(57)【要約】【課題】より適切なタイミングでパワーアシストを開始できる人体装着型パワーアシスト装置を提供する。【解決手段】人体装着型パワーアシスト装置１０は、人体が所定の姿勢になったことを検出する姿勢検出部１１０と、姿勢検出部１１０によって、人体が所定の姿勢になったことが検出された場合、ラバーアクチュエータ１４０を作動させる制御部１２０とを備える。【選択図】図３
2020082222.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体に装着され、前記人体の所定動作をアシストするアクチュエータを含む人体装着型パワーアシスト装置であって、
前記人体が所定の姿勢になったことを検出する姿勢検出部と、
前記姿勢検出部によって、前記人体が前記所定の姿勢になったことが検出された場合、前記アクチュエータを作動させる制御部と
を備える人体装着型パワーアシスト装置。
【請求項２】
前記姿勢検出部は、前記人体が屈んだ姿勢から起き上がる姿勢に変化したタイミングを前記所定の姿勢として検出する請求項１に記載の人体装着型パワーアシスト装置。
【請求項３】
前記姿勢検出部は、前記人体の大腿部分及び背中部分に設けられたセンサを含む請求項１または２に記載の人体装着型パワーアシスト装置。
【請求項４】
前記姿勢検出部は、前記人体の側面視において、前記大腿部分と前記背中部分とが成す姿勢角に基づいて前記所定の姿勢になったことを検出する請求項３に記載の人体装着型パワーアシスト装置。
【請求項５】
前記センサは、加速度を検出し、
前記姿勢検出部は、前記加速度に基づいて前記姿勢角を算出する請求項４に記載の人体装着型パワーアシスト装置。
【請求項６】
前記アクチュエータは、流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状のチューブを有する流体圧アクチュエータである請求項１乃至５の何れか一項に記載の人体装着型パワーアシスト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体に装着される人体装着型パワーアシスト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人体に装着され、重量物の持ち上げ動作などを補助する人体装着型パワーアシスト装置、いわゆるパワーアシストスーツが知られている。
【０００３】
このようなパワーアシストスーツでは、装着者の声でパワーアシストの開始を制御する方法が提案されている（特許文献１）。また、パワーアシストスーツ内にロードセルを設け、ロードセルに掛かる荷重に基づいてパワーアシストの開始を制御する方法も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２５１０５７号公報
【特許文献２】特開２０１５−０４７６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来のパワーアシストスーツには、次のような問題がある。具体的には、装着者の声でパワーアシストの開始を制御する方法は、工場内及び工事現場など、騒音レベルが高い環境では、上手く動作しない場合がある。
【０００６】
また、ロードセルに掛かる荷重に基づいてパワーアシストの開始を制御する方法は、短時間ではあるものの、ロードセルが一定の荷重を検出してから、パワーアシストが開始されるまで、装着者に負担が掛かる。対策として、ロードセルが検出する荷重の閾値を下げることも考えられるが、誤ってパワーアシストが開始され易くなる別の問題を引き起こし易い。
【０００７】
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、より適切なタイミングでパワーアシストを開始できる人体装着型パワーアシスト装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、人体に装着され、前記人体の所定動作をアシストするアクチュエータを含む人体装着型パワーアシスト装置であって、前記人体が所定の姿勢になったことを検出する姿勢検出部と、前記姿勢検出部によって、前記人体が前記所定の姿勢になったことが検出された場合、前記アクチュエータを作動させる制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００９】
上述した人体装着型パワーアシスト装置によれば、より適切なタイミングでパワーアシストを開始できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、人体装着型パワーアシスト装置１０の装着者２０への装着状態を示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、装着者２０に装着された人体装着型パワーアシスト装置１０の正面図を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、中腰状態の装着者２０に装着された人体装着型パワーアシスト装置１０の側面図を示す図である。
【図３】図３は、人体装着型パワーアシスト装置１０の機能ブロック構成図である。
【図４】図４は、ラバーアクチュエータ１４０の側面図である。
【図５】図５は、人体装着型パワーアシスト装置１０による重量物持ち上げのアシスト動作フローを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。
【００１２】
（１）人体装着型パワーアシスト装置の全体概略構成
図１は、本実施形態に係る人体装着型パワーアシスト装置１０の装着者２０への装着状態を示す。
【００１３】
図１に示すように、人体装着型パワーアシスト装置１０は、装着者２０の人体２１に装着される。具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０は、人体２１の大腿部分及び背中部分に装着される。
【００１４】
より具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０は、ショルダーベルト１１によって人体２１の背中部分に装着されるとともに、リング状のサポートベルト１２によって人体２１の大腿部分に装着される。また、人体装着型パワーアシスト装置１０は、ウエストベルト１３によって人体２１の腰部分に装着される。
【００１５】
人体装着型パワーアシスト装置１０は、人体２１の所定動作をアシストする。所定動作としては、例えば、重量物を持ち上げる動作、及び中腰での姿勢を保持する動作が挙げられる。
【００１６】
人体装着型パワーアシスト装置１０は、当該所定動作をアシストするアクチュエータを含む。具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０は、気体または液体などの流体を用いる流体圧アクチュエータを含む。
【００１７】
図２Ａは、装着者２０に装着された人体装着型パワーアシスト装置１０の正面図を示す。また、図２Ｂは、中腰状態の装着者２０に装着された人体装着型パワーアシスト装置１０の側面図を示す。
【００１８】
図２Ａ及び図２Ｂに示すように、人体装着型パワーアシスト装置１０の内部には、複数のセンサ１１１及びラバーアクチュエータ１４０などが設けられる。具体的には、センサ１１１は、人体２１の大腿部分及び背中部分に設けられる。本実施形態では、センサ１１１によって検される加速度及び角速度に基づいて、人体２１が所定の姿勢になったこと検出する。
【００１９】
具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０は、当該加速度及び角速度に基づいて、人体２１の姿勢角θが所定値になったことを検出し、当該検出結果に基づいてラバーアクチュエータ１４０を作動させる。
【００２０】
（２）人体装着型パワーアシスト装置の機能ブロック構成
図３は、人体装着型パワーアシスト装置１０の機能ブロック構成図である。図３に示すように、人体装着型パワーアシスト装置１０は、姿勢検出部１１０、制御部１２０、エアコンプレッサユニット１３０及びラバーアクチュエータ１４０を備える。
【００２１】
姿勢検出部１１０は、装着者２０の人体２１が所定の姿勢になったことを検出する。具体的には、姿勢検出部１１０は、装着者２０が、重量物を持ち上げるために、屈んだ姿勢になったことを検出できる。屈んだ姿勢とは、足または腰を曲げて姿勢を低くする状態であり、しゃがんだ状態と呼んでもよい。
【００２２】
或いは、姿勢検出部１１０は、装着者２０が中腰の姿勢になったことを検出してもよい。中腰の姿勢とは、屈んだ状態ほど、低い姿勢ではないが、腰及び膝を曲げて姿勢を低くする状態である。
【００２３】
また、姿勢検出部１１０は、装着者２０の人体２１が屈んだ姿勢から起き上がる姿勢に変化したタイミングを所定の姿勢として検出できる。
【００２４】
具体的には、姿勢検出部１１０は、装着者２０の腰の角度、具体的には、姿勢角θが徐々に小さくなり、一旦姿勢角θが小さくなることが止まり、再度姿勢角θが大きくなり始めたタイミングを検出する。このような姿勢角θの変化を検出することによって、人体２１が屈んだ姿勢から起き上がる姿勢に変化するタイミングを検出できる。
【００２５】
つまり、姿勢検出部１１０は、人体２１の側面視において、人体２１の大腿部分と背中部分とが成す姿勢角θに基づいて所定の姿勢になったことを検出する。
【００２６】
上述したように、姿勢検出部１１０は、人体２１の大腿部分及び背中部分に設けられたセンサ１１１（図２Ａ及び図２Ｂ参照）を含む。
【００２７】
センサ１１１は、少なくとも加速度を検出できる。姿勢検出部１１０は、検出した加速度に基づいて姿勢角θを算出する。具体的には、姿勢検出部１１０は、センサ１１１を用いて人体２１の大腿部分及び背中部分の加速度を連続的に検出し、大腿部分及び背中部分の移動量を算出する。姿勢検出部１１０は、さらに当該移動量に基づいて、姿勢角θを算出する。
【００２８】
具体的には、センサ１１１は、装着者２０の左脚の大腿部分、右脚の大腿部分、及び背中部分の３箇所に設けられる。なお、センサ１１１は、加速度（ｘｙｚ）だけでなく、角速度（ｘｙｚ）及び地磁気（ｘｙｚ）を検出できてもよい。
【００２９】
制御部１２０は、エアコンプレッサユニット１３０を介してラバーアクチュエータ１４０を制御する。
【００３０】
具体的には、制御部１２０は、姿勢検出部１１０によって、装着者２０の人体２１が所定の姿勢になったことが検出された場合、ラバーアクチュエータ１４０を作動させる。つまり、人体装着型パワーアシスト装置１０（ラバーアクチュエータ１４０）は、装着者２０が当該所定の姿勢となった場合、装着者２０の動作（例えば、重量物の持ち上げ動作）のアシストを開始する。
【００３１】
より具体的には、制御部１２０は、姿勢角θが徐々に小さくなり、一旦姿勢角θが小さくなることが止まり、再度姿勢角θが大きくなり始めたタイミングから当該アシストを開始する。
【００３２】
エアコンプレッサユニット１３０は、ラバーアクチュエータ１４０を接続され、ラバーアクチュエータ１４０の作動に用いられる圧縮空気をラバーアクチュエータ１４０に送り込む。具体的には、エアコンプレッサユニット１３０は、エアコンプレッサ、圧力タンク及びコントロール用バルブ（不図示）などによって構成される。
【００３３】
エアコンプレッサユニット１３０は、制御部１２０からの制御信号に基づいて、コントロール用バルブを開閉し、ラバーアクチュエータ１４０に送り込まれる空気量、及びラバーアクチュエータ１４０から排出される空気量を調整する。
【００３４】
ラバーアクチュエータ１４０は、流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状のアクチュエータである。ラバーアクチュエータ１４０は、ゴム材料によって形成された円筒状のチューブ２１１（図３において不図示、図４参照）を含む。ラバーアクチュエータ１４０の具体的な構成については、後述する。
【００３５】
本実施形態では、複数本のラバーアクチュエータ１４０が用いられる。具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０は、人体２１の背中部分に設けられるラバーアクチュエータ１４０と、人体２１の大腿部分に設けられるラバーアクチュエータ１４０とを含む。
【００３６】
なお、本実施形態では、装着者２０の左脚及び右脚にそれぞれラバーアクチュエータ１４０が設けられる。
【００３７】
また、左脚用のラバーアクチュエータ１４０と連結されて人体２１の背中部分に設けられるラバーアクチュエータ１４０と、右脚用のラバーアクチュエータ１４０と連結されて人体２１の背中部分に設けられるラバーアクチュエータ１４０とが用いられる。具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０は、少なくとも１本、本実施形態では、計４本のラバーアクチュエータ１４０を含む。
【００３８】
重量物を持ち上げる動作をアシストする場合、装着者２０の人体２１が屈んだ姿勢から起き上がる姿勢に変化したタイミングにおいて、ラバーアクチュエータ１４０を無加圧状態から、加圧状態に変化させる。これにより、大腿部分のラバーアクチュエータ１４０と、背中部分のラバーアクチュエータ１４０とが収縮するため、姿勢角θが広がる方向、つまり、起き上がる動作をアシストできる。
【００３９】
また、装着者２０が中腰の姿勢を維持する動作をアシストする場合、姿勢角θが所定値となった場合、大腿部分のラバーアクチュエータ１４０と、背中部分のラバーアクチュエータ１４０とを中間的な圧力（重量物を持ち上げる動作をアシストする場合よりも低い圧力）で作動させることによって、姿勢角θを所定値で維持できる。
【００４０】
（３）流体圧アクチュエータの構成
次に、本実施形態に係るアクチュエータの構成について説明する。上述したように、本実施形態では、流体圧アクチュエータであるラバーアクチュエータ１４０が用いられる。
【００４１】
図４は、本実施形態に係るラバーアクチュエータ１４０の側面図である。図２に示すように、ラバーアクチュエータ１４０は、アクチュエータ本体部２１０及び連結部２２０を備える。
【００４２】
アクチュエータ本体部２１０は、チューブ２１１とスリーブ２１２とによって構成される。アクチュエータ本体部２１０は、後述するように、ゴム及び有機繊維などで構成可能なため、極めて軽量（１００ｇ程度）であり、コンパクトである。
アクチュエータ本体部２１０には、フィッティング２３０及び通過孔２４０を介して流体が流入する。ラバーアクチュエータ１４０の両端には、具体的には、ラバーアクチュエータ１４０の長手方向の端部には、連結部２２０がそれぞれ設けられる。
【００４３】
アクチュエータ本体部２１０は、チューブ２１１内への流体の流入によって、アクチュエータ本体部２１０の軸方向ＤＡＸにおいて収縮し、径方向ＤＲにおいて膨張する。また、アクチュエータ本体部２１０は、チューブ２１１から流体の流出によって、アクチュエータ本体部２１０の軸方向ＤＡＸにおいて膨張し、径方向ＤＲにおいて収縮する。
【００４４】
このようなアクチュエータ本体部２１０の形状変化によって、ラバーアクチュエータ１４０は、アクチュエータとしての機能を発揮する。ラバーアクチュエータ１４０は、いわゆるマッキベン型である。
【００４５】
ラバーアクチュエータ１４０の駆動に用いられる流体は、空気などの気体、または水、鉱物油などの液体のどちらでもよいが、人体装着型パワーアシスト装置１０に用いられることを考慮すると、大きな収縮力を発揮する油圧駆動までは必要ない。そこで、本実施形態では、上述したように、ラバーアクチュエータ１４０の駆動に用いられる流体として空気が用いることが好ましい。つまり、ラバーアクチュエータ１４０に流入する流体は、空気である。
【００４６】
フィッティング２３０は、ラバーアクチュエータ１４０の駆動圧力源、具体的には、コントロール用バルブ（不図示）と接続されたホース（不図示）を取り付けられるように突出している。
【００４７】
フィッティング２３０を介して流入した流体は、通過孔２４０を通過してアクチュエータ本体部２１０の内部、具体的には、チューブ２１１の内部に流入する。
【００４８】
チューブ２１１は、流体の圧力によって膨張及び収縮する円筒状の筒状体である。チューブ２１１は、流体による収縮及び膨張を繰り返すため、ブチルゴムなど弾性材料によって構成される。つまり、チューブ２１１は、所定のゴム材料によって形成されることが好ましい。
【００４９】
なお、ラバーアクチュエータ１４０を油圧駆動とする場合には、耐油性が高いＮＢＲ（ニトリルゴム）、または水素化ＮＢＲ、クロロプレンゴム、及びエピクロロヒドリンゴムからなる群より選択される少なくとも一種とすることが好ましい。
【００５０】
スリーブ２１２は、円筒状であり、チューブ２１１の外周面を覆う。スリーブ２１２は、チューブ２１１の所定量以上の膨張変形を拘束する繊維からなる拘束部材である。
【００５１】
具体的には、スリーブ２１２は、所定方向に配向されたコードを編み込んだ伸縮性を有する構造体であり、配向されたコードが交差することによって菱形の形状が繰り返されている。スリーブ２１２は、このような形状を有することによって、パンタグラフ変形し、チューブ２１１の収縮及び膨張を規制しつつ追従する。
【００５２】
スリーブ２１２を構成するコードとしては、芳香族ポリアミド（アラミド繊維）やポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）の繊維コードを用いることが好ましい。但し、このような種類の繊維コードに限定されるものではなく、例えば、ＰＢＯ繊維（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール）などの高強度繊維や、極細のフィラメントによって構成される金属製のコードでもよい。
【００５３】
なお、ラバーアクチュエータ１４０の詳細については、例えば、国際公開第２０１７／０１０３０４号に記載されている構成と同様としてもよい。
【００５４】
（４）人体装着型パワーアシスト装置の動作
次に、人体装着型パワーアシスト装置１０の動作について説明する。具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０が、装着者２０による重量物持ち上げをアシストする動作につて説明する。
【００５５】
図５は、人体装着型パワーアシスト装置１０による重量物持ち上げのアシスト動作フローを示す。
【００５６】
図５に示すように、人体装着型パワーアシスト装置１０は、装着者２０が前屈動作を開始したか否かを判定する（Ｓ１０）。なお、この時点では、ラバーアクチュエータ１４０は、速やかに応答できるように、一定の与圧（本実施形態では、０．０４Ｍｐａ程度）状態としておくことが好ましい。
【００５７】
具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０は、（式１）に基づいて、装着者２０が前屈動作を開始したか否かを判定する。
【００５８】
腿左加速度＞１５［Ｇ］  ｏｒ  腿右加速度＞１５［Ｇ］  ｏｒ  ｜腿左加速度−腿右加速度｜＞１５［Ｇ］  ａｎｄ  背中加速度＞１５［Ｇ］  …（式１）
「腿左加速度」とは、装着者２０の左脚の大腿部分に対応して設けられたセンサ１１１によって検出された加速度である。「腿右加速度」とは、装着者２０の右脚の大腿部分に対応して設けられたセンサ１１１によって検出された加速度である。
【００５９】
また、「背中加速度」とは、装着者２０の背中部分に対応して設けられたセンサ１１１によって検出された加速度である。
【００６０】
人体装着型パワーアシスト装置１０は、Ｓ１０において判定された前屈動作の開始のうち、装着者２０のお辞儀を排除する（Ｓ２０）。
【００６１】
具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０は、（式２）に基づいて、装着者２０のお辞儀を排除する。
【００６２】
腿左角度＞３０［ａｎｇｌｅ］  ａｎｄ  腿右角度＞３０［ａｎｇｌｅ］  ｏｒ  ｜腿左角度−腿右角度｜＞３０［ａｎｇｌｅ］  …（式２）
「腿左角度」とは、装着者２０の左脚の大腿部分が、垂直方向（鉛直方向）と形成する角度である。「腿右角度」とは、装着者２０の右脚の大腿部分が、垂直方向（鉛直方向）と形成する角度である。
【００６３】
（式２）を満たさない場合（Ｓ２０のＮＯ）、人体装着型パワーアシスト装置１０は、装着者２０がお辞儀の姿勢から通常の姿勢（直立の姿勢）に戻ったか否かを判定する（Ｓ３０）。
【００６４】
具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０は、（式３）に基づいて、装着者２０が通常の姿勢に戻ったか否かを判定する。
【００６５】
背中角速度＜−１０［ｄｐｓ］  …（式３）
「背中角速度」とは、装着者２０の背中部分が前屈した状態から復帰する速さ（ｄｅｇｒｅｅ  ｐｅｒ  ｓｅｃｏｎｄ）を示しており、背中部分に設けられたセンサ１１１によって検出された角速度である。
【００６６】
人体装着型パワーアシスト装置１０は、さらに、装着者２０がお辞儀の姿勢から通常の姿勢に戻ったか否かを判定する（Ｓ４０）。
【００６７】
具体的には、（式３）を満たさない場合（Ｓ３０のＮＯ）人体装着型パワーアシスト装置１０は、さらに（式４）を用いて、装着者２０がお辞儀の姿勢から通常の姿勢に戻ったか否かを判定する（Ｓ４０）。
【００６８】
より具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０は、（式４）に基づいて、装着者２０が通常の姿勢に戻ったか否かを判定する。
【００６９】
腿左加速度＜１５［Ｇ］  ｏｒ  腿右加速度＜１５［Ｇ］  ｏｒ  ｜腿左加速度−腿右加速度｜＜１５［Ｇ］  ｏｒ  背中加速度＜１５［Ｇ］  …（式４）
一方、（式２）を満たす場合（Ｓ２０のＹＥＳ）、人体装着型パワーアシスト装置１０は、装着者２０が前屈動作を停止したか否かを判定する（Ｓ５０）。
【００７０】
具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０は、（式５）に基づいて、装着者２０が前屈動作を停止したか否かを判定する。
【００７１】
｜背中角速度｜＜５［ｄｐｓ］  …（式５）
（式５）を満たす場合（Ｓ５０のＹＥＳ）、人体装着型パワーアシスト装置１０は、装着者２０が上体起こし動作を開始したか否かを判定する（Ｓ６０）。これにより、装着者２０が荷物などの重量物を持ったと判断される。
【００７２】
具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０は、（式６）に基づいて、装着者２０が上体起こし動作を停止したか否かを判定する。
【００７３】
背中角速度＜−１０［ｄｐｓ］  …（式６）
（式６）を満たす場合、人体装着型パワーアシスト装置１０は、ラバーアクチュエータ１４０を加圧状態に設定する。具体的には、ラバーアクチュエータ１４０は、０．５Ｍｐａ程度まで加圧される。
【００７４】
さらに、（式６）を満たす場合（Ｓ６０のＹＥＳ）、人体装着型パワーアシスト装置１０は、（式７）に基づいて、装着者２０が上体起こし動作を停止したか否かを判定する（Ｓ７０）。
【００７５】
具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０は、（式７）に基づいて、装着者２０が上体起こし動作を停止したか否かを判定する。
【００７６】
背中角度＜５［ａｎｇｌｅ］  ａｎｄ  腿左角度＜５［ａｎｇｌｅ］  ａｎｄ  腿右角度＜５［ａｎｇｌｅ］  …（式７）
（式７）を満たす場合（Ｓ７０のＹＥＳ）、人体装着型パワーアシスト装置１０は、さらに、（式８）に基づいて、装着者２０が上体起こし動作を停止したか否かを判定する（Ｓ８０）。
【００７７】
腿左加速度＜１５［Ｇ］  ａｎｄ  腿右加速度＜１５［Ｇ］  ａｎｄ  背中角度＜５［ａｎｇｌｅ］  …（式８）
（式８）を満たす場合（Ｓ７０のＹＥＳ）、人体装着型パワーアシスト装置１０は、ラバーアクチュエータ１４０を与圧まで減圧する（Ｓ９０）。
【００７８】
具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０は、（式９）に基づいて、ラバーアクチュエータ１４０を与圧まで減圧する。
【００７９】
エア圧＜与圧  …（式９）
「エア圧」とは、ラバーアクチュエータ１４０内部の圧力を意味する。Ｓ９０により、与圧状態（０．０４Ｍｐａ程度）まで減圧される。
【００８０】
（５）作用・効果
上述した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。具体的には、人体装着型パワーアシスト装置１０は、装着者２０の人体２１が所定の姿勢、具体的には、装着者２０が、重量物を持ち上げるために、屈んだ姿勢になったことを検出する。さらに、人体装着型パワーアシスト装置１０は、人体２１が当該所定の姿勢になったことを検出した場合、ラバーアクチュエータ１４０を作動させる。
【００８１】
これにより、装着者２０の重量物の持ち上げ動作がアシストされる。人体装着型パワーアシスト装置１０では、このように、人体２１が当該所定の姿勢になったことに基づいて、パワーアシストが行われるため、装着者２０が重量物の持ち上げようとする自然なタイミングにおいてアシストを開始できる。
【００８２】
また、上述したような従来のパワーアシストスーツのように、装着者２０の声に頼る必要がないため、工場内及び工事現場など、騒音レベルが高い環境でも問題なく使用できる。さらに、装着者２０が重量物の持ち上げようとする適切なタイミング、つまり、装着者２０の人体２１にまだ殆ど荷重が掛かっていない状態からアシストを開始できる。このため、パワーアシストが開始されるまで、装着者２０に重量物を持ち上げようとする負担が掛かることもない。
【００８３】
すなわち、人体装着型パワーアシスト装置１０によれば、より適切なタイミングでパワーアシストを開始できる。
【００８４】
本実施形態では、装着者２０の人体２１が屈んだ姿勢から起き上がる姿勢に変化したタイミングを所定の姿勢として検出する。これにより、装着者２０が重量物の持ち上げようとする適切なタイミングにおいてパワーアシストを開始し得る。
【００８５】
本実施形態では、人体装着型パワーアシスト装置１０は、人体２１の大腿部分及び背中部分に設けられたセンサ１１１を含む。このため、人体２１が屈んだ姿勢から起き上がる姿勢に変化することを確実に検出できる。これにより、装着者２０が重量物の持ち上げる動作を正確に検出し、パワーアシストを開始し得る。
【００８６】
本実施形態では、人体装着型パワーアシスト装置１０は、人体２１の大腿部分と背中部分とが成す姿勢角θに基づいて所定の姿勢になったことを検出できる。これにより、装着者２０が重量物の持ち上げる動作をさらに正確に検出し、パワーアシストを開始し得る。
【００８７】
また、人体装着型パワーアシスト装置１０は検出した加速度に基づいて姿勢角θを算出できる。このため、汎用の３軸の加速度センサを用いて容易に姿勢角θを算出し得る。
【００８８】
本実施形態では、流体（空気）の圧力によって膨張及び収縮する円筒状のスリーブ２１２を有するラバーアクチュエータ１４０（流体圧アクチュエータ）が用いられる。
【００８９】
ラバーアクチュエータ１４０は、アクチュエータ本体部２１０自体が伸縮するため、人体装着型パワーアシスト装置１０が人体２１に装着されていても、人体２１の細かい動きにストレスなく追従する。このため、より自然なパワーアシストを実現し得る。従来のモータ及び駆動機構（ギヤなど）を用いるパワーアシストは、このような人体２１の細かい動きにストレスなく追従することは難しく、ぎこちない動作となり易い。
【００９０】
（６）その他の実施形態
以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。
【００９１】
例えば、上述した実施形態では、装着者２０のお辞儀を排除するステップ（図５のＳ２０）が含まれていたが、当該ステップにおいて、装着者２０の中腰状態も排除するようにしてもよい。この場合、例えば、（式１０）に基づいて、装着者２０の中腰状態を排除してもよい。
【００９２】
空気圧＝初期＊１．２  ａｎｄ  ｜背中角速度｜＜５［ｄｐｓ］  …（式１０）
また、図５の動作フローは、重量物持ち上げのアシスト動作を示していたが、人体装着型パワーアシスト装置１０は、上述したように、中腰での姿勢を保持する動作をアシストすることもできる。
【００９３】
上述した実施形態では、センサ１１１は、加速度センサであったが、ポテンショメータ、エンコーダを用いてもよい。或いは、センサ用のラバーアクチュエータ１４０を備え、ラバーアクチュエータ１４０の径方向ＤＲ及び軸方向ＤＡＸの少なくとも何れかのサイズ変化に基づいて、装着者２０の所定の姿勢を検出してもよい。
【００９４】
上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【符号の説明】
【００９５】
１０  人体装着型パワーアシスト装置
１１  ショルダーベルト
１２  サポートベルト
１３  ウエストベルト
２０  装着者
２１  人体
１１０  姿勢検出部
１１１  センサ
１２０  制御部
１３０  エアコンプレッサユニット
１４０  ラバーアクチュエータ
２１０  アクチュエータ本体部
２１１  チューブ
２１２  スリーブ
２２０  連結部
２３０  フィッティング
【図１】
2020082222.tif 000003
【図２Ａ】
2020082222.tif 000004
【図２Ｂ】
2020082222.tif 000005
【図３】
2020082222.tif 000006
【図４】
2020082222.tif 000007
【図５】
2020082222.tif 000008