていてもよい。操作部１５０は、磁石により、あるいは、磁石を備えて構成される。なお、本実施形態にかかるアシストロボット装置２００においても、操作部１５０に、動力伝達ケーブル１３２，１３４の配設経路の長さを調整可能な調整部が設けられてもよい。

　被操作部としてのアーム部１１４の上部には、トルク受容部１５５が設けられている。図６では簡略的に示されているが、アーム部１１４は、人体の腰に巻き付けられる装着ベルト１０２に対して、回動可能に取り付けられている。トルク受容部１５５は、磁石により、あるいは、磁石を備えて構成される。

　操作部１５０及びトルク受容部１５５は、互いに逆の磁極の磁石により、あるいは、互いに逆の磁極の磁石を備えて構成されてもよい。あるいは、操作部１５０及びトルク受容部１５５は、互いに向き合う位置に正極及び負極を有する磁石がそれぞれ配置されるように、それぞれ複数の磁石を備えてもよい。操作部１５０及びトルク受容部１５５は、磁力により引き付けあい、非接触状態で接続される。これにより、例えば、アーム部１１４が、衣服１６０の下に、身体に直接装着され、その上に衣服１６０を身に着けた状態で、さらに外側から、操作部１５０が、磁力によりトルク受容部１５５に接続され得る。

　アシストロボット装置２００が、ユーザの歩行動作を補助する装置である場合、アーム部１１４を回動させるために必要な力は、例えば３０～４０Ｎ程度であるため、このような力の伝達を可能とする磁力を生じさせ得る磁石が用いられる。

　以上、第２の実施の形態にかかるアシストロボット装置２００においても、駆動部としてのモータ２０の駆動トルクにより回動する操作部１５０が、被操作部としてのアーム部１１４に対して脱着可能とされている。したがって、アシストロボット装置２００は、第１の実施の形態にかかるアシストロボット装置１００と同様の効果を得ることができる。

　また、本実施形態にかかるアシストロボット装置２００は、磁力を利用した非接触式の接続構造を有する。したがって、衣服の下に装着されたアーム部１１４のトルク受容部１５５を、衣服の上から回転させることができる。これにより、ロボット使用時の自由度をさらに高めることができる。

　＜３．第３の実施の形態＞
　次に、図７及び図８を参照して、第３の実施の形態にかかるアシストロボット装置について説明する。図７は、アシストロボット装置のうち、操作部２２０とアーム部（被操作部）２１４との接続部分を示す斜視図であり、図８は、図７のＩ－Ｉ断面矢視図である。上述の第１の実施の形態にかかるアシストロボット装置１００において、操作部１２０は、回転軸に交差する方向からスライドさせることにより、アーム部１１４に脱着可能になっていた。これに対して、本実施形態にかかるアシストロボット装置では、操作部２２０は、アーム部２１４に対して回転軸方向から取り付けられ、又は、アーム部２１４から回転軸方向へと取り外される。以下、第１の実施の形態にかかるアシストロボット装置１００と異なる点について説明する。

　操作部２２０は、ともに円盤状に形成された支持部２２１及び回転部２２３を備える。支持部２２１の外周部の一部には、動力伝達ケーブル１３２，１３４を内部に保持する防護カバー１３１，１３３の一端が固定される固定部２２７が設けられている。支持部２２１は、一方の面の中央部から立ち上がる軸部２３０を有する。軸部２３０は、円柱状に形成され、軸方向の中央部分の外周面の一部に係止溝２３０ａを有する。

　回転部２２３は、軸受２２９を介して、支持部２２１の軸部２３０によって回転可能に軸支される。回転部２２３の外周面には、動力伝達ケーブル１３２，１３４が配設されるケーブル配設溝２２３ａが設けられている。したがって、図示しないモータ２０の回転駆動により動力伝達ケーブル１３２，１３４が進退動する場合に回転部２２３が回転動作を行う。また、回転部２２３は、支持部２２１に対向する面とは反対側の面から立ち上がる２つの係止突部２２５ａ，２２５ｂを有する。２つの係止突部２２５ａ，２２５ｂは、円盤状の回転部２２３の平面形状において１８０°位相をずらして、回転部２２３の縁部分から立ち上げられている。なお、係止突部の数は２つに限られず、３つ以上であってもよいし、１つのみであってもよい。

　アーム部２１４は、ベース部２５０に設けられた円柱突部２５５に対して、軸受２１８を介して、回転可能に軸支される。円柱突部２５５は、中央に開口部を有する円筒状を成し、中央の開口部には、操作部２２０の支持部２２１の軸部２３０が挿入される。円柱突部２５５の開口部は、ベース部２５０の内部に形成された収容部２５７に通じている。収容部２５７には、係止部材２５３が収容されている。係止部材２５３は、一端側に、操作部２２０の支持部２２１の軸部２３０に設けられた係止溝２３０ａに係止され得る係止爪部２５３ａを有する。係止部材２５３は、他端側において、ベース部２５０の外部に導出される。かかる係止部材２５３は、スプリング２５９等の弾性部材によって、他端側（図８の上側）に向けて付勢されている。

　係止部材２５３のうち、ベース部２５０から外部に導出された端部はロック解除ボタン２５１として構成され、ユーザ等は、当該ロック解除ボタン２５１を押すことによって、係止部材２５３をベース部２５０の内部側（図８の下側）に移動させることができる。また、ロック解除ボタン２５１が開放されると、係止部材２５３は、スプリング２５９の付勢力によって元の位置（初期位置）に復帰する。係止部材２５３が初期位置にある場合、係止爪部２５３ａは、円柱突部２５５を介してベース部２５０内部に挿入される操作部２２０の軸部２３０の係止溝２３０ａに係止され得る。一方、ロック解除ボタン２５１が押されて、係止部材２５３がベース部２５０の内部側に移動した状態では、係止爪部２５３ａと軸部２３０の係止溝２３０ａとの係止状態が解除される。

　円柱突部２５５に回転可能に軸支されたアーム部２１４は、操作部２２０の回転部２２３に設けられた係止突部２２５ａ，２２５ｂが嵌合される２つの凹部２１６ａ，２１６ｂを有する。係止突部２２５ａ，２２５ｂと凹部２１６ａ，２１６ｂとを位置合わせしつつ、操作部２２０の軸部２３０を、円柱突部２５５を介してベース部２５０内に挿入することにより、回転部２２３の係止突部２２５ａ，２２５ｂとアーム部２１４の凹部２１６ａ，２１６ｂとが嵌合する。また、ベース部２５０内への軸部２３０の進入に伴い、軸部２３０が係止爪部２５３ａに接触した後は、係止部材２５３が、スプリング２５９の付勢力に抗してベース部２５０内部側に移動し、最終的に、係止爪部２５３ａが係止溝２３０ａに係止される。

　これにより、操作部２２０の支持部２２１は、軸部２３０及び係止部材２５３によってベース部２５０に固定され、支持部２２１は回転不可能な状態になる。すなわち、係止部材２５３、スプリング２５９、及び、軸部２３０の係止溝２３０ａ等は、ロック機構を構成する。また、係止突部２２５ａ，２２５ｂと凹部２１６ａ，２１６ｂとの嵌合により、回転部２２３とアーム部２１４とは連結状態になる。これにより、動力伝達ケーブル１３２，１３４の進退動に伴って回転部２２３が回転する際に、アーム部２１４も一体的に回転する。すなわち、図示しないモータ２０によって生成された回転部２２３の回転トルクにより、アーム部２１４が回転される。

　アシストロボット装置の使用後等においては、ロック解除ボタン２５１が押されることによって、係止部材２５３がベース部２５０内部側に移動して、係止爪部２５３ａと係止溝２３０ａとの係止状態が解除される。これにより、ユーザは、操作部２２０をアーム部２１４から取り外すことができる。すなわち、かかる係止部材２５３及びスプリング２５９等は、ロック解除機構を構成する。

　このように、本実施形態にかかるアシストロボット装置では、モータ２０の回転駆動によって進退動する動力伝達ケーブル１３２，１３４によって回転動作を行う回転部２２３を含む操作部２２０が、被操作部としてのアーム部２１４に対して、回転軸に沿う方向へと脱着可能になっている。また、本実施形態では、操作部２２０のうち、支持部２２１は、ベース部２５０に固定されて回転不可能な状態とされ、当該支持部２２１に、動力伝達ケーブル１３２，１３４の被覆カバー１３１，１３３の一端が固定されている。したがって、動力伝達ケーブル１３２，１３４を、装着ベルト１０２等に固定させること（図１における固定部１２５を装着ベルト１０２に固定させること）が不要になるため、操作部２２０をアーム部２１４に対して取付け、あるいは、操作部２２０をアーム部２１４から取り外す際の負担を減らすことができる。

　以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

　例えば、上記の各実施形態で説明したアシストロボット装置１００，２００の構成は一例にすぎず、本発明は上記の構成例に限定されない。操作部１２０，１５０，２２０やアーム部１１４，２１４、ロック機構、ロック解除機構等の構成は、様々に変形し得る。

　また、上記の各実施形態では、ユーザの歩行動作を補助するアシストロボット装置１００，２００を例に採って説明したが、アシストロボット装置１００，２００により補助あるいは支援される対象は、かかる例に限定されない。例えば、アシストロボット装置は、腕の曲げ伸ばし動作を補助する装置であってもよく、腰の動作を補助する装置であってもよい。

Claims

　少なくとも駆動部を含む駆動ユニットと、
　前記駆動部によって双方向に進退動される動力伝達部と、
　前記動力伝達部を介して前記駆動部に接続され、前記動力伝達部の進退動に伴って回転動作を行う操作部と、
　前記操作部が脱着可能であり、前記操作部の回転動作により回転される被操作部と、
　を備えた、アシストロボット装置。
　前記動力伝達部が、ボーデンケーブルである、請求項１に記載のアシストロボット装置。
　前記操作部と前記被操作部とを脱着可能にするロック機構及びロック解除機構を有する、請求項１又は２に記載のアシストロボット装置。
　前記操作部は、前記被操作部に対して、前記被操作部の回転軸に対して交差する方向にスライドさせて脱着される、請求項１～３のいずれか１項に記載のアシストロボット装置。
　前記操作部は、前記被操作部に対して、前記被操作部の回転軸の方向から取り付けられ、及び、前記回転軸の方向へと取り外される、請求項１～３のいずれか１項に記載のアシストロボット装置。
　前記操作部と前記被操作部とが、衣服を間に挟んだ状態で、磁力により保持される、請求項１又は２に記載のアシストロボット装置。
　前記操作部は、前記動力伝達部の配設長さを調整する調節部を有する、請求項１～６のいずれか１項に記載のアシストロボット装置。
　前記調節部は、前記操作部上での前記動力伝達部の配設経路を変更することにより、前記動力伝達部の配設長さを調整する、請求項７に記載のアシストロボット装置。
　前記被操作部は、人体に装着されるアーム部である、請求項１～８のいずれか１項に記載のアシストロボット装置。