(57)【要約】【課題】アクチュエータによって適切なアシストトルクを出力することができ、装着者に対して違和感を与えない信頼性の高いパワーアシストスーツを提供する。【解決手段】左アクチュエータユニットと右アクチュエータユニットは、装着者の左大腿部又は右大腿部に装着されて、左大腿部又は右大腿部の関節回りに回動する出力リンクと、出力リンクを介して左大腿部又は右大腿部の回動をアシストするアシストトルクを発生する出力軸を有するアクチュエータと、一端部が出力リンクに接続され、他端部がアクチュエータの出力軸に接続されて、出力リンクから入力される対象者トルクと、出力軸から入力されるアシストトルクと、を合成した合成トルクを蓄える弾性部材と、弾性部材の変形状態を検出する変形状態検出装置と、を有する。制御装置は、各変形状態検出装置によって検出された弾性部材の変形状態に基づいて各弾性部材が故障するか否かを判定する。【選択図】図２０
2020189346.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着者の少なくとも腰回りに装着される身体装着具と、
前記身体装着具と前記装着者の左大腿部に装着されて、前記装着者の腰部に対する前記左大腿部の動作を支援するアシストトルクを発生する左アクチュエータユニットと、
前記身体装着具と前記装着者の右大腿部に装着されて、前記装着者の腰部に対する前記右大腿部の動作を支援するアシストトルクを発生する右アクチュエータユニットと、
前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットとを制御する制御装置と、
を備え、
前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれは、
前記装着者の左大腿部又は右大腿部に装着されて、前記左大腿部又は前記右大腿部の関節回りに回動する出力リンクと、
前記出力リンクを介して前記左大腿部又は前記右大腿部の前記関節回りの回動をアシストするアシストトルクを発生する出力軸を有するアクチュエータと、
一端部が前記出力リンクに接続され、他端部が前記アクチュエータの前記出力軸に接続されて、前記装着者の力で回動された前記出力リンクから入力される装着者トルクと、前記出力軸から入力される前記アシストトルクと、を合成した合成トルクを蓄える弾性部材と、
前記弾性部材の変形状態を検出する変形状態検出装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記変形状態検出装置によって検出された前記弾性部材の変形状態に基づいて、それぞれの前記弾性部材に蓄えられた前記合成トルクを取得する合成トルク取得部と、
前記合成トルク取得部を介して取得したそれぞれの前記弾性部材に蓄えられた前記合成トルクに基づいて、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記弾性部材が故障するか否かを判定するバネ故障判定部と、
を有する、
パワーアシストスーツ。
【請求項２】
請求項１に記載のパワーアシストスーツにおいて、
前記バネ故障判定部は、
前記合成トルク取得部を介して取得した前記合成トルクが、所定のトルク閾値以上の場合に、前記弾性部材が故障すると判定する、
パワーアシストスーツ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のパワーアシストスーツにおいて、
前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットに電力を供給する電源ユニットを備え、
前記制御装置は、
前記バネ故障判定部によって前記弾性部材が故障すると判定された場合には、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットへの電力の供給を停止するように制御する電力供給制御部を有する、
パワーアシストスーツ。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のパワーアシストスーツにおいて、
前記変形状態検出装置は、
前記出力軸の回転角度を検出する出力軸回転角度検出装置と、
前記出力リンクの回動角度を検出する出力リンク回動角度検出装置と、
を有し、
前記合成トルク取得部は、
前記出力軸回転角度検出装置によって検出された前記出力軸の回転角度と、前記出力リンク回動角度検出装置によって検出された前記出力リンクの回動角度とに基づいて前記合成トルクを取得する、
パワーアシストスーツ。
【請求項５】
請求項４に記載のパワーアシストスーツにおいて、
前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれは、
減速軸が前記出力リンクに接続されると共に、増速軸が前記出力リンク回動角度検出装置に接続された減速機を有する、
パワーアシストスーツ。
【請求項６】
装着者の少なくとも腰回りに装着される身体装着具と、
前記身体装着具と前記装着者の左大腿部に装着されて、前記装着者の腰部に対する前記左大腿部の動作を支援するアシストトルクを発生する左アクチュエータユニットと、
前記身体装着具と前記装着者の右大腿部に装着されて、前記装着者の腰部に対する前記右大腿部の動作を支援するアシストトルクを発生する右アクチュエータユニットと、
前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットに電力を供給する電源ユニットと、
前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットとを制御する制御装置と、
を備え、
前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれは、
前記装着者の左大腿部又は右大腿部に装着されて、前記左大腿部又は前記右大腿部の関節回りに回動する出力リンクと、
前記出力リンクを介して前記左大腿部又は前記右大腿部の前記関節回りの回動をアシストするアシストトルクを発生する出力軸を有するアクチュエータと、
一端部が前記出力リンクに接続され、他端部が前記アクチュエータの前記出力軸に接続されて、前記装着者の力で回動された前記出力リンクから入力される装着者トルクと、前記出力軸から入力される前記アシストトルクと、を合成した合成トルクを蓄える弾性部材と、
前記弾性部材の変形状態を検出する変形状態検出装置と、
を有し、
前記制御装置は、
前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記変形状態検出装置によって検出された前記弾性部材の変形状態に基づいて、それぞれの前記弾性部材に蓄えられた前記合成トルクを取得する合成トルク取得部と、
前記合成トルク取得部を介して取得したそれぞれの前記弾性部材に蓄えられた前記合成トルクに基づいて、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記出力リンクを回動させる第１回動トルクを取得する第１回動トルク取得部と、
前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれに供給される電流値を検出する電流検出部と、
前記電流検出部によって検出された前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれに供給される前記電流値に基づいて、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記出力リンクを回動させる第２回動トルクを取得する第２回動トルク取得部と、
前記第１回動トルクと前記第２回動トルクとの差に基づいて、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記変形状態検出装置が故障しているか否かを判定する装置故障判定部と、
を有する、
パワーアシストスーツ。
【請求項７】
請求項６に記載のパワーアシストスーツにおいて、
前記装置故障判定部は、
前記第１回動トルクと前記第２回動トルクとの差が、所定の誤差閾値以上の場合に、前記変形状態検出装置が故障していると判定する、
パワーアシストスーツ。
【請求項８】
請求項６又は請求項７に記載のパワーアシストスーツにおいて、
前記制御装置は、
前記装置故障判定部によって前記左アクチュエータユニット又は前記右アクチュエータユニットの前記変形状態検出装置が故障していると判定された場合には、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットへの電力の供給を停止するように制御する電力供給制御部を有する、
パワーアシストスーツ。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載のパワーアシストスーツにおいて、
前記変形状態検出装置は、
前記出力軸の回転角度を検出する出力軸回転角度検出装置と、
前記出力リンクの回動角度を検出する出力リンク回動角度検出装置と、
を有し、
前記合成トルク取得部は、
前記出力軸回転角度検出装置によって検出された前記出力軸の回転角度と、前記出力リンク回動角度検出装置によって検出された前記出力リンクの回動角度とに基づいて前記合成トルクを取得する、
パワーアシストスーツ。
【請求項１０】
請求項９に記載のパワーアシストスーツにおいて、
前記装置故障判定部は、
前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記第１回動トルクと前記第２回動トルクとの差に基づいて、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記出力リンク回動角度検出装置が故障しているか否かを判定する、
パワーアシストスーツ。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載のパワーアシストスーツにおいて、
前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれは、
減速軸が前記出力リンクに接続されると共に、増速軸が前記出力リンク回動角度検出装置に接続された減速機を有する、
パワーアシストスーツ。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のパワーアシストスーツにおいて、
前記弾性部材は、渦巻バネを含む、
パワーアシストスーツ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装着者の腰部に対する左大腿部及び右大腿部の動作を支援するパワーアシストスーツに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、製造、物流、建設、農業、介護、リハビリ等、種々の現場において、装着者の腰等の負担を軽減するパワーアシストスーツが種々提案されている。
【０００３】
例えば、下記特許文献１に記載されるアシスト装置では、装着者のアシスト対象身体部の周囲を含む対象者の身体に装着される身体装着具と、身体装着具とアシスト対象身体部に装着されて、アシスト対象身体部の動作を支援するアクチュエータユニットと、を有している。アクチュエータユニットは、アシスト対象身体部の関節周りに回動してアシスト対象身体部に装着される出力リンクと、出力リンクを介してアシスト対象身体部の回動をアシストするアシストトルクを発生する出力軸を有するアクチュエータと、を有している。
【０００４】
アクチュエータの出力軸は、渦巻バネの内側端に接続されている。渦巻バネの外側端はプーリを介して、アクチュエータの出力軸からの回転角度を減量する減速機の増速軸に接続されている。減速機の減速軸は、出力リンクに接続されている。出力リンクの回動角度を検出する出力リンク回動角度検出手段が、減速機における増速軸に設けられている。また、アクチュエータの出力軸の回転角度を検出するモータ回転角度検出手段が設けられている。
【０００５】
このモータ回転角度検出手段によって検出された出力軸の回転角度と、出力リンク回動角度検出手段によって検出された出力リンクの回動角度と、渦巻バネのバネ定数とから渦巻バネに蓄えられている合成トルクが求められる。そして、求められた合成トルクから装着者トルクが抽出され、当該装着者トルクに応じたアシストトルクがアクチュエータから出力されるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１８−１９９１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されたアシスト装置では、出力リンク回動角度検出手段に不具合が発生した場合には、出力リンクの回動角度を正確に検出することが困難となり、アクチュエータによって、不適切なアシストトルクが出力され、装着者が違和感を感じる虞がある。また、万が一、アクチュエータによって、渦巻バネの機械的強度の上限を超えるアシストトルクが出力された場合には、渦巻バネが変形等して、急に適切なアシストルクを出力することができなくなり、荷物の持ち上げ時等において、装着者が急に負荷を感じて、違和感を感じる虞がある。
【０００８】
そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、アクチュエータによって適切なアシストトルクを出力することができ、装着者に対して違和感を与えない信頼性の高いパワーアシストスーツを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、第１の発明は、装着者の少なくとも腰回りに装着される身体装着具と、前記身体装着具と前記装着者の左大腿部に装着されて、前記装着者の腰部に対する前記左大腿部の動作を支援するアシストトルクを発生する左アクチュエータユニットと、前記身体装着具と前記装着者の右大腿部に装着されて、前記装着者の腰部に対する前記右大腿部の動作を支援するアシストトルクを発生する右アクチュエータユニットと、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットとを制御する制御装置と、を備え、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれは、前記装着者の左大腿部又は右大腿部に装着されて、前記左大腿部又は前記右大腿部の関節回りに回動する出力リンクと、前記出力リンクを介して前記左大腿部又は前記右大腿部の前記関節回りの回動をアシストするアシストトルクを発生する出力軸を有するアクチュエータと、一端部が前記出力リンクに接続され、他端部が前記アクチュエータの前記出力軸に接続されて、前記装着者の力で回動された前記出力リンクから入力される装着者トルクと、前記出力軸から入力される前記アシストトルクと、を合成した合成トルクを蓄える弾性部材と、前記弾性部材の変形状態を検出する変形状態検出装置と、を有し、前記制御装置は、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記変形状態検出装置によって検出された前記弾性部材の変形状態に基づいて、それぞれの前記弾性部材に蓄えられた前記合成トルクを取得する合成トルク取得部と、前記合成トルク取得部を介して取得したそれぞれの前記弾性部材に蓄えられた前記合成トルクに基づいて、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記弾性部材が故障するか否かを判定するバネ故障判定部と、を有する、パワーアシストスーツである。
【００１０】
次に、第２の発明は、上記第１の発明に係るパワーアシストスーツにおいて、前記バネ故障判定部は、前記合成トルク取得部を介して取得した前記合成トルクが、所定のトルク閾値以上の場合に、前記弾性部材が故障すると判定する、パワーアシストスーツである。
【００１１】
次に、第３の発明は、上記第１の発明又は第２の発明に係るパワーアシストスーツにおいて、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットに電力を供給する電源ユニットを備え、前記制御装置は、前記バネ故障判定部によって前記弾性部材が故障すると判定された場合には、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットへの電力の供給を停止するように制御する電力供給制御部を有する、パワーアシストスーツである。
【００１２】
次に、第４の発明は、上記第１の発明乃至第３の発明のうちの一の発明に係るパワーアシストスーツにおいて、前記変形状態検出装置は、前記出力軸の回転角度を検出する出力軸回転角度検出装置と、前記出力リンクの回動角度を検出する出力リンク回動角度検出装置と、を有し、前記合成トルク取得部は、前記出力軸回転角度検出装置によって検出された前記出力軸の回転角度と、前記出力リンク回動角度検出装置によって検出された前記出力リンクの回動角度とに基づいて前記合成トルクを取得する、パワーアシストスーツである。
【００１３】
次に、第５の発明は、上記第４の発明に係るパワーアシストスーツにおいて、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれは、減速軸が前記出力リンクに接続されると共に、増速軸が前記出力リンク回動角度検出装置に接続された減速機を有する、パワーアシストスーツである。
【００１４】
次に、第６の発明は、装着者の少なくとも腰回りに装着される身体装着具と、前記身体装着具と前記装着者の左大腿部に装着されて、前記装着者の腰部に対する前記左大腿部の動作を支援するアシストトルクを発生する左アクチュエータユニットと、前記身体装着具と前記装着者の右大腿部に装着されて、前記装着者の腰部に対する前記右大腿部の動作を支援するアシストトルクを発生する右アクチュエータユニットと、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットに電力を供給する電源ユニットと、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットとを制御する制御装置と、を備え、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれは、前記装着者の左大腿部又は右大腿部に装着されて、前記左大腿部又は前記右大腿部の関節回りに回動する出力リンクと、前記出力リンクを介して前記左大腿部又は前記右大腿部の前記関節回りの回動をアシストするアシストトルクを発生する出力軸を有するアクチュエータと、一端部が前記出力リンクに接続され、他端部が前記アクチュエータの前記出力軸に接続されて、前記装着者の力で回動された前記出力リンクから入力される装着者トルクと、前記出力軸から入力される前記アシストトルクと、を合成した合成トルクを蓄える弾性部材と、前記弾性部材の変形状態を検出する変形状態検出装置と、を有し、前記制御装置は、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記変形状態検出装置によって検出された前記弾性部材の変形状態に基づいて、それぞれの前記弾性部材に蓄えられた前記合成トルクを取得する合成トルク取得部と、前記合成トルク取得部を介して取得したそれぞれの前記弾性部材に蓄えられた前記合成トルクに基づいて、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記出力リンクを回動させる第１回動トルクを取得する第１回動トルク取得部と、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれに供給される電流値を検出する電流検出部と、前記電流検出部によって検出された前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれに供給される前記電流値に基づいて、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記出力リンクを回動させる第２回動トルクを取得する第２回動トルク取得部と、前記第１回動トルクと前記第２回動トルクとの差に基づいて、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記変形状態検出装置が故障しているか否かを判定する装置故障判定部と、を有する、パワーアシストスーツである。
【００１５】
次に、第７の発明は、上記第６の発明に係るパワーアシストスーツにおいて、前記装置故障判定部は、前記第１回動トルクと前記第２回動トルクとの差が、所定の誤差閾値以上の場合に、前記変形状態検出装置が故障していると判定する、パワーアシストスーツである。
【００１６】
次に、第８の発明は、上記第６の発明又は第７の発明に係るパワーアシストスーツにおいて、前記制御装置は、前記装置故障判定部によって前記左アクチュエータユニット又は前記右アクチュエータユニットの前記変形状態検出装置が故障していると判定された場合には、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットへの電力の供給を停止するように制御する電力供給制御部を有する、パワーアシストスーツである。
【００１７】
次に、第９の発明は、上記第６の発明乃至第８の発明のうちの一の発明に係るパワーアシストスーツにおいて、前記変形状態検出装置は、前記出力軸の回転角度を検出する出力軸回転角度検出装置と、前記出力リンクの回動角度を検出する出力リンク回動角度検出装置と、を有し、前記合成トルク取得部は、前記出力軸回転角度検出装置によって検出された前記出力軸の回転角度と、前記出力リンク回動角度検出装置によって検出された前記出力リンクの回動角度とに基づいて前記合成トルクを取得する、パワーアシストスーツである。
【００１８】
次に、第１０の発明は、上記第９の発明に係るパワーアシストスーツにおいて、前記装置故障判定部は、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記第１回動トルクと前記第２回動トルクとの差に基づいて、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれの前記出力リンク回動角度検出装置が故障しているか否かを判定する、パワーアシストスーツである。
【００１９】
次に、第１１の発明は、上記第９の発明又は第１０の発明に係るパワーアシストスーツにおいて、前記左アクチュエータユニットと前記右アクチュエータユニットのそれぞれは、減速軸が前記出力リンクに接続されると共に、増速軸が前記出力リンク回動角度検出装置に接続された減速機を有する、パワーアシストスーツである。
【００２０】
次に、第１２の発明は、上記第１の発明乃至第１１の発明のうちの一の発明に係るパワーアシストスーツにおいて、前記弾性部材は、渦巻バネを含む、パワーアシストスーツである。
【発明の効果】
【００２１】
第１の発明によれば、制御装置は、左アクチュエータユニットと右アクチュエータユニットのそれぞれの変形状態検出装置によって検出された各弾性部材の変形状態に基づいて、各弾性部材に蓄えられた合成トルクを取得する。そして、制御装置は、各弾性部材に蓄えられた合成トルクに基づいて、左アクチュエータユニットと右アクチュエータユニットのそれぞれの弾性部材が故障（例えば、変形、破断等）するか否かを判定する。
【００２２】
これにより、制御装置は、左アクチュエータユニット又は右アクチュエータユニットの弾性部材が故障すると判定した場合には、弾性部材の機械的強度の上限を超えないようにアクチュエータによるアシストトルクを調整することが可能となり、弾性部材の故障を回避することが可能となる。引いては、アクチュエータによって適切なアシストトルクを出力することができ、装着者に対して急な負荷を感じる等の違和感を与えない信頼性の高いパワーアシストスーツを提供することができる。
【００２３】
第２の発明によれば、制御装置は、合成トルクが、所定のトルク閾値以上の場合に、弾性部材が故障（例えば、変形、破断等）すると判定する。これにより、ＣＡＥ（Computer Aided  Engineering）解析又は実験等により、弾性部材が故障（例えば、変形、破断等）する際の「トルク閾値」を予め取得することによって、制御装置は、弾性部材が故障（例えば、変形、破断等）する前に、弾性部材が故障するか否かを正確に判定することが可能となり、パワーアシストスーツの信頼性の向上を図ることができる。
【００２４】
第３の発明によれば、制御装置は、合成トルクに基づいて、弾性部材が故障すると判定された場合には、左アクチュエータユニットと右アクチュエータユニットへの電力の供給を停止する。これにより、アクチュエータによるアシストトルクが「０」に設定されるため、弾性部材のバネ力によって合成トルクをゆっくり減少させることが可能となる。その結果、荷物の持ち上げ動作、及び、持ち下げ動作をアシストする際に、装着者に対して急な負荷を感じる等の違和感を与えない信頼性の高いパワーアシストスーツを提供することができる。
【００２５】
第４の発明によれば、合成トルク取得部は、出力軸回転角度検出装置によって検出された出力軸の回転角度と、出力リンク回動角度検出装置によって検出された出力リンクの回動角度とに基づいて合成トルクを取得する。従って、荷物の持ち上げ動作、及び、持ち下げ動作をアシストする際に、出力軸回転角度検出装置と出力リンク回動角度検出装置から構成される簡易な構成で合成トルクを取得できる。
【００２６】
第５の発明によれば、出力リンク回動角度検出装置は減速機を介して出力リンクに接続されている。これにより、出力リンクの回動角度の変化を増大して出力リンク回動角度検出装置によって検出することができるため、出力リンクの回動角度の検出精度の向上を図ることができ、引いては、合成トルクの検出精度の向上を図ることができる。
【００２７】
第６の発明によれば、制御装置は、左アクチュエータユニットと右アクチュエータユニットのそれぞれの変形状態検出装置によって検出された各弾性部材の変形状態に基づいて、各弾性部材に蓄えられた合成トルクを取得する。そして、制御装置は、各弾性部材に蓄えられた合成トルクに基づいて、左アクチュエータユニットと右アクチュエータユニットのそれぞれの出力リンクを回動させる第１回動トルクを取得する。
【００２８】
また、制御装置は、左アクチュエータユニットと右アクチュエータユニットのそれぞれに供給される電流値に基づいて、それぞれの出力リンクを回動させる第２回動トルクを取得する。そして、制御装置は、第１回動トルクと第２回動トルクとの差に基づいて、左アクチュエータユニットと右アクチュエータユニットのそれぞれの変形状態検出装置が故障しているか否かを判定する。
【００２９】
これにより、制御装置は、左アクチュエータユニット又は右アクチュエータユニットの変形状態検出装置が故障していると判定した場合には、アクチュエータによる不適切なアシストトルクの出力を停止することが可能となる。引いては、荷物の持ち上げ動作、及び、持ち下げ動作をアシストする際に、アクチュエータによって適切なアシストトルクを出力することができ、装着者に対して違和感を与えない信頼性の高いパワーアシストスーツを提供することができる。
【００３０】
第７の発明によれば、制御装置は、第１回動トルクと第２回動トルクとの差が、所定の誤差閾値以上の場合に、変形状態検出装置が故障していると判定する。これにより、ＣＡＥ（Computer Aided  Engineering）解析又は実験等により、変形状態検出装置が故障している際の「誤差閾値」を予め取得することによって、制御装置は、変形状態検出装置が故障しているか否かを正確に判定することが可能となり、パワーアシストスーツの信頼性の向上を図ることができる。
【００３１】
第８の発明によれば、制御装置は、第１回動トルクと第２回動トルクとの差に基づいて、左アクチュエータユニット又は右アクチュエータユニットの変形状態検出装置が故障していると判定された場合には、左アクチュエータユニットと右アクチュエータユニットへの電力の供給を停止する。これにより、アクチュエータによるアシストトルクが「０」に設定されるため、弾性部材のバネ力によって合成トルクをゆっくり減少させることが可能となる。その結果、荷物の持ち上げ動作、及び、持ち下げ動作をアシストする際に、装着者に対して急な負荷を感じる等の違和感を与えない信頼性の高いパワーアシストスーツを提供することができる。
【００３２】
第９の発明によれば、合成トルク取得部は、出力軸回転角度検出装置によって検出された出力軸の回転角度と、出力リンク回動角度検出装置によって検出された出力リンクの回動角度とに基づいて合成トルクを取得する。従って、荷物の持ち上げ動作、及び、持ち下げ動作をアシストする際に、出力軸回転角度検出装置と出力リンク回動角度検出装置から構成される簡易な構成で合成トルクを取得できる。
【００３３】
第１０の発明によれば、制御装置は、左アクチュエータユニットと右アクチュエータユニットのそれぞれの第１回動トルクと第２回動トルクとの差に基づいて、左アクチュエータユニットと右アクチュエータユニットのそれぞれの出力リンク回動角度検出装置が故障しているか否かを判定する。
【００３４】
これにより、制御装置は、左アクチュエータユニット又は右アクチュエータユニットの出力リンク回動角度検出装置の故障を検出した場合には、出力リンクの回動角度を正確に検出できないため、アクチュエータによる不適切なアシストトルクの出力を停止することが可能となる。引いては、荷物の持ち上げ動作、及び、持ち下げ動作をアシストする際に、アクチュエータによって適切なアシストトルクを出力することができ、装着者に対して違和感を与えない信頼性の高いパワーアシストスーツを提供することができる。
【００３５】
第１１の発明によれば、左アクチュエータユニットと右アクチュエータユニットのそれぞれの出力リンク回動角度検出装置は、減速機を介して出力リンクに接続されている。これにより、出力リンクの回動角度の変化を増大して出力リンク回動角度検出装置によって検出することができるため、出力リンクの回動角度の検出精度の向上を図ることができ、引いては、第１回動トルクの精度の向上を図ることができる。
【００３６】
第１２の発明によれば、渦巻バネを用いることによって、アクチュエータの出力トルクを電流で調整する場合と比較して、渦巻バネの伸縮量（即ち、出力軸の回転角度）を調整するだけでよいので、容易にアシストトルクを調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】パワーアシストスーツの全体構成の例を説明する斜視図である。
【図２】図１に示すパワーアシストスーツの分解斜視図である。
【図３】図１に示すパワーアシストスーツにおける身体装着具の外観の例を説明する斜視図である。
【図４】図１に示すパワーアシストスーツにおけるアクチュエータユニットの外観の例、及び荷重検出手段を説明する斜視図である。
【図５】身体装着具の構成要素であるフレーム部の外観の例を説明する斜視図である。
【図６】身体装着具の構成要素である腰サポート部の構造の例を説明する展開図である。
【図７】身体装着具の構成要素であるジャケット部の構造の例を説明する展開図である。
【図８】図１に示すパワーアシストスーツにおける（右）アクチュエータユニットの斜視図である。
【図９】図８に示す（右）アクチュエータユニットの別の例を説明する斜視図である。
【図１０】アクチュエータユニットの内部構造の例を説明する分解斜視図である。
【図１１】アクチュエータユニットの内部構造の例を説明する断面図である。
【図１２】パワーアシストスーツを装着した装着者が背筋を伸ばしている直立状態を説明する図である。
【図１３】図１２に示す状態から、装着者が前傾姿勢となり、仮想回動軸線回りにフレーム部等が回動した状態を説明する図である。
【図１４】操作ユニットの外観の例を説明する図である。
【図１５】制御装置の入出力を説明する図である。
【図１６】操作ユニットからの、動作モード、ゲイン、増量速度、の変更（調整）を説明する図である。
【図１７】制御装置にてアクチュエータユニットを制御する制御ブロック図である。
【図１８】図１７に示した制御ブロック図に基づいた処理手順の全体を説明するフローチャートである。
【図１９】図１８に示したフローチャートにおける［Ｓ１００：調整判定、入力処理、トルク変化量等計算］の処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図２０】図１８に示したフローチャートにおける［Ｓ１５０：故障検出処理］の処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図２１】図２０に示したフローチャートにおける［Ｓ１６００Ｒ：右アクチュエータの故障検出処理］の処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図２２】図１８に示したフローチャートにおける［Ｓ２００：動作モード判定］の処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図２３】図１８に示したフローチャートにおける［Ｓ３００：荷重判定（ゲインＣpの決定）］の処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図２４】装着者が荷物を手にしていない直立静止状態において、荷重検出手段にて検出される荷重を説明する図である。
【図２５】図２４に示す状態から装着者が腰を落として荷物を手にして持ち上げた状態において、荷重検出手段にて検出される荷重を説明する図である。
【図２６】実際に、装着者が腰を落として荷物を把持した後、把持した荷物を持ち上げた場合において、荷重検出手段からの検出信号に基づいて求めた荷物質量の例を説明する図である。
【図２７】図２４に示す状態に対して、加速度検出手段を追加し、加速度検出手段にて検出される加速度と、荷重検出手段にて検出される荷重を説明する図である。
【図２８】図２７に示す状態から装着者が腰を落として荷物を手にして持ち上げた状態において、加速度検出手段にて検出される加速度と、荷重検出手段にて検出される荷重を説明する図である。
【図２９】実際に、装着者が腰を落として荷物を把持した後、把持した荷物を持ち上げた場合において、荷重検出手段からの検出信号と、加速度検出手段からの検出信号と、に基づいて求めた荷物質量の例を説明する図である。
【図３０】図１８に示したフローチャートにおける［ＳＤ０００Ｒ：（右）持ち下げ］の処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図３１】装着者の持ち下げ作業の様子を説明する図である。
【図３２】装着者トルク変化量・アシスト量特性の例を説明する図である。
【図３３】前傾角度・持下トルク制限値特性の例を説明する図である。
【図３４】装着者が持ち下げ作業を行った際、時間に対する、前傾角度及び持ち下げアシストトルクの変化の様子を説明する図である。
【図３５】図１８に示したフローチャートにおける［ＳＵ０００：持ち上げ］の処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図３６】図３５に示したフローチャートにおける［ＳＳ０００：動作状態判定］の処理の詳細を説明する状態遷移図である。
【図３７】装着者が持ち上げ作業を行った際、動作状態の遷移に対する、前傾角度及び持ち上げアシストトルクの変化の様子を説明する図である。
【図３８】図３５に示したフローチャートにおける［ＳＳ１００Ｒ：（右）増量速度の切り替え判定］の処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図３９】時間・切替下限特性、時間・切替上限特性の例を説明する図である。
【図４０】増量速度・遷移時間特性の例を説明する図である。
【図４１】時間・アシスト量特性の例を説明する図である。
【図４２】図３５に示したフローチャートにおける［ＳＳ１７０Ｒ：（右）アシストトルク算出］の処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図４３】時間・持上トルク特性、前傾角度・持上最大トルク特性の例を説明する図である。
【図４４】ゲイン・減衰係数特性の例を説明する図である。
【図４５】アシスト比率・トルク減衰率特性の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、図１〜図１６に基づいて、パワーアシストスーツ１の全体構造について説明する。パワーアシストスーツ１は、例えば、装着者が荷物を持ち上げる際（あるいは荷物を持ち下げる際）に腰部に対する大腿部（あるいは大腿部に対する腰部）の回動をアシストしたり、装着者が歩行する際に腰部に対する大腿部の回動をアシストしたりする装置である。なお、各図中のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、互いに直交しており、パワーアシストスーツを装着した装着者から見て、Ｘ軸方向は前方向、Ｙ軸方向は左方向、Ｚ軸方向は上方向、に対応している。
【００３９】
●［パワーアシストスーツ１の全体構造（図１、図２）］
図１は、パワーアシストスーツ１の全体の外観を示している。また図２は、図１に示すパワーアシストスーツ１の分解斜視図を示している。
【００４０】
図２の分解斜視図に示すように、パワーアシストスーツ１は、腰サポート部１０、ジャケット部２０、フレーム部３０、バックパック部３７、クッション３７Ｇ、右アクチュエータユニット４Ｒ、左アクチュエータユニット４Ｌ、荷重検出ユニット７１Ｒ、７１Ｌ等にて構成されている。そして腰サポート部１０、ジャケット部２０、フレーム部３０、バックパック部３７、クッション３７Ｇにて身体装着具２（図３参照）が構成され、右アクチュエータユニット４Ｒ、左アクチュエータユニット４Ｌにてアクチュエータユニット４（図４参照）が構成されている。なお、バックパック部３７には、加速度検出手段７５が設けられている。また、パワーアシストスーツ１は、装着者が、動作モード（持ち下げアシスト、持ち上げアシスト等）や、アシストトルクのゲインや、アシストトルクの増量速度の調整を行ったり、調整した状態等の確認を行ったりするための、操作ユニットＲ１（いわゆるリモコン）と、操作ユニットＲ１を収容する収容部Ｒ１Ｓを有している。
【００４１】
荷重検出ユニット７１Ｒ、７１Ｌは、例えば靴の中敷きであり、荷重検出ユニット７１Ｒは装着者の右靴の中、かつ装着者の右足裏に配置され、荷重検出ユニット７１Ｌは装着者の左靴の中、かつ装着者の左足裏に配置される。荷重検出ユニット７１Ｒには、装着者の右足裏の爪先近傍の周囲の荷重を検出可能な荷重検出手段７２Ｒ（例えば、圧力センサ）と、装着者の右足裏の踵近傍の周囲の荷重を検出可能な荷重検出手段７３Ｒ（例えば、圧力センサ）とが設けられている。また図示省略するが、荷重検出ユニット７１Ｒは、荷重検出手段７２Ｒ、７３Ｒからの検出信号を無線で操作ユニットＲ１に送信する無線通信手段、当該通信手段の電源等も有している。なお、荷重検出ユニット７１Ｌも同様に、荷重検出手段７２Ｌ、７３Ｌ、無線通信手段、電源等を有しており、これらは荷重検出ユニット７１Ｒと同様であるので、説明を省略する。
【００４２】
制御装置６１（図１５参照）は、荷重検出手段７２Ｌ、７２Ｒ、７３Ｌ、７３Ｒからの検出信号に基づいて、装着者が荷物を手にしていない場合では装着者の質量である装着者質量または装着者の重量である装着者重量を検出可能である。また、制御装置６１（図１５参照）は、荷重検出手段７２Ｌ、７２Ｒ、７３Ｌ、７３Ｒからの検出信号に基づいて、装着者が荷物を手にしている場合では装着者と荷物の質量である合成質量または装着者と荷物の重量である合成重量を検出可能である。そして制御装置６１は、合成質量または合成重量と、装着者質量または装着者重量と、に基づいて、荷物の質量である荷物質量または荷物の重量である荷物重量を検出可能であり、荷物質量または荷物重量に基づいた荷重関連量（補正前の荷物質量または荷物重量、あるいは、補正後の荷物質量または荷物重量）を求める。
【００４３】
加速度検出手段７５は、例えば加速度センサであり、例えばバックパック部３７に設けられており、装着者の一部の身体（この場合、装着者の上体（上半身））の動作の加速度である身体動作加速度を検出する。バックパック部３７は、装着者の背中に固定されるので、加速度検出手段７５は、装着者の背中の面に沿った脊椎平行方向の身体動作加速度ａｖ（図２７、図２８参照）と、装着者の背中の面に直交する背中直交方向の身体動作加速度ａｗ（図２７、図２８参照）と、を検出する。制御装置６１は、身体動作加速度ａｖ、ａｗ等に基づいて、鉛直方向成分の身体動作加速度ａｚ（図２８参照）を求めることができる。
【００４４】
制御装置６１は、後述するように、荷重検出手段７２Ｌ、７２Ｒ、７３Ｌ、７３Ｒからの検出信号に基づいて求めた荷物質量（荷物重量）を、加速度検出手段７５からの検出信号に基づいて求めた身体動作加速度ａｚを用いて補正することで、荷重関連量（この場合、補正後の荷物質量または荷物重量）を求める。
【００４５】
身体装着具２（図３参照）は、装着者の少なくとも腰周りに装着されるものである。右アクチュエータユニット４Ｒ及び左アクチュエータユニット４Ｌ（図４参照）は、身体装着具２と、装着者の大腿部と、に装着されて、装着者の腰部に対する大腿部あるいは装着者の大腿部に対する腰部、の動作を支援（アシスト）する。以下、身体装着具２とアクチュエータユニット４を順に説明する。
【００４６】
●［身体装着具２の外観（図３）］
図２及び図３に示すように、身体装着具２は、装着者の腰周りに装着される腰サポート部１０と、装着者の肩周り及び胸周りに装着されるジャケット部２０と、ジャケット部２０が接続されるフレーム部３０と、フレーム部３０に取り付けられたバックパック部３７及びクッション３７Ｇと、を有している。フレーム部３０は、装着者の背中及び腰周りに配置される。
【００４７】
●［フレーム部３０の全体構成（図２、図３、図５）］
フレーム部３０は、図２及び図５に示すように、メインフレーム３１と、右サブフレーム３２Ｒと、左サブフレーム３２Ｌ等を有している。メインフレーム３１は、図５に示すように、複数のベルト接続孔３１Ｈが上下方向に配置された支持体３１ＳＲ、３１ＳＬと、接続部３１Ｒと、接続部３１Ｌと、を有している。接続部３１Ｒには、右サブフレーム３２Ｒの一方端（上端）が接続され、接続部３１Ｌには、左サブフレーム３２Ｌの一方端（上端）が接続されている。右サブフレーム３２Ｒと左サブフレーム３２Ｌは、弾性を有しており、下端部の左右の間隔は、装着者の腰幅に応じて、腰サポート部１０とともに調整される（図１参照）。
【００４８】
また図１に示すように、右サブフレーム３２Ｒの下端部は、右アクチュエータユニット４Ｒの接続部４１ＲＳに接続（固定）され、左サブフレーム３２Ｌの下端部は、左アクチュエータユニット４Ｌの接続部４１ＬＳに接続（固定）される。
【００４９】
●［腰サポート部１０の全体構成（図２、図３、図６）］
腰サポート部１０は、図３及び図６に示すように、装着者の右半身の腰周りに装着される右腰装着部１１Ｒと、装着者の左半身の腰周りに装着される左腰装着部１１Ｌとを有している。図６に示すように、右腰装着部１１Ｒと左腰装着部１１Ｌは、背面腰ベルト１６Ａ、臀部上ベルト１６Ｂ、臀部下ベルト１６Ｃにて接続されている。
【００５０】
腰サポート部１０は、図１及び図２に示すように、ジャケット部２０の連結部２９ＲＳと連結される連結リング１９ＲＳを有する連結ベルト１９Ｒと、ジャケット部２０の連結部２９ＬＳと連結される連結リング１９ＬＳを有する連結ベルト１９Ｌとを有している。また図２に示すように、腰サポート部１０は、仮想回動軸線１５Ｙと交差する位置に、右アクチュエータユニット４Ｒの連結部４０ＲＳに接続するための取付孔１５Ｒと、左アクチュエータユニット４Ｌの連結部４０ＬＳに接続するための取付孔１５Ｌとを有している。
【００５１】
また図６に示すように、右腰装着部１１Ｒにおける装着者の背面側となる位置は、切欠部１１ＲＣが形成されて、右腰部１１ＲＡと右臀部１１ＲＢとに分割されている。左腰装着部１１Ｌにおける装着者の背面側となる位置は、切欠部１１ＬＣが形成されて、左腰部１１ＬＡと左臀部１１ＬＢとに分割されている。
【００５２】
また図６に示すように、腰サポート部１０は、右腰締めベルト１３ＲＡ、腰ベルト保持部材１３ＲＢ（腰バックル）、左腰締めベルト１３ＬＡ、腰ベルト保持部材１３ＬＢ（腰バックル）、右骨盤上ベルト１７ＲＡ、右骨盤下ベルト１７ＲＢ、左骨盤上ベルト１７ＬＡ、左骨盤下ベルト１７ＬＢ、右上ベルト保持部材１７ＲＣ（右上コキ）、右下ベルト保持部材１７ＲＤ（右下コキ）、引張部１３ＲＡＨ、左上ベルト保持部材１７ＬＣ（左上コキ）、左下ベルト保持部材１７ＬＤ（左下コキ）、引張部１３ＬＡＨ等、装着者の腰周りにズレることなく密着させるための、長さを調整可能な種々のベルト等を有している。
【００５３】
●［バックパック部３７、及びバックパック部３７の周辺の構成（図１〜図３）］
バックパック部３７は、図１及び図３に示すように、フレーム部３０の上端部となるメインフレーム３１に取り付けられている。そして図３に示すように、メインフレーム３１またはバックパック部３７には、ジャケット部２０の右肩ベルト２４Ｒ、右腋ベルト２５Ｒ、左肩ベルト２４Ｌ、左腋ベルト２５Ｌが接続されている。
【００５４】
バックパック部３７は、図１〜図３に示すように、シンプルな箱状の形状を有し、制御装置や電源ユニットや通信手段等が収容されている。図３に示すように、メインフレーム３１における装着者の背中側の両肩に対向する位置には、複数のベルト接続孔３１Ｈ（ベルト接続部に相当）が上下方向に配置された支持体３１ＳＲ、３１ＳＬが設けられている。つまり、ベルト接続孔３１Ｈ（ベルト接続部）は、装着者の体格に応じて、フレーム部３０に対するジャケット部２０の高さ方向の位置を調整可能とするように、複数設けられている。従って、装着者の体格に合わせてジャケット部２０の高さを適切な位置に調整できる。
【００５５】
また、装着者の上半身が前に傾いた場合であっても、背中に接触するクッション３７Ｇ（または背当て部３７Ｃ）を、装着者の肩から腰の方向へと長くすることで、アシストトルクを出力するアクチュエータユニット（４Ｒ、４Ｌ）を適切に支持することができる。さらに、装着者の上半身が左右に傾いた場合であっても、装着者の背中の曲がり中心にクッション３７Ｇ（または背当て部３７Ｃ）が接触することで、アシストトルクを出力するアクチュエータユニット（４Ｒ、４Ｌ）をより適切に支持することができる（支持剛性が高くなる）。
【００５６】
また、支持体３１ＳＲのいずれかのベルト接続孔３１Ｈ（ベルト接続部）には、図３に示すように、右肩ベルト２４Ｒのベルト接続部２４ＲＳが接続される。同様に、支持体３１ＳＬのいずれかのベルト接続孔３１Ｈ（ベルト接続部）には、図３に示すように、左肩ベルト２４Ｌのベルト接続部２４ＬＳが接続される。なお、支持体３１ＳＲ、３１ＳＬは、バックパック部３７に設けられていてもよい。
【００５７】
バックパック部３７の下端の左右には、図３に示すように、ベルト接続部３７ＦＲ、３７ＦＬが設けられている。ベルト接続部３７ＦＲには、図３に示すように、右腋ベルト２５Ｒのベルト接続部２５ＲＳが接続される。同様に、ベルト接続部３７ＦＬには、図３に示すように、左腋ベルト２５Ｌのベルト接続部２５ＬＳが接続される。なお、ベルト接続部３７ＦＲ、３７ＦＬは、メインフレーム３１に設けられていてもよい。
【００５８】
●［ジャケット部２０の全体構成（図２、図３、図７）］
ジャケット部２０は、図３に示すように、装着者の右半身の胸周りに装着される右胸装着部２１Ｒと、装着者の左半身の胸周りに装着される左胸装着部２１Ｌとを有している。右胸装着部２１Ｒは、左胸装着部２１Ｌと、例えば面ファスナ２１Ｆや、バックル２１Ｂによって接続されており、装着者へのジャケット部２０の着脱を容易にしている。
【００５９】
図３に示すように、右胸装着部２１Ｒは、メインフレーム３１（またはバックパック部３７）のベルト接続孔３１Ｈに接続される右肩ベルト２４Ｒ及びベルト接続部２４ＲＳと、バックパック部３７（またはメインフレーム３１）のベルト接続部３７ＦＲ、３７ＦＬに接続される右腋ベルト２５Ｒ及びベルト接続部２５ＲＳと、を有している。また図３に示すように、左胸装着部２１Ｌは、メインフレーム３１（またはバックパック部３７）に接続される左肩ベルト２４Ｌ及びベルト接続部２４ＬＳと、バックパック部３７（またはメインフレーム３１）に接続される左腋ベルト２５Ｌ及びベルト接続部２５ＬＳと、を有している。また図３に示すように、右胸装着部２１Ｒは、右腰装着部１１Ｒと連結するための連結ベルト２９Ｒ及び連結部２９ＲＳを有しており、左胸装着部２１Ｌは、左腰装着部１１Ｌと連結するための連結ベルト２９Ｌ及び連結部２９ＬＳを有している。
【００６０】
また図７に示すように、ジャケット部２０は、固定部２８Ｒ、固定部２８Ｌ、右肩ベルト２３Ｒ、右肩ベルト保持部材２３ＲＫ（右肩コキ）、左肩ベルト２３Ｌ、左肩ベルト保持部材２３ＬＫ（左肩コキ）、右腋ベルト２６Ｒ、右腋ベルト保持部材２６ＲＫ（右腋コキ）、左腋ベルト２６Ｌ、左腋ベルト保持部材２６ＬＫ（左腋コキ）等、装着者の胸周りにズレることなく密着させるための、長さを調整可能な種々のベルト等を有している。
【００６１】
●［右アクチュエータユニット４Ｒ、左アクチュエータユニット４Ｌの全体構成（図２、図４、図８、図９）］
図４は、図２に示す右アクチュエータユニット４Ｒと、左アクチュエータユニット４Ｌの外観及び荷重検出ユニット７１Ｌ、７１Ｒを示している。なお、左アクチュエータユニット４Ｌは、右アクチュエータユニット４Ｒを左右対称としたものであるので、以降の説明では、左アクチュエータユニット４Ｌについては説明を省略する。
【００６２】
図４に示すように、右アクチュエータユニット４Ｒは、トルク発生部４０Ｒと、トルク伝達部である出力リンク５０Ｒと、を有している。トルク発生部４０Ｒは、アクチュエータベース部４１Ｒと、カバー４１ＲＢと、連結ベース４ＡＲと、を有している。図４に示すように、出力リンク５０Ｒは、アシスト対象身体部（この場合、大腿部）の関節（この場合、股関節）回りに回動してアシスト対象身体部（この場合、大腿部）に装着される。なお、出力リンク５０Ｒを介してアシスト対象身体部の回動をアシストするアシストトルクは、トルク発生部４０Ｒ内の電動モータ（アクチュエータ）にて発生される。
【００６３】
出力リンク５０Ｒは、アシストアーム５１Ｒ（第１リンクに相当）と、第２リンク５２Ｒと、第３リンク５３Ｒと、大腿装着部５４Ｒ（身体保持部に相当）と、を有している。アシストアーム５１Ｒは、トルク発生部４０Ｒ内の電動モータによって発生したアシストトルクと、装着者の大腿部の動作による装着者トルクと、が合成された合成トルクによって、回動軸線４０ＲＹ回りに回動する。アシストアーム５１Ｒの先端には第２リンク５２Ｒの一方端が回動軸線５１ＲＪ回りに回動可能に接続され、第２リンク５２Ｒの他方端には第３リンク５３Ｒの一方端が回動軸線５２ＲＪ回りに回動可能に接続されている。そして第３リンク５３Ｒの他方端には、第３ジョイント部５３ＲＳ（この場合、球面ジョイント）を介して大腿装着部５４Ｒが接続されている。
【００６４】
次に図４、図８、図９を用いて、右アクチュエータユニット４Ｒのリンク機構の詳細について説明する。リンク機構の例として、図８に示す出力リンク５０Ｒの例と、図９に示す出力リンク５０ＲＡの例について説明する。
【００６５】
図８に示す出力リンク５０Ｒは、アシストアーム５１Ｒ（第１リンクに相当）と、第２リンク５２Ｒと、第３リンク５３Ｒと、大腿装着部５４Ｒ（身体保持部に相当）とが、それぞれジョイント部にて連結されて構成されることで、複数の連結部材にて構成されている。
【００６６】
アシストアーム５１Ｒの先端には、回動軸線５１ＲＪ回りに回動可能となるように、第２リンク５２Ｒの一方端が、第１ジョイント部５１ＲＳにて連結されている。第１ジョイント部５１ＲＳは、アシストアーム５１Ｒに対して第２リンク５２Ｒを、回動軸線５１ＲＪ回りに回動可能な自由度＝１を有する連結構造とされている。
【００６７】
第２リンク５２Ｒの他方端には、回動軸線５２ＲＪ回りに回動可能となるように、第３リンク５３Ｒの一方端が、第２ジョイント部５２ＲＳにて連結されている。第２ジョイント部５２ＲＳは、第２リンク５２Ｒに対して第３リンク５３Ｒを、回動軸線５２ＲＪ回りに回動可能な自由度＝１を有する連結構造とされている。
【００６８】
第３リンク５３Ｒの他方端は、第３ジョイント部５３ＲＳ（例えば球面ジョイント）にて大腿装着部５４Ｒと連結されている。従って、第３リンクと大腿装着部５４Ｒ（身体保持部）との間の第３ジョイント部５３ＲＳは、自由度＝３の連結構造とされている。以上より、図８に示す出力リンク５０Ｒの自由度の総数は、１＋１＋３＝５である。
【００６９】
なお、出力リンク５０Ｒの自由度の総数は、３以上であればよい。例えば、第３リンク５３Ｒの他方端に対して、回動軸線回りに大腿装着部５４Ｒが回動可能となるように（自由度＝１となるように）第３ジョイント部５３ＲＳを構成してもよい。従って、この場合の出力リンクの自由度の総数は、第１ジョイント部５１ＲＳの自由度が「１」、第２ジョイント部５２ＲＳの自由度が「１」であるので、１＋１＋１＝３となる。なお、第２リンクや第３リンクの回動範囲を制限するストッパを設けると、より好ましい。
【００７０】
図９に示す出力リンク５０ＲＡは、アシストアーム５１Ｒ（第１リンクに相当）と、第２リンク５２ＲＡ（及び第２ジョイント部５２ＲＳ）と、第３リンク５３ＲＡと、大腿装着部５４Ｒ（身体保持部に相当）とが、それぞれジョイント部にて連結されて構成されることで、複数の連結部材にて構成されている。
【００７１】
アシストアーム５１Ｒの先端には、回動軸線５１ＲＪ回りに回動可能となるように、第２リンク５２ＲＡの端部が、第１ジョイント部５１ＲＳにて連結されている。第１ジョイント部５１ＲＳは、アシストアーム５１Ｒに対して第２リンク５２ＲＡを、回動軸線５１ＲＪ回りに回動可能な自由度＝１を有する連結構造とされている。
【００７２】
第２リンク５２ＲＡと第２ジョイント部５２ＲＳは一体化されており、第２リンク５２ＲＡには、長手方向であるスライド軸線５２ＲＳＪに沿って往復スライド可能な第３リンク５３ＲＡの一方端の側が、第２ジョイント部５２ＲＳにて連結されている。第２ジョイント部５２ＲＳは、第２リンク５２ＲＡに対して第３リンク５３ＲＡを、スライド軸線５２ＲＳＪに沿ってスライド可能な自由度＝１を有する連結構造とされている。
【００７３】
第３リンク５３ＲＡの他方端は、第３ジョイント部５３ＲＳ（例えば球面ジョイント）にて大腿装着部５４Ｒと連結されている。従って、第３リンク５３ＲＡと大腿装着部５４Ｒ（身体保持部）との間の第３ジョイント部５３ＲＳは、自由度＝３の連結構造とされている。以上より、図９に示す出力リンク５０ＲＡの自由度の総数は、１＋１＋３＝５である。
【００７４】
なお自由度の総数は３以上であればよいので、第３ジョイント部５３ＲＳを、大腿装着部５４Ｒが回動軸線回りに回動可能となるように自由度＝１の連結構造としてもよい。なお、第２リンク５２ＲＡの回動範囲や第３リンク５３ＲＡのスライド範囲を制限するストッパを設けると、より好ましい。
【００７５】
●［右アクチュエータユニット４Ｒにおけるトルク発生部４０Ｒの内部構造（図１０、図１１）］
次に、図１０及び図１１を用いて、トルク発生部４０Ｒ（図４参照）のカバー４１ＲＢに収容されている各部材について説明する。なお図１１は、図１０におけるＡ−Ａ断面図である。図１０及び図１１に示すように、カバー４１ＲＢ内には、減速機４２Ｒ、プーリ４３ＲＡ、伝達ベルト４３ＲＢ、フランジ部４３ＲＤを有するプーリ４３ＲＣ、渦巻バネ４５Ｒ、軸受４６Ｒ、電動モータ４７Ｒ（アクチュエータ）、サブフレーム４８Ｒ等が収容されている。またカバー４１ＲＢの外側には、軸部５１ＲＡを有するアシストアーム５１Ｒが配置されている。
【００７６】
また、アクチュエータユニット（４Ｒ、４Ｌ）におけるフレーム部３０に近い部分に、アクチュエータ駆動用、制御用、通信用、の各ケーブルの取出口３３ＲＳ、３３ＬＳ（接続口）が設けられている。そして、ケーブルの取出口３３ＲＳ、３３ＬＳに接続されたケーブル（図示省略）は、フレーム部３０に沿って配置され、バックパック部３７に接続される。
【００７７】
なお、トルク発生部４０Ｒは、図１１に示すように、電動モータ４７Ｒ等を搭載したサブフレーム４８Ｒが取り付けられたアクチュエータベース部４１Ｒと、アクチュエータベース部４１Ｒの一方側に取り付けられるカバー４１ＲＢと、アクチュエータベース部４１Ｒの他方側に取り付けられる連結ベース４ＡＲと、を有している。連結ベース４ＡＲには、回動軸線４０ＲＹ回りに回動可能な連結部４０ＲＳが設けられている。
【００７８】
図１０及び図１１に示すように、アクチュエータベース部４１Ｒに対するアシストアーム５１Ｒの回動角度を検出する出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳ（回動角度センサ等）が、減速機４２Ｒの増速軸４２ＲＢに接続されたプーリ４３ＲＡに接続されている。出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳは、例えばエンコーダや角度センサであり、回転角度に応じた検出信号を制御装置６１（図１５参照）に出力する。また電動モータ４７Ｒには、モータ軸（出力軸に相当）の回転角度を検出可能なモータ回転角度検出手段４７ＲＳが設けられている。モータ回転角度検出手段４７ＲＳは、例えばエンコーダや角度センサであり、回転角度に応じた検出信号を制御装置６１（図１５参照）に出力する。
【００７９】
図１０に示すように、サブフレーム４８Ｒには、減速機４２Ｒの減速機ハウジング４２ＲＣを固定する貫通孔４８ＲＡと、電動モータ４７Ｒの出力軸４７ＲＡを挿通する貫通孔４８ＲＢと、が形成されている。アシストアーム５１Ｒの軸部５１ＲＡは、減速機４２Ｒの減速軸４２ＲＡの穴部４２ＲＤに嵌め込まれ、減速機４２Ｒの減速機ハウジング４２ＲＣはサブフレーム４８Ｒの貫通孔４８ＲＡに固定される。これにより、アシストアーム５１Ｒは、アクチュエータベース部４１Ｒに対して、回動軸線４０ＲＹ回りに回動可能に支持され、減速軸４２ＲＡと一体となって回動する。また、電動モータ４７Ｒはサブフレーム４８Ｒに固定され、出力軸４７ＲＡはサブフレーム４８Ｒの貫通孔４８ＲＢに挿通されている。サブフレーム４８Ｒは、ボルト等の締結部材にて、アクチュエータベース部４１Ｒの取付部４１ＲＨに固定される。
【００８０】
図１０に示すように、減速機４２Ｒの増速軸４２ＲＢには、プーリ４３ＲＡが接続され、プーリ４３ＲＡには出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳが接続されている。そして出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳには、サブフレーム４８Ｒに固定される支持部材４３ＲＴが接続されている。これにより、出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳは、サブフレーム４８Ｒに対する（すなわち、アクチュエータベース部４１Ｒに対する）増速軸４２ＲＢの回動角度を検出することができる。しかも、アシストアーム５１Ｒの回動角度は、減速機４２Ｒの増速軸４２ＲＢによって増加された回動角度となるので、出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳ及び制御装置６１は、より高い分解能にて、アシストアーム５１Ｒの回動角度を検出することができる。出力リンクの回動角度をより高い分解能で検出することで、制御装置は、より高精度な制御を実行することができる。なお、アシストアーム５１Ｒの軸部５１ＲＡ、減速機４２Ｒ、プーリ４３ＲＡ、出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳは、回動軸線４０ＲＹに沿って同軸となるように配置されている。
【００８１】
減速機４２Ｒは、ギア減速比ｎG（１＜ｎG）が設定されており、減速軸４２ＲＡが回動角度（θL、R）だけ回動された場合に、増速軸４２ＲＢを回動角度ｎGθL、Rだけ回動させる。また減速機４２Ｒは、増速軸４２ＲＢが回動角度ｎGθL、Rだけ回動された場合に、減速軸４２ＲＡを回動角度θL、Rだけ回動させる。減速機４２Ｒの増速軸４２ＲＢが接続されたプーリ４３ＲＡと、プーリ４３ＲＣには、伝達ベルト４３ＲＢが掛けられている。従って、アシストアーム５１Ｒからの装着者トルクは増速軸４２ＲＢを介してプーリ４３ＲＣに伝達され、電動モータ４７Ｒからのアシストトルクは、渦巻バネ４５Ｒとプーリ４３ＲＣを介して増速軸４２ＲＢに伝達される。またモータ側のプーリ４３ＲＣに対する減速機側のプーリ４３ＲＡの比であるプーリ減速比ｎP（プーリ減速比＝減速機側のプーリ４３ＲＡ：モータ側のプーリ４３ＲＣ＝ｎP：１）が設定されている。例えばギア減速比ｎGは約５０に設定されており、プーリ減速比ｎPは約８８／６０に設定されている。
【００８２】
渦巻バネ４５Ｒは、バネ定数Ｋｓを有し、中心側に内側端部４５ＲＣ、外周側に外側端部４５ＲＡを有する渦巻き形状を有している。渦巻バネ４５Ｒの内側端部４５ＲＣは、電動モータ４７Ｒの出力軸４７ＲＡに形成された溝部４７ＲＢに嵌め込まれている。渦巻バネ４５Ｒの外側端部４５ＲＡは、円筒状に巻回されて、プーリ４３ＲＣのフランジ部４３ＲＤに設けられた伝達軸４３ＲＥが嵌め込まれ、当該伝達軸４３ＲＥにて支持されている（プーリ４３ＲＣは、フランジ部４３ＲＤと伝達軸４３ＲＥが一体とされている）。プーリ４３ＲＣは、回動軸線４７ＲＹ回りに回動可能に支持され、一体とされたフランジ部４３ＲＤの外周縁部の近傍には、渦巻バネ４５Ｒの側に突出する伝達軸４３ＲＥが設けられている。伝達軸４３ＲＥは、渦巻バネ４５Ｒの外側端部４５ＲＡに嵌め込まれ、外側端部４５ＲＡの位置を回動軸線４７ＲＹ回りに移動させる。また、電動モータ４７Ｒの出力軸４７ＲＡとプーリ４３ＲＣとの間には、軸受４６Ｒが設けられている。つまり、プーリ４３ＲＣに出力軸４７ＲＡは固定されておらず、出力軸４７ＲＡは、プーリ４３ＲＣに対して自由に回転できる。プーリ４３ＲＣは、渦巻バネ４５Ｒを介して電動モータ４７Ｒから回転駆動される。以上の構成にて、電動モータ４７Ｒの出力軸４７ＲＡ、軸受４６Ｒ、フランジ部４３ＲＤを有するプーリ４３ＲＣ、渦巻バネ４５Ｒ、は回動軸線４７ＲＹに沿って同軸となるように配置されている。
【００８３】
渦巻バネ４５Ｒは、電動モータ４７Ｒから伝達されたアシストトルクを蓄えるとともに、装着者の大腿部の動作によってアシストアーム５１Ｒと減速機４２Ｒとプーリ４３ＲＡ及びプーリ４３ＲＣを経由して伝達された装着者トルクを蓄え、その結果として、アシストトルクと装着者トルクとを合成した合成トルクを蓄える。そして、渦巻バネ４５Ｒに蓄えられた合成トルクは、プーリ４３ＲＣ及びプーリ４３ＲＡと減速機４２Ｒを介してアシストアーム５１Ｒを回動させる。以上の構成により、電動モータ４７Ｒの出力軸４７ＲＡは、出力軸４７ＲＡの回転角度を減量する減速機４２Ｒを介して出力リンク（図１０の場合、アシストアーム５１Ｒ）に接続されている。
【００８４】
渦巻バネ４５Ｒに蓄えられている合成トルクは、無負荷状態からの角度変化量とバネ定数に基づいて求められ、例えば、アシストアーム５１Ｒの回動角度（出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳにて求められる）と、電動モータ４７Ｒの出力軸４７ＲＡの回転角度（モータ回転角度検出手段４７ＲＳにて求められる）と、渦巻バネ４５Ｒのバネ定数Ｋｓと、に基づいて求められる。そして求められた合成トルクから装着者トルクが抽出され、当該装着者トルクに応じたアシストトルクが電動モータから出力される。
【００８５】
また図１１に示すように、右アクチュエータユニットのトルク発生部４０Ｒは、回動軸線４０ＲＹ（すなわち仮想回動軸線１５Ｙ）回りに回動可能な連結部４０ＲＳを有している。そして連結部４０ＲＳは、図２及び図１に示すように、腰サポート部１０の取付孔１５Ｒを介してボルト等の連結部材にて連結（固定）される。また、図２及び図１に示すように、右アクチュエータユニット４Ｒの接続部４１ＲＳには、フレーム部３０の右サブフレーム３２Ｒの下端部が接続（固定）される。同様に、左アクチュエータユニットのトルク発生部４０Ｌの連結部４０ＬＳは、腰サポート部１０の取付孔１５Ｌを介してボルト等の連結部材にて連結（固定）され、左アクチュエータユニット４Ｌの接続部４１ＬＳには、フレーム部３０の左サブフレーム３２Ｌの下端部が接続（固定）される。つまり、図２において、右アクチュエータユニット４Ｒのトルク発生部４０Ｒに、腰サポート部１０とフレーム部３０が固定され、左アクチュエータユニット４Ｌのトルク発生部４０Ｌに、腰サポート部１０とフレーム部３０が固定される。そして右アクチュエータユニット４Ｒと左アクチュエータユニット４Ｌとフレーム部３０は一体とされ、仮想回動軸線１５Ｙ回りに回動可能な連結部４０ＲＳ、４０ＬＳ（図２参照）にて、腰サポート部１０に対して回動可能である（図１２、図１３参照）。
【００８６】
以上に説明したように、制御装置６１は、出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳからの検出信号と、モータ回転角度検出手段４７ＲＳからの検出信号に基づいて、渦巻バネ４５Ｒにおける無負荷状態からの回転角度、回転方向を検出可能であり、これらと渦巻バネ４５Ｒのバネ定数にて、トルク（合成トルク）を検出可能である。この場合、出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳとモータ回転角度検出手段４７ＲＳと渦巻バネ４５Ｒは、トルク検出手段に相当しており、制御装置６１は、出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳ（角度検出手段に相当）を用いて検出した前傾角度に基づいたトルクに関連するトルク関連量（この場合、合成トルク）を検出可能である。
【００８７】
以上の説明では、電動モータ４７Ｒ、渦巻バネ４５Ｒ、モータ回転角度検出手段４７ＲＳ、出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳは、いずれも右アクチュエータユニット４Ｒに設けられている。図示省略するが、左アクチュエータユニット４Ｌにも同様に、電動モータ４７Ｌ、渦巻バネ４５Ｌ、モータ回転角度検出手段４７ＬＳ、出力リンク回動角度検出手段４３ＬＳが設けられている。後述する説明にて、電動モータ４７Ｌ、渦巻バネ４５Ｌ、モータ回転角度検出手段４７ＬＳ、出力リンク回動角度検出手段４３ＬＳが記載されている場合は、図示省略したが、左アクチュエータユニット４Ｌに設けられているものを指す。
【００８８】
●［操作ユニットＲ１の外観と構成等（図１４〜図１６）］
次に図１４〜図１６を用いて、装着者がパワーアシストスーツ１のアシスト状態を容易に調整等するための操作ユニットＲ１について説明する。図１５に示すように、操作ユニットＲ１は、バックパック部３７（図１参照）内の制御装置６１と有線または無線の通信回線Ｒ１Ｔにて接続されている。操作ユニットＲ１の制御装置Ｒ１Ｅは、第１通信手段Ｒ１ＥＡを介して制御装置６１と情報の送受信が可能であり、制御装置６１は、通信手段６４を介して操作ユニットＲ１内の制御装置Ｒ１Ｅと情報の送受信が可能である。また操作ユニットＲ１の制御装置Ｒ１Ｅは、第２通信手段Ｒ１ＥＢ（例えばBluetooth（登録商標）などの無線通信や人体通信など）を介して、荷重検出手段７２Ｌ、７２Ｒ、７３Ｌ、７３Ｒからの検出信号を受信可能である。なお、図１に示すように、装着者は、操作ユニットＲ１を操作しない場合、例えば、ジャケット部２０に設けられたポケット等の収容部Ｒ１Ｓに収容しておくことができる（図１参照）。
【００８９】
図１４に示すように、操作ユニットＲ１は、メイン操作部Ｒ１Ａ、ゲイン自動／手動切替操作部Ｒ１ＢＳ、ゲインＵＰ操作部Ｒ１ＢＵ、ゲインＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＢＤ、増量速度自動／手動切替操作部Ｒ１ＣＳ、増量速度ＵＰ操作部Ｒ１ＣＵ、増量速度ＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＣＤ、体重計測操作部Ｒ１Ｋ、表示部Ｒ１Ｄ等を有している。なお、ゲインＵＰ操作部Ｒ１ＢＵとゲインＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＢＤはゲイン変更手段に相当しており、増量速度ＵＰ操作部Ｒ１ＣＵと増量速度ＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＣＤは増量速度変更手段に相当している。また図１５に示すように、操作ユニットＲ１内には、制御装置Ｒ１Ｅ、操作ユニット用電源Ｒ１Ｆ等を有している。なお、メイン操作部Ｒ１Ａ、ゲインＵＰ操作部Ｒ１ＢＵ、ゲインＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＢＤ、増量速度ＵＰ操作部Ｒ１ＣＵ、増量速度ＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＣＤ、ゲイン自動／手動切替操作部Ｒ１ＢＳ、増量速度自動／手動切替操作部Ｒ１ＣＳ、体重計測操作部Ｒ１Ｋは、操作ユニットＲ１が収容部Ｒ１Ｓ（図１参照）に収容されている際の誤操作を防止するために、配置されている面から突出していないことが好ましい。
【００９０】
メイン操作部Ｒ１Ａは、装着者からの操作によって、パワーアシストスーツ１によるアシスト制御の開始と停止を行うためのスイッチである。なお図１５に示すように、パワーアシストスーツ１そのもの（全体）の起動と停止を行うための主電源スイッチ６５が、例えばバックパック部３７に設けられており、主電源スイッチ６５がＯＮ側に操作されると、制御装置６１及び制御装置Ｒ１Ｅが起動し、主電源スイッチ６５がＯＦＦ側に操作されると、制御装置６１及び制御装置Ｒ１Ｅの動作が停止される。図１４に示すように、例えば、操作ユニットＲ１の表示部Ｒ１Ｄにおける表示エリアＲ１ＤＢには、現在のパワーアシストスーツの運転状態がＯＮ（運転）であるかＯＦＦ（停止）であるかが表示される。
【００９１】
ゲイン自動／手動切替操作部Ｒ１ＢＳは、アシストトルクのゲイン（大きさ）を、自動的に調整するか、装着者が手動で調整するか、を切り替えるスイッチである。ゲイン自動／手動切替操作部Ｒ１ＢＳが「自動」の側に設定された場合、ゲインＵＰ操作部Ｒ１ＢＵとゲインＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＢＤの操作は無効とされ、制御装置６１は、装着者が手にした荷物の質量（または重量）を検出し、検出した荷物の質量（または重量）に応じてアシストトルクの大きさを自動的に調整する。またゲイン自動／手動切替操作部Ｒ１ＢＳが「手動」の側に設定された場合、ゲインＵＰ操作部Ｒ１ＢＵとゲインＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＢＤの操作は有効とされ、制御装置６１は、ゲインＵＰ操作部Ｒ１ＢＵとゲインＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＢＤの操作に応じてアシストトルクの大きさを変更する。なお、荷物の質量（または重量）を検出するためには、装着者の質量（または重量）を計測しておく必要があり、体重計測操作部Ｒ１Ｋは、後述するように、装着者が自身の質量を制御装置に計測させる際に使用される。またゲイン自動の時に、機械学習（ニューラルネットワークなど）により生成された学習モデルを使用してゲインを調整してもよい（制御装置６１内の学習用の記憶手段に学習モデルを備えて学習動作をさせて調整してもよいし、通信手段６４などを使用して他のパワーアシストスーツの学習モデルを記憶手段に記憶させて学習動作をさせて調整するようにしてもよい）。
【００９２】
ゲインＵＰ操作部Ｒ１ＢＵは、ゲイン自動／手動切替操作部Ｒ１ＢＳが「手動」の側に設定されている場合において、装着者からの操作によって、パワーアシストスーツが発生するアシストトルクのゲインを大きくするスイッチであり、ゲインＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＢＤは、装着者からの操作によって、パワーアシストスーツが発生するアシストトルクのゲインを小さくするスイッチである。例えば図１６の「操作ユニットゲイン（「ゲイン設定＝手動」の場合）」に示すように、制御装置Ｒ１Ｅは、ゲインＵＰ操作部Ｒ１ＢＵが操作される毎に、記憶しているゲイン番号を１つずつ増加し、ゲインＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＢＤが操作される毎に、ゲイン番号を１つずつ減少する。図１６の例では、ゲイン番号が０〜３の４個の例を示しているが、４個に限定されるものではない。また図１４に示すように、制御装置Ｒ１Ｅ（図１５参照）は、例えば、操作ユニットＲ１の表示部Ｒ１Ｄにおける表示エリアＲ１ＤＣに、現在のゲイン番号に応じた表示を行う。
【００９３】
増量速度自動／手動切替操作部Ｒ１ＣＳは、アシストトルクの増量速度（アシストトルクの付与タイミング）を、自動的に調整するか、装着者が手動で調整するか、を切り替えるスイッチである。増量速度自動／手動切替操作部Ｒ１ＣＳが「自動」の側に設定された場合、増量速度ＵＰ操作部Ｒ１ＣＵと増量速度ＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＣＤの操作は無効とされ、制御装置６１は、アシストトルクの増量速度（アシストトルクの付与タイミング）を自動的に調整する。また増量速度自動／手動切替操作部Ｒ１ＣＳが「手動」の側に設定された場合、増量速度ＵＰ操作部Ｒ１ＣＵと増量速度ＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＣＤの操作は有効とされ、制御装置６１は、増量速度ＵＰ操作部Ｒ１ＣＵと増量速度ＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＣＤの操作に応じてアシストトルクの増量速度を変更する。また増量速度自動の時に、機械学習（ニューラルネットワークなど）により生成された学習モデルを使用して増量速度を調整してもよい（制御装置６１内の学習用の記憶手段に学習モデルを備えて学習動作をさせて調整してもよいし、通信手段６４などを使用して他のパワーアシストスーツの学習モデルを記憶手段に記憶させて学習動作をさせて調整するようにしてもよい）。
【００９４】
増量速度ＵＰ操作部Ｒ１ＣＵ、増量速度ＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＣＤは、増量速度自動／手動操作部Ｒ１ＣＳが「手動」の側に設定されている場合において、装着者からの操作によって、パワーアシストスーツが発生するアシストトルクの増量速度（アシストトルクの付与タイミング）の速い、遅い、を調整するスイッチである。例えば図１６の「操作ユニット増量速度（「増量速度設定＝手動」の場合）」に示すように、制御装置Ｒ１Ｅは、増量速度ＵＰ操作部Ｒ１ＣＵが操作される毎に、記憶している速度番号を１つずつ増加し、増量速度ＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＣＤが操作される毎に、速度番号を１つずつ減少する。図１６の例では、速度番号が−１〜４の６個の例を示しているが、６個に限定されるものではない。また図１４に示すように、制御装置Ｒ１Ｅ（図１５参照）は、例えば、操作ユニットＲ１の表示部Ｒ１Ｄにおける表示エリアＲ１ＤＤに、現在の速度番号に応じた表示を行う。
【００９５】
そして操作ユニットＲ１の制御装置Ｒ１Ｅは、所定時間間隔（例えば数［ｍｓ］〜数１００［ｍｓ］間隔）、または、メイン操作部Ｒ１ＡとゲインＵＰ操作部Ｒ１ＢＵとゲインＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＢＤと増量速度ＵＰ操作部Ｒ１ＣＵと増量速度ＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＣＤとゲイン自動／手動切替操作部Ｒ１ＢＳと増量速度自動／手動切替操作部Ｒ１ＣＳのいずれかが操作される毎に、第１通信手段Ｒ１ＥＡ（図１５参照）を介して操作情報を送信する。操作情報には、上記の停止指示または起動指示、ゲイン番号、ゲイン自動／手動切替操作部からのゲイン自動／手動情報、速度番号、増量速度自動／手動切替操作部からの増量速度自動／手動情報、体重計測操作部からの体重計測指示情報、荷重検出手段からの検出信号、速度番号等が含まれている。
【００９６】
バックパック部３７の制御装置６１は、操作情報を受信すると、受信した操作情報を記憶し、パワーアシストスーツの駆動に用いる電源ユニット６３の電池の状態を示す電池情報と、アシスト状態を示すアシスト情報等を含む応答情報を、通信手段６４（図１５参照）を介して送信する。なお、応答情報に含まれている電池情報には、電源ユニット６３の残量等が含まれており、応答情報に含まれているアシスト情報には、例えばパワーアシストスーツに異常が発見された場合には異常の内容を示すエラー情報が含まれている。図１５に示すように、制御装置Ｒ１Ｅは、例えば、操作ユニットＲ１の表示部Ｒ１Ｄにおける表示エリアＲ１ＤＡ（図１４参照）に、電池残量等を表示し、エラー情報が含まれていた場合は、表示部Ｒ１Ｄにおける表示エリアＲ１ＤＦ（図１４参照）に、エラー情報（この場合、「異常１」、「異常２」）を表示する。
【００９７】
例えば、左アクチュエータユニット４Ｌ又は右アクチュエータユニット４Ｒの各渦巻バネ４５Ｌ、４５Ｒのうちのいずれかがバネトルクの出力限界を超えた場合には、後述のように、「異常１」のアイコン（図１４参照）が点滅表示される（図２０参照）。また、例えば、左アクチュエータユニット４Ｌ又は右アクチュエータユニット４Ｒの各出力リンク回動角度検出手段４３ＬＳ、４３ＲＳのうちのいずれかが故障した場合には、後述のように、「異常２」のアイコン（図１４参照）が点滅表示される（図２０参照）。
【００９８】
また、制御装置Ｒ１Ｅからの操作情報を受信した制御装置６１（図１５参照）は、受信した操作情報に起動指示が含まれていた場合にはパワーアシストスーツを起動し、受信した操作情報に停止指示が含まれていた場合にはパワーアシストスーツを停止する。また制御装置６１は、例えば図１６の「制御装置ゲイン」に示すように、ゲイン番号に対応させてゲインＣpの値（０〜３）を記憶し、速度番号に対応させて（右）増量速度Ｃs、R（右用速度番号：−１〜４）、（左）増量速度Ｃs、L（左用速度番号：−１〜４）を記憶する。上述したＣp、Ｃs、R、Ｃs、L、は、以降に説明する処理手順にて使用される。
【００９９】
またパワーアシストスーツは、装着者の動作を支援するアシストトルクを発生させる３つの動作モードを有しており、動作モードには、持下モード、持上モード、歩行モードがある。持下モードは、装着者による荷物の持下作業をアシストする動作モードである。持上モードは、装着者による荷物の持上作業をアシストする動作モードである。歩行モードは、装着者の歩行動作をアシストする動作モードである。詳細については後述するが、制御装置６１は、左アクチュエータユニット４Ｌと右アクチュエータユニット４Ｒ（図１参照）にかかるトルク（または当該トルクに関連するトルク関連量）に基づいて、上記の３つの動作モードを、自動的に切り替える。後述するが、制御装置６１は、装着者が持上動作を開始したと判定した場合に「持上モード」に切り替え、装着者が持下動作を開始したと判定した場合に「持下モード」に切り替え、装着者が歩行動作を開始したと判定した場合に「歩行モード」に切り替える。
【０１００】
また、図１６の「制御装置動作モード」の例に示すように、「持下モード」では、ゲイン自動／手動切替操作部Ｒ１ＢＳ（図１４参照）にてゲインを自動または手動に切り替え可能であり、増量速度については、自動／手動の切り替えは用意されていない。また「持上モード」では、ゲイン自動／手動切替操作部Ｒ１ＢＳ（図１４参照）にてゲインを自動または手動に切り替え可能であり、増量速度自動／手動切替操作部Ｒ１ＣＳ（図１４参照）にて増量速度を自動または手動に切り替え可能である。また「歩行モード」では、ゲイン、増量速度について、自動／手動の切り替えは用意されていない。なお、図１６に示す「制御装置動作モード」は例であり、例えば持下モードで増量速度について自動または手動を切り替え可能にしてもよいし、歩行モードでゲインについて自動または手動を切り替え可能にしてもよい。
【０１０１】
以上に説明したように、操作ユニットＲ１の操作によって、装着者は、所望するアシスト状態とするための調整を、容易に行うことができる。また、操作ユニットＲ１の表示部Ｒ１Ｄに電池残量やエラー情報等を表示させるので、装着者は、パワーアシストスーツの状態を容易に把握することができる。なお、表示部Ｒ１Ｄに表示される各種の情報の形態は、図１４の例に限定されるものではない。
【０１０２】
●［制御装置６１の入出力（図１５）］
制御装置６１は、図１５に示すように、バックパック部３７内に収容されている。図１５に示す例では、バックパック部３７内に、制御装置６１、モータドライバ６２、電源ユニット６３等が収容されている。制御装置６１は、例えば制御手段６６（ＣＰＵ）や、記憶手段６７（制御プログラム等を格納しており、記憶装置に相当）を有している。なお制御装置６１は、後述する調整判定部６１Ａ、入力処理部６１Ｂ、トルク変化量等計算部６１Ｃ、動作モード判定部６１Ｄ、選択部６１Ｅ、持ち下げアシストトルク計算部６１Ｆ、持ち上げアシストトルク計算部６１Ｇ、歩行アシストトルク計算部６１Ｈ、制御指令値計算部６１Ｉ、荷重判定部６１Ｊ、故障検出処理部６１Ｋ、通信手段６４等を有している。モータドライバ６２は、制御装置６１からの制御信号に基づいて、電動モータ４７Ｒを駆動する駆動電流を出力する電子回路である。電源ユニット６３は、例えばリチウム電池であり、制御装置６１とモータドライバ６２に電力を供給する。なお通信手段６４の動作等については後述する。また制御装置６１には、加速度検出手段７５からの検出信号が入力されている。
【０１０３】
制御装置６１には、操作ユニットＲ１からの操作情報と、モータ回転角度検出手段４７ＲＳからの検出信号（（右）電動モータ４７Ｒの実モータ軸角度θrM、Rに応じた検出信号）と、（右）出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳからの検出信号（アシストアーム５１Ｒの実リンク角度θL、Rに応じた検出信号）等が入力されている。制御装置６１は、入力された信号に基づいて、（右）電動モータ４７Ｒの回転角度を求め、求めた回転角度に応じた制御信号をモータドライバ６２に出力する（（左）電動モータについても同様）。
【０１０４】
●［制御ブロック（図１７）と、制御装置６１の処理手順（図１８）］
次に、図１８に示すフローチャートと、図１７に示す制御ブロックを用いて、制御装置６１の処理手順について説明する。図１７に示す制御ブロックは、調整判定ブロックＢ１０、入力処理ブロックＢ２０、トルク変化量等計算ブロックＢ３０、故障検出処理ブロックＢ３５、動作モード判定ブロックＢ４０、荷重判定ブロックＢ４５、選択ブロックＢ５４、アシストトルク計算ブロックＢ５０、持ち下げアシストトルク計算ブロックＢ５１、持ち上げアシストトルク計算ブロックＢ５２、歩行アシストトルク計算ブロックＢ５３、制御指令値計算ブロックＢ６０、切替スイッチＳ５１、Ｓ５２等を有している。各ブロックの処理内容については、図１８に示すフローチャートにて説明する。
【０１０５】
●［処理全体の流れ（図１８）］
図１８に示すフローチャートは、（右）アクチュエータユニット４Ｒと（左）アクチュエータユニット４Ｌを制御する処理手順を示している。図１８に示す処理は、所定時間間隔（例えば数［ｍｓ］間隔）に起動され、当該処理が起動されると制御装置６１（制御手段に相当）は、ステップＳ０１０へと処理を進める。なお、制御装置６１の処理プログラムや、マップ等のデータは、記憶手段６７（記憶装置に相当）に記憶されている。
【０１０６】
ステップＳ０１０にて制御装置６１は、Ｓ１００（図１９参照）の処理を実行して、ステップＳ０１５へと処理を進める。Ｓ１００の処理は、図１７に示す調整判定ブロックＢ１０、入力処理ブロックＢ２０、トルク変化量等計算ブロックＢ３０に相当しており、図１５に示す調整判定部６１Ａ、入力処理部６１Ｂ、トルク変化量等計算部６１Ｃに相当している。なお、Ｓ１００の処理の詳細については後述する。
【０１０７】
ステップＳ０１５にて制御装置６１は、Ｓ１５０（図２０参照）の処理を実行して、ステップＳ０１８に処理を進める。Ｓ１５０の処理は、図１７に示す故障検出処理ブロックＢ３５に相当しており、図１５に示す故障検出処理部６１Ｋに相当している。なお、Ｓ１５０の処理は、右アクチュエータユニット４Ｒと左アクチュエータユニット４Ｌの故障を検出する処理であり、Ｓ１５０の処理の詳細については後述する。
【０１０８】
ステップＳ０１８にて制御装置６１は、ステップＳ０１５の故障検出処理にて、第１故障フラグまたは第２故障フラグの少なくとも一方がＯＮに設定されているか否かを判定する。制御装置６１は、第１故障フラグまたは第２故障フラグの少なくとも一方がＯＮである場合（Ｙｅｓ）は処理を終了し、第１故障フラグと第２故障フラグのいずれもＯＮでない場合（Ｎｏ）はステップＳ０２０に処理を進める。
【０１０９】
ステップＳ０２０に処理を進めた場合、制御装置６１は、Ｓ２００（図２２参照）の処理を実行して、ステップＳ０２５へと処理を進める。Ｓ２００の処理は、図１７に示す動作モード判定ブロックＢ４０に相当しており、図１５に示す動作モード判定部６１Ｄに相当している。制御装置６１は、Ｓ２００の処理にて、動作モードを「持上モード」、「持下モード」、「歩行モード」のいずれかに切り替えるまたは維持する。なお、Ｓ２００の処理の詳細については後述する。
【０１１０】
ステップＳ０２５にて制御装置６１は、Ｓ３００（図２３参照）の処理を実行して、ステップＳ０３０へと処理を進める。Ｓ３００の処理は、図１７に示す荷重判定ブロックＢ４５に相当しており、図１５に示す荷重判定部６１Ｊに相当している。なお、Ｓ３００の処理は、ゲインＣpの値を決定する処理であり、Ｓ３００の処理の詳細については後述する。
【０１１１】
ステップＳ０３０にて制御装置６１は、ステップＳ０２０にて判定した動作モードが持上モードであるか否かを判定する。制御装置６１は、動作モードが持上モードである場合（Ｙｅｓ）はステップＳ０４５へ処理を進め、動作モードが持上モードでない場合（Ｎｏ）はステップＳ０３５へと処理を進める。
【０１１２】
ステップＳ０３５に処理を進めた場合、制御装置６１は、ステップＳ０２０にて判定した動作モードが持下モードであるか否かを判定する。制御装置６１は、動作モードが持下モードである場合（Ｙｅｓ）はステップＳ０４０Ｒへと処理を進め、動作モードが持下モードでない場合（Ｎｏ）はステップＳ０５０へと処理を進める。ステップＳ０３０，Ｓ０３５の処理は、図１７に示す選択ブロックＢ５４に相当しており、図１５に示す選択部６１Ｅに相当している。
【０１１３】
ステップＳ０４０Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、ＳＤ０００Ｒ（図３０参照）の処理を実行して、ステップＳ０４０Ｌへと処理を進める。ＳＤ０００Ｒの処理は、持ち下げ動作時における（右）アクチュエータユニット４Ｒの制御指令値を求める処理であり、図１７に示す持ち下げアシストトルク計算ブロックＢ５１に相当しており、図１５に示す持ち下げアシストトルク計算部６１Ｆに相当している。なお、ＳＤ０００Ｒの処理の詳細については後述する。
【０１１４】
ステップＳ０４０Ｌにて制御装置６１は、ＳＤ０００Ｌ（図示省略）の処理を実行して、ステップＳ０６０Ｒへと処理を進める。ＳＤ０００Ｌの処理は、持ち下げ動作時における（左）アクチュエータユニット４Ｌの制御指令値を求める処理であり、図１７に示す持ち下げアシストトルク計算ブロックＢ５１に相当しており、図１５に示す持ち下げアシストトルク計算部６１Ｆに相当している。なお、ＳＤ０００Ｌの処理は、ＳＤ０００Ｒと同様であるので、詳細な説明については省略する。
【０１１５】
ステップＳ０４５に処理を進めた場合、制御装置６１は、ＳＵ０００（図３５参照）の処理を実行して、ステップＳ０６０Ｒへと処理を進める。ＳＵ０００の処理は、持ち上げ動作時における（右）アクチュエータユニット４Ｒ、（左）アクチュエータユニット４Ｌの制御指令値を求める処理であり、図１７に示す持ち上げアシストトルク計算ブロックＢ５２に相当しており、図１５に示す持ち上げアシストトルク計算部６１Ｇに相当している。なお、ＳＵ０００の処理の詳細については後述する。
【０１１６】
ステップＳ０５０に処理を進めた場合、制御装置６１は、ＳＷ０００（図示省略）の処理を実行して、ステップＳ０６０Ｒへと処理を進める。ＳＷ０００の処理は、歩行動作時における（右）アクチュエータユニット４Ｒ、（左）アクチュエータユニット４Ｌの制御指令値を求める処理であり、図１７に示す歩行アシストトルク計算ブロックＢ５３に相当しており、図１５に示す歩行アシストトルク計算部６１Ｈに相当している。なお、ＳＷ０００の処理の詳細については省略する。
【０１１７】
ステップＳ０６０Ｒにて制御装置６１は、ＳＤ０００ＲまたはＳＵ０００またはＳＷ０００にて求めた（右）アシストトルク指令値に基づいて、（右）電動モータをフィードバック制御して、ステップＳ０６０Ｌへと処理を進める。
【０１１８】
ステップＳ０６０Ｌにて制御装置６１は、ＳＤ０００ＬまたはＳＵ０００またはＳＷ０００にて求めた（左）アシストトルク指令値に基づいて、（左）電動モータをフィードバック制御して、処理を終了する。ステップＳ０６０Ｒ、Ｓ０６０Ｌの処理は、図１７に示す制御指令値計算ブロックＢ６０に相当しており、図１５に示す制御指令値計算部６１Ｉに相当している。
【０１１９】
●［Ｓ１００：調整判定、入力処理、トルク変化量等計算の詳細（図１９）］
次に図１９を用いて、図１８に示すステップＳ０１０によるＳ１００の処理の詳細について説明する。Ｓ１００の処理にて制御装置６１は、操作ユニットからの情報に基づいて、増量速度自動／手動切替操作部が「増量速度自動」か「増量速度手動」のいずれに設定されているかを認識して記憶する。そして制御装置６１は、「増量速度手動」の場合、「動作モード＝持上モードまたは持下モード、かつ、動作状態Ｓ＝１〜４の場合」を除いて、操作ユニットからの情報に基づいて、（右）増量速度Ｃs、R、（左）増量速度Ｃs、Lに、−１、０、１、２、３、４のいずれかを記憶する（図１６の「制御装置増量速度」参照）。また制御装置６１は、操作ユニットからの情報に基づいて、ゲイン自動／手動切替操作部が「ゲイン自動」か「ゲイン手動」のいずれに設定されているかを認識して記憶し、「ゲイン手動」の場合、操作ユニットからの情報に基づいて「操作ユニットゲイン（０、１、２、３のいずれか、図１６参照）」を記憶する。以上が、図１７に示す調整判定ブロックＢ１０、図１５に示す調整判定部６１Ａに相当している。
【０１２０】
また制御装置６１は、更新前の（右）リンク角度θL、R（ｔ）を、前回（右）リンク角度θL、R（ｔ−１）に記憶し、更新前の（左）リンク角度θL、L（ｔ）を、前回（左）リンク角度θL、L（ｔ−１）に記憶する。また制御装置６１は、（右）アクチュエータユニットの出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳ（角度検出手段に相当、図１０、図１１参照）を用いて現在の（右）リンク角度を検出し、（右）リンク角度θL、R（ｔ）を記憶する（更新する）。同様に制御装置６１は、（左）アクチュエータユニットの出力リンク回動角度検出手段（角度検出手段に相当）を用いて現在の（左）リンク角度を検出し、（左）リンク角度θL、L（ｔ）を記憶する（更新する）。また制御装置６１は、操作ユニットからの情報に基づいて、荷重検出手段７２Ｌ、７２Ｒ、７３Ｌ、７３Ｒからの検出信号に基づいた抗力Ｆ（図２４、図２５、図２７、図２８参照）を求めて記憶する。また制御装置６１は、加速度検出手段７５からの検出信号に基づいて、装着者の背中の面に沿った脊椎平行方向の身体動作加速度ａｖ（図２７、図２８参照）と、装着者の背中の面に直交する背中直交方向の身体動作加速度ａｗ（図２７、図２８参照）と、を求めて記憶する。以上が、図１７に示す入力処理ブロックＢ２０、図１５に示す入力処理部６１Ｂに相当している。なお、（右）リンク角度θL、R（ｔ）は、大腿部に対する腰部の（右）前傾角度であり（図３１参照）、（左）リンク角度θL、L（ｔ）は、大腿部に対する腰部の（左）前傾角度である（図３１参照）。
【０１２１】
また制御装置６１は、以下の（式１）にて（右）リンク角度変化量ΔθL、R（ｔ）を求めて記憶し、（式２）にて（左）リンク角度変化量ΔθL、L（ｔ）を求めて記憶する。なお、（右）リンク角度変化量ΔθL、R（ｔ）、（左）リンク角度変化量ΔθL、L（ｔ）は、角速度関連量に相当する。そして出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳは、トルク検出手段に相当している。
（右）リンク角度変化量ΔθL、R（ｔ）＝（右）リンク角度θL、R（ｔ）−（右）リンク角度θL、R（ｔ−１）    （式１）
（左）リンク角度変化量ΔθL、L（ｔ）＝（左）リンク角度θL、L（ｔ）−（左）リンク角度θL、L（ｔ−１）    （式２）
【０１２２】
また制御装置６１は、以下の（式３）にて（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）を求めて記憶し、（式４）にて（左）装着者トルク変化量τS、L（ｔ）を求めて記憶する。なお、Ｋｓは渦巻バネ４５Ｒのバネ定数である。
（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）＝Ｋｓ＊ΔθL、R（ｔ）    （式３）
（左）装着者トルク変化量τS、L（ｔ）＝Ｋｓ＊ΔθL、L（ｔ）    （式４）
【０１２３】
また、制御装置６１は、以下の（式５）にて（右）合成トルク（ｔ）を求めて記憶し、（式６）にて（左）合成トルク（ｔ）を求めて記憶する。
（右）合成トルク（ｔ）＝Ｋｓ＊θL、R（ｔ）    （式５）
（左）合成トルク（ｔ）＝Ｋｓ＊θL、L（ｔ）    （式６）
【０１２４】
また制御装置６１は、（右）電動モータ４７Ｒのモータ回転角度検出手段４７ＲＳからの検出信号に基づいて、（右）電動モータ４７Ｒのモータ軸角度を検出し、（右）実モータ軸角度θrM、R（ｔ）を記憶する（更新する）。同様に、制御装置６１は、（左）電動モータのモータ回転角度検出手段（図示省略）からの検出信号に基づいて、（左）電動モータのモータ軸角度を検出し、（左）実モータ軸角度θrM、L（ｔ）を記憶する（更新する）。
【０１２５】
また図１１に示すように、右アクチュエータユニットの渦巻バネ４５Ｒには、電動モータ４７Ｒからのアシストトルクが入力されているとともに、減速機４２Ｒとプーリ４３ＲＡとプーリ４３ＲＣを介して装着者の大腿部から右アクチュエータユニットに入力されるトルクである（右）装着者トルクが入力されて、圧縮方向または伸長方向に回転されてトルクが蓄えられている。渦巻バネ４５Ｒの圧縮方向または伸長方向の回転角度は、（プーリ４３ＲＣの回転角度である（右）プーリ回転角度θP、R（ｔ）−電動モータ４７Ｒの（右）実モータ軸角度θrM、R（ｔ））にて表すことができる。そして当該渦巻バネ４５Ｒに蓄えられているトルクである（右）バネトルクτSP、R（ｔ）は、渦巻バネ４５Ｒのバネ定数Ｋｓを用いて、（右）バネトルクτSP、R（ｔ）＝Ｋｓ＊（θP、R（ｔ）−θrM、R（ｔ））と表すことができる。
【０１２６】
ここで、上述したギア減速比ｎG、プーリ減速比ｎP、（右）リンク角度θL、R（ｔ）を用いると、プーリ回転角度θP、R（ｔ）＝θL、R（ｔ）＊ｎP＊ｎGとなる。以上より、（右）バネトルクτSP、R（ｔ）は、以下の（式６−１）にて表すことができる。また、図１１における出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳの回転角度であるサブエンコーダ回転角度θS、R（ｔ）を基点とした場合、θS、R（ｔ）＝θL、R（ｔ）＊ｎGであるので、この場合は（右）バネトルクτSP、R（ｔ）を、以下の（式６−２）にて表すことができる。
（右）バネトルクτSP、R（ｔ）＝Ｋｓ＊（θL、R（ｔ）＊ｎG＊ｎP−θrM、R（ｔ））    （式６−１）
（右）バネトルクτSP、R（ｔ）＝Ｋｓ＊（θS、R（ｔ）＊ｎP−θrM、R（ｔ））    （式６−２）
【０１２７】
同様にして、左アクチュエータユニットの渦巻バネに蓄えられているトルクである（左）バネトルクτSP、L（ｔ）は、（左）リンク角度θL、L（ｔ）、ギア減速比ｎG、プーリ減速比ｎP、左アクチュエータユニットの出力リンク回動角度検出手段のサブエンコーダ回転角度θS、L（ｔ）、（左）実モータ軸角度θrM、L（ｔ）を用いて、以下の（式６−３）、（式６−４）のように表すことができる。
（左）バネトルクτSP、L（ｔ）＝Ｋｓ＊（θL、L（ｔ）＊ｎG＊ｎP−θrM、L（ｔ））    （式６−３）
（左）バネトルクτSP、L（ｔ）＝Ｋｓ＊（θS、L（ｔ）＊ｎP−θrM、L（ｔ））    （式６−４）
【０１２８】
上記の（右）バネトルクτSP、R（ｔ）は、装着者の右大腿部から右アクチュエータユニットに入力される右装着者トルクと、右アクチュエータユニットにて発生させた右アシストトルクと、に関連するトルクである右トルク関連量に相当する。そして右トルク関連量を検出する右トルク関連量検出手段は、装着者の腰部に対する右大腿部の揺動角度を検出するものである。右トルク関連量検出手段は、図１０及び図１１に示すように、（右）実モータ軸角度θrM、R（ｔ）を検出するモータ回転角度検出手段４７ＲＳと、（右）プーリ回転角度θP、R（ｔ）を検出する出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳ（右大腿角度検出手段に相当）と、を含んでいる。同様に、（左）バネトルクτSP、L（ｔ）は、装着者の左大腿部から左アクチュエータユニットに入力される左装着者トルクと、左アクチュエータユニットにて発生させた左アシストトルクと、に関連するトルクである左トルク関連量に相当する。そして左トルク関連量を検出する左トルク関連量検出手段は、装着者の腰部に対する左大腿部の揺動角度を検出するものである。左トルク関連量検出手段は、図示省略するが、（左）実モータ軸角度θrM、L（ｔ）を検出するモータ回転角度検出手段と、（左）プーリ回転角度θP、L（ｔ）を検出する出力リンク回動角度検出手段（左大腿角度検出手段に相当）と、を含んでいる。
【０１２９】
制御装置６１は、上記の算出式にて（右）バネトルクτSP、R（ｔ）を求めて記憶し、（左）バネトルクτSP、L（ｔ）を求めて記憶する。以上が、図１７に示すトルク変化量等計算ブロックＢ３０、図１５に示すトルク変化量等計算部６１Ｃに相当している。
【０１３０】
●［Ｓ１５０：故障検出処理（図２０〜図２１）］
次に、図２０及び図２１を用いて、図１８に示すステップＳ０１５によるＳ１５０の処理の詳細について説明する。Ｓ１５０にて制御装置６１は、右アクチュエータユニット４Ｒと左アクチュエータユニット４Ｌの故障を検出する。Ｓ１５０の処理は、図１７に示す故障検出処理ブロックＢ３５、図１５に示す故障検出処理部６１Ｋに相当している。
【０１３１】
Ｓ１５０の処理にて制御装置６１は、ステップＳ１５１へと処理を進める。図２０に示すように、ステップＳ１５１において、制御装置６１は、Ｓ１６００Ｒの処理（図２１参照）を実行した後、ステップＳ１５２へと処理を進める。Ｓ１６００Ｒの処理は、（右）アクチュエータユニット４Ｒの故障を検出する処理である。
【０１３２】
ステップＳ１５２において、制御装置６１は、Ｓ１６００Ｌの処理（図示省略）を実行した後、ステップＳ１５３へと処理を進める。Ｓ１６００Ｌの処理は、（左）アクチュエータユニット４Ｌの故障を検出する処理である。尚、ステップＳ１５２において実行されるＳ１６００Ｌの処理は、（左）アクチュエータユニット４Ｌについて実行する処理手順を示しているが、（右）アクチュエータユニット４Ｒについて実行するＳ１６００Ｒの処理手順と同様であるので、詳細な説明については省略する。
【０１３３】
ステップＳ１５３において、制御装置６１は、第１故障フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する。第１故障フラグは、後述のように、右アクチュエータユニット４Ｒの渦巻バネ４５Ｒと、左アクチュエータユニット４Ｌの渦巻バネ４５Ｌに蓄えられた（右）バネトルクτSP、R（ｔ）（図１９参照）と（左）バネトルクτSP、L（ｔ）（図１９参照）のうちの少なくとも一方が、各渦巻バネ４５Ｒ、４５Ｌの壊れずに出せる最大トルクに達している場合に、「ＯＮ」に設定される（図２１参照）。尚、第１故障フラグは、制御装置６１の起動時及びリセット時に、「ＯＦＦ」に設定されてＲＡＭに記憶されている。
【０１３４】
そして、第１故障フラグが「ＯＮ」に設定されていると判定した場合には（Ｓ１５３：ＹＥＳ）、制御装置６１は、ステップＳ１５４へと処理を進める。ステップＳ１５４において、制御装置６１は、パワーアシストスーツ１の出力限界を超えた旨を報知した後、ステップＳ１５５へと処理を進める。例えば、制御装置６１は、操作ユニットＲ１（図１４参照）の制御装置Ｒ１Ｅ（図１５参照）に対して「異常１」のアイコン（図１４参照）を点滅表示するように指示する報知コマンドを出力し、「異常１」のアイコンを点滅表示して、パワーアシストスーツ１が「出力限界である」旨を装着者に知らせる。尚、不図示のスピーカを介して、パワーアシストスーツ１が「出力限界である」旨を音声案内してもよい。
【０１３５】
ステップＳ１５５において、制御装置６１は、モータドライバ６２（図１５参照）を介して、右アクチュエータユニット４Ｒの電動モータ４７Ｒ（図１５参照）と、左アクチュエータユニット４Ｌの電動モータ４７Ｌへの電力の供給を停止した後、当該Ｓ１５０の処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０１８へ処理を進める）。従って、バックパック部３７に設けられた不図示のリセットボタンが押下されるまで、第１故障フラグが「ＯＮ」に設定された状態が継続されるため、各電動モータ４７Ｒ、４７Ｌへの電力の供給も、不図示のリセットボタンが押下されるまで停止される。
【０１３６】
これにより、各電動モータ４７Ｒ、４７Ｌへの電力の供給が停止されるため、各渦巻バネ４５Ｒ、４５Ｌに加えられるトルクが無くなって、（右）バネトルクτSP、Rと（左）バネトルクτSP、Lが「０」となり、各渦巻バネ４５Ｒ、４５Ｌが壊れるのを防止することが可能となる。また、各電動モータ４７Ｒ、４７Ｌへの電力の供給が停止されるため、各渦巻バネ４５Ｒ、４５Ｌのバネ力でアシストトルクがゆっくりと（約０．５秒〜０．７秒程度の時間をかけて）「０」に戻るため、装着者の腰に急に荷重がかかることを防止でき、腰を痛めることを防止できる。引いては、装着者に対して急な負荷を感じる等の違和感を与えない信頼性の高いパワーアシストスーツ１を提供することができる。
【０１３７】
一方、上記ステップＳ１５３で、第１故障フラグが「ＯＦＦ」に設定されていると判定した場合には（Ｓ１５３：ＮＯ）、制御装置６１は、ステップＳ１５６へと処理を進める。ステップＳ１５６において、制御装置６１は、第２故障フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定されているか否かを判定する。
【０１３８】
ここで、第２故障フラグは、後述のように、（右）バネトルクτSP、R（ｔ）（図１９参照）から算出された出力リンク５０Ｒ（図４参照）の（右）第１出力リンク回動トルクτO1R（第１回動トルク）と、電動モータ４７Ｒのモータ電流値から算出された出力リンク５０Ｒ（図４参照）の（右）第２出力リンク回動トルクτO2R（第２回動トルク）との差の絶対値が「誤差閾値」以上の場合に、出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳが故障していると判定されて「ＯＮ」に設定される（図２１参照）。
【０１３９】
また、第２故障フラグは、後述のように、（左）バネトルクτSP、L（ｔ）（図１９参照）から算出された出力リンク５０Ｌ（図４参照）の（左）第１出力リンク回動トルクτO1L（第１回動トルク）と、電動モータ４７Ｌのモータ電流値から算出された出力リンク５０Ｌの（左）第２出力リンク回動トルクτO2L（第２回動トルク）との差の絶対値が「誤差閾値」以上の場合に、出力リンク回動角度検出手段４３ＬＳが故障していると判定されて「ＯＮ」に設定される（図２１参照）。
【０１４０】
そして、第２故障フラグが「ＯＮ」に設定されていると判定した場合には（Ｓ１５６：ＹＥＳ）、制御装置６１は、ステップＳ１５７へと処理を進める。ステップＳ１５７において、制御装置６１は、出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳ又は出力リンク回動角度検出手段４３ＬＳのうちのいずれかが故障している旨を報知した後、ステップＳ１５５へと処理を進める。また、第２故障フラグが「ＯＦＦ」に設定されていると判定した場合には（Ｓ１５６：ＮＯ）、制御装置６１は、ステップＳ１５６の処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０１８へ処理を進める）。
【０１４１】
例えば、制御装置６１は、操作ユニットＲ１（図１４参照）の制御装置Ｒ１Ｅ（図１５参照）に対して「異常２」のアイコン（図１４参照）を点滅表示するように指示する報知コマンドを出力し、「異常２」のアイコンを点滅表示して、出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳ又は出力リンク回動角度検出手段４３ＬＳのうちのいずれかが故障している旨を装着者に知らせる。尚、不図示のスピーカを介して、出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳ又は出力リンク回動角度検出手段４３ＬＳのうちのいずれかが故障している旨を音声案内してもよい。
【０１４２】
ステップＳ１５５において、制御装置６１は、モータドライバ６２（図１５参照）を介して、右アクチュエータユニット４Ｒの電動モータ４７Ｒ（図１５参照）と、左アクチュエータユニット４Ｌの電動モータ４７Ｌへの電力の供給を停止した後、当該Ｓ１５０の処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０１８へ処理を進める）。従って、バックパック部３７に設けられた不図示のリセットボタンが押下されるまで、第２故障フラグが「ＯＮ」に設定された状態が継続されるため、各電動モータ４７Ｒ、４７Ｌへの電力の供給も、不図示のリセットボタンが押下されるまで停止される。
【０１４３】
これにより、各電動モータ４７Ｒ、４７Ｌへの電力の供給が停止されるため、各渦巻バネ４５Ｒ、４５Ｌに加えられるトルクが無くなって、（右）バネトルクτSP、Rと（左）バネトルクτSP、Lが「０」となる。これにより、各電動モータ４７Ｒ、４７Ｌによる不適切なアシストトルクの出力を停止することが可能となる。引いては、荷物の持ち上げ動作、及び、持ち下げ動作をアシストする際に、各電動モータ４７Ｒ、４７Ｌによって適切なアシストトルクを出力することができ、装着者に対して違和感を与えない信頼性の高いパワーアシストスーツ１を提供することができる。
【０１４４】
●［Ｓ１６００Ｒ：右アクチュエータユニットの故障検出処理］
次に、図２０に示すステップＳ１５１において実行されるＳ１６００Ｒの処理の詳細について図２１に基づいて説明する。Ｓ１６００Ｒにおいて、制御装置６１は、（右）アクチュエータユニット４Ｒの渦巻バネ４５Ｒに蓄えられた（右）バネトルクτSP、R（図１９参照）が、当該渦巻バネ４５Ｒの壊れずに出せる最大トルク（トルク閾値）に達したか否かを判定する。また、Ｓ１６００Ｒにおいて、制御装置６１は、出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳが故障しているか否かを判定する。
【０１４５】
尚、ステップＳ１５２において実行されるＳ１６００Ｌの処理は、（左）アクチュエータユニット４Ｌについて実行する処理手順を示しているが、（右）アクチュエータユニット４Ｒについて実行するＳ１６００Ｒの処理手順と同様である。
【０１４６】
図２１に示すように、Ｓ１６００Ｒの処理において、制御装置６１は、ステップＳ１６０１Ｒへと処理を進める。ステップＳ１６０１Ｒにおいて、制御装置６１は、前記ステップＳ１１０で算出して記憶した（右）バネトルクτSP、R（ｔ）（図１９参照）をＲＡＭから読み出す。そして、制御装置６１は、（右）バネトルクτSP、R（ｔ）が渦巻バネ４５Ｒの壊れずに出せる最大トルク（トルク閾値）τSP、MAX以上であるか否かを判定する。尚、トルク閾値τSP、MAXは、実験やＣＡＥ（Computer Aided Engineering）解析等によって決定され、記憶手段６７に予め記憶されている。
【０１４７】
尚、制御装置６１は、下記式２１にて、（右）バネトルクτSP、R（ｔ）に対応する出力リンク５０Ｒの第１出力リンク回動トルク（第１回動トルク）τO1、R（ｔ）を算出するようにしてもよい。そして、第１出力リンク回動トルクτO1、R（ｔ）が渦巻バネ４５Ｒの壊れずに出せる最大トルクτO1、MAX（例えば、２２Ｎｍ）以上か否かを判定するようにしてもよい。ここで、ｎG（１＜ｎG）は、減速機４２Ｒの減速比である。ｎPは、プーリ４３ＲＣに対するプーリ４３ＲＡのプーリ減速比である。
【０１４８】
τO1、R（ｔ）＝τSP、R（ｔ）＊ｎP*ｎG          （式２１）
【０１４９】
そして、（右）バネトルクτSP、R（ｔ）が渦巻バネ４５Ｒの壊れずに出せる最大トルク（トルク閾値）τSP、MAX以上であると判定した場合には（Ｓ１６０１Ｒ：ＹＥＳ）、制御装置６１は、ステップＳ１６０２Ｒへと処理を進める。ステップＳ１６０２Ｒにおいて、制御装置６１は、第１故障フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定して、再度ＲＡＭに記憶した後、当該Ｓ１６００Ｒの処理を終了してリターンする（図２０のステップＳ１５２へ処理を進める）。これにより、制御装置６１は、渦巻バネ４５Ｒが故障（例えば、変形、破断等）する前に、渦巻バネ４５Ｒが故障するか否かを正確に判定することが可能となり、パワーアシストスーツ１の信頼性の向上を図ることができる。
【０１５０】
一方、（右）バネトルクτSP、R（ｔ）が渦巻バネ４５Ｒの壊れずに出せる最大トルク（トルク閾値）τSP、MAX未満であると判定した場合には（Ｓ１６０１Ｒ：ＮＯ）、制御装置６１は、渦巻バネ４５Ｒは故障（例えば、変形、破壊等）しないと判断してステップＳ１６０３Ｒへと処理を進める。
【０１５１】
ステップＳ１６０３Ｒにおいて、制御装置６１は、ＴS（ｍｓｅｃ）間に（例えば、約２ｍｓｅｃ間に）出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳによって検出された増速軸４２ＲＢの回転量がＮSパルス（例えば、４パルス）以下であるか否かを判定する。尚、出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳは、増速軸４２ＲＢが１回転すると約１０００＊ＮSパルス（例えば、４０９６パルス）出力する。
【０１５２】
そして、ＴS（ｍｓｅｃ）間に（例えば、約２ｍｓｅｃ間に）出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳによって検出された増速軸４２ＲＢの回転量がＮSパルス（例えば、４パルス）よりも大きいと判定した場合には（Ｓ１６０３Ｒ：ＮＯ）、制御装置６１は、出力リンク５０Ｒが回動していると判定して、当該Ｓ１６００Ｒの処理を終了してリターンする（図２０のステップＳ１５２へ処理を進める）。
【０１５３】
一方、ＴS（ｍｓｅｃ）間に（例えば、約２ｍｓｅｃ間に）出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳによって検出された増速軸４２ＲＢの回転量がＮSパルス（例えば、４パルス）以下であると判定された場合には（Ｓ１６０３Ｒ：ＹＥＳ）、制御装置６１は、出力リンク５０Ｒはほとんど回動していないと判定して、ステップＳ１６０４Ｒの処理へ進む。ステップＳ１６０４Ｒにおいて、制御装置６１は、前記式２１により、（右）バネトルクτSP、R（ｔ）に対応する出力リンク５０Ｒの第１出力リンク回動トルク（第１回動トルク）τO1、R（ｔ）を算出してＲＡＭに記憶する。
【０１５４】
続いて、ステップＳ１６０５Ｒにおいて、制御装置６１は、モータドライバ６２を介して電動モータ４７Ｒに供給している電流値ＩRを取得した後、ステップＳ１６０６Ｒの処理へ進む。ステップＳ１６０６Ｒにおいて、制御装置６１は、電動モータ４７Ｒに供給している電流値ＩRから下記式２２により、出力リンク５０Ｒの第２出力リンク回動トルク（第２回動トルク）τO2、R（ｔ）を算出してＲＡＭに記憶する。ここで、ＫAは、電動モータ４７Ｒのモータ定数（Ｎｍ／Ａ）である。ｎG（１＜ｎG）は、減速機４２Ｒの減速比である。ｎPは、プーリ４３ＲＣに対するプーリ４３ＲＡのプーリ減速比である。
【０１５５】
τO2、R（ｔ）＝ＫA＊ＩR＊ｎP＊ｎG          （式２２）
【０１５６】
その後、ステップＳ１６０７Ｒにおいて、制御装置６１は、ＴS（ｍｓｅｃ）間の（例えば、約２ｍｓｅｃ間の）前記式２１により算出した第１出力リンク回動トルク（第１回動トルク）τO1、R（ｔ）から、前記式２２により算出した第２出力リンク回動トルク（第２回動トルク）τO2、R（ｔ）を減算した値のＳ秒間（例えば、約０．５秒間）の移動平均の絶対値を下記式２３により算出して、（右）トルク誤差ΔτR（ｔ）としてＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１６０８Ｒの処理へ進む。尚、τO1、R（ｔ−１）は、前回算出した第１出力リンク回動トルク（第１回動トルク）である。τO2、R（ｔ−１）は、前回算出した第２出力リンク回動トルク（第２回動トルク）である。
【０１５７】
ΔτR（ｔ）＝｜（（τO1、R（ｔ−１）−τO2、R（ｔ−１））＊（（Ｓ／ＴS）−１）＋（τO1、R（ｔ）−τO2、R（ｔ）））÷（Ｓ／ＴS）｜              （式２３）
【０１５８】
尚、ステップＳ１６０７Ｒにおいて、制御装置６１は、例えば、以下のようにしてもよい。制御装置６１は、第１出力リンク回動トルク（第１回動トルク）τO1、R（ｔ）から、第２出力リンク回動トルク（第２回動トルク）τO2、R（ｔ）を減算した値を、Ｓ秒間（例えば、約０．５秒間）、ＴS（ｍｓｅｃ）毎に（例えば、約２ｍｓｅｃ毎に）算出して合計する。そして、制御装置６１は、その合計値の平均値の絶対値を算出して、（右）トルク誤差ΔτR（ｔ）としてＲＡＭに記憶した後、ステップＳ１６０８Ｒの処理へ進むようにしてもよい。
【０１５９】
ステップＳ１６０８Ｒにおいて、制御装置６１は、前記ステップＳ１６０７Ｒで算出して記憶した（右）トルク誤差ΔτR（ｔ）をＲＡＭから読み出す。そして、制御装置６１は、（右）トルク誤差ΔτR（ｔ）が誤差閾値τLM（例えば、約３．８Ｎｍ）以上であるか否かを判定する。尚、誤差閾値τLMは、実験やＣＡＥ（Computer Aided  Engineering）解析等によって決定され、記憶手段６７に予め記憶されている。
【０１６０】
そして、（右）トルク誤差ΔτR（ｔ）が誤差閾値τLM（例えば、約３．８Ｎｍ）未満であると判定した場合には（Ｓ１６０８Ｒ：ＮＯ）、制御装置６１は、出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳは故障していないと判断して、当該Ｓ１６００Ｒの処理を終了してリターンする（図２０のステップＳ１５２へ処理を進める）。
【０１６１】
一方、（右）トルク誤差ΔτR（ｔ）が誤差閾値τLM（例えば、約３．８Ｎｍ）以上であると判定した場合には（Ｓ１６０８Ｒ：ＹＥＳ）、制御装置６１は、ステップＳ１６０９Ｒへと処理を進める。ステップＳ１６０９Ｒにおいて、制御装置６１は、第２故障フラグをＲＡＭから読み出し、「ＯＮ」に設定して、再度ＲＡＭに記憶した後、当該Ｓ１６００Ｒの処理を終了してリターンする（図２０のステップＳ１５２へ処理を進める）。これにより、制御装置６１は、出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳが故障しているか否かを正確に判定することが可能となり、パワーアシストスーツ１の信頼性の向上を図ることができる。
【０１６２】
●［Ｓ２００：動作モード判定の詳細（図２２）］
次に図２２を用いて、図１８に示すステップＳ０２０によるＳ２００の処理の詳細について説明する。Ｓ２００にて制御装置６１は、Ｓ１００の処理にて求めた（右）バネトルクτSP、R（ｔ）（右トルク関連量）、（左）バネトルクτSP、L（ｔ）（左トルク関連量）等に基づいて、パワーアシストスーツの動作モードを、「持上モード」、「持下モード」、「歩行モード」のいずれかのモードに（自動的に）切り替えるまたは維持する。「持上モード」は、装着者による荷物の持上作業をアシストする動作モードである。「持下モード」は、装着者による荷物の持下作業をアシストする動作モードである。「歩行モード」は、装着者の歩行動作をアシストする動作モードである。このように動作モードには、持上モード、持下モード、歩行モード、の３つのモードが含まれているが、他のモードを含むようにしてもよい。Ｓ２００の処理は、図１７に示す動作モード判定ブロックＢ４０、図１５に示す動作モード判定部６１Ｄに相当している。
【０１６３】
Ｓ２００の処理にて制御装置６１は、ステップＳ２１０へと処理を進める。そしてステップＳ２１０にて制御装置６１は、（右）バネトルクτSP、R（ｔ）が、装着者の前傾方向に向かうトルクであって第１所定閾値より大きく、かつ、（左）バネトルクτSP、L（ｔ）が装着者の前傾方向に向かうトルクであって第１所定閾値より大きい、という条件を満足するか否かを判定する。例えば第１所定閾値の値は、０（ゼロ）である。制御装置６１は、条件を満足する場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２４０Ａに処理を進め、条件を満足しない場合（Ｎｏ）はステップＳ２２０に処理を進める。また、（右）バネトルクτSP、R（ｔ）、（左）バネトルクτSP、L（ｔ）は、装着者の前傾方向のトルクの場合では正（＞０）となり、装着者の後傾方向のトルクの場合では負（＜０）となる。
【０１６４】
なお、制御装置６１は、予め記憶手段に設定されている値を第１所定閾値として利用してもよいし、機械学習（ニューラルネットワークなど）により生成された学習モデルを使用して第１所定閾値の値を調整してもよい。機械学習を用いて調整する場合、制御装置６１内の学習用の記憶手段に学習モデルを備えて学習動作をさせて調整してもよいし、通信手段６４などを使用して他のパワーアシストスーツの学習モデルを記憶手段に記憶させて学習動作をさせて調整するようにしてもよい。
【０１６５】
ステップＳ２２０に処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）バネトルクτSP、R（ｔ）が装着者の後傾方向（前傾方向とは逆方向）に向かうトルクであって第２所定閾値より小さく、かつ、（左）バネトルクτSP、L（ｔ）が装着者の後傾方向（前傾方向とは逆方向）に向かうトルクであって第２所定閾値より小さい、という条件を満足するか否かを判定する。例えば第２所定閾値の値は、０（ゼロ）である。制御装置６１は、条件を満足する場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２４０Ｂに処理を進め、条件を満足しない場合（Ｎｏ）はステップＳ２３０に処理を進める。
【０１６６】
なお、制御装置６１は、予め記憶手段に設定されている値を第２所定閾値として利用してもよいし、機械学習（ニューラルネットワークなど）により生成された学習モデルを使用して第２所定閾値の値を調整してもよい。機械学習を用いて調整する場合、制御装置６１内の学習用の記憶手段に学習モデルを備えて学習動作をさせて調整してもよいし、通信手段６４などを使用して他のパワーアシストスーツの学習モデルを記憶手段に記憶させて学習動作をさせて調整するようにしてもよい。
【０１６７】
ステップＳ２３０へ処理を進めた場合、制御装置６１は、［（右）リンク角度θL、R（ｔ）＋（左）リンク角度θL、L（ｔ）］／２が第１動作判定角度θ１以下であり、かつ、（右）合成トルク（ｔ）＊（左）合成トルク（ｔ）が第１動作判定トルクτ１未満であるか否かを判定する。制御装置６１は、［（右）リンク角度θL、R（ｔ）＋（左）リンク角度θL、L（ｔ）］／２が第１動作判定角度θ１以下であり、かつ、（右）合成トルク（ｔ）＊（左）合成トルク（ｔ）が第１動作判定トルクτ１未満である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ２４０Ｃへと処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はＳ２００の処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０２５へ処理を進める）。この場合、動作モードは、現在の動作モードが維持される。そして動作モードを維持して、アシスト動作を継続して行うことができる。
【０１６８】
ステップＳ２４０Ａへと処理を進めた場合、制御装置６１は、動作モードに「持下モード」を記憶してＳ２００の処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０２５へ処理を進める）。
【０１６９】
ステップＳ２４０Ｂへと処理を進めた場合、制御装置６１は、動作モードに「持上モード」を記憶してＳ２００の処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０２５へ処理を進める）。
【０１７０】
ステップＳ２４０Ｃへと処理を進めた場合、制御装置６１は、動作モードに「歩行モード」を記憶してＳ２００の処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０２５へ処理を進める）。
【０１７１】
●［Ｓ３００：荷重判定（ゲインＣpの決定）の詳細（図２３〜図２９）］
次に図２３を用いて、図１８に示すステップＳ０２５によるＳ３００の処理の詳細について説明する。Ｓ３００にて制御装置６１は、アシストトルクの大きさであるゲインＣpの値を決定する。例えば図１４に示すゲイン自動／手動切替操作部Ｒ１ＢＳが「手動」の側に設定されている場合では、装着者によるゲインＵＰ操作部Ｒ１ＢＵ、ゲインＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＢＤの操作により、ゲインＣpは、０、１、２、３のいずれかに設定される。また図１４に示すゲイン自動／手動切替操作部Ｒ１ＢＳが「自動」の側に設定されている場合では、制御装置６１は、装着者が手にした荷物の質量（または重量）を自動的に検出し、検出した荷物の質量（または重量）に応じて、アシストトルクの大きさであるゲインＣpの値を決定する。例えば制御装置６１は、手動時のゲインＣpの０、１、２、３を、それぞれ荷物質量＝０［ｋｇ］、１０［ｋｇ］、１５［ｋｇ］、２０［ｋｇ］に対応させている。例えば荷物の質量が１８［ｋｇ］の場合、手動時のゲインＣpのいずれかのゲインＣp＝２と決定しているが、より違和感がないようにするため、アシストトルクを（ゲインＣpを）荷物質量に合わせて２．６（比例など）としてもよい。Ｓ３００の処理は、図１７に示す荷重判定ブロックＢ４５、図１５に示す荷重判定部６１Ｊに相当している。
【０１７２】
Ｓ３００（図２３参照）の処理にて制御装置６１は、ステップＳ３１５へと処理を進める。なお、上述したＳ１００の処理にて、抗力Ｆ、身体動作加速度ａｖ、ａｗをすでに求めているが、まず、この抗力Ｆ、身体動作加速度ａｖ、ａｗについて、説明する。
【０１７３】
図２４に示すように、装着者ＴＳが荷物ＢＧ（荷物質量ｍ）を手にしていない状態では、装着者質量をＭ、重力加速度をｇとすると、抗力Ｆ＝Ｍ＊ｇである。なお、抗力Ｆは、装着者ＴＳが床面から受ける力である。また図２５に示すように、装着者ＴＳが荷物ＢＧ（荷物質量ｍ）を持ち上げた状態では、装着者質量をＭ、重力加速度をｇとすると、抗力Ｆ＝Ｍ＊ｇ＋ｍ＊ｇである。制御装置６１は、ステップＳ１００の時点では、装着者ＴＳが荷物ＢＧを手にしているか否かにかかわらず、今回の抗力Ｆを一旦記憶している。
【０１７４】
また図２７及び図２８に示すように、加速度検出手段７５は、装着者ＴＳの背中の面に沿った脊椎平行方向の身体動作加速度ａｖの検出信号と、装着者ＴＳの背中の面に直交する背中直交方向の身体動作加速度ａｗの検出信号を出力する。制御装置６１は、ステップＳ１００の時点では、身体動作加速度ａｖの検出信号に基づいて脊椎平行方向の今回の身体動作加速度ａｖを検出して記憶し、身体動作加速度ａｗの検出信号に基づいて背中直交方向の今回の身体動作加速度ａｗを検出して記憶している。
【０１７５】
ステップＳ３１５にて制御装置６１は、ゲイン自動／手動切替操作部Ｒ１ＢＳ（図１４参照）が「自動」の側に設定されているか否かを判定し、「自動」の側に設定されている場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３２０に処理を進め、「手動」の側に設定されている場合（Ｎｏ）はステップＳ３６０Ｃに処理を進める。
【０１７６】
ステップＳ３２０に処理を進めた場合、制御装置６１は、電源ＯＮ後の経過時間が所定時間未満（例えば、０．２〜２［ｓｅｃ］程度未満）であるか否かを判定し、所定時間未満である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３３０に処理を進め、所定時間以上である場合（Ｎｏ）はステップＳ３２５に処理を進める。
【０１７７】
ステップＳ３３０に処理を進めた場合、制御装置６１は、｜今回の身体動作加速度ａｖ｜が所定閾値以下、かつ、｜今回の身体動作加速度ａｗ｜が所定閾値以下の場合（すなわち、装着者ＴＳが、ほぼ静止状態の場合）であるか否かを判定し、所定閾値以下の場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３４０Ｂに処理を進め、所定閾値より大きい場合（Ｎｏ）はステップＳ３５０に処理を進める。
【０１７８】
ステップＳ３４０Ｂに処理を進めた場合、制御装置６１は、今回の抗力Ｆを積算して、積算回数をカウントしてステップＳ３５０に処理を進める。
【０１７９】
ステップＳ３２５に処理を進めた場合、制御装置６１は、電源ＯＮ後の経過時間が所定時間（ステップＳ３２０の「所定時間」と同じ値）であるか否かを判定し、所定時間である場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３４０Ａに処理を進め、所定時間でない場合（Ｎｏ）はステップＳ３５０に処理を進める。
【０１８０】
ステップＳ３４０Ａに処理を進めた場合、制御装置６１は、ステップＳ３４０Ｂにて求めた積算値（抗力Ｆの積算値）を、積算回数を用いて平均化して、装着者ＴＳのみの平均装着者抗力Ｆａｖを求める。そして制御装置６１は、平均装着者抗力Ｆａｖを重力加速度ｇで除算して装着者質量Ｍを求めて（Ｍ＝Ｆａｖ／ｇ）記憶し、ステップＳ３５０に処理を進める。なお、装着者質量Ｍは、不揮発性メモリに記憶しておくことが好ましい。
【０１８１】
なお、制御装置６１は、体重計測操作部Ｒ１Ｋ（図１４参照）がＯＮの間に検出された抗力Ｆを用いて、その時点の抗力Ｆ／ｇより、装着者質量Ｍを求めて（Ｍ＝Ｆ／ｇ）記憶するようにしてもよい。この場合、装着者ＴＳは、荷物ＢＧを手にしていない状態で、体重計測操作部Ｒ１ＫをＯＮにする。
【０１８２】
ステップＳ３５０に処理を進めた場合、制御装置６１は、今回の抗力Ｆが、装着者質量Ｍ＊ｇ＋所定荷重（例えば、２〜３［ｋｇ］＊ｇ、ｇは重力加速度）より大きいか否かを判定し、大きい場合（Ｙｅｓ）はステップＳ３５５に処理を進め、大きくない場合（Ｎｏ）はステップＳ３６０Ｂに処理を進める。
【０１８３】
ステップＳ３５５に処理を進めた場合、例えば以下の［荷物質量ｍの算出方法１］または［荷物質量ｍの算出方法２］にて、荷物質量ｍを算出してステップＳ３６０Ａに処理を進める。
【０１８４】
［荷物質量ｍの算出方法１］
制御装置６１は、今回の抗力Ｆは、図２５に示すように、装着者質量Ｍと荷物質量ｍによる抗力である、とみなし、今回の抗力Ｆ（Ｍ＊ｇ＋ｍ＊ｇ）／ｇ−（装着者質量Ｍ）にて、荷物質量ｍを算出する。なお、この［荷物質量ｍの算出方法１］を用いる場合は、加速度検出手段７５を省略することができる。
【０１８５】
図２６は、横軸を時間、縦軸を装着者が手にしている荷物の質量に設定し、時間ｔ［ｉ］にて装着者ＴＳが荷物ＢＧの持ち上げを開始した場合にて、算出方法１にて実際に算出した荷物質量ｍの例を示している。図２６中に一点鎖線で示すｆ（ｔ）は、理想的な荷物質量であり、時間ｔ［ｉ］よりも前では、装着者ＴＳが荷物ＢＧを手にしていないので荷物質量は０（ゼロ）であり、時間ｔ［ｉ］以降では、装着者ＴＳが荷物ＢＧを持ち上げているので荷物質量はｍである。しかし、算出方法１にて算出した荷物質量は、図２６中に実線で示すｇａ（ｔ）のようになり、時間ｔ［ｉ］よりも前では、装着者ＴＳが荷物ＢＧに向かって腰を落とす際などの加速度等によって、徐々に減少する荷物質量を誤検出し、時間ｔ［ｉ］以降では、荷重検出手段の応答遅れ等によって、徐々に増加する荷物質量を検出してしまう。時間ｔ［ｉ］以降では、時間ｔ［ｉ＋１］以降で正しい荷物質量ｍに収束するので大きな問題はない。また、応答遅れ時間は短く、違和感を感じにくい。しかし時間ｔ［ｉ］よりも前では荷物を手にしていないにもかかわらず荷物を手にしていると判定することは大きな問題ではないが（出力リンク回動角度検出手段４３ＲＳやモータ回転角度検出手段４７ＲＳによって腰の曲げ角を推定することで、荷物に対する動作が分かる）、あまり好ましくない。算出方法２では、この時間ｔ［ｉ］よりも前にて荷物を手にしていると判定することを回避する。
【０１８６】
［荷物質量ｍの算出方法２］
制御装置６１は、今回の抗力Ｆは、図２８に示すように、装着者質量Ｍと荷物質量ｍと装着者ＴＳの鉛直方向成分の身体動作加速度ａｚによる抗力である、とみなして荷物質量ｍを求める。制御装置６１は、身体動作加速度ａｖ、ａｗ等に基づいて、鉛直方向成分の身体動作加速度ａｚを求める。例えば、制御装置６１は、ａｚ＝√（ａｖ2＋ａｗ2）より、身体動作加速度ａｚを求める。この場合、抗力Ｆ＝（Ｍ＋ｍ）＊（ｇ＋ａｚ）となる。つまり、Ｆ＝Ｍ＊ｇ＋Ｍ＊ａｚ＋ｍ＊ｇ＋ｍ＊ａｚとなるが、ここでｍはＭと比較して小さく、ａｚはｇ（重力加速度）よりも小さいので、ｍ＊ａｚ＝０とみなすと、Ｆ＝Ｍ＊ｇ＋Ｍ＊ａｚ＋ｍ＊ｇとなる。この式より、ｍ＝［Ｆ−Ｍ＊（ｇ＋ａｚ）］／ｇとなり、制御装置６１は、当該式より荷物質量ｍを求める。
【０１８７】
図２９は、横軸を時間、縦軸を装着者が手にしている荷物の質量に設定し、時間ｔ［ｉ］にて装着者ＴＳが荷物ＢＧの持ち上げを開始した場合にて、算出方法２にて実際に算出した荷物質量ｍの例を示している。図２９中に一点鎖線で示すｆ（ｔ）は、理想的な荷物質量であり、時間ｔ［ｉ］よりも前では、装着者ＴＳが荷物ＢＧを手にしていないので荷物質量は０（ゼロ）であり、時間ｔ［ｉ］以降では、装着者ＴＳが荷物ＢＧを持ち上げているので荷物質量はｍである。算出方法２にて算出した荷物質量は、図２９中に実線で示すｇｂ（ｔ）のようになり、時間ｔ［ｉ］よりも前では、図２６と比較して、装着者ＴＳが荷物ＢＧに向かって腰を落とす際などの加速度等による誤検出が回避されている。なお、時間ｔ［ｉ］以降では、図２６と同様、荷重検出手段の応答遅れ等によって、徐々に増加する荷物質量を検出してしまう。時間ｔ［ｉ］以降では、時間ｔ［ｉ＋１］以降で正しい荷物質量ｍに収束するので大きな問題はない。また時間ｔ［ｉ］よりも前では荷物を手にしていると判定することは回避されているので問題ない。
【０１８８】
ステップＳ３６０Ａに処理を進めた場合、制御装置６１は、求めた荷物質量ｍをゲインＣpの値に換算してＳ３００の処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０３０へ処理を進める）。換算の例としては、例えば図１６に示すゲイン番号０、１、２、３を、荷物質量＝０［ｋｇ］、１０［ｋｇ］、１５［ｋｇ］、２０［ｋｇ］に対応させた場合、制御装置６１は、例えば荷物質量ｍ＝１８［ｋｇ］の際、荷物質量１８［ｋｇ］をゲインＣp＝２．６に換算する。
【０１８９】
ステップＳ３６０Ｂに処理を進めた場合、制御装置６１は、装着者ＴＳは荷物ＢＧを手にしていない（荷物質量ｍ＝０）と判定したので、ゲインＣp＝０として、Ｓ３００の処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０３０へ処理を進める）。
【０１９０】
ステップＳ３６０Ｃに処理を進めた場合、制御装置６１は、図１６に示す「操作ユニットゲイン」のゲイン番号（上述したＳ１００の処理にて取得している）を用い、該当するゲイン番号（０、１、２、３のいずれか）をゲインＣpに代入し、Ｓ３００の処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０３０へ処理を進める）。
【０１９１】
●［ＳＤ０００Ｒ：（右）持ち下げの詳細（図３０〜図３４）］
次に図３０を用いて、図１８に示すステップＳ０４０ＲによるＳＤ０００Ｒの処理の詳細について説明する。ＳＤ０００Ｒにて制御装置６１は、装着者の持ち下げ作業を支援するため、パワーアシストスーツにて発生させる（右）持ち下げアシストトルクを算出する。なお、ＳＤ０００Ｒの処理は、（右）アクチュエータユニット４Ｒ（図１参照）にて発生させる（右）持ち下げアシストトルクを算出する処理手順を示しているが、（左）アクチュエータユニット４Ｌ（図１参照）にて発生させる（左）持ち下げアシストトルクを算出するＳＤ０００Ｌ（図１８参照）の処理手順については同様であるので説明を省略する。なお、図３１に示すように、装着者が手にしている荷物を下ろす持ち下げ作業において、（右）リンク角度θL、R（ｔ）、（左）リンク角度θL、L（ｔ）は、大腿部に対する腰部の前傾角度である。また、装着者の持ち下げ方向（図３１における「装着者トルク」の方向）への作業を支援する持ち下げアシストトルクは、装着者に対して持ち上げ方向（図３１における「アシストトルク」の方向）に発生させる。また、以降の説明では、持ち上げ方向のトルクの符号を−（負）、持ち下げ方向のトルクの符号を＋（正）、として説明する。
【０１９２】
ＳＤ０００Ｒの処理にて制御装置６１は、ステップＳＤ０１０Ｒへと処理を進める。そしてステップＳＤ０１０Ｒにて制御装置６１は、（右）リンク角度θL、R（ｔ）が第１持ち下げ角度θｄ１以下であるか否かを判定し、（右）リンク角度θL、R（ｔ）が第１持ち下げ角度θｄ１以下である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＤ０１５Ｒに処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＤ０２０Ｒへ処理を進める。例えば第１持ち下げ角度θｄ１は、１０［°］程度の前傾角度であり、θL、R（ｔ）≦θｄ１の場合、制御装置６１は、持ち下げ開始、または持ち下げ終了と判定する。
【０１９３】
ステップＳＤ０１５Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）積算アシスト量を初期化（ゼロにリセット）して、ステップＳＤ０２０Ｒへ処理を進める。
【０１９４】
ステップＳＤ０２０Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）増量速度Ｃs、Rと、（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）と、装着者トルク変化量・アシスト量特性（図３２）と、に基づいて、（右）アシスト量を算出してステップＳＤ０２５Ｒへ処理を進める。図３２に示すように、例えば、（右）増量速度Ｃs、R＝１、（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）＝τ１１の場合、Ｃｓ＝１のｆ１１（ｘ）の特性を用い、τ１１に対応するτｄ１が、求める（右）アシスト量となる。
【０１９５】
ステップＳＤ０２５Ｒにて制御装置６１は、（右）積算アシスト量に、ステップＳＤ０２０Ｒにて求めた（右）アシスト量を加算して（つまり、求めた（右）アシスト量を積算して）ステップＳＤ０３０Ｒに処理を進める。
【０１９６】
ステップＳＤ０３０Ｒにて制御装置６１は、ゲインＣpと、（右）リンク角度（前傾角度）θL、R（ｔ）と、前傾角度・持下トルク制限値特性（図３３参照）と、に基づいて、（右）持下トルク制限値を算出してステップＳＤ０３５Ｒへ処理を進める。図３３に示すように、例えば、ゲインＣp＝１、（右）リンク角度（前傾角度）θL、R（ｔ）＝θ１１の場合、Ｃp＝１のｆ２１（ｘ）の特性を用い、θ１１に対応するτmax1が、求める（右）持下トルク制限値となる。なお、例えばゲインＣp＝２．６の場合、ゲインＣp＝２の特性の値と、ゲインＣp＝３の特性の値を求め、これらの２値からＣp＝２．６に相当する値を補間して求めればよい。なお図３３の前傾角度・持下トルク制限値特性は、アシストトルク関連量が予め設定された複数のマップ、の１つである。
【０１９７】
ステップＳＤ０３５Ｒにて制御装置６１は、|（右）積算アシスト量|が|（右）持下トルク制限値|以下であるか否かを判定し、|（右）積算アシスト量|が|（右）持下トルク制限値|以下である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＤ０４０Ｒへ処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＤ０４５Ｒへ処理を進める。
【０１９８】
ステップＳＤ０４０Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）積算アシスト量を（右）持ち下げアシストトルク（すなわち、（右）アシストトルク指令値τs、cmd、R（ｔ））に記憶して処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０６０Ｒへ処理を進める）。
【０１９９】
ステップＳＤ０４５Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）持下トルク制限値を（右）持ち下げアシストトルク（すなわち、（右）アシストトルク指令値τs、cmd、R（ｔ））に記憶して処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０６０Ｒへ処理を進める）。
【０２００】
上記のステップＳＤ０３５Ｒ、ＳＤ０４０Ｒ、ＳＤ０４５Ｒにて、制御装置６１は、|（右）積算アシスト量|と|（右）持下トルク制限値|と、の小さなほうを（右）持ち下げアシストトルクとする。
【０２０１】
以上の処理にて、持ち下げ作業の際の前傾角度に対応させた持ち下げアシストトルクの様子を図３４に示す。図３４に示す例は、時間＝０にて装着者が直立状態にて荷物を持っており、前傾角度を徐々に大きくしながら時間Ｔ１にて荷物の持ち下げを完了し、時間Ｔ２まで前傾状態を維持し、前傾角度を徐々に小さくしながら直立状態に戻った場合を示している。この場合、持ち上げ方向（図３４中の−（負）側）への持ち下げアシストトルクは、図３４に示すものとなり、装着者の腰部の負荷を低減し、持ち下げ作業を適切にアシストすることができる。
【０２０２】
なお、装着者が前傾動作を停止させて前傾角度の変化が停止（ΔθL、R（ｔ）＝０、ΔθL、L（ｔ）＝０）した場合（図３４の例では、時間Ｔ１から時間Ｔ２の間）、あるいは、装着者が前傾状態から前傾角度を徐々に小さくしていく直立動作（図３４の例では、時間Ｔ２から時間Ｔ３の間）の最中の場合、装着者トルク変化量はゼロまたは反対方向となるので、装着者トルク変化量・アシスト量特性（図３２参照）から求められるアシスト量はゼロとなる。つまり、この場合では、制御装置６１は、積算アシスト量の更新を停止して保持し、保持した積算アシスト量と、持下トルク制限値と、に基づいて、（右）持ち下げアシストトルク（（右）アシストトルク指令値）を求める。
【０２０３】
●［ＳＵ０００：持ち上げの詳細（図３５〜図４３）］
次に図３５を用いて、図１８に示すステップＳ０４５によるＳＵ０００の処理の詳細について説明する。ＳＵ０００にて制御装置６１は、装着者の持ち上げ作業を支援するため、パワーアシストスーツにて発生させる持ち上げアシストトルクを算出する。なお、装着者が荷物を持ち上げる持ち上げ作業において、（右）リンク角度θL、R（ｔ）、（左）リンク角度θL、L（ｔ）（図３１参照）は、大腿部に対する腰部の前傾角度である。また、装着者の持ち上げ方向への作業を支援する持ち上げアシストトルクは、装着者に対して持ち上げ方向（図３１における「アシストトルク」の方向）に発生させる。また、以降の説明では、持ち上げ方向のトルクの符号を−（負）、持ち下げ方向のトルクの符号を＋（正）、として説明する。
【０２０４】
ＳＵ０００の処理にて制御装置６１は、ステップＳＵ０１０へと処理を進める。そしてステップＳＵ０１０にて制御装置６１は、ＳＳ０００（図３６参照）の処理を実行して、ステップＳＵ０１５へ処理を進める。なお、ＳＳ０００の処理は、図３６の状態遷移図に示すように、持ち上げ開始から持ち上げ終了までの持ち上げ動作の全体を、動作状態Ｓ＝０〜５に分割した場合において、現在の動作状態Ｓを判定する処理であり、詳細については後述する。
【０２０５】
ステップＳＵ０１５にて制御装置６１は、動作状態Ｓが０から１に遷移したタイミングであるか否かを判定し、動作状態Ｓが０から１に遷移したタイミングである場合（Ｙｅｓ）はステップＳＵ０２０に処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＵ０３０に処理を進める。
【０２０６】
ステップＳＵ０２０に処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）、（左）仮想経過時間ｔmap、L（ｔ）に０（ゼロ）を代入し、（右）持ち上げアシストトルク（（右）アシストトルク指令値τs、cmd、R（ｔ））、（左）持ち上げアシストトルク（（左）アシストトルク指令値τs、cmd、L（ｔ））に０（ゼロ）を代入する。その後、制御装置６１は、ステップＳＵ０３０に処理を進める。
【０２０７】
●［動作状態Ｓ＝１の判定と、動作状態Ｓ＝１の場合の処理（図３５）］
ステップＳＵ０３０に処理を進めた場合、制御装置６１は、ステップＳＵ０２０にて判定した動作状態Ｓが１であるか否かを判定し、動作状態Ｓが１である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＵ０３１へ処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＵ０４０へ処理を進める。
【０２０８】
ステップＳＵ０３１に処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）にタスク周期（例えば、図１８に示す処理が２［ｍｓ］毎に起動される場合は、２［ｍｓ］）を加算し、（左）仮想経過時間ｔmap、L（ｔ）にタスク周期を加算し、ステップＳＵ０３２に処理を進める。（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）、（左）仮想経過時間ｔmap、L（ｔ）は、動作状態Ｓ＝１になってからの（仮想的な）経過時間を示す。
【０２０９】
ステップＳＵ０３２にて制御装置６１は、「増量速度自動」であるか否かを判定し、「増量速度自動」である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＵ０３３Ｒに処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＵ０３４に処理を進める。
【０２１０】
ステップＳＵ０３３Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、ＳＳ１００Ｒ（図３８参照）の処理を実行して、ステップＳＵ０３３Ｌへ処理を進める。なお、ＳＳ１００Ｒの処理（図３８参照）は、（右）増量速度Ｃs、Rと、（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）と、を変更または維持する処理であるが、（左）増量速度Ｃs、Lと、（左）仮想経過時間ｔmap、L（ｔ）と、を変更または維持する処理であるＳＳ１００Ｌの処理については同様であるので説明を省略する。ステップＳＵ０３３Ｌにて制御装置６１は、ＳＳ１００Ｌの処理を実行して、ステップＳＵ０３４へ処理を進める。なお、ステップＳＳ１００Ｒの処理の詳細については後述する。
【０２１１】
ステップＳＵ０３４にて制御装置６１は、（右）増量速度Ｃs、Rと（左）増量速度Ｃs、Lとが等しいか否かを判定し、（右）増量速度Ｃs、Rと（左）増量速度Ｃs、Lが等しい場合（Ｙｅｓ）はステップＳＵ０３７Ｒに処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＵ０３５に処理を進める。
【０２１２】
ステップＳＵ０３５に処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）増量速度Ｃs、Rが（左）増量速度Ｃs、Lよりも大きいか否かを判定し、（右）増量速度Ｃs、Rが（左）増量速度Ｃs、Lよりも大きい場合（Ｙｅｓ）はステップＳＵ０３６Ａに処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＵ０３６Ｂに処理を進める。
【０２１３】
ステップＳＵ０３６Ａに処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）増量速度Ｃs、Rを（左）増量速度Ｃs、Lに代入してステップＳＵ０３７Ｒに処理を進める。
【０２１４】
ステップＳＵ０３６Ｂに処理を進めた場合、制御装置６１は、（左）増量速度Ｃs、Lを（右）増量速度Ｃs、Rに代入してステップＳＵ０３７Ｒに処理を進める。
【０２１５】
ステップＳＵ０３７Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、ＳＳ１７０Ｒ（図４２参照）の処理を実行して、ステップＳＵ０３７Ｌへ処理を進める。なお、ＳＳ１７０Ｒの処理（図４２参照）は、動作状態Ｓ＝１の場合における（右）持ち上げアシストトルク（（右）アシストトルク指令値τs、cmd、R（ｔ））を求める処理であるが、動作状態Ｓ＝１の場合における（左）持ち上げアシストトルク（（左）アシストトルク指令値τs、cmd、L（ｔ））を求める処理であるＳＳ１７０Ｌの処理については同様であるので説明を省略する。ステップＳＵ０３７Ｌにて制御装置６１は、ＳＳ１７０Ｌの処理を実行して、処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０６０Ｒへ処理を進める）。なお、ステップＳＳ１７０Ｒの処理の詳細については後述する。
【０２１６】
●［動作状態Ｓ＝２の判定と、動作状態Ｓ＝２の場合の処理（図３５）］
ステップＳＵ０４０に処理を進めた場合、制御装置６１は、ステップＳＵ０２０にて判定した動作状態Ｓが２であるか否かを判定し、動作状態Ｓが２である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＵ０４１へ処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＵ０５０へ処理を進める。
【０２１７】
ステップＳＵ０４１に処理を進めた場合、制御装置６１は、（前回）動作状態Ｓが１であるか否かを判定し、（前回）動作状態Ｓが１である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＵ０４２に処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＵ０４７に処理を進める。
【０２１８】
ステップＳＵ０４２に処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）、（左）仮想経過時間ｔmap、L（ｔ）に０（ゼロ）を代入してステップＳＵ０４７に処理を進める。ステップＳＵ０４２の処理は、動作状態Ｓが１――＞２に遷移した場合に実行される処理である。
【０２１９】
ステップＳＵ０４７に処理を進めた場合、制御装置６１は、ゲインＣpと、時間・持上トルク特性（図４３参照）と、に基づいて、ゲインＣpに対応する｜最大値｜を求め、求めた最大値を、（右）持ち上げアシストトルク（（右）アシストトルク指令値τs、cmd、R（ｔ））、（左）持ち上げアシストトルク（（左）アシストトルク指令値τs、cmd、L（ｔ））に代入して処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０６０Ｒへ処理を進める）。例えば、ゲインＣp＝１の場合、図４３のＣp＝１のｆ４１（ｘ）の特性を用い、当該｜ｆ４１（ｘ）｜の最大値であるτmax11が、求める最大値である。図４３に示すように、時間・持上トルク特性（持ち上げ基準特性の１つ）は、ゲインＣpに応じて用意されており、制御装置６１は、ゲインＣpに応じて持ち上げ基準特性を変更する。なお、例えばゲインＣp＝２．６の場合、ゲインＣp＝２の特性の値と、ゲインＣp＝３の特性の値を求め、これらの２値からＣp＝２．６に相当する値を補間して求めればよい。なお図４３に示す時間・持上トルク特性は、アシストトルク関連量が予め設定された複数のマップ、の１つである。
【０２２０】
●［動作状態Ｓ＝３の判定と、動作状態Ｓ＝３の場合の処理（図３５）］
ステップＳＵ０５０に処理を進めた場合、制御装置６１は、ステップＳＵ０２０にて判定した動作状態Ｓが３であるか否かを判定し、動作状態Ｓが３である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＵ０５１へ処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＵ０６０へ処理を進める。
【０２２１】
ステップＳＵ０５１に処理を進めた場合、制御装置６１は、ゲインＣpと、時間・持上トルク特性（図４３参照）と、に基づいて、ゲインＣpに対応する最大値を求め、求めた最大値を、（仮）（右）持ち上げアシストトルク（（仮）τs、cmd、R（ｔ））、（仮）（左）持ち上げアシストトルク（（仮）τs、cmd、L（ｔ））に代入してステップＳＵ０５７に処理を進める。例えば、ゲインＣp＝１の場合、図４３のＣp＝１のｆ４１（ｘ）の特性を用い、当該｜ｆ４１（ｘ）｜の最大値であるτmax11が、求める最大値である。なお、例えばゲインＣp＝２．６の場合、ゲインＣp＝２の特性の値と、ゲインＣp＝３の特性の値を求め、これらの２値からＣp＝２．６に相当する値を補間して求めればよい。
【０２２２】
ステップＳＵ０５７にて制御装置６１は、ゲインＣpと、（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）と、アシスト比率・トルク減衰率特性（図４５参照）と、に基づいて、（右）トルク減衰率τd、Rを求める。同様に制御装置６１は、ゲインＣpと、（左）装着者トルク変化量τS、L（ｔ）と、アシスト比率・トルク減衰率特性（図４５参照）と、に基づいて、（左）トルク減衰率τd、Lを求める。そして制御装置６１は、以下の（式７）にて（右）アシストトルク指令値τs、cmd、R（ｔ）を求めて記憶し、以下の（式８）にて（左）アシストトルク指令値τs、cmd、L（ｔ）を求めて記憶する。そして制御装置６１は、処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０６０Ｒへ処理を進める）。
（右）アシストトルク指令値τs、cmd、R（ｔ）＝（仮）τs、cmd、R（ｔ）＊（右）トルク減衰率τd、R    （式７）
（左）アシストトルク指令値τs、cmd、L（ｔ）＝（仮）τs、cmd、L（ｔ）＊（左）トルク減衰率τd、L    （式８）
【０２２３】
例えば、ゲインＣp＝１の場合、制御装置６１は、図４４に示すゲイン・減衰係数特性に基づいて、減衰係数τs、map、thre＝Ｔｂ２を求める。そして制御装置６１は、下記の（式９）にて、（右）アシスト比率を算出し、（式１０）にて、（左）アシスト比率を算出する。なお、例えばゲインＣp＝２．６の場合、ゲインＣp＝２に対応するＴｂ３と、ゲインＣp＝３に対応するＴｂ４を求め、これらの２値（Ｔｂ３、Ｔｂ４）からＣp＝２．６に相当する値を補間して求めればよい。なお図４４に示すゲイン・減衰係数特性は、アシストトルク関連量が予め設定された複数のマップ（複数のデータテーブル）、の１つである。
（右）アシスト比率＝［τs、map、thre−（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）］／τs、map、thre    （式９）
（左）アシスト比率＝［τs、map、thre−（左）装着者トルク変化量τS、L（ｔ）］／τs、map、thre    （式１０）
【０２２４】
そして制御装置６１は、（右）アシスト比率と、アシスト比率・トルク減衰率特性（図４５参照）と、に基づいて、（右）トルク減衰率τd、Rを求め、（左）アシスト比率と、アシスト比率・トルク減衰率特性（図４５参照）と、に基づいて、（左）トルク減衰率τd、Lを求める。そして制御装置６１は、（仮）τs、cmd、R（ｔ）＊（右）トルク減衰率τd、Rを（右）持ち上げアシストトルク（（右）アシストトルク指令値τs、cmd、R（ｔ））に記憶し、（仮）τs、cmd、L（ｔ）＊（左）トルク減衰率τd、Lを（左）持ち上げアシストトルク（（左）アシストトルク指令値τs、cmd、L（ｔ））に記憶する。
【０２２５】
●［動作状態Ｓ＝４の判定と、動作状態Ｓ＝４の場合の処理（図３５）］
ステップＳＵ０６０に処理を進めた場合、制御装置６１は、ステップＳＵ０２０にて判定した動作状態Ｓが４であるか否かを判定し、動作状態Ｓが４である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＵ０６１へ処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＵ０７７へ処理を進める。
【０２２６】
ステップＳＵ０６１に処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）にタスク周期（例えば、図１８に示す処理が２［ｍｓ］毎に起動される場合は、２［ｍｓ］）を加算し、（左）仮想経過時間ｔmap、L（ｔ）にタスク周期を加算し、ステップＳＵ０６２に処理を進める。（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）、（左）仮想経過時間ｔmap、L（ｔ）は、動作状態Ｓ＝４になってからの（仮想的な）経過時間を示す。
【０２２７】
ステップＳＵ０６２にて制御装置６１は、現在のτs、cmd、R（ｔ）を、（前回）τs、cmd、R（ｔ−１）に代入し、現在のτs、cmd、L（ｔ）を、（前回）τs、cmd、L（ｔ−１）に代入してステップＳＵ０６７に処理を進める。
【０２２８】
ステップＳＵ０６７にて制御装置６１は、以下の（式１１）にて（右）アシストトルク指令値τs、cmd、R（ｔ）を求めて記憶し、（式１２）にて（左）アシストトルク指令値τs、cmd、L（ｔ）を求めて記憶する。なお、減衰係数Ｋ１は予め設定した係数であり、例えば０．９に設定されている。そして制御装置６１は、処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０６０Ｒへ処理を進める）。
（右）アシストトルク指令値τs、cmd、R（ｔ）＝Ｋ１＊（前回）τs、cmd、R（ｔ−１）    （式１１）
（左）アシストトルク指令値τs、cmd、L（ｔ）＝Ｋ１＊（前回）τs、cmd、L（ｔ−１）    （式１２）
【０２２９】
●［動作状態Ｓ＝５の場合の処理（図３５）］
ステップＳＵ０７７に処理を進めた場合、制御装置６１は、以下の（式１３）にて（右）アシストトルク指令値τs、cmd、R（ｔ）を求めて記憶し、（式１４）にて（左）アシストトルク指令値τs、cmd、L（ｔ）を求めて記憶する。そして制御装置６１は、処理を終了してリターンする（図１８のステップＳ０６０Ｒへ処理を進める）。
（右）アシストトルク指令値τs、cmd、R（ｔ）＝０    （式１３）
（左）アシストトルク指令値τs、cmd、L（ｔ）＝０    （式１４）
【０２３０】
以上に説明したように、持ち上げ作業時には、制御装置６１は、持ち上げ状態に応じて動作状態Ｓを０から５へと順番に遷移させ、それぞれの動作状態Ｓに対応させて予め設定された算出方法に従って、（右）持ち上げアシストトルク（（右）アシストトルク指令値τs、cmd、R（ｔ））、（左）持ち上げアシストトルク（（左）アシストトルク指令値τs、cmd、L（ｔ））を求める。
【０２３１】
●［ＳＳ０００：動作状態判定の詳細（図３６）］
次に図３６を用いて、図３５に示すステップＳＵ０１０によるＳＳ０００の処理の詳細について説明する。ＳＳ０００にて制御装置６１は、装着者の持ち上げ作業における持ち上げ状態に応じた動作状態Ｓ＝０〜５を判定する。動作状態Ｓの概略は、図３７に示すように、装着者が直立状態から前傾を開始した（前作業の前傾が終了した状態）、持ち上げ動作を開始した時点である動作状態Ｓ＝０、持ち上げ動作を開始した後に遷移する動作状態Ｓ＝１、荷物の持ち上げ動作状態Ｓ＝２、徐々に前傾角度を小さくする動作状態Ｓ＝３、Ｓ＝４、荷物の持ち上げを完了して直立状態となった動作状態Ｓ＝５、である。動作状態Ｓは、（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）、（左）仮想経過時間ｔmap、L（ｔ）、（右）リンク角度（前傾角度）θL、R（ｔ）、（左）リンク角度（前傾角度）θL、L（ｔ）、（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）、（左）装着者トルク変化量τS、L（ｔ）、の少なくとも１つを含む持ち上げ状態に対応させて設定されている。
【０２３２】
●［動作状態Ｓ＝０の場合］
以下、図３６に示す状態遷移図を用いて、動作状態Ｓの判定手順について説明する。図３６に示すように、持ち上げを開始したというイベントｅｖ００にて、制御装置６１は、動作状態Ｓが０であると判定する。なお、持ち上げを開始したか否かの判定は、（右）リンク角度θL、R（ｔ）、（左）リンク角度θL、L（ｔ）、（右）リンク角度変化量ΔθL、R（ｔ）、（左）リンク角度変化量ΔθL、L（ｔ）、（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）、（左）装着者トルク変化量τS、L（ｔ）等に基づいて判定することができる。動作状態Ｓ＝０の場合、制御装置６１は、イベントｅｖ０１が検出されると、動作状態Ｓを０から１に遷移させる。なお、イベントｅｖ０１は、「常時」であり、図３５のステップＳＵ０１５に示すように、制御装置６１は、動作状態Ｓ＝０にした後、無条件に動作状態Ｓ＝１に遷移させる。
【０２３３】
●［動作状態Ｓ＝１の場合］
制御装置６１は、動作状態Ｓ＝１の場合、イベントｅｖ１２が検出されると、動作状態Ｓを１から２に遷移させる。なお、制御装置６１は、イベントｅｖ１２が検出されない場合、動作状態Ｓ＝１を維持する。イベントｅｖ１２は、例えば、（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）≧（右）ｔmap、thre1が成立時、または、（左）仮想経過時間ｔmap、L（ｔ）≧（左）ｔmap、thre1が成立時、または、持ち上げ作業の終了に近い前傾角度に（右）リンク角度（前傾角度）θL、R（ｔ）、（左）リンク角度（前傾角度）θL、L（ｔ）のいずれかがなった時、が成立時である。なお、（右）ｔmap、thre1は、（右）増量速度Ｃs、Rと、増量速度・遷移時間特性（図４０参照）と、に基づいて決定され、（左）ｔmap、thre1は、（左）増量速度Ｃs、Lと、増量速度・遷移時間特性（図４０参照）と、に基づいて決定される。
【０２３４】
●［動作状態Ｓ＝２の場合］
制御装置６１は、動作状態Ｓ＝２の場合、イベントｅｖ２３が検出されると、動作状態Ｓを２から３に遷移させる。なお、制御装置６１は、イベントｅｖ２３が検出されない場合、動作状態Ｓ＝２を維持する。イベントｅｖ２３は、例えば、（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）または（左）装着者トルク変化量τS、L（ｔ）が持ち上げ作業の終了に近い相対的に弱くなったとき、または、（右）リンク角度（前傾角度）θL、R（ｔ）または（左）リンク角度（前傾角度）θL、L（ｔ）が持ち上げ作業の終了に近い前傾角度になった時、が成立時である。
【０２３５】
●［動作状態Ｓ＝３の場合］
制御装置６１は、動作状態Ｓ＝３の場合、イベントｅｖ３４が検出されると、動作状態Ｓを３から４に遷移させる。なお、制御装置６１は、イベントｅｖ３４が検出されない場合、動作状態Ｓ＝３を維持する。イベントｅｖ３４は、例えば、（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）≧τs、map、thre、または、（左）装着者トルク変化量τS、L（ｔ）≧τs、map、thre、または、（右）リンク角度（前傾角度）θL、R（ｔ）または（左）リンク角度（前傾角度）θL、L（ｔ）が持ち上げ作業の終了に近い前傾角度になった時、が成立時である。なお、τs、map、threは、ゲインＣpと、ゲイン・減衰係数特性（図４４参照）と、に基づいて決定される。
【０２３６】
●［動作状態Ｓ＝４の場合］
制御装置６１は、動作状態Ｓ＝４の場合、イベントｅｖ４５が検出されると、動作状態Ｓを４から５に遷移させる。なお、制御装置６１は、イベントｅｖ４５が検出されない場合、動作状態Ｓ＝４を維持する。イベントｅｖ４５は、例えば、（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）≧状態判定時間ｔ４１（例えば、０．１５［ｓｅｃ］程度）、または、（左）仮想経過時間ｔmap、L（ｔ）≧状態判定時間ｔ４１（例えば、０．１５［ｓｅｃ］程度）、が成立時である。
【０２３７】
●［動作状態Ｓ＝５の場合］
制御装置６１は、動作状態Ｓ＝５の場合、イベントｅｖ５０が検出されると、動作状態Ｓを５から０に遷移させる。なお、制御装置６１は、イベントｅｖ５０が検出されない場合、動作状態Ｓ＝５を維持する。イベントｅｖ５０は、持ち上げ作業の開始であるが、持ち上げ作業が終了したのち、Ｓ＝０へ戻る。
【０２３８】
●［ＳＳ１００Ｒ：（右）増量速度の切り替え判定の詳細（図３８）］
次に図３８を用いて、図３５に示すステップＳＵ０３３ＲによるＳＳ１００Ｒの処理の詳細について説明する。ＳＳ１００Ｒにて制御装置６１は、装着者の持ち上げ動作に応じて、（右）増量速度Ｃs、Rを−１〜４における適切な値へと自動的に切り替える。なお、ＳＳ１００Ｒの処理は、（右）増量速度Ｃs、Rを自動的に切り替える処理手順を示しているが、（左）増量速度Ｃs、Lを自動的に切り替えるＳＳ１００Ｌ（図３５参照）の処理手順については同様であるので説明を省略する。
【０２３９】
ＳＳ１００Ｒの処理にて制御装置６１は、ステップＳＳ１１０Ｒへと処理を進める。そしてステップＳＳ１１０Ｒにて制御装置６１は、現在の（右）増量速度Ｃs、Rを前回Ｃs、Rに記憶してステップＳＳ１１５Ｒに処理を進める。
【０２４０】
ステップＳＳ１１５Ｒにて制御装置６１は、切替停止カウンタが起動中であるか否かを判定し、切替停止カウンタが起動中である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＳ１２０Ｒへ処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＳ１２５Ｒへ処理を進める。なお、切替停止カウンタは、ステップＳＳ１４０Ｒ、ＳＳ１４５Ｒにて、（右）増量速度Ｃs、Rを切り替え（変更）た際に起動されるカウンタである。
【０２４１】
ステップＳＳ１２０Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、切替停止カウンタが切替待機時間以上であるか否かを判定し、切替停止カウンタが切替待機時間以上である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＳ１２５Ｒへと処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＳ１５０Ｒへ処理を進める。
【０２４２】
ステップＳＳ１２５Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、持上経過時間ｔup（ｔ）と、時間・切替下限特性（図３９参照）と、に基づいて、現在の持上経過時間ｔup（ｔ）に対応する切替下限τs、mas1（ｔ）を求める。また制御装置６１は、現在の（右）増量速度Ｃs、Rと、持上経過時間ｔup（ｔ）と、時間切替上限特性（図３９参照）と、に基づいて、現在の持上経過時間ｔup（ｔ）に対応する切替上限τs、mas2（ｔ）を求める。なお、持上経過時間ｔup（ｔ）は、持ち上げを開始した（動作状態Ｓが０――＞１に遷移した）タイミングからの経過時間である。そして制御装置６１、ステップＳＳ１３０Ｒへ処理を進める。なお図３９に示す例は、時間Ｔ１にて（Ｐ１の位置にて）|（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）|＞|切替上限τs、mas2（ｔ）|となった状態、及び、時間Ｔ３にて（Ｐ２の位置にて））|（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）|＜|切替上限τs、mas1（ｔ）|となった状態の例を示している。
【０２４３】
ステップＳＳ１３０Ｒにて制御装置６１は、｜（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）｜が｜切替下限τs、mas1（ｔ）｜未満であるか否かを判定し、｜（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）｜が｜切替下限τs、mas1（ｔ）｜未満である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＳ１４５Ｒへ処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＳ１３５Ｒへ処理を進める。
【０２４４】
ステップＳＳ１３５Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、｜（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）｜が｜切替上限τs、mas2（ｔ）｜より大きいか否かを判定し、｜（右）装着者トルク変化量τS、R（ｔ）｜が｜切替上限τs、mas2（ｔ）｜より大きい場合（Ｙｅｓ）はステップＳＳ１４０Ｒへ処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＳ１５０Ｒへ処理を進める。
【０２４５】
ステップＳＳ１４０Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）増量速度Ｃs、Rの値を１だけ増加（ただし、最大値＝４にガード）させ、切替停止カウンタを起動して、ステップＳＳ１５０Ｒに処理を進める。
【０２４６】
ステップＳＳ１４５Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）増量速度Ｃs、Rの値を１だけ減少（ただし、最小値＝−１にガード）させ、切替停止カウンタを起動して、ステップＳＳ１５０Ｒに処理を進める。
【０２４７】
ステップＳＳ１５０Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）増量速度Ｃs、Rと、増量速度・遷移時間特性（図４０参照）と、に基づいて、（右）ｔmap、thre1を求め、ステップＳ１５５Ｒに処理を進める。なお、（右）ｔmap、thre1は、動作状態の判定（動作状態１――＞２への遷移の判定）等に使用される。
【０２４８】
ステップＳＳ１５５Ｒにて制御装置６１は、今回の（現在の）（右）増量速度Ｃs、Rが前回Ｃs、R（ステップＳＳ１１０Ｒ参照）と等しいか否かを判定し、等しい場合（Ｙｅｓ）は処理を終了してリターンし（図３５のステップＳＵ０３３Ｌへ戻り）、等しくない場合（Ｎｏ）はステップＳＳ１６０Ｒへ処理を進める。
【０２４９】
ステップＳＳ１６０Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、前回Ｃs、Rと、（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）と、時間・アシスト量特性（図４１参照）と、ゲインＣpと、時間・持上トルク特性（図４３参照）と、に基づいて、仮持上アシストトルクＡ１（ｔ）を算出する。例えば制御装置６１は、前回Ｃs、R＝３の場合、図４１に示すように、Ｃs、R＝３に対応するｆ３３（ｘ）と（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）から仮持上アシストトルクＡ１（ｔ）を算出する。図４１に示すように、時間・アシスト量特性（持ち上げ基準特性の１つ）は、（右）増量速度Ｃs、R、（左）増量速度Ｃs、L、に応じて用意されており、制御装置６１は、（右）増量速度Ｃs、R、（左）増量速度Ｃs、L、に応じて持ち上げ基準特性を変更する。
【０２５０】
そして制御装置６１は、今回の（現在の）（右）増量速度Ｃs、Rと、時間・アシスト量特性（図４１参照）と、ゲインＣpと、時間・持上トルク特性（図４３参照）と、に基づいて、仮持上アシストトルクＡ１（ｔ）となる、トルク偏差縮小仮想経過時間ｔmap、R（ｓ）を算出し、算出したトルク偏差縮小仮想経過時間ｔmap、R（ｓ）を、（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）に代入する（書き替える）。なお、時間・持上トルク特性を使用する際、例えばゲインＣp＝２．６の場合、ゲインＣp＝２の特性の値と、ゲインＣp＝３の特性の値を求め、これらの２値からＣp＝２．６に相当する値を補間して求めればよい。例えば制御装置６１は、今回の（現在の）（右）増量速度Ｃs、R＝４の場合、図４１に示すように、Ｃs、R＝４に対応するｆ３４（ｘ）と仮持上アシストトルクＡ１（ｔ）からトルク偏差縮小仮想経過時間ｔmap、R（ｓ）を算出し、トルク偏差縮小仮想経過時間ｔmap、R（ｓ）を（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）に代入する。そして制御装置６１は、処理を終了してリターンする（図３５のステップＳＵ０３３Ｌへ戻る）。（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）の書き替えは、所定動作状態Ｓに遷移している場合（この場合、動作状態Ｓ＝１に遷移している場合）、前記選定した持ち上げ基準特性（前回の（右）増量速度Ｃs、Rに対応する、時間・アシスト量特性（図４１参照））に基づいて求めた持ち上げアシストトルク（仮持上アシストトルクＡ１（ｔ））と、現在選定している持ち上げ基準特性（今回（現在）の（右）増量速度Ｃs、Rに対応する、時間・アシスト量特性（図４１参照））と、の偏差を縮小する切替時トルク偏差縮小補正に相当する。
【０２５１】
以上の説明において、時間・アシスト量特性（図４１参照）、時間・持上トルク特性及び前傾角度・持上最大トルク特性（図４３参照）は、持ち上げ方向へのトルクである持ち上げアシストトルクが設定された、複数の持ち上げ基準特性に相当している。そして制御装置６１は、適切な持ち上げ基準特性を選定し、選定した持ち上げ基準特性に基づいて、持ち上げアシストトルクを求め、求めた持ち上げアシストトルクをアシストトルクとして、アシストトルクに基づいてアクチュエータユニットを駆動する。なお、時間・持上トルク特性を使用する際、例えばゲインＣp＝２．６の場合、ゲインＣp＝２の特性の値と、ゲインＣp＝３の特性の値を求め、これらの２値からＣp＝２．６に相当する値を補間して求めればよい。
【０２５２】
●［ＳＳ１７０Ｒ：（右）アシストトルク算出の詳細（図４２）］
次に図４２を用いて、図３５に示すステップＳＵ０３７ＲによるＳＳ１７０Ｒの処理の詳細について説明する。ＳＳ１７０Ｒにて制御装置６１は、（右）持ち上げアシストトルク（（右）アシストトルク指令値）τs、cmd、R（ｔ）を求める。なお、ＳＳ１７０Ｒの処理は、（右）持ち上げアシストトルク（（右）アシストトルク指令値）τs、cmd、R（ｔ）を求める処理手順を示しているが、（左）持ち上げアシストトルク（（左）アシストトルク指令値）τs、cmd、L（ｔ）を求めるＳＳ１７０Ｌ（図３５参照）処理手順については同様であるので説明を省略する。
【０２５３】
ＳＳ１７０Ｒの処理にて制御装置６１は、ステップＳＳ１７５Ｒへと処理を進める。そしてステップＳＳ１７５Ｒにて制御装置６１は、今回の（現在の）（右）増量速度Ｃs、Rと、（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）と、ゲインＣpと、時間・アシスト量特性（図４１参照）と、時間・持上トルク特性（図４３参照）と、に基づいて、（仮）τs、cmd、R（ｔ）を算出し、ステップＳＳ１７７Ｒへ処理を進める。例えば制御装置６１は、今回の（現在の）（右）増量速度Ｃs、R＝３の場合、図４１に示すように、Ｃs、R＝３に対応するｆ３３（ｘ）と（右）仮想経過時間ｔmap、R（ｔ）から求めたアシストトルクＡ１（ｔ）を、（仮）τs、cmd、R（ｔ）に記憶する。なお、時間・持上トルク特性を使用する際、例えばゲインＣp＝２．６の場合、ゲインＣp＝２の特性の値と、ゲインＣp＝３の特性の値を求め、これらの２値からＣp＝２．６に相当する値を補間して求めればよい。
【０２５４】
ステップＳＳ１７７Ｒにて制御装置６１は、前傾角度と、前傾角度・持上最大トルク特性（図４３参照）と、に基づいて、（右）トルク上限値τs、max、R（ｔ）を算出し、ステップＳＳ１８０Ｒへ処理を進める。例えば制御装置６１は、図４３に示す前傾角度・持上最大トルク特性と（右）リンク角度（前傾角度）θL、R（ｔ）から求めた持上最大トルクＢ１（ｔ）を、（右）トルク上限値τs、max、R（ｔ）に記憶する。持上トルクは、前傾角度が小さいときに大きくなり過ぎないように「前傾角度・持上最大トルク特性」によって、トルク値が制限される。
【０２５５】
ステップＳＳ１８０Ｒにて制御装置６１は、|（仮）τs、cmd、R（ｔ）|が|（右）トルク上限値τs、max、R（ｔ）|より大きいか否かを判定し、大きい場合（Ｙｅｓ）はステップＳＳ１８５Ｒに処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＳ１８７Ｒに処理を進める。
【０２５６】
ステップＳＳ１８５Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）持ち上げアシストトルク（（右）アシストトルク指令値τs、cmd、R（ｔ））に（右）トルク上限値τs、max、R（ｔ）を記憶し、処理を終了してリターンする（図３５のステップＳＵ０３７Ｌへ戻る）。
【０２５７】
ステップＳＳ１８７Ｒに処理を進めた場合、制御装置６１は、（右）持ち上げアシストトルク（（右）アシストトルク指令値τs、cmd、R（ｔ））に（仮）τs、cmd、R（ｔ）を記憶し、処理を終了してリターンする（図３５のステップＳＵ０３７Ｌへ戻る）。
【０２５８】
以上、本実施の形態にて説明したパワーアシストスーツ１は、シンプルな構成で装着者への装着が容易である。また、持ち下げ作業に対するアシスト制御、持ち上げ作業に対するアシスト制御が、シンプルな制御とされており、荷物の持ち上げ作業、荷物の持ち下げ作業を、適切にアシストすることができる。また、荷物の持上動作や持下動作をアシストする際、装着者が手にしている荷物の質量または重量に応じてアシストトルクの大きさを自動的に調整して装着者に違和感や不満を与えることをより抑制する（アシストの調和性が向上させる）ことができる。また、装着者が荷物を手にしていない場合、不要なアシストトルクを発生させないことができる（ゲインＣp＝０の時、アシストトルクをほとんど発生させない設定にできる）ので、荷物を手にしていない装着者の動作を阻害することがない。
【０２５９】
本発明のパワーアシストスーツの構造、構成、形状、外観、処理手順等は、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。例えば、制御装置の処理手順は、本実施の形態にて説明したフローチャート等に限定されるものではない。また、本実施の形態の説明では、渦巻バネ４５Ｒ（図１０参照）を用いた例を説明したが、渦巻バネの代わりにトーションバネ（torsion barやtorsion bar spring）を用いてもよい。
【０２６０】
本実施の形態にて説明したパワーアシストスーツ１では、ベルトを締めた状態に保持するベルト保持部材として、コキまたはバックルを用いる例を説明した。そして、ベルト等の接続と解放をバックルにて行う例を説明したが、バックルとは異なるベルト保持部材にてベルト等の接続と解放を行うようにしてもよい。また、コキにベルトを通すことで、引っ張ったベルトが緩まないようにしたが、コキ以外のベルト保持部材を用いてもよい。また、コキとバックルの双方の機能を有するベルト保持部材を用いてもよい。
【０２６１】
本実施の形態の説明では、操作ユニットＲ１に、ゲインＵＰ操作部Ｒ１ＢＵ及びゲインＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＢＤと、増量速度ＵＰ操作部Ｒ１ＣＵ及び増量速度ＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＣＤと、の双方を有する例を説明した。しかし、ゲインＵＰ操作部Ｒ１ＢＵ及びゲインＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＢＤと、増量速度ＵＰ操作部Ｒ１ＣＵ及び増量速度ＤＯＷＮ操作部Ｒ１ＣＤと、の少なくとも一方を有するように構成してもよい。
【０２６２】
本実施の形態にて説明したパワーアシストスーツ１は、操作ユニットＲ１から、ゲイン、増量速度、等を変更可能とした例を説明したが、制御装置６１に（無線または有線で通信する）通信手段６４（図１５参照）を設け、スマートフォン等からの通信にて変更できるようにしてもよい。また、制御装置６１に（無線または有線で通信する）通信手段６４（図１５参照）を備え、制御装置６１にて種々のデータを収集し、収集したデータを所定タイミング（常時、一定時間間隔、アシスト動作の終了後など）で解析システムに送信するようにしてもよい。例えば収集したデータには、装着者情報とアシスト情報とが有る。装着者情報は、例えば、装着者トルクや装着者の姿勢などを含み、装着者に関する情報である。アシスト情報は、例えば、アシストトルク、電動モータ（アクチュエータ）の回転角度（図１５中の実モータ軸角度θrM、R）、出力リンク回動角度（図１５中の実リンク角度θL）、動作モード、ゲイン、増量速度などを含み、左右のアクチュエータユニットの入出力に関する情報である。また解析システムは、パワーアシストスーツとは別に用意されたシステムであり、例えば、ネットワーク（ＬＡＮ）で接続する外部のパーソナルコンピュータ、サーバ、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、ＣＮＣ（Computerized Numerical Control）装置などの組み込みシステムである。そして解析システムにて、パワーアシストスーツ１に固有（すなわち、装着者に固有）の最適な設定値（ゲイン、増量速度等の最適な値）を解析（算出）させ、解析結果（算出した結果）である最適な設定値を含む解析情報を、パワーアシストスーツ１の制御装置６１（通信手段６４）に送信するようにしてもよい。解析システムで装着者の動作、アシスト力等を解析することで、作業の種類（繰り返しや、持ち上げ高さなど）や、装着者の能力を考慮した最適なアシストトルクを出力できる。そして左右のアクチュエータユニットは、解析システムから受信した解析情報（例えば、ゲイン、増量速度）に基づいて、自身の動作を調整する（例えば、ゲイン、増量速度を、受信したゲイン、増量速度に変更する）。
【０２６３】
本実施の形態の説明では、装着者質量Ｍと荷物質量ｍを用いてゲインＣpを求める例を説明したが、重力加速度ｇを用いて、装着者重量（Ｍ＊ｇ）と荷物重量（ｍ＊ｇ）を用いてゲインＣpを求めるようにしてもよい。
【０２６４】
本実施の形態の説明では、装着者の左右の足裏に荷重検出手段を設ける例を説明したが、装着者の左右の手に手袋を装着させて、左右の手袋に荷重検出手段を設けるようにしてもよい。この場合、荷重検出手段にて検出した荷重から荷物質量（または荷物重量）を検出することが可能であり、検出した荷物質量（または荷物重量）をゲインＣpに換算すればよい。また、左右の足裏、または、左右の手袋、に荷重検出手段を設ける代わりに、荷重の有無を検出するスイッチを複数設けるようにしてもよい。例えば各スイッチを、２［ｋｇ］以上でＯＮするスイッチとすれば、ＯＮとなっているスイッチの数に応じて、概略の荷物重量を検出することができる。
【符号の説明】
【０２６５】
１          パワーアシストスーツ
２          身体装着具
４          アクチュエータユニット
４ＡＲ      連結ベース
４Ｌ        左アクチュエータユニット
４Ｒ        右アクチュエータユニット
１０        腰サポート部
１１Ｌ      左腰装着部
１１ＬＡ    左腰部
１１ＬＢ    左臀部
１１Ｒ      右腰装着部
１１ＲＡ    右腰部
１１ＲＢ    右臀部
１１ＲＣ、１１ＬＣ    切欠部
１３ＬＡ    左腰締めベルト
１３ＬＢ    腰ベルト保持部材（腰バックル）
１３ＲＡ    右腰締めベルト
１３ＲＢ    腰ベルト保持部材（腰バックル）
１５Ｒ、１５Ｌ    取付孔
１５Ｙ    仮想回動軸線
１６Ａ    背面腰ベルト
１６Ｂ    臀部上ベルト
１６Ｃ    臀部下ベルト
１７ＬＡ    左骨盤上ベルト
１７ＬＢ    左骨盤下ベルト
１７ＬＣ    左上ベルト保持部材（左上コキ）
１７ＬＤ    左下ベルト保持部材（左下コキ）
１７ＲＡ    右骨盤上ベルト
１７ＲＢ    右骨盤下ベルト
１７ＲＣ    右上ベルト保持部材（右上コキ）
１７ＲＤ    右下ベルト保持部材（右下コキ）
１９Ｒ、１９Ｌ    連結ベルト
１９ＲＳ、１９ＬＳ    連結リング
２０、２０Ａ    ジャケット部
２１Ｌ      左胸装着部
２１Ｒ      右胸装着部
２１Ｆ      面ファスナ
２３Ｌ、２４Ｌ    左肩ベルト
２３Ｒ、２４Ｒ    右肩ベルト
２３ＬＫ    左肩ベルト保持部材（左肩コキ）
２３ＲＫ    右肩ベルト保持部材（右肩コキ）
２４ＲＳ、２４ＬＳ    ベルト接続部
２５Ｌ、２６Ｌ    左腋ベルト
２５Ｒ、２６Ｒ    右腋ベルト
２５ＲＳ、２５ＬＳ    ベルト接続部
２５ＲＬ    密着ベルト
２６ＬＫ    左腋ベルト保持部材（左腋コキ）
２６ＲＫ    右腋ベルト保持部材（右腋コキ）
２８Ｒ、２８Ｌ    固定部
２９Ｒ、２９Ｌ、２９ＲＤ、２９ＬＤ    連結ベルト
２９ＲＫ、２９ＬＫ    連結ベルト保持部材（連結コキ）
２９ＲＳ、２９ＬＳ    連結部
３０        フレーム部
３１        メインフレーム
３１Ｈ      ベルト接続孔
３１ＳＲ、３１ＳＬ    支持体
３１Ｌ      接続部（左回動軸部）
３１Ｒ      接続部（右回動軸部）
３２Ｌ      左サブフレーム
３２Ｒ      右サブフレーム
３３ＲＳ、３３ＬＳ    取出口
３７        バックパック部
３７Ｃ      背当て部
３７ＦＬ、３７ＦＲ    ベルト接続部
３７Ｇ      クッション
４０Ｒ、４０Ｌ    トルク発生部
４０ＲＹ    回動軸線
４０ＲＳ、４０ＬＳ    連結部
４１Ｒ    アクチュエータベース部
４１ＲＢ    カバー
４２Ｒ      減速機
４２ＲＡ    減速軸
４２ＲＢ    増速軸
４３ＲＡ、４３ＲＣ    プーリ
４３ＲＤ    フランジ部
４３ＲＥ    伝達軸
４３ＲＳ、４３ＬＳ    出力リンク回動角度検出手段（（右大腿）角度検出手段、トルク検出手段、右トルク関連量検出手段）
４５Ｒ、４５Ｌ    渦巻バネ（トルク検出手段）
４７Ｒ、４７Ｌ    電動モータ（アクチュエータ）
４７ＲＡ    出力軸
４７ＲＳ、４７ＬＳ    モータ回転角度検出手段（トルク検出手段、右トルク関連量検出手段）
４８Ｒ      サブフレーム
５０Ｒ、５０ＲＡ    出力リンク
５１Ｒ      アシストアーム（第１リンク）
５１ＲＪ、５２ＲＪ、５３ＲＪ    回動軸線
５１ＲＳ    第１ジョイント部
５２Ｒ、５２ＲＡ    第２リンク
５２ＲＳ    第２ジョイント部
５３Ｒ、５３ＲＡ    第３リンク
５３ＲＳ    第３ジョイント部
５４Ｒ      大腿装着部（身体保持部）
５５Ｒ      大腿ベルト
５６Ｒ      連結部材
５７Ｒ      膝下ベルト
６１        制御装置（制御手段）
６１Ａ      調整判定部
６１Ｂ      入力処理部
６１Ｃ      トルク変化量等計算部
６１Ｄ      動作モード判定部
６１Ｅ      選択部
６１Ｆ      持ち下げアシストトルク計算部
６１Ｇ      持ち上げアシストトルク計算部
６１Ｈ      歩行アシストトルク計算部
６１Ｉ      制御指令値計算部
６１Ｊ      荷重判定部
６１Ｋ      故障検出処理部
６２        モータドライバ
６３      電源ユニット
６４      通信手段
６６      制御手段（ＣＰＵ）
６７      記憶手段（記憶装置）
７１Ｌ、７１Ｒ    荷重検出ユニット
７２Ｌ、７２Ｒ、７３Ｌ、７３Ｒ    荷重検出手段
７５      加速度検出手段
ａｖ、ａｗ、ａｚ    身体動作加速度
Ｂ１０    調整判定ブロック
Ｂ２０    入力処理ブロック
Ｂ３０    トルク変化量等計算ブロック
Ｂ３５    故障検出処理ブロック
Ｂ４０    動作モード判定ブロック
Ｂ４５    荷重判定ブロック
Ｂ５０    アシストトルク計算ブロック
Ｂ５１    持ち下げアシストトルク計算ブロック
Ｂ５２    持ち上げアシストトルク計算ブロック
Ｂ５３    歩行アシストトルク計算ブロック
Ｂ５４    選択ブロック
Ｂ６０    制御指令値計算ブロック
Ｓ５１、Ｓ５２    切替スイッチ
Ｃp        ゲイン
Ｃs、R      （右）増量速度
Ｃs、L      （左）増量速度
Ｆ          抗力
Ｋｓ      （渦巻バネ４５Ｒの）バネ定数
Ｍ          装着者質量
ｍ          荷物質量
ｎG        ギア減速比
ｎP        プーリ減速比
Ｒ１        操作ユニット
Ｒ１ＢＳ    ゲイン自動／手動切替操作部
Ｒ１ＢＵ    ゲインＵＰ操作部（ゲイン変更手段、動作切替手段）
Ｒ１ＢＤ    ゲインＤＯＷＮ操作部（ゲイン変更手段）
Ｒ１ＣＵ    増量速度ＵＰ操作部（増量速度変更手段）
Ｒ１ＣＤ    増量速度ＤＯＷＮ操作部（増量速度変更手段）
Ｒ１Ｋ      体重計測操作部
Ｓ          動作状態
ｔmap、R（ｔ）    （右）仮想経過時間
ｔmap、L（ｔ）    （左）仮想経過時間
ｔmap、R（ｓ）    トルク偏差縮小仮想経過時間
θrM、R（ｔ）、θrM、L（ｔ）    実モータ軸角度
θL        実リンク角度（姿勢角度）
θL、R（ｔ）    （右）リンク角度（前傾角度）
θL、L（ｔ）    （左）リンク角度（前傾角度）
ΔθL、R（ｔ）    （右）リンク角度変化量（角速度関連量）
ΔθL、L（ｔ）    （左）リンク角度変化量（角速度関連量）
τS、R（ｔ）    （右）装着者トルク変化量
τS、L（ｔ）    （左）装着者トルク変化量
τs、cmd、R（ｔ）    （右）アシストトルク（（右）アシストトルク指令値）
τs、cmd、L（ｔ）    （左）アシストトルク（（左）アシストトルク指令値）
τSP、R（ｔ）    （右）バネトルク
τSP、L（ｔ）    （左）バネトルク
【図１】
2020189346.tif 000003
【図２】
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【図３】
2020189346.tif 000005
【図４】
2020189346.tif 000006
【図５】
2020189346.tif 000007
【図６】
2020189346.tif 000008
【図７】
2020189346.tif 000009
【図８】
2020189346.tif 000010
【図９】
2020189346.tif 000011
【図１０】
2020189346.tif 000012
【図１１】
2020189346.tif 000013
【図１２】
2020189346.tif 000014
【図１３】
2020189346.tif 000015
【図１４】
2020189346.tif 000016
【図１５】
2020189346.tif 000017
【図１６】
2020189346.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
2020189346.tif 000020
【図１９】
2020189346.tif 000021
【図２０】
2020189346.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
2020189346.tif 000024
【図２３】
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【図２４】
2020189346.tif 000026
【図２５】
2020189346.tif 000027
【図２６】
2020189346.tif 000028
【図２７】
2020189346.tif 000029
【図２８】
2020189346.tif 000030
【図２９】
2020189346.tif 000031
【図３０】
2020189346.tif 000032
【図３１】
2020189346.tif 000033
【図３２】
2020189346.tif 000034
【図３３】
2020189346.tif 000035
【図３４】
2020189346.tif 000036
【図３５】
2020189346.tif 000037
【図３６】
2020189346.tif 000038
【図３７】
2020189346.tif 000039
【図３８】
2020189346.tif 000040
【図３９】
2020189346.tif 000041
【図４０】
2020189346.tif 000042
【図４１】
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【図４２】
2020189346.tif 000044
【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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