動作輔助裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種動作輔助裝置，其能夠使左右肢體的同相運動變得容易、且能夠?qū)λ鼈兊姆聪鄤幼鬟M行輔助，不會因驅(qū)動源的反作用力傳遞至使用者而導致使用者感覺到不舒服。對穿著者的身體的動作進行輔助的動作輔助裝置(1)構(gòu)成為具備：至少一對安裝部(3L、3R)，它們安裝于穿著者的身體的左右肢體；單個驅(qū)動源(4、70)，其產(chǎn)生動力；差動部(22、51、63·64、91·94、92·93)，其將驅(qū)動源的動力對一對安裝部進行分配；以及動力傳遞部(38、51、60、91·94、92·93)，其將驅(qū)動源的動力作為互為反相的運動而對一對安裝部進行傳遞。
【專利說明】
動作輔助裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及對穿著者的肢體的動作進行輔助的動作輔助裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，針對用于福利、醫(yī)療的穿著式的動作輔助裝置的研究正在盛行。作為這種動作輔助裝置，公知如下步行輔助裝置:利用檢測單元對穿著者的雙腿的活動進行檢測，以在檢測出雙腿活動時對雙腿的活動加以輔助的方式控制動力單元的動力(例如，參照專利文獻I)。
[0003]在專利文獻I所記載的步行輔助裝置中，具備:軀體固定件，其安裝于使用者的軀體;左右的輔助器具，它們分別安裝于使用者的大腿部、且分別固定有齒輪；以及左右的馬達(動力單元)及其控制裝置，所述左右的馬達設(shè)置于軀體固定件、且經(jīng)由鏈條而分別對左右的輔助器具的齒輪進行驅(qū)動。而且，控制裝置基于檢測單元檢測出的使用者的大腿部相對于軀體的前后方向的角度而分別對左右的馬達的動力進行控制。例如，控制裝置以產(chǎn)生與大腿部的活動相同方向上的輔助力的方式對馬達進行驅(qū)動，由此對步行運動進行輔助，當大腿部正在向使雙腿邁向前方的方向上發(fā)生角度變化的情況下，控制裝置不驅(qū)動馬達，從而容易進行跪坐的動作。
[0004]另一方面，本申請的
【申請人】提出了如下步行輔助裝置:在安裝于使用者的腰部的腰部安裝件中的、與左右的髖關(guān)節(jié)部對應的位置配置兩個動力發(fā)生單元，在使用者的大腿部安裝的大腿部安裝件安裝于動力傳遞臂的下端，該動力傳遞臂的上端與動力發(fā)生單元的輸出部件直接連結(jié)(例如，參照專利文獻2)。在該步行輔助裝置中，由于將動力發(fā)生單元與動力傳遞臂直接連結(jié)，因此動力傳遞機構(gòu)變得簡單。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻I:日本特開2000-166997號公報
[0008]專利文獻2:日本專利第5021574號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]然而，在上述現(xiàn)有的步行輔助裝置中，當將旋轉(zhuǎn)扭矩施加于大腿部時，動力發(fā)生源的反作用力經(jīng)由腰部安裝件(或者軀體固定件)而傳遞至使用者的軀體，使得骨盆受到該反作用力。因此，有時使用者會感覺到不舒服。另外，必須將腰部安裝件牢固地固定于使用者的腰部，由此有可能會給使用者帶來壓迫感。并且，由于動力發(fā)生源的反作用力施加于腰部安裝件，因此必須使腰部安裝件形成為扭轉(zhuǎn)剛性高的結(jié)構(gòu)，從而導致腰部安裝件變重。另一方面，當在馬達未被驅(qū)動的狀態(tài)下進行跪坐動作、前屈動作的情況下，與馬達特性相應的齒槽轉(zhuǎn)矩作為阻力而進行作用，從而難以進行動作。尤其是在動力傳遞機構(gòu)的減速比大的情況下、動力傳遞機構(gòu)包括將逆輸入鎖定的機構(gòu)的情況下，無法進行動作。
[0010]另外，在專利文獻2的步行輔助裝置中，由于動力發(fā)生源配置于腰部，因此需要以不對左右腕部的活動造成妨礙的方式使用通用性低的薄型馬達等，從而成為成本上漲的重要原因。另外，即使使用薄型的馬達，由于處于左右腕部的軌道上，因此在步行運動時腕部也有可能碰到馬達。并且，馬達本身構(gòu)成腰部安裝件與動力傳遞臂的連接結(jié)構(gòu)部件，因此在馬達的規(guī)格變更時需要進行大幅的設(shè)計變更。
[0011]鑒于這種背景，本發(fā)明的課題在于提供一種動作輔助裝置，其能夠使左右肢體的同相運動變得容易、且能夠輔助它們的反相動作，不會因驅(qū)動源的反作用力傳遞至使用者而導致使用者感覺到不舒服。
[0012]為了解決這種課題，本發(fā)明是一種對穿著者的身體的動作進行輔助的動作輔助裝置(I)，其構(gòu)成為具備:至少一對安裝部(3L、3R)，它們安裝于穿著者的身體的左右肢體;單個驅(qū)動源(4、70)，其產(chǎn)生動力；差動部(22、53、63.64、91.94、92.93)，其將所述驅(qū)動源的動力對上述一對安裝部進行分配；以及動力傳遞部(38、53、60、91.94,92.93)，其將上述驅(qū)動源的動力作為互為反相的運動而對上述一對安裝部傳遞。
[0013]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，因具備差動部而能夠允許左右肢體的容易的同相運動，并因具備動力傳遞部而能夠利用單個驅(qū)動源對左右肢體的反相運動進行輔助。另外，針對一方的安裝部的動力的反作用力傳遞至另一方的安裝部，反作用力不會傳遞至左右肢體以外的部位，因此使用者不會感覺到不舒服。
[0014]另外，在上述發(fā)明中，能夠形成為如下結(jié)構(gòu):上述驅(qū)動源是電動機(4)，上述差動部包括差動齒輪機構(gòu)(22)，上述動力傳遞部包括反轉(zhuǎn)齒輪(38)，該反轉(zhuǎn)齒輪(38)設(shè)置于上述差動齒輪機構(gòu)的一方的輸出端(25R)與對應的安裝部(3R)之間。
[0015]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)而使差動部及動力傳遞部實現(xiàn)具體化。
[0016]另外，在上述發(fā)明中，能夠形成為如下結(jié)構(gòu):上述驅(qū)動源是電動機(4)，該電動機
(4)具有外部件(18)、以及以旋轉(zhuǎn)自如的方式保持于該外部件的內(nèi)部件(19)，上述差動部及上述動力傳遞部包括:軸支承機構(gòu)(53)，其將上述外部件以旋轉(zhuǎn)自如的方式保持于固定框架(13);第I傳遞機構(gòu)(20R)，其將上述外部件與上述一對安裝部的一方(3R)連結(jié)；以及第2傳遞機構(gòu)(20L)，其將上述內(nèi)部件與上述一對安裝部的另一方(3L)連結(jié)。
[0017]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，也能夠以簡單的結(jié)構(gòu)而使差動部及動力傳遞部實現(xiàn)具體化。
[0018]另外，在上述發(fā)明中，能夠形成為如下結(jié)構(gòu):上述驅(qū)動源是電動機(4)，上述動力傳遞部包括:主齒條齒輪機構(gòu)(60)，其包括由上述電動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的主齒輪(61)、以及由該主齒輪向互不相同的方向驅(qū)動的一對主齒條(62A、62B);第1卷掛部件(691^)，其與上述一對安裝部的一方(3L)對應設(shè)置，并卷掛于上述一對主齒條之間；以及第2卷掛部件(69R)，其與上述一對安裝部的另一方(3R)對應設(shè)置，并卷掛于所述一對主齒條之間，上述差動部包括分別設(shè)置于上述一對主齒條的每一個主齒條的一對副齒條齒輪機構(gòu)(63、64)，各副齒條齒輪機構(gòu)包括以旋轉(zhuǎn)自如的方式保持于上述一對主齒條的對應的主齒條的副齒輪(65、66)、以及以向互不相同的方向移動的方式與上述副齒輪嚙合的一對副齒條(67A.67B、68A.68B)，在各副齒條齒輪機構(gòu)中，上述第I卷掛部件與上述一對副齒條的一方(67A、68A)連結(jié)，上述第2卷掛部件與上述一對副齒條的另一方(67B、68B)連結(jié)。
[0019]另外，在上述發(fā)明中，能夠形成為如下結(jié)構(gòu):上述驅(qū)動源是具有第I栗室(76a)及第2栗室(77a)的雙動活塞式的流體栗(70)，上述動力傳遞部及上述差動部包括:雙動活塞式的一對流體致動器(71U71R)，它們與上述一對安裝部對應設(shè)置，且分別具有第I流體室(82aL、82aR)及第2流體室(83aL、83aR);第I通路(91)，其使上述第I栗室(76a)與一方的上述流體致動器(71L)的上述第I流體室(82aL)連通;第2通路(92)，其使上述第2栗室(77a)與另一方的上述流體致動器(71R)的上述第I流體室(82aR)連通;第3通路(93)，其使一方的上述流體致動器(71L)的上述第2流體室(83aL)與上述第2栗室(77a)連通；以及第4通路(94)，其使另一方的上述流體致動器(71R)的上述第2流體室(83aR)與上述第I栗室(76a)連通。
[0020]另外，為了解決上述課題，本發(fā)明是一種對穿著者的身體的動作進行輔助的動作輔助裝置(I)，其構(gòu)成為具備:至少一對安裝部(3L、3R)，它們安裝于穿著者的身體的左右肢體;單個驅(qū)動源(4、70)，其產(chǎn)生動力；差動部(22、53、63.64,91.94,92.93)，其將上述驅(qū)動源的動力對上述一對安裝部進行分配;動力傳遞部(38、53、60、91.94,92.93)，其將上述驅(qū)動源的動力作為互為反相的運動而傳遞至上述一對安裝部；以及控制裝置(5)，其對上述驅(qū)動源的動力進行如下控制，在安裝有上述一對安裝部的肢體進行互為反相的動作的情況下產(chǎn)生動力，在安裝有上述一對安裝部的肢體進行互為同相的動作的情況下不產(chǎn)生動力。
[0021]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于具備差動部，在同相運動時不產(chǎn)生動力，從而左右肢體的同相運動變得容易。另外，由于具備動力傳遞部，在反相動作時產(chǎn)生動力，從而能夠利用單個驅(qū)動源對左右肢體的反相運動進行輔助。并且，針對一方的安裝部的動力的反作用力傳遞至另一方的安裝部，反作用力不會傳遞至左右肢體以外的部位，因此使用者不會感覺到不舒服。
[0022]發(fā)明效果
[0023]如此，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供如下動作輔助裝置，其能夠使左右肢體的同相運動變得容易、且能夠?qū)Ψ聪鄤幼鬟M行輔助，并且不會因驅(qū)動源的反作用力傳遞至使用者而導致使用者感覺到不舒服。
【附圖說明】
[0024]圖1是表示第I實施方式的步行輔助裝置的穿著狀態(tài)的立體圖。
[0025]圖2是從后方對圖1所示的步行輔助裝置的一部分進行透視觀察的立體圖。
[0026]圖3是圖1所示的步行輔助裝置的腰部后視圖。
[0027]圖4是表示圖1所示的控制裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0028]圖5是差分角的說明圖。
[0029]圖6是第2實施方式的步行輔助裝置的概要結(jié)構(gòu)圖。
[0030]圖7是表示第3實施方式的步行輔助裝置的概要結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0031 ]圖8的(A)是第4實施方式的步行輔助裝置的左視圖，圖8的(B)是后視圖，圖8的(C)是右視圖。
[0032]圖9是圖8所示的流體栗的動作說明圖。
[0033]圖10是圖8所示的流體致動器的動作說明圖。
[0034]圖11是圖8所示的步行輔助裝置的動作說明圖。
[0035]附圖標記說明
[0036]I步行輔助裝置
[0037]2腰部安裝件
[0038]3L、3R 大腿部安裝件
[0039]4電動馬達
[0040]5控制裝置[0041 ] 11腰部支承件
[0042]12L、12R側(cè)框架
[0043]13腰框架
[0044]18外部件
[0045]19內(nèi)部件
[0046]20動力傳遞機構(gòu)
[0047]20L左動力傳遞機構(gòu)
[0048]20R右動力傳遞機構(gòu)
[0049]22差速齒輪機構(gòu)
[0050]25R第I驅(qū)動軸[0051 ] 38反轉(zhuǎn)齒輪
[0052]53軸承(軸支承機構(gòu))
[0053]60主齒條齒輪機構(gòu)
[0054]61主齒輪
[0055]62A第I主齒條
[0056]62B第2主齒條
[0057]63、64副齒條齒輪機構(gòu)
[0058]65、66副齒輪
[0059]67A、68A第I 副齒條
[0060]67B、68B第2副齒條[0061 ] 69L、69R卷掛部件
[0062]70流體栗
[0063]71L、71R流體致動器
[0064]76a第 I 栗室
[0065]77a第 2 栗室
[0066]82aL、82aR第 I 流體室
[0067]83aL、83aR第 2 流體室
[0068]91第I通路
[0069]92第2通路
[0070]93第3通路[0071 ] 94第4通路
【具體實施方式】
[0072]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。此外，為了區(qū)分腿部等的左右，繼附圖標記之后再使用“L”及“R”，在無需區(qū)分左右的情況下，省略該符號“L”及“R”。另夕卜，為了區(qū)分腿部(具體而言為大腿部)的屈曲運動(向前方運動)以及伸展運動(向后方運動)而使用符號“+”及“一”。
[0073]《第i實施方式》
[0074]首先，參照圖1?圖5對第I實施方式所涉及的步行輔助裝置I進行說明。
[0075]如圖1及圖2所示，步行輔助裝置I具備:腰部安裝件2，其安裝于使用者即人P的軀體中的腰部;左右的大腿部安裝件3L、3R，它們與腰部安裝件2連結(jié)成能夠以人P的髖關(guān)節(jié)部為中心而位移，且安裝于人P的腿部中的大腿部;作為驅(qū)動源的單個電動馬達4(電動機)，其設(shè)置于腰部安裝件2，且產(chǎn)生使左右的大腿部安裝件3進行相對位移的動力;控制裝置5，其構(gòu)成為控制電動馬達4的動作;旋轉(zhuǎn)角傳感器6，其對電動馬達4的旋轉(zhuǎn)角度進行檢測；以及電池7，其對電動馬達4及控制裝置5等供給電力。
[0076]腰部安裝件2具備左右的側(cè)框架12U12R、以及配置在腰部的后側(cè)的腰部支承件U。腰部支承件11具備由硬質(zhì)樹脂等剛性材料構(gòu)成的腰框架13(參照圖2)、以及與腰框架13的前部結(jié)合且由纖維等柔軟材料構(gòu)成的未圖示的腰墊、罩部件等。在腰框架13或者腰墊上結(jié)合有帶14，在腰部支承件11配置于腰部后側(cè)的狀態(tài)下將帶14卷繞于使用者的軀體，由此將腰部安裝件2安裝于腰部。左右的側(cè)框架12由硬質(zhì)樹脂形成為中空臂狀，在腰部支承件11配置于腰部的狀態(tài)下從腰部支承件11的左右朝向前方且朝向斜下方伸出，并配置為前端位于髖關(guān)節(jié)部的左右。在本實施方式中，左右的側(cè)框架12固定(牢固地一體化)于腰框架13的左右的端部。在其它實施方式中，左右的側(cè)框架12可以構(gòu)成為與腰框架13分離(經(jīng)由后述的動力傳遞機構(gòu)20而與腰框架13連結(jié))、且與腰墊或者帶14結(jié)合。
[0077]大腿部安裝件3L、3R具備:臂16L、16R，它們以繞左右方向的轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動自如的方式軸支承于對應的側(cè)框架12的前端；以及左右的腿部支承件17L、17R，它們安裝于對應的臂16的下端。臂16由硬質(zhì)樹脂形成，從對應的側(cè)框架12的前端沿大腿部向下方延伸，并能夠在前后方向上轉(zhuǎn)動。腿部支承件17與腰部支承件11同樣地形成為通過將剛性材料與柔軟材料組合而構(gòu)成的帶狀。通過將腿部支承件17纏繞于左右的大腿部而將大腿部安裝件3安裝于腿部。
[0078]如圖2及圖3所示，電動馬達4具備:外部件18，定子一體地設(shè)置于該外部件18;以及內(nèi)部件19(內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)子，參照圖3)，其在外部件18的內(nèi)部被保持為能夠旋轉(zhuǎn)，并一體地具有從外部件18突出的輸出軸19a。電動馬達4配置于腰框架13的左右方向的大致中央。以使得輸出軸19a左右延伸的朝向而將外部件18固定于腰框架13，由此將電動馬達4安裝于腰框架
13。電動馬達4被從電池7供給由控制裝置5控制的電力，由此使內(nèi)部件19及輸出軸19a向圖3中由白色空心箭頭A或者白色空心箭頭B所示的方向旋轉(zhuǎn)，并將與供給電力相應的規(guī)定的輔助動力(輔助扭矩)輸出。
[0079]在腰框架13及左右的側(cè)框架12設(shè)置有動力傳遞機構(gòu)20，該動力傳遞機構(gòu)20為了將電動馬達4的動力傳遞至人P的腿部而將電動馬達4與左右的大腿部安裝件3L、3R(臂16L、16R)連結(jié)。以下，對動力傳遞機構(gòu)20進行詳細說明。
[0080]在電動馬達4的輸出軸19a上一體地設(shè)置有驅(qū)動齒輪21。在驅(qū)動齒輪21上嚙合有構(gòu)成差速齒輪機構(gòu)22(差動齒輪機構(gòu))的環(huán)形齒輪23。在環(huán)形齒輪23上以繞沿半徑方向延伸的軸線旋轉(zhuǎn)自如的方式軸支承有由錐齒輪構(gòu)成的小齒輪24。在本實施方式中，三個小齒輪24以環(huán)形齒輪23的旋轉(zhuǎn)軸為中心等間隔(120度的間隔)地設(shè)置。在這些小齒輪24上嚙合有由錐齒輪構(gòu)成的側(cè)齒輪26L、26R，側(cè)齒輪26L、26R相對于環(huán)形齒輪23配置于同軸上、且分別一體地設(shè)置于左右延伸的一對第I驅(qū)動軸25L、25R的近端。由這些環(huán)形齒輪23、小齒輪24以及左右的側(cè)齒輪26構(gòu)成對左右的大腿部安裝件3L、3R分配電動馬達4的動力的差速齒輪機構(gòu)22。
[0081]差速齒輪機構(gòu)22能夠?qū)㈦妱玉R達4的扭矩均等地分配給左右的第I驅(qū)動軸25L、25R，并且能夠以使得左右的第I驅(qū)動軸25L、25R的旋轉(zhuǎn)速度不同的方式將電動馬達4的旋轉(zhuǎn)分配傳遞至左右的第I驅(qū)動軸25L、25R。以下，將從差速齒輪機構(gòu)22的構(gòu)成左側(cè)輸出端的左側(cè)的第I驅(qū)動軸25L至左側(cè)的大腿部安裝件3L的部分稱為左動力傳遞機構(gòu)20L，將從差速齒輪機構(gòu)22的構(gòu)成右側(cè)輸出端的右側(cè)的第I驅(qū)動軸25R至右側(cè)的大腿部安裝件3R的部分稱為右動力傳遞機構(gòu)20R。
[0082]首先，對左動力傳遞機構(gòu)20L進行說明。在左側(cè)的第I驅(qū)動軸25L的左端一體地設(shè)置有由直徑較小的正齒輪構(gòu)成的小齒輪27L。在該小齒輪27L上嚙合有由直徑較大的正齒輪構(gòu)成的大齒輪29L，該大齒輪29L—體地設(shè)置于與第I驅(qū)動軸25L平行地延伸的第2驅(qū)動軸28L的一端。由這些小齒輪27L及大齒輪29L構(gòu)成減速機構(gòu)30L。第2驅(qū)動軸28L的另一端經(jīng)由鉤式萬向聯(lián)軸器31而與沿腰框架13向前方延伸的第3驅(qū)動軸32L的后端連結(jié)，第3驅(qū)動軸32L的前端經(jīng)由鉤式萬向聯(lián)軸器31而與第4驅(qū)動軸33L的一端連結(jié)。第4驅(qū)動軸33L以與電動馬達4的輸出軸19a平行的方式沿左右延伸，并由腰框架13及左側(cè)的側(cè)框架12L保持為旋轉(zhuǎn)自如。在第4驅(qū)動軸33L的另一端一體地設(shè)置有直徑較大的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部件34L。另外，在以轉(zhuǎn)動自如的方式保持于左側(cè)的側(cè)框架12L的左側(cè)的臂16L的基端，一體地設(shè)置有直徑較小的旋轉(zhuǎn)被動部件35L。在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部件34L及旋轉(zhuǎn)被動部件35L上卷掛有由無端環(huán)狀的傳動帶構(gòu)成的卷掛部件36L，并經(jīng)由卷掛部件36L而將第4驅(qū)動軸33L的旋轉(zhuǎn)傳遞至臂16L。
[0083]接下來，對右動力傳遞機構(gòu)20R進行說明。在右側(cè)的第I驅(qū)動軸25R的右端一體地設(shè)置有由直徑較小的正齒輪構(gòu)成的小齒輪27R。在該小齒輪27R上嚙合有齒數(shù)與小齒輪27R的齒數(shù)相同、且在軸向上比小齒輪27R長的反轉(zhuǎn)齒輪(counter gear)38。在反轉(zhuǎn)齒輪38上嚙合有由直徑較大的正齒輪構(gòu)成的大齒輪29R，該大齒輪29R—體地設(shè)置于與第I驅(qū)動軸25R平行地延伸的第2驅(qū)動軸28R的一端、且配置于相對于小齒輪27R向右側(cè)偏移的位置。由經(jīng)由反轉(zhuǎn)齒輪38而連結(jié)的小齒輪27R及大齒輪29R構(gòu)成減速機構(gòu)30R。從第2驅(qū)動軸28R至右側(cè)的大腿部安裝件3R的剩余部分的結(jié)構(gòu)形成為與左動力傳遞機構(gòu)20L左右對稱。因此，省略關(guān)于對稱部分的重復的說明。
[0084]在差速齒輪機構(gòu)22的右側(cè)的輸出端即右側(cè)的第I驅(qū)動軸25R與右側(cè)的大腿部安裝件3R之間設(shè)置有反轉(zhuǎn)齒輪38，從而動力傳遞機構(gòu)20將電動馬達4的動力作為反相的運動而向左右的大腿部安裝件3傳遞。在左右的大腿部安裝件3的負荷相同而未使差速齒輪機構(gòu)22產(chǎn)生差動的情況下，將右側(cè)的大腿部安裝件3R驅(qū)動為相對于左側(cè)的大腿部安裝件3L朝相反方向轉(zhuǎn)動。
[0085]具體而言、如圖3所示，在電動馬達4的輸出軸19a向由白色空心箭頭A所示的方向旋轉(zhuǎn)的情況下，左側(cè)的臂16L(左側(cè)的第3驅(qū)動軸32L)向與由箭頭A所示的電動馬達4的轉(zhuǎn)動方向相同的方向轉(zhuǎn)動，右側(cè)的臂16R(右側(cè)的第3驅(qū)動軸32R)向與箭頭A所示的電動馬達4的轉(zhuǎn)動方向相反的方向轉(zhuǎn)動。另外，在電動馬達4的輸出軸19a向由箭頭B所示的方向旋轉(zhuǎn)的情況下，左側(cè)的臂16L向與箭頭B所示的電動馬達4的轉(zhuǎn)動方向相同的方向轉(zhuǎn)動，右側(cè)的臂16R向與箭頭B所示的電動馬達4的轉(zhuǎn)動方向相反的方向轉(zhuǎn)動。
[0086]另一方面，由于動力傳遞機構(gòu)20具有差速齒輪機構(gòu)22，從而左右的大腿部安裝件3能夠不使電動馬達4旋轉(zhuǎn)地均向前方或者均向后方轉(zhuǎn)動。即，左右的腿部的同相運動變得容易O
[0087]具體而言，在左右的大腿部安裝件3均向前方轉(zhuǎn)動的情況下，左側(cè)的第3驅(qū)動軸32L向由箭頭B所示的方向旋轉(zhuǎn)，右側(cè)的第3驅(qū)動軸32R向由箭頭A所示的方向旋轉(zhuǎn)，差速齒輪機構(gòu)22的環(huán)形齒輪23并不旋轉(zhuǎn)，左右的第I驅(qū)動軸25L、25R向彼此相反的方向以相等的速度旋轉(zhuǎn)。相反，在左右的大腿部安裝件3均向后方轉(zhuǎn)動的情況下，左側(cè)的第3驅(qū)動軸32L向箭頭A的方向旋轉(zhuǎn)，右側(cè)的第3驅(qū)動軸32R向箭頭B的方向旋轉(zhuǎn)，差速齒輪機構(gòu)22的環(huán)形齒輪23并不旋轉(zhuǎn)，左右的第I驅(qū)動軸25L、25R向彼此相反的方向以相等的速度旋轉(zhuǎn)。
[0088]由此，使用者無需克服齒槽轉(zhuǎn)矩等使電動馬達4旋轉(zhuǎn)(S卩，以低負荷)便能夠進行雙腿的屈曲運動(跪坐動作等)、雙腿的伸展運動(站立動作等)。
[0089]返回到圖1及圖2，在本實施方式中，旋轉(zhuǎn)角傳感器6安裝于電動馬達4，該旋轉(zhuǎn)角傳感器6對內(nèi)部件19相對于外部件18的絕對旋轉(zhuǎn)角度進行檢測，例如由旋轉(zhuǎn)編碼器構(gòu)成。旋轉(zhuǎn)角傳感器6輸出檢測出的表示電動馬達4的絕對旋轉(zhuǎn)角度的信號，并將輸出的信號輸入至控制裝置5。
[0090]控制裝置5由包括收納于腰部安裝件2的CPU、RAM、R0M等的電子電路單元構(gòu)成，并構(gòu)成為執(zhí)行對電動馬達4的動作、甚至作用于人P的輔助力τ的控制處理?？刂蒲b置5構(gòu)成為執(zhí)行規(guī)定的運算處理，意味著構(gòu)成控制裝置5的運算處理裝置(CPU)被編程為從存儲裝置(存儲器)讀取所需的數(shù)據(jù)及應用軟件，并根據(jù)該軟件執(zhí)行該規(guī)定的運算處理。
[0091]電池7例如以固定于構(gòu)成腰部支承件11的多塊布材之間的方式收納于腰部安裝件2，并對控制裝置5及電動馬達4供給電力。此外，控制裝置5及電池7可以分別安裝或者收納于大腿部安裝件3，也可以與步行輔助裝置I相獨立設(shè)置。
[0092]對于這樣構(gòu)成的步行輔助裝置I而言，若將電源接通而進行通電，則控制裝置5以發(fā)揮基于旋轉(zhuǎn)角傳感器6的檢測信號而決定的規(guī)定的輔助力τ(輔助扭矩)的方式對從電池7供給至電動馬達4的電力進行控制，經(jīng)由大腿部安裝件3L、3R且作為規(guī)定的步行輔助力而使電動馬達4的扭矩作用于人P，由此對該人P的步行運動進行輔助。
[0093]接下來，對控制裝置5進行說明。如圖4所示，控制裝置5具備:差分角計算部41，其基于旋轉(zhuǎn)角傳感器6的檢測信號而執(zhí)行后述的運算處理，由此對左右的大腿部安裝件3L、3R的相對角度、即安裝有大腿部安裝件3的左右腿部的髖關(guān)節(jié)部的角度的差分角Θ進行計算；以及輔助力計算部42，其基于由差分角計算部41計算出的差分角Θ而執(zhí)行后述的運算處理，由此計算出針對左右腿部的輔助力τ。
[0094]如圖5所示，差分角Θ是左右的髖關(guān)節(jié)角度0L、0R之差、即左右的髖關(guān)節(jié)部的前后方向上的張開角或者夾角。此外，在從矢狀面的法線方向觀察人P的情況下，將左右的髖關(guān)節(jié)角度9L、0R定義為由表示基本前額面的直線線段與表示大腿部的直線線段所成的角度。將髖關(guān)節(jié)角度9L、0R定義為:在大腿部與基本前額面相比位于屈曲側(cè)(前方)的情況下為正( + )，另一方面，在大腿部與基本前額面相比位于伸展側(cè)(后方)的情況下為負(一)。因此，從一方的腿部(在本實施方式中設(shè)為左腿)的髖關(guān)節(jié)角度9L減去另一方的腿部(右腿)的髖關(guān)節(jié)角度9R所得的值即差分角Θ，在左腿與右腿相比位于屈曲側(cè)(前方)的情況下為正值，在左腿與右腿相比位于伸展側(cè)(后方)的情況下為負值。
[0095]通過旋轉(zhuǎn)角傳感器6檢測內(nèi)部件19相對于外部件18的旋轉(zhuǎn)角度而直接檢測出差分角Θ。即，在控制裝置5中，將差分角Θ為O時的旋轉(zhuǎn)角傳感器6的檢測值設(shè)定及存儲為零值點，差分角計算部41對從旋轉(zhuǎn)角傳感器6檢測出的電動馬達4的旋轉(zhuǎn)角度減去零值點所得的值乘以規(guī)定的轉(zhuǎn)換系數(shù)(齒輪比)而計算出差分角Θ。而且，差分角計算部41以控制裝置5的規(guī)定的運算處理周期執(zhí)行上述運算處理。
[0096]例如，在自差分角Θ為O的狀態(tài)起使用者使左腿與右腿相比向屈曲側(cè)移動了的情況下，電動馬達4的旋轉(zhuǎn)角度自零值點起增加，在差分角計算部41中差分角Θ被作為正值計算出。另一方面，在自差分角Θ為O的狀態(tài)起使用者使右腿與左腿相比向屈曲側(cè)移動了的情況下，電動馬達4的旋轉(zhuǎn)角度自零值點起減小，在差分角計算部41中差分角Θ被作為負值計算出。另外，在自差分角Θ為O的狀態(tài)起使用者使左右腿以同一速度共同向屈曲側(cè)或者共同向伸展側(cè)移動的情況下，電動馬達4的旋轉(zhuǎn)角度保持為零值點不變，差分角計算部41計算出的差分角Θ也保持為O不變。
[0097]輔助力計算部42例如基于由差分角計算部41計算出的差分角Θ而對差分角速度ω進行計算，通過執(zhí)行反正切運算而計算出差分角Θ以及差分角速度ω在相平面上的差分角相位Φ，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)差分角相位Φ而計算出針對左右腿部的輔助力τ?；蛘撸梢孕纬蔀?輔助力計算部42基于差分角Θ而計算出差分角速度ω及步行頻率，進而計算出差分角Θ以及差分角速度ω在相平面上的差分角相位Φ，并且計算出以與步行頻率相應的固有振動頻率而與差分角相位Φ同步地振動的相位振子的振子相位Φ c，在此基礎(chǔ)上，基于差分角相位Φ及振子相位Φ c而計算出針對左右腿部的輔助力τ。
[0098]輔助力計算部42以該方式對輔助力τ進行計算，從而在安裝有左右的大腿部安裝件3的腿部進行互為反相的動作的情況下，因差分角Θ發(fā)生變化而計算出正(+、屈曲側(cè))或者負(一、伸展側(cè))的輔助力τ，使電動馬達4產(chǎn)生動力。另一方面，在肢體進行互為同相的動作的情況下，因差分角Θ未發(fā)生變化而將輔助力τ計算為O，不使電動馬達4產(chǎn)生動力。
[0099]參照圖3進行說明，電動馬達4的扭矩在通過差速齒輪機構(gòu)22對左右的大腿部安裝件3L、3R均等分配之后被反轉(zhuǎn)齒輪38傳遞為反相的運動。另外，電動馬達4的旋轉(zhuǎn)通過差速齒輪機構(gòu)22而被以與負荷相應的旋轉(zhuǎn)速度對左右的大腿部安裝件3L、3R分配并傳遞。
[0100]如此，步行輔助裝置I具備:產(chǎn)生動力的作為驅(qū)動源的單個電動馬達4;將電動馬達4的動力對左右的大腿部安裝件3分配的作為差動部的差速齒輪機構(gòu)22;以及將電動馬達4的動力作為互為反相的運動而對左右的大腿部安裝件3傳遞的動力傳遞機構(gòu)20，從而能夠使左右腿部的同相運動變得容易，并且能夠利用單個電動馬達4輔助左右腿部的反相運動。另外，針對一方的大腿部安裝件3的動力的反作用力傳遞至另一方的大腿部安裝件3，反作用力不會傳遞至腰部、即左右腿部以外的部位，因此使用者不會感覺到不舒服。另外，無需提高腰部安裝件2的剛性，馬達的規(guī)格變更也是容易的。
[0101]另外，由差速齒輪機構(gòu)22構(gòu)成差動部，將電動馬達4的動力作為互為反相的運動而對左右的大腿部安裝件3傳遞的機構(gòu)，構(gòu)成為在作為差動齒輪機構(gòu)的差速齒輪機構(gòu)22的一方的輸出端即右側(cè)的第I驅(qū)動軸25R與右側(cè)的大腿部安裝件3R之間設(shè)置的反轉(zhuǎn)齒輪38，因此能夠以簡單的結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)動力傳遞機構(gòu)20。
[0102]《第2實施方式》
[0103]接下來，參照圖6對第2實施方式所涉及的步行輔助裝置I進行說明。此外，對形態(tài)或功能與第I實施方式相同或等同的要素標注相同的附圖標記，并省略重復的說明。在以下實施方式中也一樣。
[0104]對于本實施方式的步行輔助裝置I而言，主要是動力傳遞機構(gòu)20的結(jié)構(gòu)與第I實施方式不同。在本實施方式中，單個電動馬達4組裝于動力傳遞機構(gòu)20。另外，在電動馬達4的輸出軸19a的突出側(cè)(圖示例子中為左側(cè))一體地設(shè)置有減速機構(gòu)51。由電動馬達4和減速機構(gòu)51構(gòu)成一體的電動馬達單元52。
[0105]電動馬達4可以是永磁鐵勵磁，也可以是電磁鐵勵磁，在永磁鐵勵磁的情況下，外部件18和內(nèi)部件19的任一方都可以是電樞。電動馬達4因被供給電力而產(chǎn)生使外部件18與內(nèi)部件19進行相對旋轉(zhuǎn)的扭矩。減速機構(gòu)51并非必需的結(jié)構(gòu)要素，可以是公知的任何機構(gòu)。
[0106]電動馬達單元52在電動馬達4的輸出軸19a的軸線方向的兩端部經(jīng)由軸承53而以能夠旋轉(zhuǎn)的方式保持于腰框架13。即，電動馬達4的外部件18及減速機構(gòu)51的殼體部分經(jīng)由軸承53而以能夠旋轉(zhuǎn)的方式保持于腰框架13。
[0107]在電動馬達單元52的左端，減速機構(gòu)51的輸出軸(S卩，電動馬達單元52的輸出軸(以下稱為第I輸出軸52a))設(shè)置為向左側(cè)突出。在電動馬達單兀52的與第I輸出軸52a相反的右側(cè)的端面，以與第I輸出軸52a同軸且向右側(cè)突出的方式設(shè)置有第2輸出軸52b。第2輸出軸52b固定(一體形成)于電動馬達4的外部件18的右端面。
[0108]以下，將動力傳遞機構(gòu)20中的、從電動馬達單元52的左側(cè)的第I輸出軸52a至左側(cè)的大腿部安裝件3L的部分稱為左動力傳遞機構(gòu)20L，將從電動馬達單元52的右側(cè)的第2輸出軸52b至右側(cè)的大腿部安裝件3R的部分稱為右動力傳遞機構(gòu)20R。
[0109]在左動力傳遞機構(gòu)20L中，第I輸出軸52a經(jīng)由軸承54而被腰框架13以及左側(cè)的側(cè)框架12L中的至少一方保持為能夠旋轉(zhuǎn)，在其左端一體地設(shè)置有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部件34L。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部件34L經(jīng)由卷掛部件36L而將電動馬達4的扭矩傳遞至在左側(cè)的臂16L的基端一體地設(shè)置的旋轉(zhuǎn)被動部件35L。
[0110]在右動力傳遞機構(gòu)20R中，第2輸出軸52b經(jīng)由軸承54而被腰框架13以及右側(cè)的側(cè)框架12R中的至少一方保持為能夠旋轉(zhuǎn)，在其右端一體地設(shè)置有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部件34R。旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部件34R經(jīng)由卷掛部件36R而將電動馬達4的扭矩傳遞至在右側(cè)的臂16R的基端一體地設(shè)置的旋轉(zhuǎn)被動部件35R。
[0111]接下來，對動力傳遞機構(gòu)20的工作進行說明。此處，出于簡單的目的，設(shè)為沒有設(shè)置減速機構(gòu)51的結(jié)構(gòu)而進行說明。
[0112]若電動馬達4產(chǎn)生動力，則將均等且互為反向的扭矩傳遞至外部件18及內(nèi)部件19。即，將電動馬達單元52保持為能夠旋轉(zhuǎn)的軸承53，構(gòu)成將電動馬達4的動力對左右的大腿部安裝件3L、3R分配的差動部，并且構(gòu)成將電動馬達4的動力作為互為反相的運動而傳遞至左右的大腿部安裝件3L、3R的機構(gòu)。因軸承53的存在而將對第I輸出軸52a及第2輸出軸52b分配的電動馬達4的動力經(jīng)由分別對應的左動力傳遞機構(gòu)20L或者右動力傳遞機構(gòu)20R傳遞至左右的大腿部安裝件3。
[0113]而且，由于動力傳遞機構(gòu)20具有軸承53，從而左右的大腿部安裝件3能夠不使電動馬達4旋轉(zhuǎn)(不使外部件18及內(nèi)部件19進行相對旋轉(zhuǎn))地均向前方或均向后方轉(zhuǎn)動。即，左右腿部的同相運動變得容易。
[0114]具體而言，在左右的大腿部安裝件3均向前方轉(zhuǎn)動的情況下，外部件18及內(nèi)部件19相對于旋轉(zhuǎn)被動部件35、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部件34等在同一方向上彼此以相等的速度旋轉(zhuǎn)。在左右的大腿部安裝件3均向后方轉(zhuǎn)動的情況下也一樣，外部件18及內(nèi)部件19相對于旋轉(zhuǎn)被動部件35、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部件34等在同一方向上彼此以相等的速度旋轉(zhuǎn)。
[0115]由此，使用者無需克服齒槽轉(zhuǎn)矩等使電動馬達4旋轉(zhuǎn)(S卩，以較低負荷)便能夠進行雙腿的屈曲運動(跪坐動作等)、雙腿的伸展運動(站立動作等)。
[0116]如此，差動部及動力傳遞部包括:軸承53，其將電動馬達4的外部件18以旋轉(zhuǎn)自如的方式保持于腰框架13;右動力傳遞機構(gòu)20R，其將外部件18與右側(cè)的大腿部安裝件3R連結(jié)；以及左動力傳遞機構(gòu)20L，其將內(nèi)部件19與左側(cè)的大腿部安裝件3L連結(jié)，從而能夠以簡單的結(jié)構(gòu)而實現(xiàn)動力傳遞機構(gòu)20。
[0117]《第3實施方式》
[0118]接下來，參照圖7對第3實施方式所涉及的步行輔助裝置I進行說明。此外，圖7示意性地示出了步行輔助裝置I的腰部，并省略動力傳遞路徑的方向轉(zhuǎn)換機構(gòu)。因此，將應當朝向下方且相互平行地延伸的左右的臂16L、16R表示為朝向左右側(cè)延伸。
[0119]在本實施方式的步行輔助裝置I中，也主要是動力傳遞機構(gòu)20的結(jié)構(gòu)與上述實施方式不同。在本實施方式中，在固定于腰框架13的電動馬達4的輸出軸19a上一體地安裝有主齒條齒輪機構(gòu)60的主齒輪61。另外，以隔著主齒輪61的方式互相平行地對置配置、且與主齒輪61嚙合的第I主齒條62A及第2主齒條62B能夠在左右方向上滑動地設(shè)置在腰框架13上。若主齒輪61由電動馬達4驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，則第I主齒條62A及第2主齒條62B被朝左右的互不相同的方向驅(qū)動。
[0120]在各主齒條62上設(shè)置有副齒條齒輪機構(gòu)63、64。各副齒條齒輪機構(gòu)63、64由如下部件構(gòu)成:副齒輪65、66，它們以旋轉(zhuǎn)自如的方式保持于對應的主齒條62;以及第I副齒條67A、68A和第2副齒條67B、68B，它們以隔著副齒輪65、66而互相平行地對置配置、且能夠在左右方向上滑動的方式設(shè)置于對應的主齒條62，并與副齒輪65、66嚙合。第I副齒條67A、68A及第2副齒條67B、68B與對應的副齒輪65、66嚙合，因此僅朝互不相同的方向移動。利用未圖示的扭轉(zhuǎn)螺旋彈簧等施力單元對各副齒輪65、66朝使得第I副齒條67A、68A向右側(cè)移動、且使得第2副齒條67B、68B向左側(cè)移動的方向施力。
[0121]旋轉(zhuǎn)被動部件35L—體地設(shè)置于構(gòu)成左側(cè)的大腿部安裝件3L的左側(cè)的臂16L的基端，在該旋轉(zhuǎn)被動部件35L上卷掛有由具有端部的傳動帶構(gòu)成的左側(cè)的卷掛部件69L。卷掛部件69L的一端與設(shè)置于第I主齒條62A的第I副齒條67A結(jié)合，卷掛部件69L的另一端與設(shè)置于第2主齒條62B的第I副齒條68A結(jié)合。
[0122]旋轉(zhuǎn)被動部件35R—體地設(shè)置于構(gòu)成右側(cè)的大腿部安裝件3R的右側(cè)的臂16R的基端，在該旋轉(zhuǎn)被動部件35R上卷掛有由具有端部的傳動帶構(gòu)成的右側(cè)的卷掛部件69R。卷掛部件69R的一端與設(shè)置于第I主齒條62A的第2副齒條67B結(jié)合，卷掛部件69R的另一端與設(shè)置于第2主齒條62B的第2副齒條68B結(jié)合。
[0123]以下，對這樣構(gòu)成的動力傳遞機構(gòu)20的工作進行說明。
[0124]將電動馬達4的動力作為互為反向的運動而從主齒輪61傳遞至第I主齒條62A及第2主齒條62B、進而傳遞至左右的大腿部安裝件3L、3R。在左右的大腿部安裝件3的負荷相同、且副齒條齒輪機構(gòu)63、64未使左右的卷掛部件69L、69R產(chǎn)生差動的情況下，當主齒輪61向箭頭A的方向旋轉(zhuǎn)時，利用卷掛于向箭頭A的方向移動的一對主齒條62的左側(cè)的卷掛部件69L將左側(cè)的臂16L驅(qū)動為向箭頭A所示的前方轉(zhuǎn)動，同樣地利用卷掛于一對主齒條62的右側(cè)的卷掛部件69R將右側(cè)的臂16R驅(qū)動為向箭頭A所示的后方轉(zhuǎn)動。當主齒輪61向箭頭B的方向旋轉(zhuǎn)時，左右的臂16L、16R分別向箭頭B的方向轉(zhuǎn)動。
[0125]另一方面，動力傳遞機構(gòu)20具有一對副齒條齒輪機構(gòu)63、64，左側(cè)的卷掛部件69L分別卷掛于各第I副齒條67A、68A，右側(cè)的卷掛部件69R分別卷掛于各第2副齒條67B、68B。因此，左右的大腿部安裝件3能夠不使電動馬達4旋轉(zhuǎn)地均向前方或者均向后方轉(zhuǎn)動，從而左右腿部的同相運動變得容易。
[0126]具體而言，在左側(cè)的臂16L向箭頭A所示的前方轉(zhuǎn)動、且右側(cè)的臂16R向箭頭B所示的前方轉(zhuǎn)動的情況下，主齒條齒輪機構(gòu)60并未工作，紙面上側(cè)的副齒條齒輪機構(gòu)63的第I副齒條67A向右側(cè)(施力單元的施力方向)移動，紙面下側(cè)的副齒條齒輪機構(gòu)64的第I副齒條68A向左側(cè)(與施力單元的施力方向相反的方向)移動。另一方面，在左側(cè)的臂16L向箭頭B所示的后方轉(zhuǎn)動、且右側(cè)的臂16R向箭頭A所示的后方轉(zhuǎn)動的情況下，主齒條齒輪機構(gòu)60并未工作，上側(cè)的副齒條齒輪機構(gòu)63的第I副齒條67A向左側(cè)(與施力單元的施力方向相反的方向)移動，下側(cè)的副齒條齒輪機構(gòu)64的第I副齒條68A向右側(cè)(施力單元的施力方向)移動。
[0127]由此，使用者無需克服齒槽轉(zhuǎn)矩等使電動馬達4旋轉(zhuǎn)(S卩，以較低負荷)便能夠進行雙腿的屈曲運動(跪坐動作等)、雙腿的伸展運動(站立動作等)。
[0128]即使差動部及動力傳遞部以該方式構(gòu)成也能夠獲得與上述實施方式相同的作用效果。
[0129]《第4實施方式》
[0130]接下來，參照圖8?圖11對第4實施方式所涉及的步行輔助裝置I進行說明。
[0131]如圖8所示，在本實施方式的步行輔助裝置I中，在腰部安裝件2的腰框架13上設(shè)置有作為驅(qū)動源的雙動活塞式的流體栗70，在腰部安裝件2的左右的側(cè)框架12L、12R和與此對應的大腿部安裝件3的左右的臂16L、16R的連結(jié)部設(shè)置有雙動活塞式的左右的流體致動器71L、71R。
[0132]—并如圖9所示，流體栗70具有:電動馬達73，其固定于腰框架13;擺動臂74，其固定于電動馬達73的輸出軸73a;活塞桿75，其與擺動臂74所具有的端部卡合，并被驅(qū)動為在左右方向上移動；以及左右的缸體76、77，它們具有左右配置的第I栗室76a及第2栗室77a，通過活塞桿75的左右方向上的移動而以使得兩栗室76a、77a的合計體積大致保持恒定的方式分別使第I栗室76a及第2栗室77a的體積發(fā)生變化。在本實施方式中，左右的缸體76、77分別由波紋管構(gòu)成。在兩個栗室76a、77a封入有由氣體或液體構(gòu)成的工作流體。在電動馬達73與擺動臂74之間可以適當?shù)貖A裝減速器。
[0133]如圖8及圖1O所示，各流體致動器71具有:殼體81，其固定于側(cè)框架12;前后的缸體82、83，它們具有第I流體室82a及第2流體室83a，以從前后夾著臂16的方式配置于殼體81內(nèi)、且通過臂16的前后方向的轉(zhuǎn)動而以使兩流體室82a、83a的合計體積大致保持恒定的方式使第I流體室82a及第2流體室83a的體積分別發(fā)生變化。即，因工作流體的吸入排出而使得第I流體室82a及第2流體室83a的體積發(fā)生變化，由此使得臂16前后轉(zhuǎn)動。在本實施方式中，前后的缸體82、83也分別由波紋管構(gòu)成。在第I流體室82a及第2流體室83a中也封入有工作流體。
[0134]如圖11所示，流體栗70及左右的流體致動器71通過多個流體通路(91?94)連接。具體而言，第I栗室76a與左側(cè)的流體致動器71L的第I流體室82aL通過第I通路91連通。第2栗室77a與右側(cè)的流體致動器71R的第I流體室82aR通過第2通路92連通。左側(cè)的流體致動器71L的第2流體室83aL與第2栗室77a通過第3通路93連通。右側(cè)的流體致動器71R的第2流體室83aR與第I栗室76a通過第4通路94連通。
[0135]在本實施方式中，第I通路91與第4通路94的第I栗室76a側(cè)部分通用，第2通路92與第3通路93的第2栗室77a側(cè)部分通用。
[0136]接下來，對驅(qū)動源及動力傳遞部以該方式構(gòu)成的步行輔助裝置I的工作進行說明。
[0137]首先，在左右的大腿部安裝件3的負荷相同的情況下，電動馬達73被驅(qū)動而例如使得擺動臂74向白色空心箭頭A所示的右側(cè)擺動，當?shù)贗栗室76a的體積擴大且第2栗室77a的體積縮小時，如白色空心箭頭所示，第2栗室77a內(nèi)的流體被等量分配至第2通路92及第3通路93，進而流入至右側(cè)的流體致動器71R的第I流體室82aR以及左側(cè)的流體致動器71L的第2流體室83aL。同時，從右側(cè)的流體致動器71R的第2流體室83aR以及左側(cè)的流體致動器71L的第I流體室82aL流出的等量流體通過第4通路94及第I通路91而流入至第I栗室76a。由此，左側(cè)的臂16L向白色空心箭頭A所示的前方轉(zhuǎn)動，右側(cè)的臂16R向白色空心箭頭A所示的后方轉(zhuǎn)動。此外，施加于左右的臂16的扭矩均等。
[0138]另一方面，第I通路91與第4通路94相互連通，第2通路92與第3通路93相互連通，因此左右的大腿部安裝件3能夠不使電動馬達4旋轉(zhuǎn)地均向前方或者均向后方轉(zhuǎn)動，左右的腿部的同相運動變得容易。
[0139]具體而言，在左右的臂16L、16R均向涂黑箭頭B所示的后方轉(zhuǎn)動的情況下，第I栗室76a及第2栗室77a中并未出現(xiàn)工作流體的流入及流出，如涂黑箭頭所示，工作流體從右側(cè)的流體致動器71R的第2流體室83aR向左側(cè)的流體致動器71L的第I流體室82aL移動，并且從左側(cè)的流體致動器71L的第2流體室83aL向右側(cè)的流體致動器71R的第I流體室82aR移動。在左右的臂16L、16R均向前方轉(zhuǎn)動的情況下也一樣，第I栗室76a及第2栗室77a中并未出現(xiàn)工作流體的流入及流出，工作流體僅在左右的流體致動器71之間移動。
[0140]由此，使用者無需克服齒槽轉(zhuǎn)矩等使電動馬達4旋轉(zhuǎn)(S卩，以較低負荷)便能夠進行雙腿的屈曲運動(跪坐動作等)、雙腿的伸展運動(站立動作等)。
[0141]此外，在圖示例子中，第I通路91及第4通路94、以及第2通路92及第3通路93具有通用部分而與流體栗70連通且相互連通，但也可以不具有通用部分而分別與第I栗室76a、第2栗室77a連接、并經(jīng)由第I栗室76a、第2栗室77a而相互連通。
[0142]即使差動部及動力傳遞部以該方式構(gòu)成也能夠獲得與上述實施方式相同的作用效果。
[0143]以上對具體的實施方式進行了說明，但本發(fā)明并不限定于上述實施方式，能夠?qū)嵤┐蠓淖冃巍?br>[0144]例如，在上述實施方式中，作為一例且作為對左右腿部的步行動作進行輔助的步行輔助裝置I而進行了動作輔助裝置的說明，但還能夠設(shè)為對左右的腕部的步行動作進行輔助的動作輔助裝置、對步行動作以外的腿部或者腕部的動作進行輔助的動作輔助裝置。
[0145]另外，在上述實施方式中，左右的大腿部安裝件3L、3R分別以轉(zhuǎn)動自如的方式與腰部安裝件2的框架部分連結(jié)，但腰部安裝件2也可以不具有框架而是僅由帶14構(gòu)成、且左右的大腿部安裝件3L、3R直接以轉(zhuǎn)動自如的方式連結(jié)。在該情況下，可以分別針對左右的大腿部安裝件3L、3R而設(shè)置驅(qū)動源、電池7等，也可以在左右的大腿部安裝件3L、3R的一方集中設(shè)置驅(qū)動源、電池7等。
[0146]無論在何種實施方式中，都可以取代電動馬達4而使用液壓馬達、氣壓馬達等能夠?qū)敵鲞M行控制的其它驅(qū)動源。另外，驅(qū)動源可以在輸出軸具備減速器。另外，在第I實施方式中，可以取代設(shè)置反轉(zhuǎn)齒輪38而通過對左右的卷掛部件(傳動帶)36R、36L的任一方進行交叉掛設(shè)來使旋轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)。
[0147]除此之外，對于上述實施方式中示出的部件、部位的具體結(jié)構(gòu)、配置、數(shù)量、角度、控制方法等，只要處于未脫離本發(fā)明的主旨的范圍就可以適當?shù)刈兏?。另外，對于上述實施方式中示出的各結(jié)構(gòu)要素，并非必需所有結(jié)構(gòu)要素，能夠?qū)λ鼈冞m當?shù)剡M行選擇、組合。
【主權(quán)項】
1.一種動作輔助裝置，其對穿著者的身體的動作進行輔助，其特征在于，具備: 至少一對安裝部，它們安裝于穿著者的身體的左右肢體； 單個驅(qū)動源，其產(chǎn)生動力； 差動部，其將所述驅(qū)動源的動力對所述一對安裝部分配；以及 動力傳遞部，其將所述驅(qū)動源的動力作為互為反相的運動而對所述一對安裝部傳遞。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動作輔助裝置，其特征在于， 所述驅(qū)動源是電動機， 所述差動部包括差動齒輪機構(gòu)， 所述動力傳遞部包括反轉(zhuǎn)齒輪，該反轉(zhuǎn)齒輪設(shè)置于所述差動齒輪機構(gòu)的一方的輸出端與對應的安裝部之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動作輔助裝置，其特征在于， 所述驅(qū)動源是電動機，該電動機具有外部件、以及以旋轉(zhuǎn)自如的方式保持于該外部件的內(nèi)部件， 所述差動部及所述動力傳遞部包括:軸支承機構(gòu)，其將所述外部件以旋轉(zhuǎn)自如的方式保持于固定框架;第I傳遞機構(gòu)，其將所述外部件與所述一對安裝部的一方連結(jié)；以及第2傳遞機構(gòu)，其將所述內(nèi)部件與所述一對安裝部的另一方連結(jié)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動作輔助裝置，其特征在于， 所述驅(qū)動源是電動機， 所述動力傳遞部包括:主齒條齒輪機構(gòu)，其包括通過所述電動機驅(qū)動旋轉(zhuǎn)的主齒輪、以及通過該主齒輪向互不相同的方向驅(qū)動的一對主齒條;第I卷掛部件，其與所述一對安裝部的一方對應設(shè)置，并卷掛于所述一對主齒條之間；以及第2卷掛部件，其與所述一對安裝部的另一方對應設(shè)置，并卷掛于所述一對主齒條之間， 所述差動部包括分別設(shè)置于所述一對主齒條的每一個主齒條的一對副齒條齒輪機構(gòu)，各副齒條齒輪機構(gòu)包括以旋轉(zhuǎn)自如的方式保持于所述一對主齒條的對應的主齒條的副齒輪、以及以向互不相同的方向移動的方式與所述副齒輪嚙合的一對副齒條，在各副齒條齒輪機構(gòu)中，所述第I卷掛部件與所述一對副齒條的一方連結(jié)，所述第2卷掛部件與所述一對副齒條的另一方連結(jié)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動作輔助裝置，其特征在于， 所述驅(qū)動源是具有第I栗室及第2栗室的雙動活塞式的流體栗， 所述動力傳遞部及所述差動部包括:雙動活塞式的一對流體致動器，它們與所述一對安裝部對應設(shè)置，且分別具有第I流體室及第2流體室;第I通路，其使所述第I栗室與一方的所述流體致動器的所述第I流體室連通;第2通路，其使所述第2栗室與另一方的所述流體致動器的所述第I流體室連通;第3通路，其使一方的所述流體致動器的所述第2流體室與所述第2栗室連通；以及第4通路，其使另一方的所述流體致動器的所述第2流體室與所述第I栗室連通。6.—種動作輔助裝置，其對穿著者的身體的動作進行輔助，其特征在于，具備: 至少一對安裝部，它們安裝于穿著者的身體的左右肢體； 單個驅(qū)動源，其產(chǎn)生動力； 差動部，其將所述驅(qū)動源的動力對所述一對安裝部進行分配； 動力傳遞部，其將所述驅(qū)動源的動力作為互為反相的運動而傳遞至所述一對安裝部；以及 控制裝置，其對所述驅(qū)動源的動力進行如下控制，在安裝有所述一對安裝部的肢體進行互為反相的動作的情況下產(chǎn)生動力，在安裝有所述一對安裝部的肢體進行互為同相的動作的情況下不產(chǎn)生動力。
【文檔編號】A61H3/00GK106063759SQ201610257388
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月22日 公開號201610257388.2, CN 106063759 A, CN 106063759A, CN 201610257388, CN-A-106063759, CN106063759 A, CN106063759A, CN201610257388, CN201610257388.2
【發(fā)明人】島田圭, 竹中透
【申請人】本田技研工業(yè)株式會社