本發(fā)明涉及，支援穿戴者進(jìn)行的體力工作的動作支援裝置，進(jìn)一步，涉及具備用于重貨的舉起、裝貨、卸貨以及搬運(yùn)工作的支援的被穿戴在上半身的重體力工作用的動力輔助服的動作支援裝置。

背景技術(shù)：

作為由穿戴者穿戴，從而能夠追隨穿戴者的運(yùn)動來輔助動作的裝置，例如，專利文獻(xiàn)1所公開的動作支援裝置被周知。

動作支援裝置，輔助穿戴者的動作，例如，在護(hù)理人員使臥床不起的需要護(hù)理的人立起時(shí)、以及倉庫內(nèi)進(jìn)行貨物的卸貨時(shí)等的、重負(fù)荷施加到手臂以及腳時(shí)使用。

并且，除了護(hù)理等的輕體力工作以外，還設(shè)想在工廠以及工程現(xiàn)場等進(jìn)行舉起并搬運(yùn)重貨的工作等的重體力工作的情況，如專利文獻(xiàn)2、專利文獻(xiàn)3、或?qū)＠墨I(xiàn)4等所記載，裝置結(jié)構(gòu)根據(jù)該目的而不同的各種動作支援裝置被周知。

根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，若由動作支援裝置舉起重貨，則需要使裝置結(jié)構(gòu)變大，也需要加強(qiáng)電動機(jī)等，因此，其結(jié)構(gòu)成為大型化、重量化。因此，穿戴者本身難以支撐裝置，需要使下半身部分的結(jié)構(gòu)變?yōu)榉€(wěn)重。

所述專利文獻(xiàn)2至4的動作支援裝置的構(gòu)造為，均為面向比較重負(fù)荷而被構(gòu)成，具有穿戴者穿戴的上半身用的動力輔助服，具備支撐該動力輔助服的基臺。而且，在該基臺，設(shè)置有車輪，被構(gòu)成為，由穿戴者操作，從而在某種程度的范圍內(nèi)能夠移動。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2014－33778號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開平9－234684號公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2006－51190號公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本專利第4886392號公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

但是，該結(jié)構(gòu)的動作支援裝置，需要載置基臺的地板面為水平的平滑面，存在的問題是，在具有臺階的地點(diǎn)以及斜面等不能使用。

并且，若使作為上半身部分的動力輔助服變大，則支撐該動力輔助服的基臺與重量分配的平衡變壞，產(chǎn)生動力輔助裝置的跌倒的問題等。因此，需要按照與用途對應(yīng)的動力輔助服的重量，考慮基臺的重量平衡。基臺的大型、重量化，因與設(shè)置的地板面的關(guān)系，而導(dǎo)致用途的限制變大，因此，存在的問題是，不能設(shè)想過大的貨物的卸貨來設(shè)計(jì)。

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)課題是提供，解決所述問題、能夠廣泛地使用于各種地板面且沒有跌倒的問題的、具備穿戴在上半身的動力輔助服的動作支援裝置。

用于解決課題的手段

本發(fā)明提供，為了解決所述技術(shù)課題，本發(fā)明提供以下的結(jié)構(gòu)的動作支援裝置。

本發(fā)明的動作支援裝置，其中，具備：懸掛部，在水平方向上能夠移動；動力輔助服，包括穿戴部、手臂單元以及移動操作部，該動作支援裝置以追隨穿戴者的運(yùn)動的方式進(jìn)行動作來輔助穿戴者的運(yùn)動，所述穿戴部被穿戴在穿戴者的軀體上部，所述手臂單元以至少一部分沿著所述穿戴者的臂部的方式而被配置在所述穿戴部來產(chǎn)生輔助動力，該輔助動力用于在追隨所述穿戴者的臂部的運(yùn)動的方向上輔助該運(yùn)動，所述移動操作部進(jìn)行所述懸掛部的水平方向的動作；以及垂下部件，被設(shè)置為從所述懸掛部垂下，與所述動力輔助服的穿戴部連結(jié)，以規(guī)定的張力從上方懸掛所述動力輔助服。

所述懸掛部，由包括能夠回旋且能夠變更傾斜角的吊桿的起重機(jī)構(gòu)成，所述垂下部件是，能夠從所述起重機(jī)放出的纜線，據(jù)此，能夠在廣范圍內(nèi)移動，能夠擴(kuò)大動作支援裝置的工作區(qū)。

還具備張力控制部，所述張力控制部進(jìn)行所述垂下部件的張力控制，以使懸掛被穿戴在所述穿戴者的動力輔助服的所述垂下部件的張力成為規(guī)定值，據(jù)此，能夠確實(shí)且安全地懸掛動力輔助服，更有效地進(jìn)行動作支援裝置的工作。

所述張力控制部，具有被穿戴在所述穿戴者的腿部來測量由所述穿戴者施加的載荷重量的載荷重量測量部，根據(jù)所述載荷重量測量部的輸出進(jìn)行所述垂下部件的張力控制，據(jù)此，能夠按照舉起貨物時(shí)等的張力的變化調(diào)整懸掛張力。

所述張力控制部，根據(jù)所述手臂單元的所述輔助動力的值，決定所述張力的規(guī)定值，據(jù)此，能夠?qū)⑴e起貨物時(shí)等的負(fù)荷的增加反映到懸掛張力，能夠確實(shí)且安全地懸掛動力輔助服。

還具備下肢穿戴單元，所述下肢穿戴單元包括下部穿戴部、腿鏈接部以及腳載置部，所述下部穿戴部，被固定在所述穿戴者的體干而被穿戴，所述腿鏈接部，包括能夠伸屈的膝蓋關(guān)節(jié)部，所述腳載置部，經(jīng)由踝關(guān)節(jié)部與所述腿鏈接部連結(jié)，載置并固定所述利用者的腳，所述載荷重量測量部，被設(shè)置在所述下肢穿戴單元的所述腳載置部的上面，據(jù)此，由下肢穿戴單元能夠輔助施加到穿戴者的下肢的負(fù)擔(dān)，能夠提高安全性。

并且，所述懸掛部，由在所述穿戴者的上方被設(shè)置為垂下的滑車構(gòu)成，所述垂下部件，由纏繞所述滑車的纜線構(gòu)成，在所述纜線的沒有與所述動力輔助服連結(jié)的一側(cè)的一端設(shè)置有重錘，據(jù)此，能夠以簡單的結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對動力輔助服的穿戴者的負(fù)荷減輕。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明，不是由基臺等從下方支撐的結(jié)構(gòu)，而是從懸掛部由垂下部件懸掛動力輔助服來支撐，因此，即使穿戴電動機(jī)以及框架等被構(gòu)成為穩(wěn)重的重負(fù)荷用的動力輔助服，穿戴者也能夠支撐它，能夠廣泛地使用于各種地板面，不發(fā)生跌倒的問題。

附圖說明

圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施例涉及的動作支援裝置的結(jié)構(gòu)例的示意圖。

圖2是示出本發(fā)明的實(shí)施例涉及的動作支援裝置的其他的結(jié)構(gòu)例的示意圖。

圖3是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例涉及的動作支援裝置的結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。

圖4是示出用于圖3的動作支援裝置的動力輔助服的結(jié)構(gòu)的平面圖。

圖5是示出用于圖3的動作支援裝置的下肢穿戴單元的結(jié)構(gòu)的平面圖。

圖6是用于圖3的動作支援裝置的下肢穿戴單元的驅(qū)動控制的功能框圖。

圖7是示出用于圖3的動作支援裝置的動力輔助服的控制結(jié)構(gòu)的框圖。

具體實(shí)施方式

以下，對于本發(fā)明的實(shí)施例涉及的動作支援裝置，參照附圖進(jìn)行說明。

而且，以下說明的實(shí)施例，都示出總括性或具體的例子。以下的實(shí)施例示出的數(shù)值、形狀、材料、構(gòu)成要素、構(gòu)成要素的配置位置及連接形態(tài)、步驟以及步驟的順序等是一個(gè)例子而不是限定本發(fā)明的宗旨。并且，對于以下的實(shí)施例的構(gòu)成要素中的、示出最上位概念的實(shí)施方案中沒有記載的構(gòu)成要素，作為任意的構(gòu)成要素而被說明。

(實(shí)施例)

圖1是示出本發(fā)明的實(shí)施例涉及的動作支援裝置的結(jié)構(gòu)例的示意圖。本發(fā)明涉及的動作支援裝置100的基本實(shí)施方式是如下的結(jié)構(gòu)，即，被穿戴在操作人員(穿戴者)OP的軀體上部的、沿著操作人員OP的臂部H而被配置的以追隨臂部H的運(yùn)動的方式輔助操作人員的動作的動力輔助服101被保持為從懸掛部102由垂下部件103懸掛的狀態(tài)。

動力輔助服101具備，由操作人員OP穿戴的穿戴部104，操作人員OP本身例如以立位狀態(tài)保持它。穿戴部104，用于輔助操作人員OP的手臂的運(yùn)動，因此，從人類工程學(xué)的觀點(diǎn)來優(yōu)選的是，以背負(fù)的方式被穿戴在上半身軀干的背面。并且，動力輔助服101具備，從操作人員的肩膀附近沿著臂部而被設(shè)置，在追隨操作人員OP的臂部的運(yùn)動的方向上產(chǎn)生輔助該運(yùn)動的輔助動力的一對手臂單元105。手臂單元，具有至少一個(gè)關(guān)節(jié)，并且，檢測操作人員OP的運(yùn)動，以沿著操作人員OP的運(yùn)動的方式驅(qū)動，對操作人員的動作進(jìn)行動力輔助。因此，操作人員OP，能夠容易進(jìn)行以自力不能舉起的重貨的卸貨等。

懸掛部102，為了輔助由操作人員OP的動力輔助服101的保持，而保持為經(jīng)由垂下部件103懸掛動力輔助服101的狀態(tài)。也就是說，若動力輔助服101為了對應(yīng)重貨而成為大型化，則操作人員OP不能以自力支撐動力輔助服101，因此，懸掛部102從上方吊持動力輔助服。懸掛部102被設(shè)置為，與垂下部件103連結(jié)的連結(jié)端106在箭頭線90所示的至少水平方向上能夠移動。

懸掛部102的結(jié)構(gòu)不特別限定，但是，例如，如圖1示出，能夠利用被設(shè)置在相對于地板面F而比操作人員OP高的規(guī)定的高度的、以XY在軸方向上能夠移動的雙軸致動器等。并且，對于其他的結(jié)構(gòu)例，可以示出由能夠回旋且能夠變更傾斜角的結(jié)構(gòu)的懸掛式的吊桿構(gòu)成的例子等。

連結(jié)懸掛部102和動力輔助服101的垂下部件103，被構(gòu)成為能夠吊持規(guī)定重量的動力輔助服101，不障礙操作人員的動作即可，能夠利用纜線、棒狀部件等的各種部件。在本實(shí)施例中，對于垂下部件103的長度，被固定為成為操作人員OP的下肢設(shè)置于地板面F的狀態(tài)，但是，也可以構(gòu)成為能夠利用例如纜線調(diào)整放出量來變更長度。

例如，在操作人員OP成為彎曲膝蓋而坐的狀態(tài)的情況下，懸掛部102與動力輔助服101的距離變化，因此，垂下部件103也可以被控制成，按照操作人員OP的動作調(diào)整長度。對于垂下部件103的垂直方向的長度控制，例如，能夠根據(jù)施加到操作人員OP的下肢的負(fù)荷，以不超過規(guī)定的閾值的方式控制吊持力。

而且，對于懸掛部102以及垂下部件103的結(jié)構(gòu)，例如，也可以采用圖2所示的結(jié)構(gòu)。圖2，作為懸掛部102的變形例，示出在連結(jié)端利用了滑車106a的例子。連結(jié)端的滑車106a是，被設(shè)置在操作人員OP的上方的、被構(gòu)成為以XY在軸方向上能夠移動的能夠自由旋轉(zhuǎn)的滑車。在滑車，設(shè)置有作為垂下部件103的例子的纜線103a，一端側(cè)與動力輔助服101連結(jié)。并且，纜線103a的另一端側(cè)與重錘103b連結(jié)。

對于重錘，利用與動力輔助服101的重量大致相同的重錘，通過與動力輔助服101保持平衡，從而減輕向操作人員OP的動力輔助服101的負(fù)荷。據(jù)此，動力輔助服101的穿戴負(fù)擔(dān)減輕，因此，操作人員OP能夠以操作人員本身的力量支撐動力輔助服101。

懸掛部102的連結(jié)端106的水平方向的移動是，根據(jù)來自動力輔助服101的信號進(jìn)行的。在圖1中，作為移動操作部的例子，由設(shè)置在操作人員OP的腿的傳感器107，檢測操作人員OP的下肢的運(yùn)動，由設(shè)置在該上方的穿戴部104內(nèi)的運(yùn)算部(沒有圖示)運(yùn)算操作人員OP的移動方向以及距離，將該運(yùn)算結(jié)果發(fā)送給懸掛部102，從而進(jìn)行操作。

而且，作為對懸掛部102進(jìn)行操作的移動操作部的例子，除了設(shè)置在下肢的傳感器和運(yùn)算操作人員OP的移動方向以及距離的運(yùn)算單元的組合以外，若能夠確定操作人員OP所希望的移動地點(diǎn)來檢測該位置，則也能夠采用其他的結(jié)構(gòu)。例如，能夠示出檢測操作人員OP的視線，將操作人員以特定的條件視認(rèn)出的位置識別為移動目的地，將懸掛部102的連結(jié)端106水平移動到該位置的結(jié)構(gòu)等的例子。

并且，傳感器107，能夠用于由垂下部件103的、動力輔助服101的吊下張力的控制。也就是說，由傳感器107，能夠檢測操作人員OP的接地重量，能夠以該傳感器107的檢測值處于規(guī)定的閾值的范圍內(nèi)的方式，控制垂下部件103的長度以及張力。

作為一個(gè)例子，在由垂下部件103吊下的操作人員OP彎曲腿的情況下等，傳感器107的檢測值變小，因此，使垂下部件103的張力變?nèi)趸蚴归L度變長，從而能夠使傳感器107的檢測值處于規(guī)定范圍內(nèi)。另一方面，在由手臂單元105舉起重貨的情況下等，操作人員支撐該重貨的重量，因此，傳感器107的檢測值變大。在此情況下，以使垂下部件103的張力變強(qiáng)或使長度變短的方式進(jìn)行動作。

本動作支援裝置，不需要將動力輔助服保持為操作人員OP的下肢接地于地板面F的狀態(tài)，例如，也可以在高處工作時(shí)完全吊下操作人員OP的狀態(tài)下使用。例如，能夠在高樓大廈的建設(shè)工程等中吊下操作人員的狀態(tài)下進(jìn)行動力輔助的用途上使用。

根據(jù)本發(fā)明涉及的動作支援裝置，不是從下方支撐動力輔助服101的結(jié)構(gòu)，而以從懸掛部由垂下部件吊持的方式支撐，因此，即使穿戴電動機(jī)以及框架等被構(gòu)成為穩(wěn)重的重負(fù)荷用的動力輔助服，操作人員也能夠支撐。

并且，懸掛部102追隨操作人員OP的動作而追隨移動，因此，能夠廣泛地使用于各種地板面，操作人員OP處于懸掛的狀態(tài)，因此，不會發(fā)生跌倒的問題。

以下，說明本發(fā)明的實(shí)施例涉及的動作支援裝置的具體結(jié)構(gòu)。

圖3是示意性地示出本發(fā)明的實(shí)施例涉及的動作支援裝置1的結(jié)構(gòu)的側(cè)面圖。如圖3示出，動作支援裝置1，具備：動力輔助服2，被構(gòu)成為操作人員(穿戴者)OP穿戴在自己的背后；懸掛部3，以懸掛的方式支撐該動力輔助服；垂下部件4，將該懸掛部3的前端與動力輔助服2連結(jié)；以及下肢穿戴單元5，以能夠支持動力輔助服2的重量的方式支撐操作人員OP的下半身。

以下，為了明確示出本實(shí)施例涉及的動作支援裝置1的結(jié)構(gòu)，利用圖3示出的XYZ坐標(biāo)軸系進(jìn)行結(jié)構(gòu)的說明。如圖3示出，X軸是，在水平方向且操作人員OP的前后方向上延伸的軸，將操作人員OP的前方向設(shè)為正方向。Y軸是，在水平方向且操作人員OP的左右方向上延伸的軸，將操作人員OP的右方向設(shè)為正方向。Z軸是，在垂直方向上延伸的軸，將上方向設(shè)為正方向。

懸掛部3，具備以能夠進(jìn)退的方式支撐纜線等的垂下部件4的自由伸縮的懸掛式的吊桿3a，被構(gòu)成為從吊桿3a的前端3b放出垂下部件4。懸掛部3，能夠以Z軸為中心回旋，并且，能夠使吊桿3a的傾斜角度相對于橫軸變更。

這些懸掛部3的驅(qū)動操作，由穿戴動力輔助服2的操作人員OP進(jìn)行，懸掛部3追隨操作人員OP的向水平方向的移動而回旋或伸縮移動，并且，對于伴隨于操作人員OP的動作的動力輔助服2的向Z軸方向的變位，自動調(diào)整垂下部件4的放出量(或，纜線的卷起扭矩)，從而總是以一定的張力吊持動力輔助服2。懸掛部3的驅(qū)動，由與起重機(jī)3的吊桿3a電連接的起重機(jī)控制部3c進(jìn)行，起重機(jī)控制部3c，根據(jù)來自動力輔助服2的動作信號動作。

具體而言，動力輔助服2的水平方向的移動的檢測是，如后述，根據(jù)來自下肢穿戴單元5的信號自動地進(jìn)行的。

并且，懸掛部3具有，測量作為垂下部件4的纜線的張力，調(diào)整纜線的放出量以及纜線的卷取扭矩，從而控制纜線的張力的張力控制部3d。根據(jù)張力控制部3d的張力的測量值，調(diào)整吊桿3a的前端的向Z軸方向的變位以及纜線的放出量以及卷取扭矩，以處于規(guī)定的范圍內(nèi)的方式自動地管理垂下部件4的張力，以使操作人員OP能夠支撐動力輔助服2。

而且，對于張力管理，按照操作人員的姿勢的變化以及動力輔助服2的動作，在適當(dāng)范圍內(nèi)調(diào)整其張力。如后述，在垂下部件4的張力管理中也可以，除了張力控制部的張力的測量值以外，還根據(jù)動力輔助服2的驅(qū)動源的輔助動力的值進(jìn)行調(diào)整。

動力輔助服2具備，被配置在操作人員OP的背后且固定于操作人員的穿戴部6、以及作為分別被設(shè)置在穿戴部6的手臂單元的一個(gè)例子的左右一對手臂單元7r、7l。操作人員OP位于左右的手臂單元7r、7l之間，由操作人員OP的左右的雙臂H分別進(jìn)行左右的手臂單元7r、7l的操縱。而且，對于左右的手臂單元7r、7l，在區(qū)別左右的情況下，添加字母r以及l(fā)來區(qū)別各個(gè)構(gòu)成要素，在不需要區(qū)別左右的情況下，不添加字母而僅標(biāo)記為手臂單元7。

操作人員OP，在動作支援裝置1的操縱時(shí)，也可以坐在被設(shè)置在穿戴部6的座板8，也可以是立位狀態(tài)。具體而言，以成為操作人員OP的雙肩膀大致位于穿戴部和左右的手臂單元7r、7l的關(guān)節(jié)部分的高度的方式，按照自己的身高等決定操縱姿勢即可。

穿戴部6，如圖3示出，沿著操作人員OP的背部而被配置，根據(jù)需要設(shè)置有座板8。在穿戴部6的左右兩端，以向操作人員OP側(cè)伸出的方式設(shè)置有伸出部分，在其前端，設(shè)置有用于連結(jié)左右的手臂單元7r、7l的肩部旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)9。手臂單元7r、7l，通過作為直動致動器的肩部致動器10的驅(qū)動，以肩部旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)9為中心在XY平面上能夠旋轉(zhuǎn)(即，能夠水平搖動)。

分別被安裝在穿戴部6的左右的手臂單元7r、7l具備，肩部11、上臂部12、前臂部13、手部14。手臂單元7r、7l的上臂部112，經(jīng)由作為回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的上臂關(guān)節(jié)15，以能夠旋轉(zhuǎn)(即，在垂直方向上能夠搖動)的方式連結(jié)于肩部11。并且，前臂部13，以在長度方向(延伸方向)上自由進(jìn)退移動的方式連結(jié)于上臂部112。并且，在前臂部13的前端設(shè)置有手部14。

在手臂單元7r、7l的前臂部13的后端，設(shè)置有操作單元16。操作單元16，操作人員OP由手H把持并施加力量，從而檢測被施加的力量，對手臂單元7r、7l進(jìn)行操作。

連結(jié)構(gòu)成手臂單元7的肩部11、上臂部112、前臂部13、手部14之間的各個(gè)部件的關(guān)節(jié)，由用于使各個(gè)關(guān)節(jié)驅(qū)動的致動器17驅(qū)動。

手部14是，具備能夠開閉的卡爪的部件，能夠進(jìn)行針對對象物的工作(由把持的搬運(yùn)工作等)。手部14被構(gòu)成為，相對于前臂部13，在上下方向上能夠傾斜動作，而且，以被配置在從手部14的基礎(chǔ)部朝向前端的方向上的軸(后述的回旋軸C)為中心能夠回旋動作，這些操作由致動器的動作進(jìn)行。

被設(shè)置在手部14的卡爪，由固定卡爪和相對于固定卡爪能夠開閉的可動卡爪構(gòu)成，可動卡爪由卡爪開閉致動器18進(jìn)行開閉驅(qū)動。

操作單元16是，由操作人員的手握住并操作的把手部狀的部件，具備能夠測量3軸方向的力量的力量傳感器(力量檢測用傳感器)。該力量傳感器，按照操作人員的動作使手臂單元7的各個(gè)致動器驅(qū)動，使手臂單元?jiǎng)幼鳌?/p>

圖5是示出下肢穿戴單元的結(jié)構(gòu)的正面圖。在圖5中，省略動力輔助服2的標(biāo)記。如圖5的平面圖所示，下肢穿戴單元5具備，左右一對腿鏈接部20L、20R、腳載置部23L、23R。

對于下肢穿戴單元，腿鏈接部20L、20R經(jīng)由股關(guān)節(jié)部連接于被穿戴在操作人員OP的體干的下部穿戴部。

如圖5示出，腿鏈接部20L、20R具備，大腿鏈接部21L、21R、小腿鏈接部22L、22R，經(jīng)由被設(shè)置在各個(gè)鏈接間的關(guān)節(jié)部連結(jié)。腿鏈接部20L、20R被設(shè)置為，沿著操作人員OP的腿(肢體)的外側(cè)部。在本實(shí)施例中，腿鏈接部20L、20R，由鋁制材料構(gòu)成，輕量且能夠具有能夠支持操作人員OP的體重以及裝置本身的自重的充分的強(qiáng)度。而且，除了鋁制材料以外，還可以利用碳材料等的其他的材料。

并且，在各個(gè)關(guān)節(jié)設(shè)置有致動器單元24L、24R，它們動作，從而各個(gè)關(guān)節(jié)以Y軸為中心轉(zhuǎn)動。

如圖5示出，腳載置部23L、23R是，被穿戴在操作人員OP的腳(肢端)的部分。腳載置部23L、23R，被固定在利用者穿的專用的鞋，內(nèi)置的力量傳感器25L、25R，檢測通過操作人員OP的下肢的動作而被施加的力量以及方向。

對于力量傳感器25L、25R，優(yōu)選地利用由一個(gè)傳感器同時(shí)測量正交的X、Y、Z的3軸方向的力量和各個(gè)3軸方向的歪扭α、β、γ的傳感器。而且，針對力量傳感器的X、Y、Z的3軸以及沿著α、β、γ的3軸方向的歪扭的坐標(biāo)軸為絕對，按照傳感器的朝向從外部觀看的軸的方向變動。

致動器單元24L、24R，由電動馬達(dá)等構(gòu)成，使成為動作對象的各個(gè)部件間的相對姿勢變位。致動器單元24L、24R，根據(jù)來自力量傳感器25L、25R的輸出，向各個(gè)關(guān)節(jié)部賦予與操作人員的運(yùn)動對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)扭矩，使下肢穿戴單元5驅(qū)動。

如圖6示出，在下肢穿戴單元5設(shè)置有，用于使左右的腿鏈接部分別驅(qū)動的驅(qū)動控制部26。驅(qū)動控制部26，接受來自被設(shè)置在左右的腿鏈接部20L、20R的力量傳感器25L、25R的輸出信號、以及與各個(gè)致動器單元24L、24R檢測的左右的腿鏈接部20L、20R的當(dāng)前的姿勢有關(guān)的信息，使包括所述的三個(gè)致動器單元的左右的驅(qū)動機(jī)構(gòu)73L、73R動作?；谙轮┐鲉卧?的動作支援裝置1的水平方向(XY平面方向)的移動，與懸掛部3的動作同步。

也就是說，被設(shè)置在下肢穿戴單元5的力量傳感器25L、25R，如上所述，針對X、Y、Z的3軸方向的正負(fù)方向的力量和圍繞α、β、γ軸的旋轉(zhuǎn)扭矩進(jìn)行檢測并輸出。并且，如上所述，各個(gè)致動器單位24L、24R，根據(jù)來自內(nèi)置的編碼器等的輸出，輸出當(dāng)前的致動器單位24L、24R的位置信息、即與左右的腿鏈接部20L、20R的姿勢有關(guān)的信息。

驅(qū)動控制部26，分別對左右的腿鏈接部20L、20R獨(dú)立地進(jìn)行動作控制。也就是說，從右側(cè)力量傳感器25R輸出的信息，被用作用于使右側(cè)的致動器單元構(gòu)成的右側(cè)腿鏈接部20R動作的信號。

從力量傳感器25L、25R輸出的六個(gè)矢量檢測信號Sx、Sy、Sz、Sα、Sβ、Sγ以及從各個(gè)致動器單元輸出的信息，輸入到控制部26?？刂撇?6，作為致動器工作部來發(fā)揮功能，其根據(jù)輸入的信號，預(yù)測利用者將要進(jìn)行哪些動作，確定并驅(qū)動分別被設(shè)置在驅(qū)動機(jī)構(gòu)的各個(gè)致動器。

而且，對于基于來自左右的力量傳感器25L、25R的輸出信號的操作人員OP的左右一方的腿的位置預(yù)測，優(yōu)選的是，根據(jù)來自左右雙方的力量傳感器25L、25R的輸出信號進(jìn)行的。例如，在連續(xù)的步行動作中控制成，以時(shí)間序列分析右腿的動作，同樣使左腳動作。

而且，連續(xù)進(jìn)行如此檢測出的下肢穿戴單元5的動作，從而動作支援裝置1在水平方向(XY平面方向)上移動。與該動作支援裝置1的移動有關(guān)的方向和距離的信息，傳遞到起重機(jī)控制部3c，作為懸掛該動作支援裝置1的懸掛部3的吊桿3a的回旋以及伸張動作來反映。

也就是說，根據(jù)操作人員OP的動作，與該動作對應(yīng)的矢量施加到下肢穿戴單元5的左右的力量傳感器25L、25R，根據(jù)該矢量，因下肢穿戴單元的伸屈動作而下肢穿戴單元5步行。根據(jù)該步行的移動方向和距離的信息，作為懸掛部3的吊桿3a的回旋以及伸張動作來反映。

接著，說明本實(shí)施例涉及的動作支援裝置1的懸掛張力的管理控制。動作支援裝置1的懸掛張力，垂下部件4的放出量被自動調(diào)整，從而對施加到穿戴動作支援裝置1的操作人員OP的負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整。也就是說，根據(jù)下肢穿戴單元5的左右雙方的力量傳感器25L、25R的Z軸方向的輸出，對施加到穿戴動作支援裝置1的操作人員的重力進(jìn)行運(yùn)算，以該值處于規(guī)定的范圍內(nèi)的方式，張力控制部3d使垂下部件4的放出量變動。

因此，在通過動力輔助服2，舉起重負(fù)荷的物體的情況下等，施加到左右雙方的力量傳感器25L、25R的Z方向的力量增大，因此，垂下部件4的卷起扭矩增大，但是，該動力輔助服2支撐的負(fù)荷的重量，根據(jù)左右的手臂單元7r、7l的致動器17向操作人員OP提供的輔助力的信息而被自動調(diào)整。

圖7是示出本實(shí)施例的動作支援裝置1的動力輔助服2的控制結(jié)構(gòu)的框圖。在圖7中，僅示出針對右側(cè)的手臂單元7r的控制框架，以代表左右的各個(gè)手臂單元7r、7l。而且，對于左側(cè)的手臂單元7l，也設(shè)置同樣的控制結(jié)構(gòu)。

如圖7示出，驅(qū)動控制部26根據(jù)預(yù)先存儲的控制程序進(jìn)行動作，從而實(shí)現(xiàn)動力輔助服2的動作控制。驅(qū)動控制部26是，與所述的用于下肢穿戴單元5的動作控制的驅(qū)動控制部26共同的。來自操作單元16的檢測信號輸入到驅(qū)動控制部26，從而對手臂單元7r、7l進(jìn)行驅(qū)動控制。裝載在手臂單元7r、7l的致動器17，分別通過驅(qū)動器(圖中表示為D)與驅(qū)動控制部26連接，根據(jù)來自驅(qū)動控制部26的動作信號動作。

被設(shè)置在操作單元16的力量傳感器，針對α、β、γ的3軸方向的正負(fù)方向的力量和針對圍繞α軸的扭轉(zhuǎn)w以及圍繞γ軸的扭轉(zhuǎn)V的雙向的扭轉(zhuǎn)力進(jìn)行檢測并輸出。并且，操作單元16，輸出來自檢測用于進(jìn)行手部14的開閉的動作的傳感器的檢測信號Rt。

從力量傳感器25輸出的各個(gè)矢量檢測信號Rα、Rβ、Rγ、Rv、Rw以及檢測信號Rt，輸入到驅(qū)動控制部26，與施加到力量傳感器25的方向?qū)?yīng)，使各個(gè)致動器17驅(qū)動。

在此，各個(gè)致動器17，能夠輸出與動作對應(yīng)的輔助力的值，將該輸出值輸出到驅(qū)動控制部26。該輸出，由驅(qū)動控制部26運(yùn)算為手臂單元7r、7l整體的輔助力，傳遞到張力控制部3d，從而用于垂下部件4的張力控制。

如此，本實(shí)施例的動作支援裝置1，從操作人員OP的側(cè)方朝向前方延伸的手臂單元7r、7l被構(gòu)成為自由伸縮，并且，操作人員OP把持的操作單元16被設(shè)置在前臂部13，因此，操作人員OP的手臂的彎曲程度按照前臂部13的伸縮發(fā)生變化。也就是說，在前臂部13伸出時(shí)，操作單元16與上臂部112的距離大，因此，操作人員OP的手臂成為伸出的狀態(tài)，另一方面，在前臂部13縮小時(shí)，操作單元16與上臂部112的距離短，因此，操作人員OP的手臂成為彎曲的狀態(tài)。因此，操作人員OP，即使不根據(jù)基于目測的位置判斷，也能夠根據(jù)自己的手臂的彎曲程度以及手的姿勢，識別動作支援裝置1的手部14的位置。

如上說明，根據(jù)本發(fā)明，不是由基臺等從下方支撐的結(jié)構(gòu)，而是從懸掛部由垂下部件懸掛動力輔助服來支撐，因此，即使穿戴電動機(jī)以及框架等被構(gòu)成為穩(wěn)重的重負(fù)荷用的動力輔助服，穿戴者也能夠支撐它，能夠廣泛地使用于各種地板面，不發(fā)生跌倒的問題。

而且，本發(fā)明，不僅限于所述實(shí)施例，也能夠以其他的各種形態(tài)實(shí)施。例如，動力輔助服以及下肢穿戴單元的結(jié)構(gòu)，不僅限于所述實(shí)施例，穿戴在操作人員的上半身，追隨操作人員的動作而驅(qū)動，對操作人員的動作進(jìn)行動力輔助即可。手臂單元也并不需要左右一對，也可以對操作人員的一方的手臂的動作進(jìn)行輔助。

并且，下肢穿戴單元，并不需要對各個(gè)關(guān)節(jié)的伸縮進(jìn)行動力輔助，為了輔助操作人員的立位狀態(tài)，而能夠減輕施加到下肢的負(fù)荷即可。

并且，也可以通過穿戴動力輔助服的操作人員OP的動作進(jìn)行懸掛部3的水平移動。例如，能夠使用由操作人員的手動作，從而能夠輸入向前后左右的移動的、操作桿等。

以上，對于一個(gè)或多個(gè)形態(tài)涉及的動作支援裝置，根據(jù)實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明，不僅限于該實(shí)施例。只要不脫離本發(fā)明的宗旨，對本實(shí)施例實(shí)施本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的各種變形而得到的形態(tài)，以及組合不同實(shí)施例的構(gòu)成要素來構(gòu)筑的形態(tài)，也可以包含在一個(gè)或多個(gè)形態(tài)的范圍內(nèi)。

符號說明

1、100 動作支援裝置；

2、101 動力輔助服；

3、102 懸掛部；

3a 吊桿；

3b 前端；

3c 起重機(jī)控制部；

3d 張力控制部；

4、103 垂下部件；

6、104 穿戴部；

7、105 手臂單元；

8 座板；

9 肩部旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)；

10 肩部致動器；

11 肩部；

12 上臂部；

13 前臂部；

14 手部；

15 上臂關(guān)節(jié)；

16 操作單元；

17 致動器；

18 卡爪開閉致動器；

20 腿鏈接部；

21 大腿鏈接部；

22 小腿鏈接部；

23 腳載置部；

24 致動器單元；

25 力量傳感器；

26 控制部；

106 連結(jié)端；

OP 操作人員。