WO2018052144A1 - 動作支援方法及び動作支援装置 - Google Patents

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WO2018052144A1
WO2018052144A1 PCT/JP2017/033590 JP2017033590W WO2018052144A1 WO 2018052144 A1 WO2018052144 A1 WO 2018052144A1 JP 2017033590 W JP2017033590 W JP 2017033590W WO 2018052144 A1 WO2018052144 A1 WO 2018052144A1
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operation support
user
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control unit
processor
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PCT/JP2017/033590
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English (en)
French (fr)
Inventor
淳也 益子
泰祐 池田
精司 猪狩
Original Assignee
株式会社 東芝
東芝インフラシステムズ株式会社
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00Manipulators not otherwise provided for

Definitions

  • Embodiments described herein relate generally to an operation support method and an operation support apparatus.
  • Some motion support devices that support the motion of a joint such as a knee adjust the assist force or the like by a parameter.
  • the motion support apparatus accepts an operation for inputting a parameter from a user through an operation unit or the like, and sets the parameter according to the accepted operation.
  • the optimum parameters for controlling the motion support apparatus are not always constant and vary depending on various situations or users.
  • the conventional motion support apparatus has a problem that an optimum parameter may not be set depending on the situation or the user.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration example of an operation support system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a front view of the motion support apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is an external perspective view of the lower back orthosis of the motion support apparatus according to the first embodiment as viewed from the back side.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a control system of the operation support apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration example of the server according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an operation example of the operation support apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an operation example of the operation support apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation example of the server according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an operation example of the server according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating a configuration example of the operation support system according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating an operation example of the operation support apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating an operation example of the operation support apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating an operation example of the server according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an operation example of the server according to the second embodiment.
  • the operation support system supports a user's operation using an operation support apparatus.
  • the motion support device constitutes a suit worn by the user.
  • the motion support device supports the movement of the user's joint by power such as a motor.
  • the motion support device supports the movement of the user's knee joint.
  • the operation support system supports the operation of a user who works at a manufacturing site or a building site.
  • the work content supported by the operation support system is not limited to a specific configuration.
  • FIG. 1 shows a configuration example of the operation support system 1000.
  • the operation support system 1000 includes an operation support apparatus 100, a server 200, a truck 300, a package 400, a package sensor 500, a network 600, and the like.
  • the operation support system 1000 may further include a configuration as necessary, or a specific configuration may be excluded from the operation support system 1000.
  • the operation support apparatus 100 is electrically connected to the network 600.
  • Server 200 is electrically connected to network 600.
  • the luggage sensor 500 is electrically connected to the network 600.
  • the movement support device 100 supports the movement of the user's knee joint.
  • the motion support device 100 supports the motion of extending or stretching the knee joint of the user.
  • the motion support apparatus 100 includes a drive unit such as a motor, and supports the motion of the knee joint using the drive unit.
  • the operation support apparatus 100 receives parameters necessary for operation from the server 200.
  • the operation support apparatus 100 sets parameters.
  • the movement support apparatus 100 supports the movement of the user's knee joint according to the parameters. The operation support apparatus 100 will be described in detail later.
  • the server 200 controls the entire operation support system 1000.
  • the server 200 transmits parameters to the operation support apparatus 100. Further, the server 200 receives state information indicating an operation log or the like from the operation support apparatus 100.
  • the server 200 manages the packages loaded on the truck 300 based on the sensor signal from the package sensor 500.
  • the server 200 will be described in detail later.
  • the truck 300 transports the luggage 400.
  • the truck 300 has a loading platform having a predetermined size.
  • the luggage 400 is loaded on the truck 300 by the user wearing the operation support apparatus 100.
  • the luggage 400 has a predetermined size and a predetermined weight.
  • the luggage 400 has a chip 401.
  • the chip 401 transmits an ID for identifying the package 400 to an external device such as the package sensor 500.
  • the chip 401 stores in advance an ID for specifying the package 400 in the internal memory.
  • the chip 401 is activated by receiving power from an external device wirelessly.
  • the chip 401 transmits the ID to the external device in response to a request from the external device.
  • the chip 401 is, for example, an RF-ID (radio frequency identifier). Further, the chip 401 may be composed of an IC chip.
  • the luggage sensor 500 detects the luggage 400 loaded on the truck 300. That is, the package sensor 500 detects the chip 401 included in the package 400.
  • the luggage sensor 500 is installed at a position where the chip 401 of the luggage 400 loaded on the loading platform of the truck 300 can be detected. For example, the luggage sensor 500 is installed at the upper part of the entrance of the loading platform.
  • the luggage sensor 500 transmits a polling signal or the like within a predetermined range.
  • the parcel sensor 500 acquires the ID from the chip 401 that has transmitted a response to the polling signal.
  • the package sensor 500 transmits a request for acquiring an ID to the chip 401 and receives the ID as a response to the request.
  • the parcel sensor 500 transmits the ID acquired via the network 600 to the server 200.
  • the network 600 is a communication network for transmitting and receiving data between the operation support apparatus 100 and the package sensor 500 and the server 200.
  • the network 600 is the Internet.
  • the network 600 may be a unique communication network.
  • FIG. 2 is a front view of the operation support apparatus 100 according to the embodiment.
  • FIG. 3 is an external perspective view of the lower back orthosis 10 viewed from the back side.
  • the up / down, left / right, and front / rear directions will be described with reference to the state where the user wearing the motion support apparatus 100 stands as shown in FIG.
  • the component with the same structure on either side it demonstrates on behalf of one and the description of the other may be abbreviate
  • the motion support device 100 includes a waist brace 10 to be worn on the user's waist, a crus brace 20 to be worn on the crus, and a holding frame 1 disposed outside the thigh. Further, the motion support device 100 generates a connecting mechanism 40 that connects the holding frame 1 to the lower back orthosis 10, a rotation support mechanism 30 that rotatably supports the lower leg orthosis 20 with respect to the holding frame 1, and generates a driving force.
  • Drive mechanism 50, a power transmission mechanism 60 that transmits power from the drive mechanism 50 to the rotation support mechanism 30, and a knee brace 70 attached to the rotation support mechanism 30.
  • the holding frame 1 holds the rotation support mechanism 30, the drive mechanism 50, the power transmission mechanism 60, and the knee brace 70.
  • the operation support apparatus 100 includes a control unit 80 (FIG. 4) that controls the operation of the operation support apparatus 100.
  • the rotation support mechanism 30, the drive mechanism 50, the power transmission mechanism 60, the holding frame 1 holding the knee brace 70, and the connection mechanism 40 function as an upper knee portion.
  • the lower leg orthosis 20 functions as a lower knee part.
  • the drive mechanism 50 functions as a drive unit that generates an assist force for rotating the above-knee portion with respect to the below-knee portion.
  • the waist orthosis 10 includes a waist frame 11, two left and right abdominal belts 12, a crotch belt 13, a shoulder belt 14, and an elastic pad 15.
  • the waist frame 11 integrally has a back plate portion disposed behind the waist and two connecting plate portions extending obliquely downward from the left and right ends of the back plate portion toward the front.
  • the abdomen belt 12 has a structure in which a plurality of plate pieces 17 are rotatably connected from both ends of the back plate part via a plurality of hinges 16 respectively.
  • the crotch belt 13 is, for example, a cloth belt that is connected to the abdomen belt 12 through the crotch from the back plate portion 11a.
  • the shoulder belt 14 is, for example, a cloth belt that hangs around the shoulder and connects the back plate portion and the two abdominal belts 12 respectively.
  • the waist orthosis 10 will be described in detail later.
  • the crus orthosis 20 is an elongate plate-like crus frame 23 arranged along the outer side of the crus, a footrest plate 27, a velcro tape (registered trademark), etc. wound around the instep, toe, or heel.
  • the foot fixing belt 21 and the weight sensor 190 are fastened.
  • the crus frame 23 includes a crus upper frame 23a obtained by bending a belt-shaped sheet metal along the crus, and a crus lower frame 23b connected to the lower end of the crus upper frame 23a via an adjuster 22.
  • the adjuster 22 connects the crus upper frame 23a and the crus lower frame 23b so as to be extendable and contractible so that the length of the crus frame 23 can be adjusted.
  • the foot fixing belt 21 is attached to the inside of the footrest plate 27.
  • the footrest plate 27 is rotatably attached to the lower end of the crus lower frame 23b via the spherical bearing 26.
  • the spherical bearing 26 connects the footrest plate 27 to the crus lower frame 23b so as to be rotatable in any direction.
  • the footrest plate 27 has a sole plate 27a and a lateral foot plate 27b connected in an L shape via the fixed block 25.
  • the sole plate 27a contacts the sole of the foot, and the lateral foot plate 27b faces the ankle.
  • the upper end of the foot lateral plate 27b is connected to the lower end of the crus lower frame 23b.
  • the fixing block 25 fixes the sole plate 27a so that the vertical position can be adjusted with respect to the lateral foot plate 27b.
  • the weight sensor 190 measures the weight applied to the user. For example, the weight sensor 190 measures the weight applied to the user's sole. That is, the weight sensor 190 measures the user and the luggage 400 held by the user. The weight sensor 190 transmits the measured weight to the control unit 80.
  • the holding frame 1 includes an inner frame arranged outside the thigh, an outer frame arranged spaced apart from the inner frame, a front frame connecting front edges of the inner frame and the outer frame, and an inner frame. And a rear frame connected to the rear edge of the outer frame.
  • the holding frame 1 including the plurality of frames functions as a part of the case of the operation support apparatus 100. Further, a horizontal upper subframe, a horizontal lower subframe, and a vertical subframe are fixed inside the holding frame 1.
  • Rotation support mechanism 30 has a spur gear provided between the inner frame and the vertical subframe.
  • the vertical sub-frame is fixed to the lower end of the outer frame, and is arranged in parallel and spaced apart from the inner frame.
  • the spur gear is coaxially fixed to the rotating shaft through a key.
  • the pivot shaft is pivotally attached to the inner frame and the vertical subframe via two bearings. That is, the spur gear is disposed between the inner frame and the vertical subframe, and the rotation shaft of the spur gear extends in the left-right direction.
  • a potentiometer 35 (FIG. 4) is fixed to the outside of the rotation shaft with a screw or the like.
  • the spur gear is fixed to the upper end of the crus upper frame 23a with screws or the like.
  • Knee orthosis 70 is attached to the inside of the rotation shaft of the rotation support mechanism 30.
  • the knee orthosis 70 has a knee frame 72 that is rotatably attached to the end of the rotation shaft via a spherical bearing 71.
  • the knee frame 72 includes a knee upper frame 76 that is rotatably connected via a rotation shaft 75 that extends in the front-rear direction, and a knee lower frame 78 that is rotatably connected via a rotation shaft 77 that extends in the front-rear direction.
  • the knee orthosis 70 has an upper knee belt 73 attached to the upper end of the upper knee frame 76 and a lower knee belt 74 attached to the lower end of the lower knee frame 78.
  • the above-knee belt 73 is wound around the leg above the knee and fastened with a velcro tape (not shown).
  • the below-knee belt 74 is wound around the leg below the knee and fastened with a velcro tape (not shown).
  • the knee brace 70 and the holding frame 1 are coupled to each other via a spherical bearing 71 so as to be rotatable in all directions.
  • the motion support device 100 can be made to follow the movement of the leg, and the uncomfortable feeling of wearing can be eliminated.
  • the knee frame 72 is divided into three in the vertical direction and connected by the two rotary shafts 75 and 77, the motion support device 100 is made to follow the movement of the knee joint while sliding while squatting from the standing state. It is possible to flex and extend the knee smoothly without feeling uncomfortable.
  • the drive mechanism 50 is fixed to the horizontal upper subframe.
  • the drive mechanism 50 has a reduction gear such as a servo motor 51 (FIG. 4) and a harmonic drive (registered trademark) coaxially.
  • an encoder 54 (FIG. 4) is attached to the servo motor 51.
  • the speed reducer is attached to the rotation shaft of the servo motor 51.
  • An upstream drive shaft is fixed on the output side of the speed reducer.
  • the rotation shaft of the servo motor 51 extends in the vertical direction. For this reason, the drive mechanism 50 can be arrange
  • the connecting mechanism 40 has a connecting base 41 for connecting to the connecting plate portion of the waist frame 11 of the waist orthosis 10 as shown in FIG.
  • the connection base 41 has a connection upper plate 41 a and a connection lower plate 41 b that are connected vertically via a hinge 42.
  • connection upper plate 41a The upper end of the connection upper plate 41a is rotatably attached to the lower end of the connection plate portion of the waist frame 11 via a rotation shaft extending left and right in FIG.
  • the hinge 42 is provided in the direction in which the rotation axis extends in the front-rear direction.
  • the connection base 41 is rotatable in the lateral direction in which the connection lower plate 41b is separated from the human body around the rotation axis of the hinge 42.
  • the flange portion of the holding sleeve is integrally fixed to the lower end of the connection lower plate 41b of the connection base 41.
  • the holding sleeve has a substantially cylindrical outer shape having an elongated hole through which the slide rod can be inserted.
  • the holding sleeve is fixed to the lower end of the connection base 41 so that its longitudinal axis is in the vertical direction.
  • the coupling mechanism 40 has a slide rod that is inserted through the hole of the holding sleeve.
  • the slide rod extends in the vertical direction along the outer side of the thigh.
  • a set collar that engages with the upper end of the flange portion of the holding sleeve is provided at the upper end of the slide rod.
  • the set collar is fixed to the horizontal upper subframe via a bracket.
  • the lower end of the slide rod is fastened and fixed to the horizontal upper subframe of the holding frame 1 with screws or the like.
  • the horizontal upper subframe is disposed along a horizontal plane and is spanned between the front frame and the rear frame. That is, the slide rod is inserted into the elongated hole from above the holding sleeve, and is fastened and fixed to the horizontal upper subframe via screws or the like, and is fixed to the holding frame 1.
  • the connecting mechanism 40 allows the distance between the waist orthosis 10 and the holding frame 1 to be extendable by allowing the holding sleeve to move in the vertical direction with respect to the slide rod. Further, the coupling mechanism 40 allows the holding frame 1 to be twisted with respect to the waist frame 11 by allowing the slide rod to rotate with respect to the holding sleeve.
  • twist mentioned here refers to the rotation operation of the holding frame 1 around the axis of the slide rod 46.
  • the power transmission mechanism 60 has a clutch mechanism connected to the upstream drive shaft of the speed reducer of the drive mechanism 50.
  • the clutch mechanism has an upper clutch tooth fixed to the lower end of the upstream drive shaft through a key.
  • the upper clutch teeth are fixed to the lower end of the upstream drive shaft in a posture in which a plurality of teeth are directed downward.
  • the clutch mechanism has lower clutch teeth arranged below the upper clutch teeth.
  • the lower clutch teeth are provided so as to be movable in a vertical direction that is separated from and in contact with the upper clutch teeth in a posture with a plurality of teeth facing upward.
  • a spur gear is coaxially disposed below the lower clutch teeth.
  • the lower clutch teeth and the spur gear are fixed coaxially with respect to the downstream drive shaft while being spaced apart from each other in the vertical direction.
  • the lower clutch teeth and the spur gear are each fixed to the downstream drive shaft via a key.
  • the upper clutch teeth have a slide bush that slidably receives the upper end of the downstream drive shaft in the axial direction.
  • the slide bush is mounted coaxially with the upstream drive shaft, and holds the downstream drive shaft coaxially and slidably with the upstream drive shaft.
  • the spur gear of the power transmission mechanism 60 is meshed with the spur gear on the output side of the clutch mechanism.
  • the spur gear is coaxially attached to the upper end of the drive shaft extending in the vertical direction via a one-way clutch.
  • the one-way clutch is attached so as to rotate freely when the bent knee is extended.
  • the drive shaft is rotatably attached to the horizontal lower subframe via a bearing holder provided with a bearing.
  • the tooth width of the spur gear on the downstream side is larger than the tooth width of the spur gear on the upstream side.
  • the upstream spur gear is supported by the slide mechanism so as to be vertically slidable together with the lower clutch teeth, and needs to mesh with the downstream spur gear over the entire length of the slide range. Therefore, the tooth width of the downstream spur gear is designed to be large enough to cover the sliding range of the upstream spur gear.
  • the spur gear tooth width is the state in which the spur gear on the upstream side slides to the position where the lower clutch teeth do not mesh with the upper clutch teeth (drive In a state where no force is transmitted), the tooth width is designed so as to slightly mesh with the downstream spur gear.
  • a bevel gear is coaxially fixed to the lower end of the drive shaft. Another bevel gear is meshed with the bevel gear. The downstream bevel gear is coaxially fixed to the drive shaft via a key.
  • the drive shaft is bridged between the inner frame and the outer frame. The drive shaft is rotatably supported by the frame via two bearings.
  • a spur gear that meshes with the spur gear of the rotation support mechanism 30 described above is fixed to the drive shaft coaxially via a key.
  • the sliding mechanism of the lower clutch teeth described above has a movable frame that is slidable up and down with respect to the holding frame 1.
  • the movable frame has an upper movable plate and a lower movable plate provided at positions where the spur gear is sandwiched vertically.
  • a stud is provided between the upper movable plate and the lower movable plate so as to fix both with a fixed interval.
  • the stud is provided at a position where it does not interfere with the spur gear.
  • the above-described downstream drive shaft having the lower clutch teeth fixedly extends through the upper movable plate and the lower movable plate.
  • Each of the upper movable plate and the lower movable plate rotatably holds the lower end side of the downstream drive shaft via a bearing.
  • the movable frame (upper movable plate, lower movable plate, and stud) also moves up and down with the movement of the lower clutch teeth.
  • two slide rods protrude upward from the top surface of the horizontal lower subframe.
  • Each of the two slide rods extends through the upper movable plate and the lower movable plate.
  • Each of the upper movable plate and the lower movable plate is attached to be slidable up and down with respect to the slide rod via a slide bush. That is, the two slide rods support the movable frame so that it can slide up and down.
  • the clutch mechanism includes a support arm that supports the lower clutch teeth so as to be detachable from the upper clutch teeth, a solenoid 97 (FIG. 4) that rotates the support arm about a rotation axis, and a support arm that moves in a predetermined direction.
  • a tension spring that biases the arm and a lock mechanism that locks the support arm.
  • the lock mechanism includes a lock lever that engages with an engagement rod at the tip of the swing of the support arm to lock the support arm, a solenoid 122 (FIG. 4) that rotates the lock lever around a rotation axis, and a lock.
  • a tension spring is provided to urge the lever clockwise.
  • the support arms are provided on the left and right with the lower clutch teeth in between.
  • the pivot shaft is fixedly provided through the base end portions of these two support arms.
  • the rotation shaft extends in the left-right direction of the motion support device 100, and is attached to a bracket fastened and fixed to the front frame with screws via a bush.
  • the two support arms are connected by a connecting rod and an engaging rod, and can be rotated together.
  • the engagement rod is provided near the distal end of the rotation of the support arm, and the connecting rod is provided at a position offset from the middle in the longitudinal direction of the support arm to the base end side.
  • the plunger of solenoid 97 is connected to the connecting rod via a link.
  • the solenoid 97 is fixedly attached to the front frame via a bracket. When the solenoid 97 is energized, the plunger is sucked, the support arm is rotated about the rotation axis, and when the solenoid 97 is turned OFF, the support arm is rotated in the reverse direction by the biasing force of the tension spring.
  • the base end of the tension spring is fixed to the horizontal lower subframe via a bracket.
  • the tip of the tension spring 98 is fixed to the approximate center in the longitudinal direction of one support arm 96.
  • the tension spring is attached between the horizontal lower subframe and the one support arm in a slightly stretched state, and always urges the support arm in a predetermined direction.
  • each of the pair of support arms has a slide hole for attaching a lower clutch tooth.
  • the slide hole is an oval hole extending in the longitudinal direction of the support arm, and rotatably receives a pair of support protrusions fixed to the movable frame.
  • the lower clutch teeth are supported by the above-described slide mechanism so as to be slidable straight in the direction of separating from and coming into contact with the upper clutch teeth. Since the support arm swings, the slide holes that receive the support protrusions are elongated holes.
  • the lock lever of the lock mechanism has a rotation shaft that is rotatably attached to the holding frame 1 via a bush.
  • the rotation shaft extends in the left-right direction of the motion support device 100 and is attached to an intermediate position in the longitudinal direction of the lock lever.
  • the engagement claw that engages with the engagement rod of the support arm is provided at the tip of the rotation of the lock lever. Further, a manual lever is integrally provided behind the lock lever. The operation end of the manual lever protrudes out of the movement support device 100 through the opening of the rear frame.
  • the plunger of the solenoid 122 is connected to the base end of the lock lever via a link.
  • the solenoid 122 is fixedly attached to the inner frame via a bracket.
  • the solenoid 122 is energized, the plunger is sucked, and the lock lever is rotated around the rotation axis.
  • the solenoid 122 is turned off, the lock lever is rotated in the reverse direction by the urging force of the tension spring 123.
  • the base end of the tension spring is fixed to the bracket.
  • the tip of the tension spring is fixed to the lock lever at a position that is offset from the pivot axis of the lock lever.
  • the tension spring is attached between the bracket and the lock lever in a slightly extended state, and constantly urges the lock lever in a predetermined direction.
  • the waist orthosis 10 includes a waist frame 11, an abdominal belt 12, a crotch belt 13, a shoulder belt 14, and an elastic pad 15.
  • the waist frame 11 integrally has one back plate portion 11a disposed behind the waist and two connecting plate portions 11b disposed to be inclined along the outer side of the thigh.
  • the back plate portion 11a is disposed at a position for pressing the lumbar vertebra and is formed in a plate shape long in the left-right direction.
  • the back plate portion 11a may be a flat plate or a slightly curved shape according to the shape of the back. Both ends in the longitudinal direction (left-right direction) of the back plate portion 11a are widened toward the front, and are formed in a shape that fits all users regardless of the width of the waist. That is, it is desirable that the width of the back plate portion 11a in the left-right direction is designed to be equal to or slightly narrower than the waist width. In other words, it is desirable that the left and right ends of the back plate portion 11a be formed so as not to oppose the side portions of the waist.
  • the pair of connecting plate portions 11b are respectively fixed to the left and right ends of the back plate portion 11a.
  • the two connecting plate portions 11b are overlapped on the outside of the back plate portion 11a and fixed by rivets.
  • the back plate portion 11a and the connecting plate portion 11b are formed by bending a single metal plate.
  • the waist frame 11 may be formed.
  • Each connecting plate portion 11b extends obliquely downward from the longitudinal end portion of the back plate portion 11a toward the front. Near the lower end of each connecting plate portion 11b, shaft holes 11c are provided for rotatably mounting the connecting base 41 (the connecting upper plate 41a) of the connecting mechanism 40 described above.
  • the pair of connecting plate portions 11b has a shape in which the shaft holes 11c are arranged coaxially.
  • the two connecting plate portions 11b only need to have the respective shaft holes arranged coaxially, and the shape thereof is not limited to the shape of the present embodiment. Accordingly, the two connecting plate portions 11b are obliquely extended at positions spaced apart from the left and right ends of the back plate portion 11a (positions away from the body) so as not to hinder the user's operation. .
  • the abdomen belt 12 has a structure in which a plurality of flat metal plates (plate pieces 17) are connected via a plurality of hinges.
  • Each of the plurality of hinges 16 has a rotation shaft extending substantially in the vertical direction. For this reason, the abdomen belt 12 can be rotated in the direction of winding around the abdomen, but cannot be displaced upward or downward.
  • the number of the hinges 16 and the plate pieces 17 can be arbitrarily set, and the shape of the plate pieces 17 is not limited to a flat shape and may be curved along the body, and does not need to be rectangular.
  • the abdominal belt 12 has a length at least up to a position exceeding the hip bone.
  • the abdomen belt 12 of the present embodiment has a substantially rectangular plate-like first plate piece connected to the end of the back plate portion 11a via a first hinge from the side close to the back, and the first plate piece.
  • a substantially rectangular plate-shaped second plate piece connected through two hinges is provided. The first hinge is disposed on the back side from the hipbone, and the second plate piece is disposed on the abdomen side from the hipbone.
  • the second plate piece at the distal end of the abdominal belt 12 in the extending direction includes a slit-like belt hole for attaching a length adjusting belt having a fastener for fitting the abdominal belt 12 to the abdomen, and a shoulder belt 14. Has a slit-like belt hole for attaching. Further, the second plate piece is rotatably provided with a connection plate having a belt hole for attaching the crotch belt 13.
  • the first hinges of the abdominal belt 12 located at both ends of the back plate portion 11a are arranged on the back side from the hipbone.
  • the first plate piece is pressed against the waist in a posture that is slightly inwardly rotated from the left and right end portions of the back plate portion 11a that is expanded outward toward the front.
  • the 2nd board piece connected with the 1st board piece via the 2nd hinge is pressed against the waist in the attitude
  • the abdominal belt 12 including the first hinge, the first plate piece, the second hinge, and the second plate piece is wound around the waist at a position where the hip bone is pressed.
  • the elastic pad 15 is formed in a substantially T shape. That is, the elastic pad 15 integrally includes a back plate portion 11a of the waist frame 11 and a waist portion disposed on the inside of the abdomen belt 12 and a crotch portion 15b disposed on the crotch.
  • the waist part is formed wider than the back plate part 11 a and the abdomen belt 12 of the waist frame 11, and has a length exceeding the back plate part 11 a and the abdomen belt 12.
  • the waist portion is formed in a shape in which the width of the portion facing the back is relatively wide and slightly tapered toward the left and right ends.
  • the crotch portion 15b is formed in a shape that gradually converges from the waist portion side toward the tip. That is, the elastic pad 15 is formed to be slightly larger than the back plate portion 11a and the abdominal belt 12, and the back plate portion 11a and the abdominal belt 12 do not directly touch the user's body.
  • a magic tape is attached for removably attaching to the back plate portion 11a.
  • the elastic pad 15 can be detached from the operation support apparatus 100 and washed.
  • a belt passing portion 15d for passing the two crotch belts 13 together is provided outside the crotch portion 15b of the elastic pad 15. The belt passing portion 15d prevents the crotch belt 13 from being displaced.
  • the crotch belt 13 has one end that is inserted into and fixed to a belt hole of a connecting plate that is rotatably attached to the second plate piece of the abdominal belt 12.
  • the two crotch belts 13 are respectively overlapped with each other through the crotch and inserted into the belt passing portion 15 d of the elastic pad 15.
  • the other end of each crotch belt 13 is attached to a hat-type bracket fixed on the outer surface side of the back plate portion 11 a of the waist frame 11.
  • the inseam belt 13 includes an adjusting portion for adjusting the length and a fastener for separating the belt in the middle.
  • the shoulder belt 14 has one end fixed to the belt hole of the second plate piece of the abdominal belt 12, and the other end fixed to the bracket of the back plate portion 11a of the waist frame 11.
  • the two shoulder belts 14 have connecting belts 14a that are connected to each other on the back side.
  • the two shoulder belts 14 have an adjustment portion for adjusting the length in the middle.
  • a control unit 130 including a control unit 80 is fixed to the back plate portion 11a of the waist frame 11 via a bracket.
  • a battery 140 is detachably attached to the upper portion of the control unit 130 via a bracket.
  • the operation unit 150 is attached to the inclined second plate portion of the right connecting plate portion 11 b of the waist frame 11.
  • the operation unit 150 includes an operation unit 102 (FIG. 4) including a power switch and an assist ON / OFF switch, a display unit 103 (FIG. 3) including an alarm display lamp, and the like.
  • a case 155 having the same shape as the operation unit 150 is attached to the inclined second plate portion of the left connecting plate portion 11b.
  • the control unit 130 includes a display unit 170, an authentication unit 180, and the like.
  • the display unit 170 is a display device that displays an image output from the control unit 80.
  • the display unit 170 is, for example, a liquid crystal monitor.
  • the operation unit 102 is a touch panel, the display unit 170 may be formed integrally with the operation unit 102.
  • the authentication unit 180 acquires authentication information necessary for authenticating the user. For example, the authentication unit 180 acquires the user's biometric information as the authentication information. The authentication unit 180 acquires a fingerprint image, a vein image, a retina image, a face image, or the like. In this case, the authentication unit 180 includes a camera such as a CCD.
  • the authentication unit 180 may read an IC card held by the user.
  • the authentication unit 180 includes a card reader or the like.
  • the authentication unit 180 may acquire authentication information from an IC card possessed by the user.
  • the authentication unit 180 transmits the acquired authentication information to the control unit 80.
  • FIG. 4 shows a configuration example of a control system of the operation support apparatus 100.
  • the motion support device 100 includes a potentiometer 35, a servo motor 51, an encoder 54, a control unit 80, acceleration sensors 81a, 81b, 81c, 82a, 82b and 82c, a solenoid 97, a GPS communication device 101, and an operation.
  • operation support apparatus 100 may further include a configuration as necessary in addition to the configuration illustrated in FIG. 4, or a specific configuration may be excluded from the operation support apparatus 100.
  • Potentiometer 35 servo motor 51, encoder 54, solenoid 97, solenoid 122, battery 140, display unit 170, authentication unit 180, and weight sensor 190 are as described above.
  • the control unit 80 controls the operation of the entire operation support apparatus 100.
  • the control unit 80 operates the drive mechanism 50 based on information acquired from each unit.
  • the control unit 80 includes, for example, a processor, RAM, ROM, NVM, and the like.
  • the processor has a function of controlling the operation of the entire control unit 80.
  • the processor may include an internal cache and various interfaces.
  • the processor implements various processes by executing programs stored in advance in an internal cache, ROM, or NVM.
  • the processor is, for example, a CPU.
  • processor executing the program may be realized by a hardware circuit.
  • the processor controls functions executed by the hardware circuit.
  • ROM is a non-volatile memory in which a control program and control data are stored in advance.
  • the control program and control data stored in the ROM are incorporated according to the specifications of the operation support apparatus 100 in advance.
  • the ROM stores, for example, a program (for example, BIOS) for controlling the circuit board of the control unit 80.
  • RAM is a volatile memory.
  • the RAM temporarily stores data being processed by the processor.
  • the RAM stores various application programs based on instructions from the processor.
  • the RAM may store data necessary for executing the application program, the execution result of the application program, and the like.
  • NVM is a non-volatile memory in which data can be written and rewritten.
  • the NVM is, for example, an EEPROM (registered trademark) (Electric Erasable Programmable Read-Only Memory), an HDD (Hard Disc Drive), or an SSD (Solid State Drive).
  • the NVM stores a control program, an application, and various data according to the operation usage of the operation support apparatus 100.
  • the NVM stores data generated by the processor executing various processes.
  • Acceleration sensors 81a, 81b, 81c, 82a, 82b and 82c measure acceleration applied to themselves.
  • the acceleration sensors 81a, 81b, 81c, 82a, 82b, and 82c transmit the measured acceleration to the control unit 80.
  • the acceleration sensors 81a, 81b and 81c are installed at positions symmetrical to the acceleration sensors 82a, 82b and 82c, respectively.
  • the acceleration sensors 81a, 81b, and 81c will be described.
  • the acceleration sensor 81a is installed in the lower part of the operation support apparatus 100.
  • the acceleration sensor 81 a is installed on the outer surface side of the lower end of the crus frame 23.
  • the acceleration sensor 81b is installed in the middle of the motion support apparatus 100.
  • the acceleration sensor 81 b is installed outside the holding frame 1.
  • the acceleration sensor 81c is installed on the upper part of the operation support apparatus 100.
  • the acceleration sensor 81 c is installed outside the waist frame 11.
  • the GPS communication device 101 is an interface for receiving signals from GPS satellites.
  • the GPS is a system that specifies a position based on signals received from a plurality of artificial satellites (GPS satellites).
  • the control unit 80 has a GPS function of specifying a position based on a signal received from a GPS satellite through the GPS communication device 101.
  • the GPS communication device 101 may be installed in the control unit 130 or may be installed at a position where signals from GPS satellites can be received more easily.
  • the operation unit 102 is input with various operation instructions by the user of the operation support apparatus 100.
  • the operation unit 102 transmits operation instruction data input by the operator to the control unit 80.
  • the operation unit 102 is, for example, a keyboard, a numeric keypad, and a touch panel.
  • the operation unit 102 may accept an input of a gesture from the user.
  • the communication unit 104 is an interface for transmitting and receiving data to and from the server 200 through the network 600.
  • the communication unit 104 is an interface that supports wireless LAN connection and the like.
  • FIG. 5 shows a configuration example of the server 200.
  • the server 200 includes a processor 201, a ROM 202, a RAM 203, an NVM 204, a communication unit 205, an operation unit 206, a display unit 207, and the like. These units are connected to each other via a data bus.
  • the server 200 may have a configuration as necessary in addition to the configuration shown in FIG. 2 or may exclude a specific configuration.
  • the processor 201 has a function of controlling the operation of the entire server 200.
  • the ROM 202 is a non-volatile memory in which a control program, control data, and the like are stored in advance.
  • the RAM 203 is a volatile memory.
  • the NVM 204 is a nonvolatile memory that can write and rewrite data.
  • the communication unit 205 is an interface for transmitting and receiving data to and from the operation support apparatus 100 and the package sensor 500 through the network 600.
  • the communication unit 205 is an interface that supports LAN connection, for example.
  • the operation unit 206 receives input of various operations from the operator.
  • the operation unit 206 transmits a signal indicating the accepted operation to the processor 201.
  • the operation unit 206 includes a keyboard, a numeric keypad, and a touch panel.
  • the display unit 207 displays various information under the control of the processor 201.
  • the display unit 207 includes a liquid crystal monitor.
  • the display unit 207 may be formed integrally with the operation unit 206.
  • the processor 201 has a function of authenticating a user of the operation support apparatus 100 based on authentication information from the operation support apparatus 100.
  • the processor 201 receives authentication information from the operation support apparatus 100 through the communication unit 205.
  • the processor 201 compares the registration information stored in advance in the NVM 204 and the authentication information.
  • the registration information is information for authenticating a user who can use the operation support apparatus 100.
  • the registration information is information that can match authentication information. For example, when the authentication information is a fingerprint image, the registration information is a fingerprint image or a feature amount of the fingerprint image.
  • the NVM 204 stores registration information in advance.
  • the NVM 204 may store registration information for each user.
  • the processor 201 determines whether there is registration information that matches the authentication information. For example, the processor 201 determines whether there is registration information whose matching rate with the authentication information exceeds a predetermined threshold. If the authentication information is a PIN, the processor 201 determines whether there is registration information that matches the authentication information.
  • the processor 201 transmits permission information indicating permission of activation to the operation support apparatus 100 via the communication unit 205.
  • the processor 201 transmits non-permission information indicating that activation is not permitted to the operation support apparatus 100 via the communication unit 205.
  • the authentication information may include an ID that identifies the user.
  • the processor 201 may compare the authentication information with registration information corresponding to the ID of the authentication information.
  • the processor 201 has a function of receiving state information from the operation support apparatus 100.
  • the processor 201 receives state information transmitted by the operation support apparatus 100 at a predetermined timing through the communication unit 205.
  • the state information indicates the state of the operation support apparatus 100.
  • the state information includes the position and orientation of the operation support apparatus 100, the weight measured by the weight sensor 190, the operation log of the drive mechanism 50, and the like. Note that the configuration of the state information is not limited to a specific configuration.
  • the processor 201 has a function of generating parameter information indicating parameters to be set in the operation support apparatus 100 based on the state information and the user.
  • the parameter includes information for controlling the operation (drive) of the operation support apparatus 100.
  • the parameter is “assist force”, “timing”, “assist ON / OFF information”, or the like.
  • “Assist force” indicates the driving force output by the driving mechanism 50 to support the operation.
  • the “assist force” may directly indicate the drive force output by the drive mechanism 50.
  • the “assist force” may be a ratio to the reference drive force output by the drive mechanism 50.
  • the “assist force” may indicate a driving force output by the driving mechanism 50 at each stage of the user's posture or assist.
  • Timing indicates the timing when the user starts assisting.
  • the “timing” may indicate a time from when the user's operation is detected until the driving mechanism 50 outputs the driving force. Further, the “timing” may indicate a time from when the user's operation is detected until the drive mechanism 50 and the rotation support mechanism 30 are connected by the power transmission mechanism 60.
  • “Assist ON / OFF information” indicates whether the user's operation is supported. For example, “Assist ON / OFF” indicates whether the driving mechanism 50 outputs a driving force.
  • the parameter may further include other elements, and a specific element may be deleted from the parameter.
  • the configuration of the parameters is not limited to a specific configuration.
  • the processor 201 determines parameters based on the position of the operation support apparatus 100 and the user. For example, the processor 201 sets an area. The processor 201 sets an area based on a disaster area or topography.
  • the processor 201 may be configured such that an area where rubble is scattered due to a disaster (first area), an area that is sloped by a mountain (second area), or an area that is flat (third area). ) And other settings.
  • the processor 201 may set an area based on the work area. For example, the processor 201 sets an area for sorting the packages 400 (fourth area) or an area for loading the packages 400 on the truck 300 (fifth area).
  • the processor 201 determines parameters so that the operation support apparatus 100 can appropriately support the user in each area.
  • the processor 201 determines parameters as follows according to the region where the operation support apparatus 100 is located.
  • the processor 201 determines a parameter suitable for removal of debris or the like as the parameter of the first region. Further, the processor 201 determines a parameter suitable for climbing or descending the slope as the parameter of the second region. Further, the processor 201 determines a parameter suitable for walking on the flat ground (for example, “assist ON / OFF information” indicating that the operation is not supported) as the parameter of the third region.
  • the processor 201 determines a parameter suitable for sorting the luggage 400 as the parameter of the fourth area. Further, the processor 201 determines a parameter appropriate for loading the luggage 400 as the parameter of the fifth area.
  • the processor 201 further determines parameters based on the user. For example, the processor 201 determines the parameters of the operation support apparatus 100 in the first area for each user.
  • the processor 201 determines parameters according to the user's physique or preference. Further, the processor 201 may acquire parameters previously input by the user for each area.
  • the processor 201 may further determine the parameter based on the direction of the operation support apparatus 100. For example, the processor 201 may determine a parameter suitable for climbing the slope as the parameter corresponding to the second region and the upward direction of the slope. Further, the processor 201 may determine a parameter suitable for going down the slope as the parameter corresponding to the second region and the downward direction of the slope.
  • the NVM 204 may store parameters for each area and user (and direction). In this case, the processor 201 acquires parameters from the NVM 204.
  • the processor 201 may calculate the parameter using a predetermined calculation formula. For example, the processor 201 may determine a parameter by adding or adding a variable for each region to a parameter set for each user. The processor 201 may determine a parameter by adding or adding a variable for each user to a parameter set for each region.
  • the processor 201 may determine a parameter suitable for the motion or the posture.
  • the processor 201 may set an area for turning off the operation support apparatus 100 (for example, an area outside a predetermined work area). For example, when the operation support apparatus 100 is in the area, the processor 201 determines “assist ON / OFF information” indicating that the operation is not supported as a parameter.
  • the processor 201 identifies an area where the motion support device 100 is located based on the position of the motion support device 100. In addition, the processor 201 identifies a user of registration information that matches the authentication information. The processor 201 determines parameters based on the region where the operation support apparatus 100 is located and the user. Note that the status information may store an ID that identifies the user. In this case, the processor 201 may specify the user based on the state information.
  • the method by which the processor 201 determines the parameters is not limited to a specific method.
  • the processor 201 generates parameter information indicating the determined parameter.
  • the processor 201 determines parameters at predetermined timing and generates parameter information. For example, the processor 201 generates parameter information when the operation support apparatus 100 moves from a predetermined area to another area. Further, the processor 201 generates parameter information when the direction of the operation support apparatus 100 is changed.
  • the timing at which the processor 201 generates parameter information is not limited to a specific configuration.
  • the processor 201 has a function of transmitting parameter information to the operation support apparatus 100 through the communication unit 205. For example, when generating the parameter information, the processor 201 transmits the parameter information to the operation support apparatus 100.
  • the processor 201 has a function of generating labor information based on state information and the like.
  • Labor information is information for managing user labor.
  • the labor information indicates labor performed by a user wearing the motion support apparatus 100.
  • the labor information indicates that the user performs a predetermined labor, ends the labor that the user is performing, or takes a break from the user.
  • the processor 201 generates labor information in order to optimize labor. For example, the processor 201 determines that there are not enough users performing predetermined labor in a predetermined area based on state information from the other operation support apparatuses 100. In this case, the processor 201 generates labor information instructing to move to the area and perform the labor.
  • the processor 201 generates labor information in order to prevent overloading on the truck 300.
  • the processor 201 extracts the weight measured by the weight sensor 190 from the state information.
  • the processor 201 calculates the weight of the luggage 400 by subtracting the weight of the user in the initial state from the weight of the user holding the luggage 400.
  • the processor 201 detects that the luggage 400 is loaded on the truck 300 through the luggage sensor 500. When detecting that the load 400 is loaded on the truck 300, the processor 201 adds the calculated weight to the total weight of the load on the truck 300.
  • the processor 201 generates labor information that instructs the loading operation on the truck 300 so that the total weight of the loading of the truck 300 does not exceed the maximum loading capacity of the truck 300. For example, when the total weight of the load of the truck 300 exceeds a threshold based on the maximum load capacity of the truck 300, the processor 201 generates labor information instructing to end the loading operation on the truck 300.
  • the processor 201 generates labor information in order to suppress user fatigue. For example, the processor 201 measures the time when the user performed the labor based on the state information. When the measured time exceeds a predetermined threshold (for example, a predetermined time or a time corresponding to the labor), the processor 201 generates labor information instructing the user to take a break.
  • a predetermined threshold for example, a predetermined time or a time corresponding to the labor
  • the processor 201 may generate labor information including a plurality of instructions. Further, the processor 201 may generate labor information instructing to perform a predetermined operation at a predetermined time.
  • the content of the labor information generated by the processor 201 is not limited to a specific configuration.
  • the processor 201 generates labor information at a predetermined timing. For example, the processor 201 generates labor information when it becomes necessary to change the content of labor.
  • the timing at which the processor 201 generates parameter information is not limited to a specific configuration.
  • the processor 201 has a function of transmitting labor information to the operation support apparatus 100 through the communication unit 205. For example, when generating the labor information, the processor 201 transmits the labor information to the operation support apparatus 100.
  • control unit 80 functions realized by the control unit 80 will be described. The following functions are realized when the processor of the control unit 80 executes a program stored in the NVM or the like.
  • control unit 80 has a function of transmitting the authentication information input through the authentication unit 180 to the server 200.
  • control unit 80 displays a message or the like prompting the authentication unit 180 to input authentication information on the display unit 170 or the like at startup.
  • the user inputs authentication information to the authentication unit 180.
  • the authentication unit 180 acquires a fingerprint image
  • the user touches the authentication unit 180 with his / her fingerprint.
  • the control unit 80 acquires authentication information input by the user through the authentication unit 180. When acquiring the authentication information, the control unit 80 transmits the acquired authentication information to the server 200 through the communication unit 104.
  • control unit 80 has a function to be activated when the permission information is received from the server 200.
  • the control unit 80 is activated when permission information is received as a response to the authentication information. That is, the control unit 80 starts a support operation.
  • control unit 80 does not start when the non-permission information is received as a response to the authentication information.
  • control unit 80 may display a message indicating that the authentication has failed on the display unit 170.
  • the control unit 80 has a function of generating state information.
  • the control unit 80 specifies the position.
  • the control unit 80 specifies the position of the operation support apparatus 100 or the user who wears the operation support apparatus 100 using the GPS communication apparatus 101.
  • control unit 80 may specify a position based on a signal from another device (for example, a terminal that transmits a beacon).
  • the control unit 80 may receive the position from another device.
  • the method by which the control unit 80 specifies the position is not limited to a specific method.
  • control unit 80 specifies the direction of the operation support apparatus 100 or the user wearing the operation support apparatus 100. For example, when the user wearing the motion support apparatus 100 is on a slope, the control unit 80 specifies which direction of the slope is facing. For example, the control unit 80 determines in which direction (upward or downward) the slope is directed based on a signal from a detector or the like that detects the angle of the spherical bearing 26. Note that the control unit 80 may specify the direction from the movement direction of the operation support apparatus 100 or the user wearing the operation support apparatus 100.
  • the processor 201 acquires the weight measured by the weight sensor 190 based on the sensor signal from the weight sensor 190.
  • the processor 201 acquires an operation log of the drive mechanism 50. That is, the processor 201 acquires an operation log in which the operation support apparatus 100 supports a user operation. For example, the processor 201 acquires, as an operation log, the driving force output by the driving mechanism 50, the date and time when the driving force was output, the period during which the driving force was output, and the like.
  • the processor 201 generates status information indicating the specified position, the specified orientation, the acquired weight, the acquired operation log, and the like.
  • the processor 201 generates state information at a predetermined timing. For example, the processor 201 generates state information at a predetermined interval.
  • the processor 201 has a function of transmitting state information to the operation support apparatus 100 through the communication unit 205. For example, when the processor 201 generates state information, the processor 201 transmits the state information to the operation support apparatus 100.
  • control unit 80 has a function of receiving parameter information from the server 200.
  • control unit 80 receives parameter information from the server 200 at a predetermined timing through the communication unit 104.
  • control unit 80 has a function of setting a parameter indicated by the received parameter information.
  • the control unit 80 stores the received parameter information.
  • the control unit 80 operates based on the parameter indicated by the received parameter information.
  • the control unit 80 controls the driving force output by the driving mechanism 50 based on the parameter “assist force”.
  • the control unit 80 controls the timing for driving the drive mechanism 50 based on the “timing” of the parameter.
  • the control unit 80 determines whether to assist the user's operation based on the parameter “assist ON / OFF information”. When the “assist ON / OFF information” indicates that the user's operation is not supported, the control unit 80 may separate the drive mechanism 50 and the rotation support mechanism 30 by using the power transmission mechanism 60.
  • control unit 80 may display parameters. For example, the control unit 80 displays parameters on the display unit 103. Note that the control unit 80 may display information regarding the received parameters on the display unit 170. For example, when the received parameter is a parameter suitable for removing debris or the like, the control unit 80 may display that the parameter is suitable for removing debris on the display unit 170. In this case, the parameter information may indicate that the parameter stored by itself is a parameter suitable for debris removal.
  • the control unit 80 has a function of driving the drive mechanism 50 and the power transmission mechanism 60 to support the user's operation.
  • the control unit 80 detects the movement of the user based on signals from the potentiometer 35 and the acceleration sensors 81a, 81b, 81c, 82a, 82b, 82c, and the like.
  • the potentiometer 35 is attached to the outside of the spur gear that transmits the driving force to the rotation support mechanism 30 and detects the rotation position of the crus frame 23 with respect to the holding frame 1. That is, the potentiometer 35 detects a change in the angular velocity of the knee joint and detects that the knee joint has moved.
  • the control unit 80 detects the angle of the knee joint through the potentiometer 35.
  • the control unit 80 detects the left and right movements of the knee joint based on signals from the acceleration sensors 81a, 81b, 81c, 82a, 82b, and 82c.
  • the control unit 80 detects the user's action by detecting the angle of the knee joint or the left and right movement of the knee joint.
  • the control unit 80 drives the drive mechanism 50 and the power transmission mechanism 60 based on the detected user action. For example, when detecting the rising motion, the control unit 80 connects the drive mechanism 50 and the rotation support mechanism 30 using the power transmission mechanism 60, and drives the drive mechanism 50 in the direction in which the knee extends.
  • control unit 80 connects the drive mechanism 50 and the rotation support mechanism 30 using the power transmission mechanism 60, and drives the drive mechanism 50 in the direction in which the knee bends.
  • the control unit 80 may separate the drive mechanism 50 and the rotation support mechanism 30 using the power transmission mechanism 60 while the predetermined operation is not detected.
  • the control unit 80 has a function of receiving labor information from the server 200. For example, the control unit 80 receives labor information from the server 200 through the communication unit 104 at a predetermined timing.
  • the control unit 80 has a function of displaying an instruction indicated by the received labor information. For example, when receiving the labor information, the control unit 80 displays an instruction indicated by the labor information on the display unit 170. Moreover, the control part 80 may output an alarm sound etc. using a speaker etc., if labor information is received.
  • control unit 80 may continue displaying the instruction indicated by the labor information for a predetermined period. In addition, when the control unit 80 receives a predetermined operation, the control unit 80 may redisplay the instruction.
  • 6 and 7 are flowcharts for explaining an operation example of the operation support apparatus 100.
  • the user wears the operation support apparatus 100 and turns on the power.
  • control unit 80 of the operation support apparatus 100 determines whether an operation to turn on the power is accepted through the operation unit 102 or the like (S11). If it determines with not accepting the operation which turns ON a power supply (S11, NO), the control part 80 will return to S11.
  • control unit 80 determines whether an input of authentication information is accepted through the authentication unit 180 (S12). When determining that the authentication information is not accepted (S12, NO), the control unit 80 returns to S12.
  • control unit 80 If it is determined that the input of authentication information has been received (S12, YES), the control unit 80 transmits the authentication information to the server 200 to perform authentication processing (S13).
  • the control unit 80 When receiving the permission information from the server 200 (S14, YES), the control unit 80 is activated and specifies its own position using the GPS communication device (S15). When specifying its own position, the control unit 80 specifies its own direction (S16). When specifying its own direction, the control unit 80 measures the weight using the weight sensor 190 (S17). When the weight is measured, the controller 80 uses the drive mechanism 50 to assist the user's operation (S18). Note that the control unit 80 may not support the operation of the user depending on the state of the user.
  • the control unit 80 Assisting the user's operation, the control unit 80 generates state information (S19). When the state information is generated, the control unit 80 transmits the state information to the server 200 through the communication unit 104 (S20).
  • the control unit 80 determines whether an operation for turning off the power is accepted through the operation unit 102 or the like (S21). If it is determined that an operation to turn off the power is not accepted (S21, NO), the control unit 80 determines whether parameter information is received from the server 200 through the communication unit 104 (S22).
  • the control unit 80 sets the parameter indicated by the parameter information (S23).
  • the control unit 80 displays the parameter on the display unit 170 or the like (S24).
  • control unit 80 When the parameter is displayed on the display unit 170 or the like, the control unit 80 returns to S15. If it is determined that parameter information has not been received (S22, NO), the control unit 80 determines whether labor information has been received from the server 200 through the communication unit 104 (S25).
  • the control part 80 will display labor information on the display part 170 etc. (S26). When the labor information is displayed on the display unit 170 or the like, the control unit 80 returns to S15.
  • control unit 80 ends the operation.
  • FIG. 8 is a flowchart for explaining an operation example in which the server 200 authenticates a user.
  • the processor 201 of the server 200 receives the authentication information from the operation support apparatus 100 through the communication unit 205 (S31). Upon receiving the authentication information, the processor 201 determines whether there is registration information that matches the authentication information (S32).
  • the processor 201 transmits permission information to the operation support apparatus 100 through the communication unit 205 (S33).
  • the processor 201 transmits non-permission information to the operation support apparatus 100 through the communication unit 205 (S34).
  • the processor 201 ends the operation.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining an operation example in which the server 200 transmits parameter information and labor information to the operation support apparatus 100.
  • the processor 201 receives state information from the operation support apparatus 100 through the communication unit 205 (S41). Upon receiving the state information, the processor 201 generates parameter information based on the state information (S42).
  • the processor 201 transmits the parameter information to the operation support apparatus 100 (S43).
  • the processor 201 generates labor information based on the state information (S44).
  • the processor 201 transmits the labor information to the operation support apparatus 100 through the communication unit 205 (S45).
  • the processor 201 ends the operation.
  • the processor 201 may execute S42 to S45 at a predetermined timing while continuing to execute S41.
  • control unit 80 may transmit a request for requesting parameter information to the server 200.
  • control unit 80 may transmit the request to the server 200 at the time of startup or the like.
  • control unit 80 may transmit the request when detecting that the position or orientation has changed. For example, the control unit 80 detects that the user wearing the operation support apparatus 100 has moved by the GPS function. The control unit 80 may detect that the user has moved based on signals from the acceleration sensors 81a, 81b, 81c, 82a, 82b, and 82c.
  • control unit 80 detects that the direction is changed based on the angle of the spherical bearing 26 and the like. Further, the control unit 80 may detect that the user has changed direction based on signals from the acceleration sensors 81a, 81b, 81c, 82a, 82b, and 82c.
  • the processor 201 of the server 200 transmits parameter information to the operation support apparatus 100 in response to the request.
  • control unit 80 may acquire parameters from the internal memory.
  • the internal memory stores parameters for each region or direction in advance.
  • the control unit 80 may acquire the parameter from the internal memory based on its own position or orientation and the user.
  • the motion support device 100 may support the motion of other joints.
  • the motion support apparatus 100 may support an elbow joint, a shoulder joint, or a waist motion.
  • control unit 80 may acquire from the server 200 an area (usable range) in which assistance is permitted. For example, the control unit 80 determines whether its own position is within the usable area. When the control unit 80 detects that its own position is out of the usable area, it turns off its own power source. Further, the control unit 80 may not be activated when the position of the control unit 80 is outside the usable area.
  • control unit 80 when the control unit 80 detects that its own position is out of the usable area, the control unit 80 may lock each joint using a lock mechanism installed in each joint. Further, when the control unit 80 detects that its own position is within the usable area, it may turn on its own power supply.
  • control unit 80 may transmit / receive data to / from another device via a wireless LAN or the like. For example, the control unit 80 detects that a load is lifted together with a user wearing another operation support device. In that case, the control unit 80 may coordinate the timing or the operation speed between the own support and the support of another operation support apparatus.
  • control unit 80 may transmit / receive data to / from a device that is operated by a user operation, such as a forklift. For example, the control unit 80 detects that the user operates the device by transmitting / receiving data to / from the device. In this case, the control unit 80 may turn off the assist so that the operation of the apparatus is not mistaken with unnecessary assist.
  • control unit 80 may receive information notifying that a disaster such as an earthquake or a fire has occurred from the server 200. When the information is received, the control unit 80 may provide support suitable for the disaster. For example, the control unit 80 may set parameters suitable for walking. The control unit 80 may warn the user with a buzzer sound or a warning light.
  • the operation support apparatus configured as described above accepts input of authentication information from the user.
  • the operation support apparatus authenticates the user by transmitting the input authentication information to the server. As a result, the operation support apparatus can prevent unauthorized use.
  • the operation support device identifies the position and receives parameters corresponding to the position and the user from the server.
  • the operation support device supports the user's operation based on the received parameter.
  • the motion support apparatus can support the user's motion with parameters appropriate for the position and the user.
  • the motion support device identifies the direction and receives parameters according to the position and orientation from the server. Therefore, the motion support apparatus can receive appropriate parameters depending on, for example, whether the user is climbing up or down a slope. As a result, the operation support apparatus can appropriately support the user according to the user's trend.
  • the operation support apparatus receives labor information based on the state information from the server and presents it to the user. As a result, the operation support system can instruct appropriate labor for the user.
  • the operation support system according to the second embodiment is different from the operation support system 1000 according to the first embodiment in that the authentication device accepts input of authentication information and the display device displays labor information. Therefore, about another structure, the same code
  • FIG. 10 shows a configuration example of the operation support system 1000 '.
  • the operation support system 1000 ′ includes the operation support apparatus 100, the server 200, the truck 300, the luggage 400, the luggage sensor 500, the network 600, the authentication apparatus 700, the display apparatus 800, and the like.
  • the operation support system 1000 ′ may further include a configuration as necessary in addition to the configuration illustrated in FIG. 10, or a specific configuration may be excluded from the operation support system 1000 ′.
  • the authentication device 700 is electrically connected to the network 600.
  • Display device 800 is electrically connected to network 600.
  • the authentication device 700 acquires authentication information necessary for authenticating a user wearing the operation support device 100.
  • the authentication device 700 is installed in the vicinity of the operation support device 100.
  • the authentication device 700 acquires the user's biometric information as the authentication information.
  • the authentication device 700 acquires a fingerprint image, a vein image, a retina image, a face image, or the like.
  • the authentication device 700 includes a camera such as a CCD.
  • the authentication device 700 may read an authentication card possessed by the user.
  • the authentication device 700 includes a card reader or the like.
  • the authentication device 700 may acquire authentication information from an IC card possessed by the user.
  • the authentication device 700 transmits the acquired authentication information to the server 200.
  • the authentication device 700 may acquire user authentication information of each operation support device 100.
  • the authentication device 700 includes a communication unit connected to the network 600 and a sensor that acquires authentication information.
  • the display device 800 displays labor information.
  • the display device 800 is installed at a position that can be visually recognized by an operator who gives an instruction to the user. Further, the display device 800 may be installed at a position where a user wearing the operation support device 100 can visually recognize.
  • the display device 800 receives labor information from the server 200 at a predetermined timing.
  • the display device 800 displays the received labor information.
  • the display device 800 may display labor information related to a plurality of users wearing the operation support device 100.
  • the display device 800 includes a communication unit connected to the network 600 and a liquid crystal display that displays labor information.
  • the processor 201 has a function of authenticating the user of the operation support apparatus 100 based on the authentication information from the authentication apparatus 700.
  • the processor 201 receives authentication information from the authentication device 700 through the communication unit 205. Since the authentication process performed by the processor 201 is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted.
  • the processor 201 has a function of transmitting labor information to the display device 800 through the communication unit 205. For example, when generating the labor information, the processor 201 transmits the labor information to the display device 800.
  • 11 and 12 are flowcharts for explaining an operation example of the operation support apparatus 100.
  • the processor 201 receives permission information or non-permission information from the server 200 through the communication unit 104 (S51).
  • control unit 80 proceeds to S15.
  • control unit 80 ends the operation.
  • control unit 80 If it is determined that the parameter information has not been received (S22, NO), the control unit 80 returns to S15.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining an operation example in which the server 200 authenticates a user.
  • the processor 201 of the server 200 receives the authentication information from the authentication device 700 through the communication unit 205 (S61). Upon receiving the authentication information, the processor 201 determines whether there is registration information that matches the authentication information (S62).
  • the processor 201 moves to S33. If it is determined that there is no registration information that matches the authentication information (S62, NO), the processor 201 moves to S34.
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining an operation example in which the server 200 transmits parameter information and labor information to the operation support apparatus 100.
  • the processor 201 transmits the labor information to the display device 800 through the communication unit 205 (S71).
  • the processor 201 ends the operation.
  • the processor 201 of the server 200 may also send labor information to the operation support apparatus 100. Further, the operation support apparatus 100 may not include the display unit 170 or the authentication unit 180.
  • the processor 201 may transmit information indicating the operation support device 100 worn by the user to the display device 800.
  • the display device 800 may present the operation support device 100 worn by the user based on the information.
  • the processor 201 may authenticate the user based on the authentication information from the operation support apparatus 100.
  • the operation support system configured as above authenticates the user by causing the authentication device to acquire authentication information.
  • the operation support system displays labor information on the display device.
  • the operation support system can perform user authentication and labor management even when the operation support apparatus does not have an authentication unit or a display unit.

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Abstract

適切にパラメータを設定することができる動作支援方法及び動作支援装置を提供する。 実施形態によれば、ユーザの動作を支援する動作支援装置の動作支援方法は、前記ユーザの位置を示す状態情報を取得し、前記動作支援装置の制御に用いる、前記状態情報に基づくパラメータを取得し、前記パラメータに基づいて前記動作支援装置を制御する。

Description

動作支援方法及び動作支援装置
 本発明の実施形態は、動作支援方法及び動作支援装置に関する。
 膝などの関節の動作を支援する動作支援装置は、アシスト力などをパラメータによって調整するものがある。動作支援装置は、操作部などを通じてユーザからパラメータを入力する操作を受け付け、受け付けた操作に従ってパラメータを設定する。 
 しかしながら、動作支援装置を制御するための最適なパラメータは、常に一定ではなく、様々な状況又はユーザによって変化する。従来の動作支援装置は、状況又はユーザに応じた最適なパラメータが設定できていない場合があるという課題がある。
特開2012-200318号公報
図1は、第1の実施形態に係る動作支援システムの構成例を示す概念図である。 図2は、第1の実施形態に係る動作支援装置の正面図である。 図3は、第1の実施形態に係る動作支援装置の腰部装具を背面側から見た外観斜視図である。 図4は、第1の実施形態に係る動作支援装置の制御系の構成例を示すブロック図である。 図5は、第1の実施形態に係るサーバの構成例を示すブロック図である。 図6は、第1の実施形態に係る動作支援装置の動作例を示すフローチャートである。 図7は、第1の実施形態に係る動作支援装置の動作例を示すフローチャートである。 図8は、第1の実施形態に係るサーバの動作例を示すフローチャートである。 図9は、第1の実施形態に係るサーバの動作例を示すフローチャートである。 図10は、第2の実施形態に係る動作支援システムの構成例を示す概念図である。 図11は、第2の実施形態に係る動作支援装置の動作例を示すフローチャートである。 図12は、第2の実施形態に係る動作支援装置の動作例を示すフローチャートである。 図13は、第2の実施形態に係るサーバの動作例を示すフローチャートである。 図14は、第2の実施形態に係るサーバの動作例を示すフローチャートである。
実施形態
 以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。 
(第1の実施形態)
 まず、第1の実施形態について説明する。 
 実施形態に係る動作支援システムは、動作支援装置を用いてユーザの動作を支援する。動作支援装置は、ユーザが装着するスーツを構成する。動作支援装置は、ユーザの関節の動きをモータなどの動力によって支援する。ここでは、動作支援装置は、ユーザの膝関節の動きを支援する。
 たとえば、動作支援システムは、製造現場又は建築現場などで作業するユーザの動作を支援する。なお、動作支援システムが支援する作業内容は、特定の構成に限定されるものではない。
 図1は、動作支援システム1000の構成例を示す。図1が示すように、動作支援システム1000は、動作支援装置100、サーバ200、トラック300、荷物400、荷物センサ500及びネットワーク600などを備える。なお、動作支援システム1000は、図1が示すような構成の他に必要に応じた構成をさらに具備したり、動作支援システム1000から特定の構成が除外されたりしてもよい。
 動作支援装置100は、ネットワーク600に電気的に接続する。サーバ200は、ネットワーク600に電気的に接続する。荷物センサ500は、ネットワーク600に電気的に接続する。
 動作支援装置100は、ユーザの膝関節の動作を支援する。動作支援装置100は、ユーザの膝関節が延びる動作又は伸縮する動作を支援する。動作支援装置100は、モータなどの駆動部を有し、駆動部を用いて膝関節の動作を支援する。
 また、動作支援装置100は、サーバ200から動作に必要なパラメータを受信する。動作支援装置100は、パラメータを設定する。動作支援装置100は、パラメータに従ってユーザの膝関節の動作を支援する。 
 動作支援装置100については、後に詳述する。
 サーバ200は、動作支援システム1000全体を制御する。サーバ200は、動作支援装置100に対してパラメータを送信する。また、サーバ200は、動作支援装置100から動作ログなどを示す状態情報を受信する。
 また、サーバ200は、荷物センサ500からのセンサ信号に基づいてトラック300に積載される荷物を管理する。 
 サーバ200については、後に詳述する。
 トラック300は、荷物400を輸送する。トラック300は、所定の大きさの荷台を有する。
 荷物400は、動作支援装置100を装着するユーザによってトラック300に積載される。荷物400は、所定の大きさ及び所定の重量を有する。荷物400は、チップ401を有する。
 チップ401は、荷物センサ500などの外部装置に対して荷物400を特定するIDを送信する。チップ401は、荷物400を特定するIDを内部メモリに予め格納する。たとえば、チップ401は、外部装置から無線で電力を供給され起動する。チップ401は、外部装置からのリクエストに応じてIDを外部装置へ送信する。
 チップ401は、たとえば、RF-ID(radio frequency identifier)などである。また、チップ401は、ICチップから構成されてもよい。
 荷物センサ500は、トラック300に積載される荷物400を検知する。即ち、荷物センサ500は、荷物400が備えるチップ401を検知する。荷物センサ500は、トラック300の荷台に積載される荷物400のチップ401を検知することができる位置に設置される。たとえば、荷物センサ500は、荷台の入口上部に設置される。
 たとえば、荷物センサ500は、所定の範囲にポーリング信号などを送信する。荷物センサ500は、ポーリング信号に対してレスポンスを送信したチップ401からIDを取得する。たとえば、荷物センサ500は、IDを取得するリクエストをチップ401に送信し、当該リクエストに対するレスポンスとしてIDを受信する。 
 荷物センサ500は、ネットワーク600を介して取得したIDをサーバ200へ送信する。
 ネットワーク600は、動作支援装置100及び荷物センサ500とサーバ200との間などでデータを送受信するための通信網である。たとえば、ネットワーク600は、インターネットである。また、ネットワーク600は、独自の通信網であってもよい。
 次に、動作支援装置100について説明する。 
 図2は、実施形態に係る動作支援装置100の正面図である。図3は、腰部装具10を背面側から見た外観斜視図である。ここでは、動作支援装置100を装着したユーザが図2のように立った状態を基準にして、上下、左右、前後方向を説明する。なお、左右の構造が同じ構成要素については一方を代表して説明し他方の説明を省略する場合もある。
 図2に示すように、動作支援装置100は、ユーザの腰に装着する腰部装具10、下腿部に装着する下腿部装具20及び大腿部の外側に配置する保持フレーム1を有する。また、動作支援装置100は、保持フレーム1を腰部装具10に連結する連結機構40、下腿部装具20を保持フレーム1に対して回動可能に支持する回動支持機構30、駆動力を発生する駆動機構50、駆動機構50からの動力を回動支持機構30に伝える動力伝達機構60、および回動支持機構30に取り付けた膝部装具70を有する。保持フレーム1は、回動支持機構30、駆動機構50、動力伝達機構60、および膝部装具70を保持する。さらに、動作支援装置100は、動作支援装置100の動作を制御する制御部80(図4)を有する。
 回動支持機構30、駆動機構50、動力伝達機構60、および膝部装具70を保持した保持フレーム1、および連結機構40は、膝上部分として機能する。また、下腿部装具20は、膝下部分として機能する。さらに、駆動機構50は、膝下部分に対して膝上部分を回動させるためのアシスト力を発生させる駆動部として機能する。
 以下、動作支援装置100の各部の構成についてより詳細に説明する。 
 腰部装具10は、腰部フレーム11、左右2つの腹部ベルト12、股下ベルト13、肩掛けベルト14、および弾性パッド15を有する。腰部フレーム11は、腰の後ろに配置される背板部およびこの背板部の左右両端からそれぞれ前方に向けて下方に傾斜して延びた2つの連結板部を一体に有する。腹部ベルト12は、背板部の両端からそれぞれ複数のヒンジ16を介して複数の板片17を回動可能に連結した構造を有する。股下ベルト13は、背板部11aから股下を通って腹部ベルト12に接続する例えば布製のベルトである。肩掛けベルト14は、肩に掛け回して、背板部と2つの腹部ベルト12をそれぞれ接続する例えば布製のベルトである。 
 腰部装具10については後に詳述する。
 下腿部装具20は、下腿部の外側に沿って配置した細長い板状の下腿部フレーム23、足乗せプレート27、足の甲や足先やかかとに巻き付けてマジックテープ(登録商標)などで留める足固定ベルト21及び重量センサ190などを有する。
 下腿部フレーム23は、帯状の板金を下腿部に沿って折り曲げた下腿部上フレーム23aと、アジャスタ22を介して下腿部上フレーム23aの下端に接続した下腿部下フレーム23bと、を有する。アジャスタ22は、下腿部上フレーム23aと下腿部下フレーム23bを伸縮自在に接続し、下腿部フレーム23の長さを調節可能にしている。足固定ベルト21は、足乗せプレート27の内側に取り付けられる。
 足乗せプレート27は、球面軸受26を介して下腿部下フレーム23bの下端に回動自在に取り付けられる。球面軸受26は、足載せプレート27を下腿部下フレーム23bに対してあらゆる方向に回動可能に接続する。これにより、動作支援装置100を装着したユーザの足首の動きに動作支援装置100を追従させることができ、ユーザの動作を妨げることがなく、動作支援装置100を装着した際の違和感がなく、転倒防止につながる。
 足乗せプレート27は、固定ブロック25を介してL字状に連結した足底プレート27aおよび足横プレート27bを有する。足底プレート27aは足の裏に接触し、足横プレート27bはくるぶしに対向する。そして、足横プレート27bの上端が下腿部下フレーム23bの下端に接続される。固定ブロック25は、足底プレート27aを、足横プレート27bに対して上下位置を調節可能に固定する。
 重量センサ190は、ユーザに掛かる重量を測定する。たとえば、重量センサ190は、ユーザの足裏に掛かる重量を測定する。即ち、重量センサ190は、ユーザ及びユーザが保持する荷物400などを測定する。重量センサ190は、測定した重量を制御部80へ送信する。
 保持フレーム1は、大腿部の外側に配置された内側フレーム、内側フレームの外側に離間して配置された外側フレーム、内側フレームおよび外側フレームの前側の端縁をつないだ前側フレーム、および内側フレームおよび外側フレームの後ろ側の端縁をつないだ後側フレームを有する。これら複数のフレームを含む保持フレーム1は動作支援装置100のケースの一部として機能する。また、保持フレーム1の内部には、水平上サブフレーム、水平下サブフレーム、および垂直サブフレームが固設される。
 回動支持機構30は、内側フレームと垂直サブフレームの間に設けた平歯車を有する。垂直サブフレームは、外側フレームの下端に固定され、内側フレームの外側に離間して平行に配置される。平歯車は、キーを介して回動軸に同軸に固定される。回動軸は、2つのベアリングを介して内側フレームと垂直サブフレームに回動自在に取り付けられる。つまり、平歯車は、内側フレームと垂直サブフレームの間に配置され、平歯車の回動軸は、左右方向に延びる。回動軸の外側には、ポテンショメータ35(図4)がネジなどにより固定される。平歯車は、ネジ等により下腿部上フレーム23aの上端に固定される。
 このため、動力伝達機構60を介して後述する駆動機構50の駆動力を伝達して、平歯車を回動させると、保持フレーム1に対して下腿部フレーム23が前後に揺動される。つまり、平歯車、回動軸及びベアリングが、回動支持機構30として機能する。
 回動支持機構30の回動軸の内側には、膝部装具70が取り付けられる。膝部装具70は、球面軸受71を介して回動軸の端部に回動自在に取り付けた膝部フレーム72を有する。膝部フレーム72は、前後方向に延びた回転軸75を介して回動可能に連結した膝部上フレーム76及び前後方向に延びた回転軸77を介して回動可能に連結した膝部下フレーム78を有する。
 また、膝部装具70は、膝部上フレーム76の上端に取り付けた膝上ベルト73及び膝部下フレーム78の下端に取り付けた膝下ベルト74を有する。膝上ベルト73は、膝の上方で脚に巻き付けて図示しないマジックテープなどで留める。膝下ベルト74は、膝の下方で脚に巻き付けて図示しないマジックテープなどで留める。膝部装具70と保持フレーム1とは球面軸受71を介して互いにあらゆる方向に回動可能に連結される。
 このため、膝が内側や外側に曲がる際に動作支援装置100を脚の動きに追従させることができ、装着の違和感を無くすことができる。特に、膝部フレーム72を上下方向に3分割して2つの回転軸75及び77により連結したため、立った状態からしゃがむ際に、膝関節が滑りながら回動する動きに動作支援装置100を追従させることができ、膝の屈伸動作を違和感なくスムーズにできる。
 駆動機構50は、水平上サブフレームに固設される。駆動機構50は、サーボモータ51(図4)及びハーモニックドライブ(登録商標)などの減速機を同軸に有する。また、サーボモータ51には、エンコーダ54(図4)が取り付けられる。減速機は、サーボモータ51の回転軸に取り付けられる。減速機の出力側には上流側駆動軸が固設される。サーボモータ51の回転軸は、上下方向に延設される。このため、駆動機構50を縦方向に配置でき、省スペース化を図ることができる。
 連結機構40は、図2に示すように、腰部装具10の腰部フレーム11の連結板部に連結するための連結ベース41を有する。連結ベース41は、ヒンジ42を介して上下につながった連結上プレート41aおよび連結下プレート41bを有する。
 連結上プレート41aの上端が、図2中で左右に延設された回動軸を介して腰部フレーム11の連結板部の下端に回動可能に取り付けられる。また、ヒンジ42は、その回動軸が前後に延びる向きで設けられる。このため、連結ベース41は、ヒンジ42の回動軸を中心に連結下プレート41bが人体から離れる横方向に回動可能となっている。
 連結ベース41の連結下プレート41bの下端には、保持スリーブのフランジ部が一体に固設される。保持スリーブは、内部にスライドロッドを挿通可能な細長い孔を有する略円筒形の外形を有する。保持スリーブは、その長手軸が上下方向に沿う姿勢で連結ベース41の下端に固設されている。
 また、連結機構40は、保持スリーブの孔に挿通されるスライドロッドを有する。スライドロッドは、大腿部の外側に沿って上下方向に延設される。スライドロッドの上端には、保持スリーブのフランジ部の上端に係合するセットカラーが設けられる。セットカラーは、ブラケットを介して水平上サブフレームに固定される。
 スライドロッドの下端は、ネジなどにより、保持フレーム1の水平上サブフレームに締結固定される。水平上サブフレームは、水平面に沿って配置され、前側フレームと後側フレームの間に架け渡される。つまり、スライドロッドは、保持スリーブの上方から細長い孔に挿通されて、ネジなどを介して水平上サブフレームに締結固定され、保持フレーム1に固設される。
 連結機構40は、スライドロッドに対する保持スリーブの上下方向への移動を許容することで、腰部装具10と保持フレーム1との間の距離を伸縮可能に接続する。また、連結機構40は、スライドロッドの保持スリーブに対する回動を許容することで、腰部フレーム11に対する保持フレーム1の捻じれを許容する。
 なお、ここで言う捻じれとは、スライドロッド46の軸を中心とした保持フレーム1の回動動作を指す。
 動力伝達機構60は、駆動機構50の減速機の上流側駆動軸に接続したクラッチ機構を有する。クラッチ機構は、上流側駆動軸の下端にキーを介して固定した上クラッチ歯を有する。上クラッチ歯は、複数の歯を下に向けた姿勢で上流側駆動軸の下端に固設される。
 また、クラッチ機構は、上クラッチ歯の下方に配置した下クラッチ歯を有する。下クラッチ歯は、複数の歯を上に向けた姿勢で上クラッチ歯に対して離接する上下方向に移動可能に設けられる。また、下クラッチ歯の下方には平歯車が同軸に配置される。下クラッチ歯と平歯車は、互いに上下方向に離間した状態で、下流側駆動軸に対して同軸に固設される。下クラッチ歯および平歯車は、それぞれ、キーを介して下流側駆動軸に固設される。
 上クラッチ歯は、下流側駆動軸の上端を軸方向にスライド自在に受け入れるスライドブッシュを備える。スライドブッシュは、上流側駆動軸と同軸に取り付けられており、下流側駆動軸を上流側駆動軸と同軸且つスライド自在に保持する。これにより、下クラッチ歯および平歯車が上クラッチ歯に対して離接する方向にスライド可能になるとともに、下クラッチ歯および平歯車が上クラッチ歯と同軸に配置される。
 クラッチ機構の出力側の平歯車には、動力伝達機構60の平歯車が歯合される。平歯車は、ワンウェイクラッチを介して、上下方向に延設した駆動軸の上端に対して同軸に取り付けられる。ワンウェイクラッチは、曲げた膝を伸ばすときに空転する向きで取り付けられる。駆動軸は、ベアリングを備えたベアリングホルダを介して水平下サブフレームに回動自在に取り付けられる。
 下流側の平歯車の歯幅は、上流側の平歯車の歯幅より大きくされている。上流側の平歯車は、スライド機構によって下クラッチ歯とともに上下にスライド可能に支持されており、スライド範囲の全長にわたって下流側の平歯車と歯合する必要がある。よって、下流側の平歯車の歯幅が上流側の平歯車のスライド範囲をカバーする大きさに設計される。しかし、平歯車の歯幅を大きくすると、その分、重量も増すため、平歯車の歯幅は、下クラッチ歯が上クラッチ歯に歯合しない位置に上流側の平歯車がスライドした状態(駆動力が伝達されない状態)では下流側の平歯車とわずかに歯合する程度の歯幅に設計される。
 駆動軸の下端には、かさ歯車が同軸に固設される。かさ歯車には、別のかさ歯車が歯合される。そして、この下流側のかさ歯車は、キーを介して駆動軸に同軸に固定される。駆動軸は、内側フレームと外側フレームの間に架け渡される。駆動軸は、2つのベアリングを介してフレームによって回動可能に支持される。また、駆動軸には、上述した回動支持機構30の平歯車と歯合する平歯車がキーを介して同軸に固設される。
 クラッチをつないだ状態で駆動機構50のサーボモータ51が回転すると、減速機、上流側駆動軸、上クラッチ歯、下クラッチ歯、下流側駆動軸、平歯車、駆動軸、かさ歯車、駆動軸、および平歯車を介して、回動支持機構30の平歯車に動力が伝達され、下腿部フレーム23が保持フレーム1に対して揺動される。上述したように、駆動機構50、動力伝達機構60、および回動支持機構30が同じ保持フレーム1に取り付けられているため、駆動力を確実に伝達でき、安定した動作支援が可能となる。
 上述した下クラッチ歯のスライド機構は、保持フレーム1に対して上下にスライド自在に設けた可動フレームを有する。可動フレームは、平歯車を上下に挟む位置に設けた上可動プレート、および下可動プレートを有する。
 上可動プレートと下可動プレートの間には、両者を一定間隔開けて固定するスタッドが設けられる。スタッドは、平歯車に干渉しない位置に設けられている。
 下クラッチ歯を固設した上述した下流側駆動軸は、上可動プレートと下可動プレートを貫通して延びる。上可動プレートおよび下可動プレートは、それぞれ、ベアリングを介して下流側駆動軸の下端側を回動可能に保持する。このため、下クラッチ歯の移動とともに可動フレーム(上可動プレート、下可動プレート、およびスタッド)も上下に移動する。
 一方、水平下サブフレームの上面から2本のスライドロッドが上方に突出して取り付けられる。2本のスライドロッドは、それぞれ、上可動プレートおよび下可動プレートを貫通して延びる。上可動プレートおよび下可動プレートは、それぞれ、スライドブッシュを介してスライドロッドに対して上下にスライド可能に取り付けられる。つまり、2本のスライドロッドは、可動フレームを上下にスライド可能に支持する。
 また、クラッチ機構は、下クラッチ歯を上クラッチ歯に対して離接可能に支持した支持アーム、支持アームを回動軸を中心に回動させるソレノイド97(図4)、支持アームを所定の方向に付勢する引っ張りバネ、および支持アームをロックするロック機構を有する。
 ロック機構は、支持アームの揺動の先端にある係合ロッドに係合して支持アームをロックするロックレバー、ロックレバーを回動軸を中心に回動させるソレノイド122(図4)、およびロックレバーを時計周り方向に付勢する引っ張りバネを有する。
 支持アームは、下クラッチ歯を間に挟んで左右に設けられる。回動軸は、これら2つの支持アームの基端部を貫通して固設される。回動軸は、動作支援装置100の左右方向に延設され、前側フレームにネジにより締結固定したブラケットに対し、ブッシュを介して回動可能に取り付けられる。
 2つの支持アームは、連結ロッドおよび係合ロッドによって連結されており、一体に回動可能となっている。係合ロッドは、支持アームの回動の先端近くに設けられており、連結ロッドは、支持アームの長手方向の中間より基端側に片寄った位置に設けられる。
 連結ロッドには、リンクを介してソレノイド97のプランジャが接続される。ソレノイド97は、ブラケットを介して前側フレームに固定して取り付けられる。ソレノイド97に通電するとプランジャが吸引され、支持アームが回動軸を中心に回動され、ソレノイド97をOFFにすると引っ張りバネの付勢力により支持アームが逆の方向に回動される。
 引っ張りバネの基端は、ブラケットを介して水平下サブフレームに固定される。引っ張りバネ98の先端は、一方の支持アーム96の長手方向の略中央に固定される。引っ張りバネは、僅かに引き伸ばした状態で水平下サブフレームと一方の支持アームの間に取り付けられ、支持アームを所定の方向に常時付勢する。
 また、一対の支持アームは、それぞれ、下クラッチ歯を取り付けるためのスライド孔を有する。スライド孔は、支持アームの長手方向に延びた長円形の孔であり、可動フレームに固設した一対の支持突起を回動可能に受け入れる。下クラッチ歯は、上述したスライド機構によって上クラッチ歯に離接する方向に真っ直ぐにスライド可能に支持されており、支持アームが揺動するため、支持突起を受け入れるスライド孔を長孔とした。
 ロック機構のロックレバーは、ブッシュを介して保持フレーム1に対して回動可能に取り付けた回動軸を有する。回動軸は、動作支援装置100の左右方向に延設され、ロックレバーの長手方向の中間位置に取り付けられる。
 ロックレバーの回動の先端には、支持アームの係合ロッドに係合する係合爪が設けられる。また、ロックレバーの後方には、手動レバーが一体に突設されている。手動レバーの操作端は、後側フレームの開口部を介して動作支援装置100の外に突出する。
 ロックレバーの基端には、リンクを介してソレノイド122のプランジャが接続される。ソレノイド122は、ブラケットを介して内側フレームに固定して取り付けられる。ソレノイド122に通電するとプランジャが吸引され、ロックレバーが回動軸を中心に回動され、ソレノイド122をOFFにすると引っ張りバネ123の付勢力によりロックレバーが逆の方向に回動される。
 引っ張りバネの基端は、ブラケットに固定される。引っ張りバネの先端は、ロックレバーの回動軸より先端に片寄った位置でロックレバーに固定される。引っ張りバネは、僅かに引き伸ばした状態でブラケットとロックレバーの間に取り付けられ、ロックレバーを所定の方向に常時付勢する。
 図3が示すように、腰部装具10は、腰部フレーム11、腹部ベルト12、股下ベルト13、肩掛けベルト14及び弾性パッド15を有する。
 腰部フレーム11は、腰の後ろに配置される一枚の背板部11aおよび大腿部の外側に沿って傾斜して配置される2枚の連結板部11bを一体に有する。背板部11aは、腰椎を押さえる位置に配置され、左右方向に長い板状に形成される。背板部11aは、平らな板であってもよく、背中の形状に合わせてわずかに湾曲した形状であってもよい。背板部11aの長手方向(左右方向)の両端は、前方に向けて拡開しており、腰の幅によらず全てのユーザにフィットする形状に形成される。つまり、背板部11aの左右方向の幅は、腰の幅と同等かわずかに狭くなる長さに設計されることが望ましい。言い換えると、背板部11aの左右端が腰の側部に対向しない長さに形成されることが望ましい。
 一対の連結板部11bは、背板部11aの左右両端にそれぞれ固設される。本実施形態では、2枚の連結板部11bを背板部11aの外側に重ねてリベットにより固定したが、一枚の金属板を形状加工して折り曲げることで背板部11aおよび連結板部11bを一体に有する腰部フレーム11を形成してもよい。
 各連結板部11bは、背板部11aの長手方向の端部から前方に向けて下方に傾斜して延びる。各連結板部11bの下端近くには、上述した連結機構40の連結ベース41(連結上プレート41a)を回動可能に取り付けるための軸孔11cがそれぞれ設けられる。一対の連結板部11bは、互いの軸孔11cが同軸に配置される形状を有する。
 2枚の連結板部11bは、それぞれの軸孔が同軸に配置されればよく、その形状は本実施形態の形状に限定されない。よって、2枚の連結板部11bは、ユーザの動作を妨げることのないように、背板部11aの左右両端から外側に離間した位置(体から離れた位置)で斜めに延設されている。
 腹部ベルト12は、複数枚の平らな金属板(板片17)を複数のヒンジを介して連結した構造を有する。複数のヒンジ16は、それぞれ、略上下方向に延びた回動軸を有する。このため、腹部ベルト12は、腹部に巻き付ける方向に回動可能である反面、上方および下方への変位ができない構造となっている。ヒンジ16および板片17の数は任意に設定でき、板片17の形状も平らなものに限らず体に沿って湾曲していてもよく、矩形である必要もない。腹部ベルト12は、少なくとも腰骨を超える位置までの長さを有する。
 本実施形態の腹部ベルト12は、背中に近い側から、背板部11aの端部に第1ヒンジを介して連結した略矩形板状の第1板片、および第1板片に対して第2ヒンジを介して連結した略矩形板状の第2板片を備える。第1ヒンジは、腰骨より背中側に配置され、第2板片は、腰骨より腹部側に配置される。
 腹部ベルト12の延出方向の先端にある第2板片は、腹部ベルト12を腹部にフィットさせるための留め具を備えた長さ調整ベルトを取り付けるためのスリット状のベルト孔、および肩掛けベルト14を取り付けるためのスリット状のベルト孔を有する。また、第2板片は、股下ベルト13を取り付けるためのベルト孔を備えた連結プレートを回動可能に備える。
 背板部11aの両端に位置する腹部ベルト12の第1ヒンジは、腰骨より背中側に配置されている。言い換えると、第1板片は、前方に向けて外側に拡開した背板部11aの左右端部よりわずかに内側に回動した姿勢で腰に押し付けられる。そして、第2ヒンジを介して第1板片に連結した第2板片は、第1板片よりさらに内側に回動した姿勢で腰に押し付けられる。理想的には、第2板片は、前方に向けて互いに近付く方向に傾斜する姿勢で腰に押し付けられることが望ましい。いずれにしても、第1ヒンジ、第1板片、第2ヒンジ、第2板片を含む腹部ベルト12は、腰骨を押圧する位置で腰に巻き付けられる。
 弾性パッド15は、略T字形に形成される。つまり、弾性パッド15は、腰部フレーム11の背板部11aおよび腹部ベルト12の内側に配置される腰部分および股下に配置される股下部分15bを一体に有する。腰部分は、腰部フレーム11の背板部11aや腹部ベルト12より幅広に形成され、背板部11aおよび腹部ベルト12を超える長さを有する。また、腰部分は、背中に対向する部分の幅が比較的広く、左右の先端に向けて僅かに先細になる形状に形成される。また、股下部分15bは、腰部分側から先端に向けて徐々に収束する形状に形成される。つまり、弾性パッド15は、背板部11aおよび腹部ベルト12より一回り大きなサイズに形成されており、背板部11aや腹部ベルト12が直接ユーザの体に触れることがない。
 弾性パッド15の腰部分の外面側には、背板部11aに対して着脱自在に貼り付けるためのマジックテープが取り付けられる。このように、マジックテープによって弾性パッド15を着脱可能とすることで、弾性パッド15を動作支援装置100から取り外して洗濯することができる。また、弾性パッド15の股下部分15bの外側には、2本の股下ベルト13をまとめて通すためのベルト通し部15dが設けられる。ベルト通し部15dは、股下ベルト13のズレを防止する。
 股下ベルト13は、腹部ベルト12の第2板片に対して回動可能に取り付けた連結プレートのベルト孔に挿通されて固定される一端を有する。2本の股下ベルト13は、それぞれ、股下を通って互いに重ねられて弾性パッド15のベルト通し部15dに挿通される。各股下ベルト13の他端は、腰部フレーム11の背板部11aの外面側に固設したハット型のブラケットに取り付けられる。股下ベルト13は、長さを調節するための調節部およびベルトを途中で分離するための留め具を備える。
 肩掛けベルト14は、腹部ベルト12の第2板片のベルト孔に固定する一端を有するとともに、腰部フレーム11の背板部11aのブラケットに固定する他端を有する。2本の肩掛けベルト14は、背中側で互いに連結する連結ベルト14aを有する。2本の肩掛けベルト14は、長さを調節する調節部を途中に有する。
 腰部フレーム11の背板部11aには、ブラケットを介して、制御部80を含む制御ユニット130が固設される。また、制御ユニット130の上部には、ブラケットを介してバッテリ140が着脱可能に取り付けられる。さらに、腰部フレーム11の右側の連結板部11bの傾斜した第2板部には、操作ユニット150が取り付けられる。操作ユニット150は、電源スイッチ及びアシストON/OFFスイッチなどを備える操作部102(図4)、及び、アラーム表示ランプなどを有する表示部103(図3)などを備える。左側の連結板部11bの傾斜した第2板部には、操作ユニット150と同じ形状のケース155が取り付けられる。
 制御ユニット130は、表示部170及び認証部180などを備える。 
 表示部170は、制御部80が出力する画像を表示する表示装置である。表示部170は、たとえば、液晶モニタなどである。 
 なお、操作部102がタッチパネルである場合には、表示部170は、操作部102と一体的に形成されてもよい。
 認証部180は、ユーザを認証するために必要な認証情報を取得する。たとえば、認証部180は、認証情報として、ユーザの生体情報を取得する。認証部180は、指紋画像、静脈画像、網膜画像又は顔画像などを取得する。この場合、認証部180は、CCDなどのカメラなどから構成される。
 また、認証部180は、ユーザが所持するICカードなどを読み取るものであってもよい。この場合、認証部180は、カードリーダなどから構成される。たとえば、認証部180は、ユーザが所持するICカードから認証情報を取得するものであってもよい。 
 認証部180は、取得した認証情報を制御部80へ送信する。
 次に、動作支援装置100の制御系について説明する。 
 図4は、動作支援装置100の制御系の構成例を示す。図4が示すように、動作支援装置100は、ポテンショメータ35、サーボモータ51、エンコーダ54、制御部80、加速度センサ81a、81b、81c、82a、82b並びに82c、ソレノイド97、GPS通信装置101、操作部102、表示部103、通信部104、ソレノイド122、バッテリ140、表示部170、認証部180及び重量センサ190などを備える。
 これらの各部は、データバスを介して互いに接続される。なお、動作支援装置100は、図4が示すような構成の他に必要に応じた構成をさらに具備したり、動作支援装置100から特定の構成が除外されたりしてもよい。
 ポテンショメータ35、サーボモータ51、エンコーダ54、ソレノイド97、ソレノイド122、バッテリ140、表示部170、認証部180及び重量センサ190は、前述の通りである。
 制御部80は、動作支援装置100全体の動作を制御する。たとえば、制御部80は、各部から取得した情報に基づいて駆動機構50を作動させる。制御部80は、たとえば、プロセッサ、RAM、ROM及びNVMなどから構成される。
 プロセッサは、制御部80全体の動作を制御する機能を有する。プロセッサは、内部キャッシュおよび各種のインターフェースなどを備えても良い。プロセッサは、内部キャッシュ、ROMあるいはNVMに予め記憶したプログラムを実行することにより種々の処理を実現する。プロセッサは、たとえば、CPUなどである。
 なお、プロセッサがプログラムを実行することにより実現する各種の機能のうちの一部は、ハードウェア回路により実現されるものであっても良い。この場合、プロセッサは、ハードウェア回路により実行される機能を制御する。
 ROMは、予め制御用のプログラム及び制御データなどが記憶された不揮発性のメモリである。ROMに記憶される制御プログラム及び制御データは、予め動作支援装置100の仕様に応じて組み込まれる。ROMは、たとえば、制御部80の回路基板を制御するプログラム(例えば、BIOS)などを格納している。
 RAMは、揮発性のメモリである。RAMは、プロセッサの処理中のデータなどを一時的に格納する。RAMは、プロセッサからの命令に基づき種々のアプリケーションプログラムを格納している。また、RAMは、アプリケーションプログラムの実行に必要なデータ及びアプリケーションプログラムの実行結果などを格納してもよい。
 NVMは、データの書き込み及び書き換えが可能な不揮発性のメモリである。NVMは、例えばEEPROM(登録商標)(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory)、HDD(Hard Disc Drive)、あるいはSSD(Solid State Drive)などである。NVMは、動作支援装置100の運用用途に応じて制御プログラム、アプリケーション、及び種々のデータを格納する。また、NVMは、プロセッサが種々の処理を実行することで生成したデータを保存する。
 加速度センサ81a、81b、81c、82a、82b及び82cは、自身に掛かる加速度を測定する。加速度センサ81a、81b、81c、82a、82b及び82cは、測定した加速度を制御部80へ送信する。
 加速度センサ81a、81b及び81cは、加速度センサ82a、82b及び82cとそれぞれ対称の位置に設置される。ここでは、加速度センサ81a、81b及び81cについて説明する。
 加速度センサ81aは、動作支援装置100の下部に設置される。たとえば、加速度センサ81aは、下腿部フレーム23の下端の外面側に設置される。 
 加速度センサ81bは、動作支援装置100の中腹に設置される。たとえば、加速度センサ81bは、保持フレーム1の外側に設置される。 
 加速度センサ81cは、動作支援装置100の上部に設置される。たとえば、加速度センサ81cは、腰部フレーム11の外側に設置される。
 GPS通信装置101は、GPS衛星から信号を受信するためのインターフェースである。GPSは、複数の人口衛星(GPS衛星)から受信する信号に基づいて位置を特定するシステムである。制御部80は、GPS通信装置101を通じてGPS衛星から受信する信号に基づいて位置を特定するGPSの機能を有する。GPS通信装置101は、制御ユニット130内に設置されてもよいし、GPS衛星からの信号をより受信しやすい位置に設置されてもよい。
 操作部102は、動作支援装置100のユーザによって、種々の操作指示が入力される。操作部102は、操作者に入力された操作指示のデータを制御部80へ送信する。操作部102は、たとえば、キーボード、テンキー、及び、タッチパネルなどである。また、操作部102は、利用者からジェスチャーの入力を受け付けてもよい。
 通信部104は、ネットワーク600を通じてサーバ200とデータを送受信するためのインターフェースである。たとえば、通信部104は、無線LAN接続などをサポートするインターフェースである。
 次に、サーバ200について説明する。 
 図5は、サーバ200の構成例を示す。図5が示すように、サーバ200は、プロセッサ201、ROM202、RAM203、NVM204、通信部205、操作部206及び表示部207などを備える。これらの各部は、データバスを介して互いに接続される。なお、サーバ200は、図2が示すような構成の他に必要に応じた構成を具備したり、特定の構成を除外したりしてもよい。
 プロセッサ201は、サーバ200全体の動作を制御する機能を有する。
 ROM202は、制御プログラム及び制御データなどが予め記憶された不揮発性のメモリである。
 RAM203は、揮発性のメモリである。
 NVM204は、データの書き込み及び書き換えが可能な不揮発性のメモリである。
 通信部205は、ネットワーク600を通じて動作支援装置100及び荷物センサ500とデータを送受信するためのインターフェースである。通信部205は、たとえば、LAN接続をサポートするインターフェースである。
 操作部206は、オペレータから種々の操作の入力を受け付ける。操作部206は、受け付けた操作を示す信号をプロセッサ201へ送信する。たとえば、操作部206は、キーボード、テンキー及びタッチパネルから構成される。
 表示部207は、プロセッサ201の制御により種々の情報を表示する。たとえば、表示部207は、液晶モニタから構成される。なお、操作部206がタッチパネルなどで構成される場合、表示部207は、操作部206と一体的に形成されてもよい。
 次に、サーバ200のプロセッサ201が実現する機能について説明する。以下の機能は、プロセッサ201がNVM204などに格納されるプログラムを実行することで実現される。
 まず、プロセッサ201は、動作支援装置100からの認証情報に基づいて動作支援装置100のユーザを認証する機能を有する。
 たとえば、プロセッサ201は、通信部205を通じて動作支援装置100から認証情報を受信する。認証情報を受信すると、プロセッサ201は、NVM204などに予め格納される登録情報と認証情報とを比較する。
 登録情報は、動作支援装置100を利用可能なユーザを認証するための情報である。登録情報は、認証情報をマッチングすることができる情報である。たとえば、認証情報が指紋画像である場合、登録情報は、指紋画像又は指紋画像の特徴量などである。
 NVM204は、予め登録情報を格納する。NVM204は、ユーザ毎に登録情報を格納してもよい。
 プロセッサ201は、認証情報とマッチングする登録情報があるか判定する。たとえば、プロセッサ201は、認証情報との一致率が所定の閾値を超える登録情報があるか判定する。なお、認証情報がPINである場合、プロセッサ201は、認証情報と一致する登録情報があるか判定する。
 認証情報とマッチングする登録情報があると判定する(認証に成功する)と、プロセッサ201は、通信部205を通じて、起動を許可することを示す許可情報を動作支援装置100に送信する。
 他方、認証情報とマッチングする登録情報がないと判定する(認証に失敗する)と、プロセッサ201は、通信部205を通じて、起動を許可しないことを示す不許可情報を動作支援装置100に送信する。
 なお、認証情報は、ユーザを特定するIDを含んでもよい。たとえば、プロセッサ201は、認証情報のIDに対応する登録情報と当該認証情報とを比較してもよい。
 また、プロセッサ201は、動作支援装置100から状態情報を受信する機能を有する。
 たとえば、プロセッサ201は、通信部205を通じて、動作支援装置100が所定のタイミングで送信する状態情報を受信する。
 状態情報は、動作支援装置100の状態を示す。たとえば、状態情報は、動作支援装置100の位置並びに向き、重量センサ190が測定した重量及び駆動機構50の動作ログなどをから構成される。なお、状態情報の構成は、特定の構成に限定されるものではない。
 また、プロセッサ201は、状態情報及びユーザなどに基づいて動作支援装置100に設定するパラメータを示すパラメータ情報を生成する機能を有する。 
 パラメータは、動作支援装置100の動作(駆動)を制御するための情報を含む。たとえば、パラメータは、「アシスト力」、「タイミング」、又は、「アシストON/OFF情報」などである。
 「アシスト力」は、動作を支援するために駆動機構50が出力する駆動力を示す。たとえば、「アシスト力」は、駆動機構50が出力する駆動力を直接示すものであってもよい。また、「アシスト力」は、駆動機構50が出力する基準の駆動力に対する比率であってもよい。また、「アシスト力」は、ユーザの体勢又はアシストの段階ごとに駆動機構50が出力する駆動力を示すものであってもよい。
 「タイミング」は、ユーザにアシストを開始するタイミングを示す。たとえば、「タイミング」は、ユーザの動作を検出してから駆動機構50が駆動力を出力するまでの時間を示すものであってもよい。また、「タイミング」は、ユーザの動作を検出してから駆動機構50と回動支持機構30とを動力伝達機構60により接続するまでの時間を示すものであってもよい。
 「アシストON/OFF情報」は、ユーザの動作を支援するかを示す。たとえば、「アシストON/OFF」は、駆動機構50が駆動力を出力するかを示す。
 なお、パラメータは、さらに、他の要素を含んでもよいし、パラメータから特定の要素が削除されてもよい。パラメータの構成は、特定の構成に限定されるものではない。
 プロセッサ201は、動作支援装置100の位置及びユーザに基づいてパラメータを決定する。 
 たとえば、プロセッサ201は、領域を設定する。プロセッサ201は、災害地域又は地形などに基づいて領域を設定する。
 たとえば、プロセッサ201は、災害などで瓦礫が散乱している領域(第1の領域)、山などにより斜面となっている領域(第2の領域)、又は、平地となっている領域(第3の領域)などを設定する。
 また、プロセッサ201は、作業領域に基づいて領域を設定してもよい。たとえば、プロセッサ201は、荷物400の仕分けを行う領域(第4の領域)、又は、荷物400をトラック300に積載する領域(第5の領域)などを設定する。
 プロセッサ201は、各領域において動作支援装置100がユーザに対して適切な支援を行えるようにパラメータを決定する。
 たとえば、プロセッサ201は、動作支援装置100がある領域に応じて以下のようにパラメータを決定する。
 たとえば、プロセッサ201は、第1の領域のパラメータとして、瓦礫などの撤去に適したパラメータを決定する。また、プロセッサ201は、第2の領域のパラメータとして、斜面を登る又は下るのに適したパラメータを決定する。また、プロセッサ201は、第3の領域のパラメータとして、平地を歩行するのに適したパラメータ(たとえば、動作を支援しないことを示す「アシストON/OFF情報」)を決定する。
 また、プロセッサ201は、第4の領域のパラメータとして、荷物400の仕分けに適したパラメータを決定する。また、プロセッサ201は、第5の領域のパラメータとして、荷物400の積載に適正したパラメータを決定する。
 また、プロセッサ201は、さらに、ユーザに基づいてパラメータを決定する。たとえば、プロセッサ201は、第1の領域にある動作支援装置100のパラメータをユーザ毎に決定する。
 たとえば、プロセッサ201は、ユーザの体格又は好みなどに応じてパラメータを決定する。また、プロセッサ201は、ユーザが予め領域毎に入力したパラメータを取得してもよい。
 また、プロセッサ201は、さらに、動作支援装置100の向きに基づいてパラメータを決定してもよい。たとえば、プロセッサ201は、第2の領域かつ斜面上方向きに対応するパラメータとして、斜面を登ることに適したパラメータを決定してもよい。また、プロセッサ201は、第2の領域かつ斜面下方向きに対応するパラメータとして、斜面を下ることに適したパラメータを決定してもよい。
 NVM204は、領域及びユーザ(さらに、向き)毎にパラメータを格納してもよい。この場合、プロセッサ201は、NVM204からパラメータを取得する。
 また、プロセッサ201は、所定の計算式を用いてパラメータを算出してもよい。たとえば、プロセッサ201は、ユーザ毎に設定されたパラメータに対して領域毎の変数を積算又は加算してパラメータを決定してもよい。プロセッサ201は、領域毎に設定されたパラメータに対してユーザ毎の変数を積算又は加算してパラメータを決定してもよい。
 また、プロセッサ201は、状態情報に基づいてユーザが特定の動作又は特定の姿勢を継続していると判断した場合には、当該動作又は当該姿勢に適したパラメータを決定してもよい。
 また、プロセッサ201は、動作支援装置100をオフにする領域(たとえば、所定の作業領域外の領域)を設定してもよい。たとえば、プロセッサ201は、動作支援装置100が当該領域にいる場合、パラメータとして、動作を支援しないことを示す「アシストON/OFF情報」を決定する。
 プロセッサ201は、動作支援装置100の位置に基づいて動作支援装置100がある領域を特定する。また、プロセッサ201は、認証情報と一致する登録情報のユーザを特定する。プロセッサ201は、動作支援装置100がある領域とユーザとに基づいてパラメータを決定する。なお、状態情報は、ユーザを特定するIDを格納してもよい。この場合、プロセッサ201は、状態情報に基づいてユーザを特定してもよい。
 プロセッサ201がパラメータを決定する方法は、特定の方法に限定されるものはない。
 プロセッサ201は、決定したパラメータを示すパラメータ情報を生成する。
 プロセッサ201は、所定のタイミングでパラメータを決定しパラメータ情報を生成する。たとえば、プロセッサ201は、動作支援装置100が所定の領域から他の領域に移動した場合に、パラメータ情報を生成する。また、プロセッサ201は、動作支援装置100の向きが変わった場合に、パラメータ情報を生成する。プロセッサ201がパラメータ情報を生成するタイミングは、特定の構成に限定されるものではない。
 また、プロセッサ201は、通信部205を通じて、パラメータ情報を動作支援装置100へ送信する機能を有する。 
 たとえば、プロセッサ201は、パラメータ情報を生成すると、当該パラメータ情報を動作支援装置100へ送信する。
 また、プロセッサ201は、状態情報などに基づいて労務情報を生成する機能を有する。
 労務情報は、ユーザの労務を管理する情報である。たとえば、労務情報は、動作支援装置100を装着するユーザが行う労務を指示するものである。たとえば、労務情報は、ユーザが所定の労務を行うこと、ユーザが行っている労務を終了すること、又は、ユーザに休憩することなどを指示する。
 たとえば、プロセッサ201は、労務の最適化を行うために労務情報を生成する。たとえば、プロセッサ201は、他の動作支援装置100からの状態情報に基づいて、所定の領域に所定の労務を行うユーザが足りないと判定する。この場合、プロセッサ201は、当該領域に移動して当該労務を行うことを指示する労務情報を生成する。
 また、プロセッサ201は、トラック300への過積載を防止するために労務情報を生成する。たとえば、プロセッサ201は、状態情報から、重量センサ190が測定した重量を抽出する。プロセッサ201は、荷物400を保有したユーザの重量からユーザの初期状態の重量を減算して荷物400の重量を算出する。
 また、プロセッサ201は、荷物センサ500を通じて荷物400がトラック300に積載されたことを検知する。荷物400がトラック300に積載されたことを検知すると、プロセッサ201は、トラック300の積み荷の合計重量に、算出した重量を加算する。
 プロセッサ201は、トラック300の積み荷の合計重量がトラック300の最大積載量を超えないように、トラック300への積載動作を指示する労務情報を生成する。たとえば、プロセッサ201は、トラック300の積み荷の合計重量がトラック300の最大積載量に基づく閾値を超えると、トラック300への積載動作を終了することを指示する労務情報を生成する。
 また、プロセッサ201は、ユーザの疲労を抑制するために労務情報を生成する。たとえば、プロセッサ201は、状態情報に基づいて、ユーザが労務を行った時間を測定する。プロセッサ201は、測定した時間が所定の閾値(たとえば、所定の時間又は当該労務に応じた時間)を超えると、ユーザに休憩することを指示する労務情報を生成する。
 なお、プロセッサ201は、複数の指示を含む労務情報を生成してもよい。また、プロセッサ201は、所定の時刻に所定の動作を行うことを指示する労務情報を生成してもよい。プロセッサ201が生成する労務情報の内容は、特定の構成に限定されるものではない。
 プロセッサ201は、所定のタイミングで労務情報を生成する。たとえば、プロセッサ201は、労務の内容を変更する必要が生じた場合に労務情報を生成する。プロセッサ201がパラメータ情報を生成するタイミングは、特定の構成に限定されるものではない。
 また、プロセッサ201は、通信部205を通じて、労務情報を動作支援装置100へ送信する機能を有する。 
 たとえば、プロセッサ201は、労務情報を生成すると、当該労務情報を動作支援装置100へ送信する。
 次に、制御部80が実現する機能について説明する。以下の機能は、制御部80のプロセッサがNVMなどに格納されるプログラムを実行することで実現される。
 まず、制御部80は、認証部180を通じて入力された認証情報をサーバ200へ送信する機能を有する。
 たとえば、制御部80は、起動時などにおいて、認証部180に認証情報を入力することを促すメッセージなどを表示部170などに表示する。ここでは、ユーザは、認証部180に認証情報を入力するものとする。たとえば、認証部180が指紋画像を取得するものである場合、ユーザは、自身の指紋を認証部180にタッチする。
 制御部80は、認証部180を通じてユーザが入力した認証情報を取得する。認証情報を取得すると、制御部80は、通信部104を通じて、取得した認証情報をサーバ200へ送信する。
 また、制御部80は、サーバ200から許可情報を受信すると、起動する機能を有する。 
 たとえば、制御部80は、認証情報に対するレスポンスとして許可情報を受信した場合に起動する。即ち、制御部80は、支援動作を開始する。
 他方、制御部80は、認証情報に対するレスポンスとして不許可情報を受信した場合には、起動しない。この場合、制御部80は、認証に失敗したことを示すメッセージなどを表示部170に表示してもよい。
 また、制御部80は、状態情報を生成する機能を有する。 
 制御部80は、位置を特定する。たとえば、制御部80は、GPS通信装置101を用いて動作支援装置100又は動作支援装置100を装着するユーザの位置を特定する。
 なお、制御部80は、他の装置(たとえば、ビーコンを送信する端末など)からの信号に基づいて位置を特定してもよい。また、制御部80は、位置を他の装置から受信してもよい。制御部80が位置を特定する方法は、特定の方法に限定されるものではない。
 また、制御部80は、動作支援装置100又は動作支援装置100を装着したユーザの向きを特定する。たとえば、制御部80は、動作支援装置100を装着するユーザが斜面にいる場合に、斜面の何れの方向を向いているかを特定する。たとえば、制御部80は、球面軸受26の角度を検出する検出器などからの信号などに基づいて、斜面に対して何れの方向(上方向き又は下方向き)に向いているか判定する。なお、制御部80は、動作支援装置100又は動作支援装置100を装着したユーザの移動方向から向きを特定してもよい。
 また、プロセッサ201は、重量センサ190からのセンサ信号に基づいて、重量センサ190が測定した重量を取得する。 
 また、プロセッサ201は、駆動機構50の動作ログを取得する。即ち、プロセッサ201は、動作支援装置100がユーザの動作を支援した動作ログを取得する。たとえば、プロセッサ201は、動作ログとして、駆動機構50が出力した駆動力、駆動力を出力した日時及び駆動力を出力した期間などを取得する。
 プロセッサ201は、特定した位置、特定した向き、取得した重量及び取得した動作ログなどを示す状態情報を生成する。
 プロセッサ201は、所定のタイミングで状態情報を生成する。たとえば、プロセッサ201は、所定の間隔で状態情報を生成する。
 また、プロセッサ201は、通信部205を通じて、状態情報を動作支援装置100へ送信する機能を有する。 
 たとえば、プロセッサ201は、状態情報を生成すると、当該状態情報を動作支援装置100へ送信する。
 また、制御部80は、サーバ200からパラメータ情報を受信する機能を有する。 
 たとえば、制御部80は、通信部104を通じて所定のタイミングでサーバ200からパラメータ情報を受信する。
 また、制御部80は、受信したパラメータ情報が示すパラメータを設定する機能を有する。 
 たとえば、制御部80は、受信したパラメータ情報を格納する。制御部80は、受信したパラメータ情報が示すパラメータに基づいて動作する。たとえば、制御部80は、パラメータの「アシスト力」に基づいて駆動機構50が出力する駆動力を制御する。また、制御部80は、パラメータの「タイミング」に基づいて駆動機構50を駆動させるタイミングを制御する。また、制御部80は、パラメータの「アシストON/OFF情報」に基づいてユーザの動作を支援するかを決定する。なお、「アシストON/OFF情報」がユーザの動作を支援しないことを示す場合、制御部80は、動力伝達機構60を用いて駆動機構50と回動支持機構30とを切り離してもよい。
 なお、制御部80は、パラメータを表示してもよい。たとえば、制御部80は、表示部103にパラメータを表示する。なお、制御部80は、受信したパラメータに関する情報を表示部170に表示してもよい。たとえば、制御部80は、受信したパラメータが瓦礫などの撤去に適したパラメータである場合、表示部170に瓦礫撤去に適したパラメータであることを表示してもよい。この場合、パラメータ情報は、自身が格納するパラメータが瓦礫撤去に適したパラメータであることを示すものであってもよい。
 制御部80は、駆動機構50及び動力伝達機構60を駆動させてユーザの動作を支援する機能を有する。
 たとえば、制御部80は、ポテンショメータ35及び加速度センサ81a、81b、81c、82a、82b並びに82cなどからの信号に基づいてユーザの動きを検出する。実施形態では、ポテンショメータ35は、回動支持機構30に駆動力を伝達する平歯車の外側に取り付けられており、下腿部フレーム23の保持フレーム1に対する回動位置を検出する。即ち、ポテンショメータ35は、膝関節の角速度の変化を検出して、膝関節が動いたことを検出する。制御部80は、ポテンショメータ35を通じて膝関節の角度を検出する。
 また、制御部80は、加速度センサ81a、81b、81c、82a、82b及び82cからの信号に基づいて、膝関節の左右の動きを検知する。 
 制御部80は、膝関節の角度又は膝関節の左右の動きなどを検出して、ユーザの動作を検知する。
 制御部80は、検知したユーザの動作に基づいて、駆動機構50及び動力伝達機構60を駆動させる。たとえば、制御部80は、立ち上がり動作を検出すると、動力伝達機構60を用いて駆動機構50と回動支持機構30とを連結し、膝が伸びる方向に駆動機構50を駆動する。
 また、制御部80は、しゃがみ動作を検出すると、動力伝達機構60を用いて駆動機構50と回動支持機構30とを連結し、膝が曲がる方向に駆動機構50を駆動する。
 なお、制御部80は、所定の動作を検出しない間は、動力伝達機構60を用いて駆動機構50と回動支持機構30とを切り離してもよい。
 また、制御部80は、サーバ200から労務情報を受信する機能を有する。 
 たとえば、制御部80は、通信部104を通じて所定のタイミングでサーバ200から労務情報を受信する。
 また、制御部80は、受信した労務情報が示す指示を表示する機能を有する。 
 たとえば、制御部80は、労務情報を受信すると、労務情報が示す指示を表示部170に表示する。また、制御部80は、労務情報を受信すると、スピーカなどを用いてアラーム音などを出力してもよい。
 また、制御部80は、労務情報が示す指示の表示を所定の期間継続してもよい。また、制御部80は、所定の操作を受け付けると、当該指示を再表示してもよい。
 次に、動作支援装置100の動作例について説明する。 
 図6及び図7は、動作支援装置100の動作例について説明するためのフローチャートである。ここでは、ユーザは、動作支援装置100を装着して電源を入れるものとする。
 まず、動作支援装置100の制御部80は、操作部102などを通じて電源をONにする操作を受け付けたか判定する(S11)。電源をONにする操作を受け付けていないと判定すると(S11、NO)、制御部80は、S11に戻る。
 電源をONにする操作を受け付けたと判定すると(S11、YES)、制御部80は、認証部180を通じて認証情報の入力を受け付けたか判定する(S12)。認証情報の入力を受け付けていないと判定すると(S12、NO)、制御部80は、S12に戻る。
 認証情報の入力を受け付けたと判定すると(S12、YES)、制御部80は、認証情報をサーバ200に送信して認証処理を行う(S13)。
 サーバ200から許可情報を受信すると(S14、YES)、制御部80は、起動し、GPS通信装置を用いて自身の位置を特定する(S15)。自身の位置を特定すると、制御部80は、自身の向きを特定する(S16)。自身の向きを特定すると、制御部80は、重量センサ190を用いて重量を測定する(S17)。重量を測定すると、制御部80は、駆動機構50を用いてユーザの動作を支援する(S18)。なお、制御部80は、ユーザの状態によってはユーザの動作を支援しなくともよい。
 ユーザの動作を支援すると、制御部80は、状態情報を生成する(S19)。状態情報を生成すると、制御部80は、通信部104を通じて状態情報をサーバ200へ送信する(S20)。
 状態情報をサーバ200に送信すると、制御部80は、操作部102などを通じて電源をOFFにする操作を受け付けたか判定する(S21)。電源をOFFにする操作を受け付けていないと判定すると(S21、NO)、制御部80は、通信部104を通じてサーバ200からパラメータ情報を受信したか判定する(S22)。
 パラメータ情報を受信したと判定すると(S22、YES)、制御部80は、パラメータ情報が示すパラメータを設定する(S23)。パラメータを設定すると、制御部80は、パラメータを表示部170などに表示する(S24)。
 パラメータを表示部170などに表示すると、制御部80は、S15に戻る。 
 パラメータ情報を受信していないと判定すると(S22、NO)、制御部80は、通信部104を通じてサーバ200から労務情報を受信したか判定する(S25)。
 労務情報を受信したと判定すると(S25、YES)、制御部80は、労務情報を表示部170などに表示する(S26)。労務情報を表示部170などに表示すると、制御部80は、S15に戻る。
 サーバ200から不許可情報を受信した場合(S14、NO)、又は、電源をOFFにする操作を受け付けたと判定した場合(S21、YES)、制御部80は、動作を終了する。
 次に、サーバ200の動作例について説明する。 
 まず、サーバ200がユーザを認証する動作例について説明する。図8は、サーバ200がユーザを認証する動作例について説明するためのフローチャートである。
 サーバ200のプロセッサ201は、通信部205を通じて動作支援装置100から認証情報を受信する(S31)。認証情報を受信すると、プロセッサ201は、認証情報と一致する登録情報があるか判定する(S32)。
 認証情報と一致する登録情報があると判定すると(S32、YES)、プロセッサ201は、通信部205を通じて動作支援装置100に許可情報を送信する(S33)。 
 認証情報と一致する登録情報がないと判定すると(S32、NO)、プロセッサ201は、通信部205を通じて動作支援装置100に不許可情報を送信する(S34)。
 動作支援装置100に許可情報を送信した場合、又は、動作支援装置100に不許可情報を送信した場合、プロセッサ201は、動作を終了する。
 次に、サーバ200が動作支援装置100にパラメータ情報及び労務情報を送信する動作例について説明する。図9は、サーバ200が動作支援装置100にパラメータ情報及び労務情報を送信する動作例について説明するためのフローチャートである。
 まず、プロセッサ201は、通信部205を通じて動作支援装置100から状態情報を受信する(S41)。状態情報を受信すると、プロセッサ201は、状態情報に基づいてパラメータ情報を生成する(S42)。
 パラメータ情報を生成すると、プロセッサ201は、動作支援装置100にパラメータ情報を送信する(S43)。パラメータ情報を送信すると、プロセッサ201は、状態情報に基づいて労務情報を生成する(S44)。
 労務情報を生成すると、プロセッサ201は、通信部205を通じて動作支援装置100に労務情報を送信する(S45)。労務情報を送信すると、プロセッサ201は、動作を終了する。
 なお、プロセッサ201は、S41を継続して実行しつつ、所定のタイミングでS42乃至S45を実行してもよい。
 また、制御部80は、パラメータ情報を要求するリクエストをサーバ200に送信してもよい。たとえば、制御部80は、起動時などに当該リクエストをサーバ200に送信してもよい。
 また、制御部80は、位置又は向きが変わったことを検出した場合に、当該リクエストを送信してもよい。たとえば、制御部80は、GPS機能により動作支援装置100を装着するユーザが移動したことを検出する。また、制御部80は、加速度センサ81a、81b、81c、82a、82b及び82cからの信号に基づいてユーザが移動したことを検出してもよい。
 また、制御部80は、球面軸受26の角度などに基づいて向きを変えたことを検出する。また、制御部80は、加速度センサ81a、81b、81c、82a、82b及び82cからの信号に基づいてユーザが向きを変えたことを検出してもよい。
 制御部80がリクエストをサーバ200に送信する場合、サーバ200のプロセッサ201は、リクエストに応じてパラメータ情報を動作支援装置100へ送信する。
 また、制御部80は、内部メモリからパラメータを取得してもよい。たとえば、内部メモリは、予め領域又は向きごとのパラメータを格納する。制御部80は、自身の位置又は向き及びユーザに基づいてパラメータを内部メモリから取得してもよい。
 また、動作支援装置100は、他の関節の動作を支援するものであってもよい。たとえば、動作支援装置100は、肘関節、肩関節又は腰の動作を支援するものであってもよい。
 なお、制御部80は、アシストを行うことが許可された領域(使用可能範囲)をサーバ200から取得してもよい。たとえば、制御部80は、自身の位置が使用可能領域内にあるかを判定する。制御部80は、自身の位置が使用可能領域内から出たことを検知すると、自身の電源をオフにする。また、制御部80は、自身の位置が使用可能領域外である場合には、起動しないものとしてもよい。
 また、制御部80は、自身の位置が使用可能領域内から出たことを検知した場合、各関節などに設置されるロック機構を用いて各関節をロックしてもよい。また、制御部80は、自身の位置が使用可能領域内に入ったことを検知すると、自身の電源をオンにしてもよい。
 また、制御部80は、無線LANなどを介して他の装置とデータを送受信してもよい。たとえば、制御部80は、他の動作支援装置を装着するユーザと共同で荷物を持ち上げることを検知する。その場合、制御部80は、自身の支援と他の動作支援装置の支援とのタイミング又は動作速度などを協調させてもよい。
 また、制御部80は、フォークリフトなど、ユーザの操作によって動作する装置とデータを送受信してもよい。たとえば、制御部80は、当該装置とデータを送受信することでユーザが当該装置の操作を行うことを検知する。この場合、制御部80は、不要なアシストで当該装置の操作を誤らないように、アシストをオフにしてもよい。
 また、制御部80は、地震又は火災などの災害が発生したことを通知する情報をサーバ200から受信してもよい。当該情報を受信すると、制御部80は、災害に適した支援を行ってもよい。たとえば、制御部80は、歩行に適したパラメータを設定してもよい。また、制御部80は、ブザー音又は警告灯などによってユーザに警告してもよい。
 以上のように構成された動作支援装置は、ユーザから認証情報の入力を受け付ける。動作支援装置は、入力された認証情報をサーバに送信してユーザを認証する。その結果、動作支援装置は、不正な使用を防止することができる。
 また、動作支援装置は、位置を特定し、位置及びユーザに応じたパラメータをサーバから受信する。動作支援装置は、受信したパラメータに基づいてユーザの動作を支援する。その結果、動作支援装置は、位置及びユーザに適切なパラメータでユーザの動作を支援することができる。
 また、動作支援装置は、向きを特定し、位置及び向きに応じたパラメータをサーバから受信する。そのため、動作支援装置は、たとえば、ユーザが斜面を登っているか又は下っているかに応じて適切なパラメータを受信することができる。その結果、動作支援装置は、ユーザの動向に応じて適切にユーザを支援することができる。
 また、動作支援装置は、状態情報に基づく労務情報をサーバから受信しユーザに提示する。その結果、動作支援システムは、ユーザに対して適切な労務を指示することができる。
(第2の実施形態)
 次に、第2の実施形態について説明する。 
 第2の実施形態に係る動作支援システムは、認証装置が認証情報の入力を受け付ける点及び表示装置が労務情報を表示する点で第1の実施形態の動作支援システム1000と異なる。従って、他の構成については、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
 図10は、動作支援システム1000’の構成例を示す。図10が示すように、動作支援システム1000’は、動作支援装置100、サーバ200、トラック300、荷物400、荷物センサ500、ネットワーク600、認証装置700及び表示装置800などを備える。なお、動作支援システム1000’は、図10が示すような構成の他に必要に応じた構成をさらに具備したり、動作支援システム1000’から特定の構成が除外されたりしてもよい。
 認証装置700は、ネットワーク600に電気的に接続する。表示装置800は、ネットワーク600に電気的に接続する。
 認証装置700は、動作支援装置100を装着するユーザを認証するために必要な認証情報を取得する。たとえば、認証装置700は、動作支援装置100の近傍に設置される。
 たとえば、認証装置700は、認証情報として、ユーザの生体情報を取得する。認証装置700は、指紋画像、静脈画像、網膜画像又は顔画像などを取得する。この場合、認証装置700は、CCDなどのカメラなどから構成される。
 また、認証装置700は、ユーザが所持する認証カードを読み取るものであってもよい。この場合、認証装置700は、カードリーダなどから構成される。たとえば、認証装置700は、ユーザが所持するICカードから認証情報を取得するものであってもよい。 
 認証装置700は、取得した認証情報をサーバ200へ送信する。
 なお、動作支援システム1000’が複数の動作支援装置100を備える場合、認証装置700は、各動作支援装置100のユーザの認証情報を取得するものであってもよい。
 たとえば、認証装置700は、ネットワーク600に接続する通信部及び認証情報を取得するセンサなどから構成される。
 表示装置800は、労務情報を表示する。たとえば、表示装置800は、ユーザに指示を出すオペレータが視認可能な位置に設置される。また、表示装置800は、動作支援装置100を装着するユーザが視認可能な位置に設置されてもよい。
 表示装置800は、所定のタイミングでサーバ200から労務情報を受信する。表示装置800は、受信した労務情報を表示する。 
 なお、表示装置800は、動作支援装置100を装着する複数のユーザに関する労務情報を表示するものであってもよい。 
 たとえば、表示装置800は、ネットワーク600に接続する通信部及び労務情報を表示する液晶ディスプレイなどから構成される。
 次に、サーバ200のプロセッサ201が実現する機能について説明する。以下の機能は、プロセッサ201がNVM204などに格納されるプログラムを実行することで実現される。
 プロセッサ201は、認証装置700からの認証情報に基づいて動作支援装置100のユーザを認証する機能を有する。
 たとえば、プロセッサ201は、通信部205を通じて認証装置700から認証情報を受信する。 
 プロセッサ201が行う認証処理は、第1の実施形態のそれと同様であるため説明を省略する。
 また、プロセッサ201は、通信部205を通じて、労務情報を表示装置800へ送信する機能を有する。 
 たとえば、プロセッサ201は、労務情報を生成すると、当該労務情報を表示装置800へ送信する。
 次に、動作支援装置100の動作例について説明する。 
 図11及び図12は、動作支援装置100の動作例について説明するためのフローチャートである。
 電源をONにする操作を受け付けたと判定すると(S11、YES)、プロセッサ201は、通信部104を通じてサーバ200から許可情報又は不許可情報を受信する(S51)。
 サーバ200から許可情報を受信すると(S14、YES)、制御部80は、S15に進む。 
 サーバ200から不許可情報を受信すると(S14、NO)、制御部80は、動作を終了する。
 また、パラメータ情報を受信していないと判定すると(S22、NO)、制御部80は、S15に戻る。
 次に、サーバ200の動作例について説明する。 
 まず、サーバ200がユーザを認証する動作例について説明する。図13は、サーバ200がユーザを認証する動作例について説明するためのフローチャートである。
 サーバ200のプロセッサ201は、通信部205を通じて認証装置700から認証情報を受信する(S61)。認証情報を受信すると、プロセッサ201は、認証情報と一致する登録情報があるか判定する(S62)。
 認証情報と一致する登録情報があると判定すると(S62、YES)、プロセッサ201は、S33に進む。 
 認証情報と一致する登録情報がないと判定すると(S62、NO)、プロセッサ201は、S34に進む。
 次に、サーバ200が動作支援装置100にパラメータ情報及び労務情報を送信する動作例について説明する。図14は、サーバ200が動作支援装置100にパラメータ情報及び労務情報を送信する動作例について説明するためのフローチャートである。
 労務情報を生成すると、プロセッサ201は、通信部205を通じて表示装置800に労務情報を送信する(S71)。労務情報を送信すると、プロセッサ201は、動作を終了する。
 なお、サーバ200のプロセッサ201は、労務情報を動作支援装置100にも送信してもよい。 
 また、動作支援装置100は、表示部170又は認証部180を備えなくともよい。
 また、動作支援システム1000’が複数の動作支援装置100を備える場合、プロセッサ201は、ユーザが装着する動作支援装置100を指示する情報を表示装置800に送信してもよい。表示装置800は、当該情報に基づいてユーザが装着する動作支援装置100を提示してもよい。 
 また、第1の実施形態のように、プロセッサ201は、動作支援装置100からの認証情報に基づいてユーザを認証してもよい。
 以上のように構成された動作支援システムは、認証装置に認証情報を取得させユーザを認証する。また、動作支援システムは、表示装置に労務情報を表示させる。その結果、動作支援システムは、動作支援装置が認証部又は表示部を有しない場合であっても、ユーザの認証及び労務の管理を行うことができる。
 本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

Claims (17)

  1.  ユーザの動作を支援する動作支援装置の動作支援方法であって、
     前記ユーザの位置を示す状態情報を取得し、
     前記動作支援装置の制御に用いる、前記状態情報に基づくパラメータを取得し、
     前記パラメータに基づいて前記動作支援装置を制御する、
    動作支援方法。
  2.  前記パラメータは、さらに前記ユーザに基づく、
    前記請求項1に記載の動作支援方法。
  3.  前記ユーザの認証情報を取得し、
     前記認証情報に基づいて前記ユーザの認証に成功した場合に前記動作支援装置を起動する、
    前記請求項1又は2に記載の動作支援方法。
  4.  前記状態情報は、さらに、前記動作支援装置が前記ユーザの動作を支援した動作ログを示し、
     前記状態情報に基づいて前記ユーザが行う労務を指示する労務情報を生成し、
     前記労務情報を提示する、
    前記請求項1乃至3の何れか1項に記載の動作支援方法。
  5.  前記状態情報は、さらに、前記ユーザに掛かる重量を示す、
    前記請求項4に記載の動作支援方法。
  6.  前記状態情報は、さらに、前記ユーザの向きを示す、
    前記請求項1乃至5の何れか1項に記載の動作支援方法。
  7.  前記認証情報は、前記ユーザの生体情報である、
    前記請求項3に記載の動作支援方法。
  8.  前記パラメータを表示する、
    前記請求項1乃至7の何れか1項に記載の動作支援方法。
  9.  前記パラメータは、アシスト力、タイミング、又は、アシストON/OFF情報の少なくとも1つを含む、
    前記請求項1乃至8の何れか1項に記載の動作支援方法。
  10.  GPSによって前記位置を特定する、
    前記請求項1乃至9の何れか1項に記載の動作支援方法。
  11.  前記動作支援装置は、前記ユーザの膝関節の動作を支援する、
    前記請求項1乃至10の何れか1項に記載の動作支援方法。
  12.  ユーザの動作を支援する動作支援装置であって、
     外部装置とデータを送受信する通信部と、
     前記ユーザの動作を支援するための駆動力を出力する駆動機構と、
      前記ユーザの位置を示す状態情報を生成し、
      前記通信部を通じて前記状態情報を前記外部装置に送信し、
      前記通信部を通じて前記外部装置から、前記動作支援装置の制御に用いる、前記状態情報に基づくパラメータを受信し、
      前記パラメータに基づいて前記駆動機構を制御する、
     制御部と、
    を備える動作支援装置。
  13.  前記パラメータは、さらに前記ユーザに基づく、
    前記請求項12に記載の動作支援装置。
  14.  前記制御部は、前記通信部を通じて前記外部装置から起動を許可する許可情報を受信した場合に、前記動作支援装置を起動させる、
    前記請求項12又は13に記載の動作支援装置。
  15.  認証情報の入力を受け付ける認証部を備え、
     前記制御部は、前記通信部を通じて、前記外部装置に前記認証情報を送信する、
    前記請求項14に記載の動作支援装置。
  16.  前記状態情報は、さらに、前記動作支援装置が前記ユーザの動作を支援した動作ログを示し、
     前記制御部からの信号に基づいて情報を表示する表示部を備え、
     前記制御部は、
      前記通信部を通じて、前記ユーザが行う労務を指示する労務情報を受信し、
      前記労務情報を前記表示部に表示する、
    前記請求項12乃至15の何れか1項に記載の動作支援装置。
  17.  前記ユーザに掛かる重量を測定する重量センサを備え、
     前記状態情報は、さらに、前記重量を示す、
    前記請求項12乃至16の何れか1項に記載の動作支援装置。
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