(57)【要約】【課題】消費電力を低減できる上肢支援装置を提供すること。【解決手段】実施形態によれば、上肢支援装置は、装着者の腹の前の位置であって、かつ、前記装着者の膝の屈伸時に前記装着者の脚に干渉しないような位置に配置され、荷物を上部に配置できる腰フレーム、及び前記装着者の上肢に装着され、少なくとも一軸回りで回転可能な上肢フレームを含むフレームと、前記上肢フレームにアシスト力を生じさせるアシスト力発生装置と、を備える。【選択図】      図１
2020124765.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装着者の腹の前の位置であって、かつ、前記装着者の脚に干渉しないような位置に配置され、荷物の少なくとも一部を支持可能な腰フレーム、及び前記装着者の上肢に装着され、少なくとも一軸回りで回転可能な上肢フレームを含むフレームと、
前記上肢フレームにアシスト力を生じさせるアシスト力発生装置と、
を備える上肢支援装置。
【請求項２】
前記装着者の腰に装着される、前記装着者の腹に対向する部分の少なくとも一部が開口する腰パッドを備え、
前記腰フレームは、
フレーム本体と、
前記フレーム本体を、前記開口の前方の第１の位置、及び前記開口から退避した第２の位置との間で移動可能に支持する支持部と、
を備える
請求項１に記載の上肢支援装置。
【請求項３】
前記支持部は、前記フレーム本体を回転可能に支持する
請求項２に記載の上肢支援装置。
【請求項４】
装着者の上肢に設けられ、少なくとも１軸回りで回転可能な上肢フレームと、
前記上肢フレームにアシスト力を生じさせるアシスト力発生装置と、
前記装着者の動作を検出する動作検出センサと、
前記動作検出センサの検出結果に基づいて前記アシスト力発生装置を制御して前記アシスト力発生装置によるアシストを停止させる制御部と、
を備える上肢支援装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記装着者の前記動作が停止すると、所定時間経過後、前記アシスト力発生装置を制御して前記アシストを停止する
請求項４に記載の上肢支援装置。
【請求項６】
前記所定時間の間駆動し、前記装着者に警告する報知装置を備える
請求項４に記載の上肢支援装置。
【請求項７】
前記上肢フレームによるアシストは、
前記装着者に装着された状態で、前記上肢フレームの、前記１軸回りの少なくとも１方向の回転をロックすることで前記上肢フレームの姿勢を保持する第１のアシストと、
前記装着者に装着された状態で、前記上肢フレームを上方向に回転させる第２のアシストと、
前記装着者に装着された状態で、前記上肢フレームを下方向に回転させる第３のアシストと、
の少なくとも１つである
請求項４に記載の上肢支援装置。
【請求項８】
前記装着者の前記動作は、複数の動作を含む
請求項４に記載の上肢支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、装着者の上肢を支援する上肢支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
製造業の作業現場や、リハビリ現場等の様々な現場で使用される上肢支援装置が知られている。上肢支援装置は、作業者に装着されることで作業者の上肢を支援する。上肢支援装置として、作業者に装着されるフレームと、フレームに設けられたモータとを備え、モータによってフレームを所定の姿勢に保持することで、作業者の動作を支援する構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１１３６６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、消費電力を低減できる上肢支援装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態によれば、上肢支援装置は、装着者の腹の前の位置であって、かつ、前記装着者の脚に干渉しないような位置に配置され、荷物の少なくとも一部を支持可能な腰フレーム、及び前記装着者の上肢に装着され、少なくとも一軸回りで回転可能な上肢フレームを含むフレームと、前記上肢フレームにアシスト力を生じさせるアシスト力発生装置と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る上肢支援装置の構成を示す斜視図。
【図２】同上肢支援装置を装着した装着者を示す側面図。
【図３】同上肢支援装置の構成を示すブロック図。
【図４】同上肢支援装置に用いられる腰フレームの調節機構の構成を示す斜視図。
【図５】同腰フレームの構成を示す正面図。
【図６】同上肢支援装置に用いられるアシスト力発生装置の構成を示す断面図。
【図７】同アシスト力発生装置に用いられる歯車群の構成を説明する図。
【図８】同上肢支援装置の動作の一例を示す流れ図。
【図９】同上肢支援装置の動作の一例を示す流れ図。
【図１０】第２の実施形態に係る上肢支援装置の動作の一例を示す流れ図。
【図１１】第３の実施形態に係る上肢支援装置の構成を示すブロック図。
【図１２】同上肢支援装置の動作の一例を示す流れ図。
【図１３】同上肢支援装置の動作の一例を示す流れ図。
【図１４】第４の実施形態に係る上肢支援装置の動作の一例を示す流れ図。
【図１５】第１乃至第４の実施形態に係る上肢支援装置の変形例の構成を示す斜視図。
【図１６】第１乃至第４の実施形態に係る上肢支援装置の変形例の構成を示す斜視図。
【図１７】第１乃至第４の実施形態に係る上肢支援装置の変形例の構成を示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
一実施形態に係る上肢支援装置１を、図１乃至図９を用いて説明する。図１は、上肢支援装置１の構成を示す斜視図である。図２は、上肢支援装置１を装着した装着者５を示す側面図である。図３は、上肢支援装置１の構成を示すブロック図である。図４は、上肢支援装置１に用いられる腰フレーム１２０の調節機構１２３の構成を示す斜視図である。図５は、腰フレーム１２０の構成を示す正面図である。図６は、上肢支援装置１に用いられるアシスト力発生装置１５０の構成を示す断面図である。図７は、アシスト力発生装置１５０に用いられる歯車群１５７を説明する図である。図８及び図９は、上肢支援装置１の動作の一例を示す流れ図である。
【０００８】
図１乃至図７に示すように、上肢支援装置１は、装着者５に装着されるフレーム２０と、フレーム２０を装着者５に固定する固定具１３０と、装着者５の動きを検出する第１のセンサ（動作検出センサ）１４０と、フレーム２０に設けられ、フレーム２０にアシスト力を生じさせるアシスト力発生装置１５０と、装着者５の動きを検出する第２のセンサ（動作検出センサ）１６０と、スイッチ１７０と、報知装置１７５と、アシスト力発生装置１５０を制御する制御装置１８０と、収容箱１９０と、バッテリ１９５と、を備えている。
【０００９】
上肢支援装置１は、例えば、フレーム２０に装着者５の左右の前腕の移動方向に沿ったアシスト力を生じさせることで、作業者の動作を支援する構成を有する。具体的には、上肢支援装置１は、図２に示すように、装着者５の胴体６及び上肢７に装着される。
【００１０】
上肢支援装置１は、右上腕８に対する肘回りの右前腕９の回転動作、及び左上腕１０に対する肘回りの左前腕１１の回転動作を支援する。さらに、上肢支援装置１は、右上腕８に対する肘回りの右前腕９の回転位置、及び左上腕１０に対する肘回りの左前腕１１の回転位置を、装着者５からの姿勢保持の要請に応じて、当該要請があったときの位置での保持を支援する。ここで言う、姿勢保持の要請は、例えば、装着者５による所定の動作、または、所定の動作後、所定の時間動作を停止することである。
【００１１】
本実施形態においては、上肢支援装置１の上下方向、前後方向、及び左右方向は、上肢支援装置１が装着者５に装着された状態での、装着者５の上下方向、前後方向、及び左右方向と同じ方向に規定して以下説明する。上下方向、前後方向、及び左右方向は、それぞれ互いに直交する。
【００１２】
フレーム２０は、背中フレーム３０と、背中フレーム３０に連結された左右一対の上肢フレーム４０と、腰フレーム１２０と、を備えている。  
フレーム２０は、図２に示すように、装着者５に装着された状態で、背中フレーム３０が背中１４に配され、右側の上肢フレーム４０が背中フレーム３０から右前腕９までの範囲に配され、左側の上肢フレーム４０が背中フレーム３０から左前腕１１までの範囲に配される。左側の上肢フレーム４０は、右側の上肢フレーム４０に対して左右対称の構成を有する。
【００１３】
背中フレーム３０は、固定具１３０に用いられる腰ベルト１３４が固定される固定部３１と、固定部３１に下端部が固定された軸部３２と、軸部３２の上端部に固定された押し当てパッド３３と、固定具１３０に用いられる左右の肩ベルト１３５が通るスリット部３４と、を備えている。
【００１４】
固定部３１は、一例として、平板状に構成されている。  
軸部３２は、固定部３１の一方の主面に固定されている。軸部３２は、背骨に対向する位置に配される。軸部３２は、装着者５の背中１４の、右肩１２及び左肩１３間の中央の位置まで延びる長さを有している。
【００１５】
押し当てパッド３３は、一例として矩形の板状に形成されている。押し当てパッド３３は、上肢支援装置１が装着者５に装着された状態において、装着者５の背中１４に当接される。押し当てパッド３３は、弾性や可撓性を有しており、装着者５の背中１４当接されると、背中１４に倣って変形することで、背中１４との接触面積を増大可能に構成される。押し当てパッド３３は、例えば、ゴムや樹脂材料から構成される。押し当てパッド３３の、例えば一方の主面の中央部が、軸部３２に、軸部３２の軸線周りに回転可能に連結されている。押し当てパッド３３の上端には、固定具１３０の左右の肩１２，１３にかけられる２つの肩ベルト１３５がそれぞれ固定される２つの固定部３５が設けられている。
【００１６】
スリット部３４は、軸部３２の、固定部３１及び押し当てパッド３３の間に固定されている。スリット部３４は、板状の部材にスリットが形成された構成を有している。
【００１７】
左右の上肢フレーム４０は、左右対称の構成を有している。この為、右側の上肢フレーム４０を代表して説明し、左側の上肢フレーム４０の説明は省略する。  
上肢フレーム４０は、背中フレーム３０に、上下方向に平行な回転軸回りに回転可能に連結された肩フレーム機構５０と、肩フレーム機構５０に連結される連結ブラケット６０と、を備えている。上肢フレーム４０は、さらに、連結ブラケット６０に連結される上腕フレーム７０と、箱状に構成された収容部９０と、上腕フレーム７０に収容部９０を左右方向に平行な回転軸回りに回転可能に連結する連結機構１００と、収容部９０に固定された前腕フレーム１１０と、を備えている。
【００１８】
肩フレーム機構５０は、装着者５の右肩１２の後方及び右肩１２の側方の範囲に配される。肩フレーム機構５０は、第１の肩フレーム５１と、第１の肩フレーム５１に回転可能に連結された第２の肩フレーム５４と、第２の肩フレーム５４の第１の肩フレーム５１に対する最大開き角度を、所定の角度に規制するストッパ機構５６と、を備えている。
【００１９】
第１の肩フレーム５１は、例えば、一方向に長い形状に構成されている。第１の肩フレーム５１は、具体例として、第１の基部５１ａと、第１の基部５１ａの長手方向に沿う２つの縁のそれぞれに形成された第１の壁部５１ｂと、を有している。また、第１の肩フレーム５１は、例えば、アルミのチャンネル材により構成されている。
【００２０】
第１の肩フレーム５１の一端部は、背中フレーム３０に、上下方向に平行な回転軸回りに回転可能に連結される。第１の肩フレーム５１は、例えば、２つの第１の壁部５１ｂを上下に対向させ、かつ、第１の基部５１ａを後壁とする姿勢で、背中フレーム３０に連結される。
【００２１】
第２の肩フレーム５４は、例えば、一方向に長い形状に構成される。第２の肩フレーム５４は、具体例として、第２の基部５４ａと、第２の基部５４ａの長手方向に沿う２つの縁のそれぞれに形成された第２の壁部５４ｂと、を有している。第２の肩フレーム５４は、例えば、アルミのチャンネル材により構成されている。
【００２２】
第２の肩フレーム５４の一端部は、第１の肩フレーム５１の他端部内に配置される。第２の肩フレーム５４の姿勢は、第２の壁部５４ｂが第１の壁部５１ｂに対向し、かつ、第２の基部５４ａが後壁となる姿勢である。第２の肩フレーム５４の一端部は、第１の肩フレーム５１の他端部に、上下方向に平行な回転軸回りに回転可能に連結される。
【００２３】
ストッパ機構５６は、例えば、第２の肩フレーム５４に回転可能に連結されたステー５６ａと、第１の肩フレーム５１に設けられたガイドレール５６ｂと、第１の肩フレーム５１に設けられたストッパ５６ｃと、を備えている。
【００２４】
ステー５６ａは、一例として、一方向に長い２枚の板部材５６ａ１と、ピン５６ａ２と、を備えている。２枚の板部材５６ａ１は、主面間に隙間を有した状態で、ピン５６ａ２により固定されている。ピン５６ａ２は、例えば複数設けられる。複数のうち１つのピン５６ａ２は、２枚の板部材５６ａ１のそれぞれの一端部に設けられる。
【００２５】
ステー５６ａの他端部は、第２の肩フレーム５４内に配置されている。ステー５６ａの他端部は、２つの第２の壁部５４ｂに亘って設けられた上下方向に平行な回転軸により、第２の肩フレーム５４に対して回転可能に支持されている。
【００２６】
ガイドレール５６ｂは、第１の肩フレーム５１の例えば第１の基部５１ａに固定されている。ガイドレール５６ｂは、ステー５６ａの一端部に設けられたピン５６ａ２を移動可能に収容する孔５６ｂ１が形成されている。孔５６ｂ１は、第２の肩フレーム５４の第１の肩フレーム５１に対する回転に追従して、ステー５６ａの一端部に配置されたピン５６ａ２が移動可能な形状に構成されている。
【００２７】
なお、孔５６ｂ１に配置されるピン５６ａ２は、孔５６ｂ１内での移動をスムーズにするために、ガイド部材が設けられてもよい。このガイド部材の一例としては、例えばベアリングを用いることが可能である。さらに、このベアリングとして、例えばボールベアリングを用いることが可能である。
【００２８】
ストッパ５６ｄは、第１の肩フレーム５１に固定されており、第１の肩フレーム５１に対して第２の肩フレーム５４が所定の角度まで開くと、ステー５６ａに当接する。ストッパ５６ｄは、一例として、ガイドレール５６ｂの孔５６ｂ１内に一部が配置された柱部材により構成されている。
【００２９】
連結ブラケット６０は、第２の肩フレーム５４の他端部に、上下方向に平行な回転軸回りに回転可能に連結される。連結ブラケット６０は、一方向に長い板状に構成された基部６１と、基部６１の長手方向に沿う２つの縁のそれぞれの長手方向で一端部に形成された壁部６２と、を備えている。２つの壁部６２は、それぞれ、板状に構成されており、基部６１に対して同方向に突出している。
【００３０】
上腕フレーム７０は、装着者５の右上腕８に配される。上腕フレーム７０は、例えば、使用者の右上腕８に沿って長さを調整可能に構成される。上腕フレーム７０は、具体例として、第１の部材７１と、第２の部材７２と、スライド機構８０と、を備えている。
【００３１】
第１の部材７１は、例えば一方向に長い板状に構成される。第２の部材７２は、例えば一方向に長い板部材を、収容部９０が第２の部材７２に固定された一体物が上腕の形状に倣うように屈曲した形状に構成される。
【００３２】
スライド機構８０は、第２の部材７２を、右上腕８の長手方向に沿ってスライド可能に、第１の部材７１に連結する。スライド機構８０は、例えば、第１の部材７１に形成された、右上腕８の長手方向に沿って長い第１の孔８１と、第２の部材７２の一端部に形成された第２の孔８２と、ねじ８３と、ナット８４と、を備えている。
【００３３】
ねじ８３は、第１の孔８１及び第２の孔８２に一部が配置される。ナット８４は、ねじ８３に螺合される。ナット８４が締め付けられることで、第１の部材７１及び第２の部材７２が、締結される。ナット８４を緩めることで、ねじ８３が、第１の孔８１に沿って移動可能となる。ねじ８３が第１の孔８１を移動することで、第１の部材７１に対して第２の部材７２を、右上腕８に沿って移動できる。第１の部材７１に対して第２の部材７２を移動することで、上腕フレーム７０の長さを調整可能となる。
【００３４】
収容部９０は、第１のセンサ１４０及びアシスト力発生装置１５０を収容可能に構成されている。図６に示すように、収容部９０は、一例として、箱状に構成されている。収容部９０は、内部に、支持壁部９１を有している。
【００３５】
連結機構１００は、第２の部材７２の他端部に固定された軸１０１と、収容部９０の外郭部に形成された第１の孔１０２と、支持壁部９１に形成された第２の孔１０３と、を備えている。  
軸１０１は、第２の部材７２から左右方向の内側に向かって突出している。ここで言う内側は、第２の部材７２に対して左右方向で装着者５側である。軸１０１は、上肢支援装置１が装着者５に装着されたときに、右前腕９の回転の中心となる左右方向に平行な軸上に配置される。
【００３６】
収容部９０の外郭部に形成された第１の孔１０２は、軸１０１の一部を回転可能に配置する。第１の孔１０２は、例えばベアリング１０４を介して軸１０１の一部を回転可能に支持している。
【００３７】
支持壁部９１に形成された第２の孔１０３は、軸１０１の一部を回転可能に配置する。第２の孔１０３は、例えばベアリング１０４を介して軸１０１の一部を回転可能に支持している。
【００３８】
前腕フレーム１１０は、図１及び図２に示すように、例えば、右上腕８に沿って延びる板状に構成されている。前腕フレーム１１０は、収容部９０の外郭部の外面のうち、装着者５の右前腕９に対向する部分に固定されている。
【００３９】
腰フレーム１２０は、荷物を載置可能に構成されたフレーム本体１２１と、固定具１３０の後述する腰ベルト１３４に固定される固定部１２２と、フレーム本体１２１を固定部１２２に連結するとともに、固定部１２２に対するフレーム本体１２１の位置を調節する調節機構（支持部）１２３と、を備えている。また、腰フレーム１２０の各構成は、フレーム２０を装着者５に装着する際に、フレーム本体１２１が装着者５と干渉しないように、フレーム本体１２１が、装着者５と前後方向に重ならない位置に移動可能に構成される。
【００４０】
フレーム本体１２１は、固定具１３０の後述する腰パッド１３１の前方、換言すると装着者５の腹の前方であって、装着者５が上肢支援装置１を装着した状態で膝を屈伸したときに、装着者５の脚に干渉しないような位置に配置される。フレーム本体１２１は、荷物を支持可能に構成される。
【００４１】
ここで言う膝の屈伸とは、床等の低い位置にある荷物を持つために上肢支援装置１を装着した装着者５が膝をまげることである。ここで言う干渉は、フレーム本体１２１が装着者５の脚に接触することや、フレーム本体１２１が脚に付属するものに接触すること等であり、膝の屈伸の邪魔となることである。脚に付属するものとは、例えば、装着者５の脚に装着されて支援者の例えば脚や腰等を支援する支援装置である。
【００４２】
本実施形態では、フレーム本体１２１の位置は、床に載置された荷物の底面と床との間に指を差し込んで荷物を持つことが可能となるまで屈伸しても、装着者５の脚に干渉しない位置に配置される。
【００４３】
フレーム本体１２１は、例えば、２本の棒部材１２１ａを備える。２本の棒部材１２１ａのそれぞれの一端部には、支持板１２１ｂが固定される。支持板１２１ｂは、荷物を載置可能に構成される。支持板１２１ｂは、例えば、板部材をＬ字状に折り曲げた形状に構成される。支持板１２１ｂは、例えば、棒部材１２１ａが左右方向に平行となる姿勢にあるときに支持板１２１ｂの一部が左右方向及び前後方向のそれぞれに平行となる姿勢で、棒部材１２１ａに固定されている。
【００４４】
固定部１２２は、２つ設けられる。２つの固定部１２２のそれぞれは、腰ベルト１３４の後述する、左右それぞれに設けられるベルト通しブラケット１３２のそれぞれに、例えばねじ等の固定部材により固定される。
【００４５】
調節機構１２３は、２つの固定部１２２のそれぞれに、前後方向に平行な回転軸回りに回転可能に設けられたガイドレール１２４と、フレーム本体１２１の２つの棒部材１２１ａのそれぞれに形成されたガイド用溝１２５と、ガイドレール１２４及び棒部材１２１ａを連結する連結バー１２６と、を備えている。
【００４６】
ガイドレール１２４は、その軸方向が前後方向と平行となる姿勢で、ガイドレール１２４の軸回りに回転可能に固定部１２２に支持される。ガイドレール１２４には、ガイド用溝１２４ａが形成される。ガイド用溝１２４ａは、図４に示すように、ガイドレール１２４の軸方向に延びる直線状に構成される。ガイド用溝１２４ａは、複数、具体例として４つ形成されている。４つのガイド用溝１２４ａは、例えば、ガイドレール１２４の中心軸回りに等間隔離間した位置に配置される。
【００４７】
棒部材１２１ａに形成されるガイド用溝１２５は、棒部材１２１ａの軸方向に延びる直線状に構成される。ガイド用溝１２５は、複数、具体例として４つ形成されている。４つのガイド用溝１２５は、棒部材１２１ａの中心軸回りに等間隔離間した位置に配置される。ガイド用溝１２５は、例えば、棒部材１２１ａの一端から他端まで延びている。
【００４８】
連結バー１２６は、ガイドレール１２４に移動可能に連結される第１のスライド部１２７と、棒部材１２１ａに移動可能に連結される第２のスライド部１２８と、第１のスライド部１２７及び第２のスライド部１２８に固定されるバー１２９と、を備えている。
【００４９】
第１のスライド部１２７は、ガイドレール１２４を周方向に少なくとも一部を覆う形状、ガイドレール１２４の軸方向に見たときに例えばＵ字状やＣ字状のような形状に構成される。第１のスライド部１２７の内面には、複数のガイド用溝１２４ａに移動可能に収容される凸部１２７ａが形成される。凸部１２７ａは、例えば複数、具体例として３つ形成される。これら３つの凸部１２７ａは、それぞれ、異なるガイド用溝１２４ａに収容される。凸部１２７ａは、ガイド用溝１２４ａに沿って延びる形状に構成される。
【００５０】
このように構成された第１のスライド部１２７は、複数の凸部１２７ａのそれぞれが、異なるガイド用溝１２４ａに収容されることで、ガイドレール１２４に、ガイドレール１２４の軸回りに回転不能に、かつ、ガイドレール１２４の軸方向に移動可能に、連結される。
【００５１】
第２のスライド部１２８は、棒部材１２１ａを周方向に少なくとも一部を覆う形状、棒部材１２１ａの軸方向に見たときに例えばＵ字状やＣ字状となる形状に構成される。第２のスライド部１２８の内面には、複数のガイド用溝１２５に移動可能に収容されると凸部１２８ａが形成される。凸部１２８ａは、例えば複数、具体例として３つ形成される。これら３つの凸部１２８ａは、それぞれ、異なるガイド用溝１２５に収容される。凸部１２８ａは、ガイド用溝１２５に沿って延びる直線状に構成される。
【００５２】
このように構成された第２のスライド部１２８は、複数の凸部１２８ａのそれぞれが、異なるガイド用溝１２５に収容されることで、棒部材１２１ａに、棒部材１２１ａの軸回りに回転不能に、かつ、棒部材１２１ａの軸方向に移動可能に、連結される。
【００５３】
バー１２９の一端には、第１のスライド部１２７が固定される。バー１２９の他端には、第２のスライド部１２８が固定される。
【００５４】
このように構成された調節機構１２３は、第１のスライド部１２７がガイドレール１２４に連結され、かつ、第２のスライド部１２８が棒部材１２１ａに連結されることで、フレーム本体１２１を固定部１２２に連結する。調節機構１２３は、第１のスライド部１２７がガイドレール１２４に沿って移動可能であり、かつ、第２のスライド部１２８が棒部材１２１ａに沿って移動可能であることから、固定部１２２に対するフレーム本体１２１の前後の位置、及び固定部１２２に対するフレーム本体１２１の左右の位置を調節可能となる。
【００５５】
図５に示すように、２つのガイドレール１２４の回転範囲は、棒部材１２１ａが開口１３１ａの前方に位置し、棒部材１２１ａ上に荷物の少なくとも一部を支持可能となる第１の位置Ｐ１と、第１の位置Ｐ１から回転した位置であって棒部材１２１ａが腰パッド１３１の開口１３１ａから退避した位置である第２の位置Ｐ２との間である。第１の位置Ｐ１は、例えば、棒部材１２１ａの軸方向が左右方向に平行となり、２つの棒部材１２１ａが、互いに小さな隙間を有して隣接する位置である。なお、開口１３１ａの前方に位置するとは、開口１３１ａに対して前の位置であって、かつ、上下方向に腰パッド１３１の上端及び下端の間の位置に位置することである。
【００５６】
第２の位置Ｐ２は、例えば、開口１３１ａと前後方向に対向しない位置であり、具体例は、棒部材１２１ａの軸方向が上下方向に平行となる位置である。なお、第２の位置Ｐ２は、上肢支援装置１の装着作業時に開口１３１ａを通して装着者５の腰及び胴部を腰パッド１３１内に配置可能であれば、棒部材１２１ａの一部が開口１３１ａと前後方向と対向する位置であってもよい。
【００５７】
さらに、２つのガイドレール１２４の第１の位置Ｐ１からの回転は、２つの棒部材１２１ａの互いに対向する一端が上方に移動する方向のみの回転が許容されており、第１の位置Ｐ１から、２つの棒部材１２１ａの互いに対向する一端が下方に移動する回転は、規制されている。
【００５８】
フレーム本体１２１が２つの棒部材１２１ａを備え、かつ、２つのガイドレール１２４のそれぞれが、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２の間で回転可能である構成は、フレーム本体１２１が、フレーム２０の装着作業時に装着者５に干渉しない位置に移動可能とする構成の一例である。
【００５９】
固定具１３０は、図１及び図２に示すように、腰パッド１３１と、ベルト通しブラケット１３２と、接続ホルダ１３３と、腰ベルト１３４と、肩ベルト１３５と、前腕ベルト１３６と、を備えている。
【００６０】
腰パッド１３１は、装着者５の腰１５に配される。腰パッド１３１は、装着者５の腹と前後方向に対向する部分に、開口１３１ａを有する。開口１３１ａは、腰パッド１３１を上下方向に貫通している。換言すると、腰パッド１３１は、その周方向の両端が隙間を有して離間しており、腰パッド１３１を上下方向に見た形状が例えばＣ字状となる形状に構成される。腰パッド１３１は、この開口１３１ａを、装着者５による上肢支援装置１の装着作業時に腰パッド１３１の作業者の胴体６の大きさに応じて広げることができるように、かつ、腰ベルト１３４により締め付けられることで装着者５の腰１５に倣う形状に変形可能な材料から構成される。腰パッド１３１は、背中フレーム３０の固定部３１が固定される。
【００６１】
ベルト通しブラケット１３２は、例えば、腰パッド１３１の右端部に２つ、腰パッド１３１の左端部に２つ設けられている。左右両端部のそれぞれに設けられる２つのベルト通しブラケット１３２は、腰パッド１３１の周方向に並んで配置され、前方に配置される一方のベルト通しブラケット１３２に、腰フレーム１２０の固定部１２２が固定される。
【００６２】
接続ホルダ１３３は、腰パッド１３１の左右両端部にそれぞれ固定されている。接続ホルダ１３３には、２つのベルト通しブラケット１３２がそれぞれ上下方向に平行な回転軸回りに回転可能に連結されている。
【００６３】
腰ベルト１３４は、固定部３１に固定されている。腰ベルト１３４は、さらに、腰パッド１３１の外面に沿って配されており、腰ベルト１３４の一部がベルト通しブラケット１３２に支持されている。
【００６４】
肩ベルト１３５は、左右一対設けられる。右側の肩ベルト１３５は、押し当てパッド３３に形成された右側の固定部３５、及び軸部３２に形成されたスリット部３４によって、フレーム２０に支持されている。右側の肩ベルト１３５は、装着者５の右肩１２に回しかけられる。左側の肩ベルト１３５は、押し当てパッド３３に形成された左側に固定部３５、及びスリット部３４によって、フレーム２０に支持されている。左側の肩ベルト１３５は、装着者５の左肩１３に回しかけられる。
【００６５】
前腕ベルト１３６は、左右の前腕フレーム１１０のそれぞれに設けられている。前腕ベルト１３６は、右前腕９または左前腕１１に固定されることで、前腕フレーム１１０を、右前腕９または左前腕１１に固定する。
【００６６】
第１のセンサ１４０は、前腕フレーム１１０の上腕フレーム７０に対する回転の角速度を検出可能に構成されている。すなわち、第１のセンサ１４０は、装着者５の上腕に対する前腕の回転の角速度を検出する。第１のセンサ１４０は、一例として、ポテンショメータである。第１のセンサ１４０は、例えば、左右の上肢フレーム４０のそれぞれに設けられている。
【００６７】
第１のセンサ１４０は、収容部９０に収容されており、支持壁部９１に固定されている。第１のセンサ１４０は、支持壁部９１に対する軸１０１の回転を検出することで、収容部９０回りの、軸１０１の角速度を検出する。
【００６８】
アシスト力発生装置１５０は、左右の上肢フレーム４０のそれぞれに設けられている。アシスト力発生装置１５０は、収容部９０内に収容されている。アシスト力発生装置１５０は、モータ（アシスト力発生装置）１５１と、軸部材１５２と、伝達機構１５３と、を有している。
【００６９】
モータ１５１は、サーボモータである。モータ１５１は、出力軸１５４と、出力軸１５４の位置に応じた信号を出力するエンコーダ１５５と、を有している。  
軸部材１５２は、収容部９０の支持壁部９１に形成された孔及び収容部９０の外郭部に形成された孔に、軸１０１と平行となる姿勢でベアリング１５６により回転可能に固定されている。
【００７０】
軸部材１５２は、出力軸１５４に例えばカップリングにより、一体に回転可能に固定されている。なお、軸部材１５２は、出力軸１５４と別部材であることに限定されない。軸部材１５２は、出力軸１５４と同一部材であってもよい。
【００７１】
伝達機構１５３は、歯車群１５７と、ワンウェイクラッチ１５８と、を備えている。歯車群１５７は、軸部材１５２に設けられた第１の歯車１５７ａと、軸１０１に固定され、第１の歯車１５７ａに噛み合う第２の歯車１５７ｂと、を含む複数の歯車を有し、軸１０１及び軸部材１５２を、一体に回転可能に連結する。歯車群１５７は、一例として、第１の歯車１５７ａ、及び第２の歯車１５７ｂを有している。
【００７２】
ワンウェイクラッチ１５８は、第１の歯車１５７ａ及び軸部材１５２の間に設けられている。ワンウェイクラッチ１５８は、本実施形態では、一例として、第１の歯車１５７ａと一体に固定された構成を有しており、第１の歯車１５７ａを軸部材１５２に取り付けると、ワンウェイクラッチ１５８も同時に軸部材１５２に固定される。ワンウェイクラッチ１５８は、例えば圧入により第１の歯車１５７ａ内に固定されている。
【００７３】
ワンウェイクラッチ１５８は、図７に示すように、前腕フレーム１１０を軸１０１回りに第１の回転方向Ｒ１に回転する際には空転し、第１の回転方向Ｒ１に対して反対方向となる第２の回転方向Ｒ２に回転する際には第１の歯車１５７ａを軸部材１５２に固定する構成を有している。
【００７４】
第１の回転方向Ｒ１は、前腕フレーム１１０が、装着者５の上腕に作用する荷重を支える方向である。例えば、装着者５が荷物を持ち上げる場合等に前腕４を肘回りに上方に回転すると、前腕４自身の重さ及び荷物を持ち上げる場合にはこの荷物の重さが前腕４に作用する。本実施形態では、第１の回転方向Ｒ１は、前腕を、肘を回転中心として左右方向に平行な回転軸回りに上方に回転する方向である。第２の回転方向Ｒ２は、前腕４を、肘を回転中心として左右方向に平行な回転軸回りに下方に回転する方向である。
【００７５】
このように、装着者５が肘を回転中心として左右方向に平行な回転軸回りに前腕を下方に回転すると、ワンウェイクラッチ１５８は第１の歯車１５７ａを軸部材１５２に固定する。この為、装着者５が肘を回転中心として左右方向に平行な回転軸回りに前腕を下方に回転する際に、軸部材１５２の収容部９０に対する回転がロックされると、前腕フレーム１１０の軸１１２回りの回転がロックされる。
【００７６】
第２のセンサ１６０は、上肢支援装置１を装着した装着者５の状態として、例えば、作業者の歩行状態を検出する。第２のセンサ１６０は、例えば加速度センサである。第２のセンサ１６０は、上下方向、前後方向、及び左右方向の加速度を検出する。第２のセンサ１６０は、例えば、背中フレーム３０に設けられた収容箱１９０内に収容されている。
【００７７】
スイッチ１７０は、上肢支援装置１の電源のオン状態及びオフ状態を切り替える際に装着者５に操作される。スイッチ１７０は、上肢支援装置１を装着した装着者５により操作可能な箇所に設けられる。スイッチ１７０は、例えば、腰パッド１３１に固定されている。
【００７８】
報知装置１７５は、上肢支援装置１を装着した作業者に、音、光、振動等により情報を報知可能に構成されている。また、報知装置１７５は、複数種類の情報を通知可能に構成される。報知装置１７５は、例えば、音により通知するスピーカである。報知装置１７５は、例えば、左右の肩ベルト１３５のそれぞれに設けられている。
【００７９】
報知装置１７５は、複数種類の情報として、複数の異なる音を発生可能である。ここで言う異なる音とは、音色、音の強弱、間欠的に発生される場合は発生の間隔等の少なくとも１つが異なる音であり、装着者５が違いを認識できる音である。
【００８０】
報知装置１７５は、具体例として２つの異なる音、換言すると２つの情報を発生可能である。２つの音のうち一方を通知音として発生する。通知音は、アシスト力発生装置１５０によって上腕フレーム７０に対する前腕フレーム１１０の回転がロックされている状態であることを装着者５に通知する音である。
【００８１】
また、報知装置１７５は、他方の音を、警告音して発生する。警告音は、アシスト力発生装置１５０による上腕フレーム７０に対する前腕フレーム１１０の回転のロックを解除する直前の状態であることを通知する音である。
【００８２】
報知装置１７５は、例えば、後述される記憶部１８２に記憶されたプログラムにしたがって、通知モードまたは警告モードで駆動する。通知モードは、通知音を発生する駆動モードである。警告モードは、警告音を発生する駆動モードである。
【００８３】
制御装置１８０は、図１に示すように、収容箱１９０内に収容されている。制御装置１８０は、図３に示すように、制御部１８１と、記憶部１８２と、を備えている。制御部１８１は、左右それぞれの収容部９０に設置された第１のセンサ１４０の検出結果、左右それぞれの収容部９０に設置されたモータ１５１のエンコーダ１５５の検出結果、第２のセンサ１６０の検出結果、及びスイッチ１７０からの信号が送信される。
【００８４】
制御部１８１は、左右の収容部９０のそれぞれに設置された第１のセンサ１４０の検出結果、及び第２のセンサ１６０の検出結果から、記憶部１８２に記憶された関数を用いて装着者５の発揮力を推定する。また、制御部１８１は、推定した発揮力に基づいて支援力を決定し、この支援力に基づいて、左右の収容部９０のそれぞれに設置されたモータ１５１を駆動する。また、制御部１８１は、装着者５の動作に応じて、報知装置１７５を、通知モードまたは警告モードで駆動する。
【００８５】
制御部１８１は、例えば、モータ位置検出部１８３と、角速度検出部１８４と、加速度検出部１８５と、荷役動作判断部１８６と、支援力発生部１８７と、を有している。  
以降の説明では、右側の収容部９０に設置される第１のセンサ１４０を第１の右側センサ１４０Ａと称し、左側の収容部９０に設置される第１のセンサ１４０を第１の左側センサ１４０Ｂと称する。さらに、右側の収容部９０に設置されるモータ１５１を右側モータ１５１Ａと称し、右側モータ１５１Ａのエンコーダ１５５を右側エンコーダ１５５Ａと称する。さらに、左側の収容部９０に設置されるモータ１５１を左側モータ１５１Ｂと称し、左側モータ１５１Ｂのエンコーダ１５５を左側エンコーダ１５５Ｂと称する。
【００８６】
モータ位置検出部１８３は、例えば、制御部１８１がモータ位置検出を行うプログラムを実行することで実現される機能構成である。モータ位置検出部１８３は、右側エンコーダ１５５Ａの検出結果に基づいて右側モータ１５１Ａのホームポジションを検出する。
【００８７】
ホームポジションは、例えば、装着者５が直立し、かつ、左右の両腕を胴部及び腰の側面に沿って直線状に配置した姿勢にある時の位置であり、具体例として、右側の上腕フレーム７０に対して右側の前腕フレーム１１０が直線状に並ぶ姿勢であるときの位置である。
【００８８】
さらに、モータ位置検出部１８３は、左側エンコーダ１５５Ｂの検出結果に基づいて左側モータ１５１Ｂのホームポジションを検出する。ホームポジションは、例えば、左側の上腕フレーム７０に対して左側の前腕フレーム１１０が直線状に並ぶ姿勢であるときの位置である。
【００８９】
さらに、モータ位置検出部１８３は、右側エンコーダ１５５Ａの検出結果に基づいて、右側モータ１５１Ａのホームポジションに対する回転位置、換言するとホームポジションに対する右側モータ１５１Ａの出力軸１５４の位置を検出する。
【００９０】
さらに、モータ位置検出部１８３は、左側エンコーダ１５５Ｂの検出結果に基づいて、左側モータ１５１Ｂのホームポジションに対する回転位置、換言するとホームポジションに対する左側モータ１５１Ｂの出力軸１５４の位置を検出する。
【００９１】
角速度検出部１８４は、例えば、制御部１８１が角速度検出のプログラムを実行することで実現される機能構成である。角速度検出部１８４は、第１の右側センサ１４０Ａの出力値、及び第１の左側センサ１４０Ｂの出力値に基づいて、左右の前腕フレーム１１０のそれぞれの回転の角速度を検出する。
【００９２】
加速度検出部１８５は、例えば、制御部１８１が加速度検出のプログラムを実行することで実現される機能構成である。加速度検出部１８５は、第２のセンサ１６０の出力値に基づいて、装着者５に生じる加速度を検出する。
【００９３】
荷役動作判断部１８６は、例えば、制御部１８１が荷役動作判断等のプログラムを実行することで実現される機能構成である。荷役動作判断部１８６は、角速度検出部１８４の検出結果に基づいて、前腕フレーム１１０の所定方向へ回転の角速度が閾値を越えると、荷物を持ち上げる動作の開始を判断する。
【００９４】
所定方向とは、荷物を持ち上げる際の装着者５の前腕の肘回りの回転の方向であり、上腕に近づける方向である。閾値は、装着者５が、前腕の回転を停止し、当該停止位置に前腕を維持しようとした場合に生じえる、前腕の微小な動きを吸収する為の閾値である。換言すると、荷役動作判断部１８６は、前腕に微小な動きが生じても、この微小な動きに伴う角速度検出部１８４の検出結果が閾値の範囲内であれば、前腕が停止されている判断する。
【００９５】
また、荷役動作判断部１８６は、荷物の持ち上げ動作の開始の判断後、角速度検出部１８４の検出結果に基づいて、角速度が閾値以下である状態が所定時間維持されると、持ち上げ動作の完了を判断し、かつ、前腕フレーム１１０の姿勢保持の開始要請があったと判断する。姿勢保持とは、前腕フレーム１１０の上腕フレーム７０に対する回転位置を、判断時の位置に維持することである。
【００９６】
所定時間は、装着者５が荷物の持ち上げ動作完了後に荷物の重さが装着者５に当該所定時間作用することから、例えば装着者５への負担が小さくなる短い時間に設定される。
【００９７】
また、荷役動作判断部１８６は、前腕フレーム１１０の姿勢保持の判断後、角速度検出部１８４の検出結果に基づいて前腕フレーム１１０が上方に回転したことを判断すると、装着者５より、姿勢保持の支援の解除要請があったと判断する。
【００９８】
また、荷役動作判断部１８６は、姿勢保持の判断がされた前腕フレーム１１０が、角速度検出部１８４の検出結果に基づいて下方に回転したことを判断すると、荷物を降ろす動作の開始を判断する。
【００９９】
また、荷役動作判断部１８６は、荷物を下げる動作の開始の判断後、角速度検出部１８４の検出結果に基づいて角速度が閾値以下である状態が所定時間維持されたと判断すると、すなわち、停止状態が所定時間維持されたと判断すると、荷物を下げる動作の完了を判断する。
【０１００】
また、荷役動作判断部１８６は、加速度検出部１８５の検出結果に基づいて、上肢支援装置１を装着した装着者５が歩行しているか否かを判断する。具体的には、荷役動作判断部１８６は、加速度検出部１８５の検出結果と、記憶部１８２に記憶された閾値とを比較し、加速度検出部１８５の検出結果がこの閾値を越えると、装着者５が歩行していると判断する。また、荷役動作判断部１８６は、装着者５が歩行していると判断した後、加速度検出部１８５の検出結果が閾値以下となる状態が所定時間維持されると、歩行の停止を判断する。閾値は、上肢支援装置１を装着した作業者が歩行しているときの第２のセンサ１６０の検出結果に基づいて設定されている。
【０１０１】
また、荷役動作判断部１８６は、上肢支援装置１により装着者５の姿勢の保持の支援を行っている間、報知装置１７５を通知モードで駆動する。また、荷役動作判断部１８６は、上肢支援装置１により装着者５の姿勢の保持の支援を行っている間、装着者５の歩行が停止を判断後、例えば所定時間が経過すると、報知装置１７５を警告モードで駆動する。
【０１０２】
支援力発生部１８７は、角速度検出部１８４の検出結果及び記憶部１８２に記憶された関数に基づいて、前腕フレーム１１０の回転を支援するトルクを生じる電流を、モータ１５１Ａ，１５１Ｂに供給する。また、支援力発生部１８７は、姿勢保持の判断がされた前腕フレーム１１０に固定された収容部９０に設置されたモータ１５１に、上腕フレーム７０に対する前腕フレーム１１０の位置を保持するトルクを発揮するよう電流を供給する。
【０１０３】
記憶部１８２は、角速度検出部１８４の検出結果に応じて装着者５の発揮力を推定する際に用いられる関数が記憶されている。また、記憶部１８２は、所定時間の情報、歩行していることの判断に用いられる閾値が記憶されている。また、記憶部１８２は、報知装置１７５を通知モードまたは警告モードで駆動するプログラムが記憶されている。
【０１０４】
収容箱１９０は、例えば背中フレーム３０の上端部に固定される。  
バッテリ１９５は、例えば収容箱１９０の外面に固定される。バッテリ１９５は、上肢支援装置１に電力を供給する。
【０１０５】
次に、上肢支援装置１を装着者５に装着する動作の一例を説明する。装着者５は、まず、腰フレーム１２０の２つの棒部材１２１ａをそれぞれ第２の位置Ｐ２に移動する。装着者５は、次に、腰パッド１３１内に腰及び胴体を配置する。次に、装着者５は、第１のスライド部１２７をガイドレール１２４に沿って移動することで、フレーム本体１２１の前後方向の位置を調節する。次に、装着者５は、２つの棒部材１２１ａをそれぞれ第１の位置Ｐ１に移動する。第１の位置Ｐ１に移動された棒部材１２１ａは、装着者５の腰１５の前方の位置であって、装着者５が膝を屈伸しても装着者５に干渉しない位置に位置する。次に、装着者５は、左右の上肢フレーム４０をそれぞれ、装着者の肩、上腕、及び前腕に沿わせる。次に、装着者５は、固定具１３０によりフレーム２０を装着者５に固定する。
【０１０６】
次に、上肢支援装置１の動作を、装着者５が両腕で荷物を持ち上げる動作を一例に、図８及び図９を用いて説明する。上肢支援装置１の動作は、装着者５が上肢支援装置１を装着した状態でスイッチ１７０を操作することで開始される。
【０１０７】
まず、モータ位置検出部１８３は、スイッチ１７０が操作されて上肢支援装置１が電源オン状態となると、モータ１５１Ａ,１５１Ｂのエンコーダ１５５Ａ，１５５Ｂの出力値に基づいて、モータ１５１Ａ,１５１Ｂのそれぞれのホームポジションを検出する（ステップＳ１）。
【０１０８】
次に、角速度検出部１８４は、第１の右側センサ１４０Ａ及び第１の左側センサ１４０Ｂのそれぞれの検出結果に基づいて、左右のそれぞれの前腕フレーム１１０の上腕フレーム７０に対する回転の角速度を検出する（ステップＳ２）。次に、荷役動作判断部１８６は、荷物持ち上げ動作の開始の判断をする（ステップＳ３）。荷役動作判断部１８６は、荷物持ち上げ動作の開始を判断するまで（ステップＳ３のＮｏ）、角速度検出部１８４の検出結果を監視する。
【０１０９】
荷役動作判断部１８６は、左右の上腕フレーム７０のそれぞれの、上腕フレーム７０に対する上方への回転の角速度が閾値を越えると、装着者５が荷物の持ち上げ動作を開始したことを判断する（ステップＳ３のＹｅｓ）。
【０１１０】
荷役動作判断部１８６が荷物持ち上げの動作開始を判断すると、支援力発生部１８７は、モータ１５１Ａ，１５１Ｂを駆動する（ステップＳ４）。
【０１１１】
モータ１５１Ａ，１５１Ｂが駆動されることで、左右それぞれの前腕フレーム１１０が上方に回転される。左右の前腕フレーム１１０が回転されることで、装着者５の右前腕９及び左前腕１１を上方に回転する動作が支援される。
【０１１２】
角速度検出部１８４は、モータ１５１Ａ，１５１Ｂが駆動されている間も、第１の右側センサ１４０Ａの出力値及び第１の左側センサ１４０Ｂの出力値から、角速度を検出する（ステップＳ５）。そして、荷役動作判断部１８６は、角速度検出部１８４の検出結果に基づいて、荷物の持ち上げ動作が完了したか否かを判断する（ステップＳ６）。角速度検出部１８４が荷物持ち上げ完了を判断するまで（ステップＳ６のＮｏ）、角速度検出部１８４は角速度を検出する（ステップＳ５）。
【０１１３】
荷役動作判断部１８６は、左右のそれぞれの前腕フレーム１１０の角速度が所定の閾値以下となる状態が所定時間維持されると荷物の持ち上げ動作が完了したと判断し、すなわち、装着者５から左右の前腕９，１１の姿勢保持の開始の要請があったと判断する（ステップＳ６のＹｅｓ）。
【０１１４】
例えば、図２に示すように、装着者５が荷物を第１の位置Ｐ１にあるフレーム本体１２１上にのせることで、左右のそれぞれの上腕フレーム７０に対する前腕フレーム１１０の角速度が閾値以下となる。装着者５は、荷物を、棒部材１２１ａまたは支持板１２１ｂに乗せることが可能である。
【０１１５】
次に、支援力発生部１８７は、モータ１５１Ａ，１５１Ｂに供給する電流を、荷物の持ち上げのアシストをするトルクを生じさせる電流から、左右の前腕フレーム１１０の姿勢を、姿勢保持の開始の要請があったと判断したときの位置に保持するトルクを生じさせる電流に変更する（ステップＳ７）。左右のそれぞれの前腕フレーム１１０の姿勢が保持されることで、使用者は、荷物の持ち上げ動作の完了時の前腕９，１１の姿勢が保持される。次に支援力発生部１８７は、報知装置１７５を通知モードで駆動する（ステップＳ８）。
【０１１６】
次に、角速度検出部１８４は、第１の右側センサ１４０Ａ及び第１の左側センサ１４０Ｂの出力値に基づいて、左右の前腕フレーム１１０の角速度を検出する（ステップＳ９）。
【０１１７】
次に、荷役動作判断部１８６は、加速度検出部１８５の検出結果に基づいて装着者５が歩行を停止したか否かを判断する（ステップＳ１０）。加速度検出部１８５は、荷役動作判断部１８６は、装着者５が歩行を停止したと判断するまで（ステップＳ１０のＮｏ）、加速度検出部１８５の検出を継続する。荷役動作判断部１８６は、装着者５が歩行を停止したと判断するまで（ステップＳ１０のＮｏ）、加速度検出部１８５の検出結果を監視する。
【０１１８】
荷役動作判断部１８６は、加速度検出部１８５の検出結果が所定の閾値以下となる時間が所定時間継続されると、装着者５が歩行を停止したと判断する（ステップＳ１１のＹｅｓ）。
【０１１９】
荷役動作判断部１８６は、装着者５の歩行停止を判断すると、報知装置１７５を警告モードで、所定時間駆動する（ステップＳ１１）。この所定時間は、歩行停止が、前腕９，１１の姿勢解除を意図するものではない場合に、装着者５に歩行を開始させるための猶予期間である。
【０１２０】
荷役動作判断部１８６は、報知装置１７５を警告モードで所定時間駆動すると、装着者５からの、姿勢の解除要請をキャンセルする要請があるか否かを判断する。具体的には、加速度検出部１８５が第２のセンサ１６０の出力値に基づいて加速度を検出し、荷役動作判断部１８６が、加速度検出部１８５の検出結果に基づいて、装着者５が歩行を再開しているか否かを判断する（ステップＳ１２）。荷役動作判断部１８６は、装着者５の歩行をしていると判断すると（ステップＳ１２のＹｅｓ）、報知装置１７５を通知モードで駆動する（ステップＳ１４）。
【０１２１】
荷役動作判断部１８６が、装着者５が歩行していないと判断すると（ステップＳ１２のＮｏ）、支援力発生部１８７は、左右のモータ１５１Ａ，１５１Ｂに供給する電流を、左右の前腕９，１１の姿勢保持のトルクを生じさせる電流から、左右のそれぞれの前腕フレーム１１０を下方に回転させ、かつ荷下ろしをアシストするトルクを生じさせる電流に変更する（ステップＳ１４）。モータ１５１Ａ，１５１Ｂが下方に回転することにより、装着者５の荷物を降ろす動作が支援される。
【０１２２】
荷下ろしのアシストが行われている間、角速度検出部１８４は、左右の第１のセンサ１４０Ａ，１４０Ｂの出力値から左右の前腕フレーム１１０のそれぞれの角速度を検出し（ステップＳ１５）、荷役動作判断部１８６は、角速度検出部１８４の検出結果に基づいて、荷下ろしの動作が完了したか否かを判断する（ステップＳ１６のＮｏ）。
【０１２３】
荷役動作判断部１８６が荷物を降ろす動作の完了の判断をすると（ステップＳ１６のＹｅｓ）、支援力発生部１８７は、モータ１５１Ａ，１５１Ｂの駆動を停止する（ステップＳ１７）。モータ１５１Ａ，１５１Ｂの駆動が停止されることで、上肢支援装置１の動作が終了する。
【０１２４】
または、荷役動作判断部１８６が荷物を降ろす動作完了を判断する前に（ステップＳ１６のＮｏ）、モータ位置検出部１８３が、左右のエンコーダ１５５Ａ，１５５Ｂの出力値に基づいて左右のモータ１５１Ａ，１５１Ｂがホームポジションに戻ったことを検出すると（ステップＳ１８のＹｅｓ）、支援力発生部１８７は、２つのモータ１５１の駆動を停止する（ステップＳ１７）。
【０１２５】
このように構成された上肢支援装置１では、装着者５は、荷物を持ち上げて歩行している間に、荷物を腰フレーム１２０のフレーム本体１２１の棒部材１２１ａまたは支持板１２１ｂに配置することで、荷物を、両腕、及びフレーム本体１２１の３点で支持することが可能となる。結果、装着者５は、下面がフレーム本体１２１に支持された荷物を、荷物の周方向から支えるだけでよい。
【０１２６】
このように、荷物を、装着者５の両腕、及びフレーム本体１２１で支持できるので、荷物を持って移動する際に荷物を持ち上げた状態を保持するべく前腕フレーム１１０を上腕フレーム７０に対して回転しないように保持するために必要なトルクを発生させるのに必要な電力を、低減できる。バッテリ１９５の消費電力を低減できるので、バッテリ１９５の持ち時間を長くできる。このように、上肢支援装置１によれば、バッテリ１９５の消費電力を低減できる。さらに、荷物を、装着者５の両腕、及びフレーム本体１２１で支持できるので、荷物を支える為に装着者５に要する手首の力、及び握力を低減できる。この為、装着者５の手首及び指の負担を低減できる。
【０１２７】
さらに、バッテリ１９５の持ち時間を長くできるので、容量の小さい、換言すると小型のバッテリ１９５を用いることが可能となる。バッテリ１９５が小型化されることで、上肢支援装置１の重量を低減できるので、上肢支援装置１の装着性を向上できる。
【０１２８】
さらに、腰フレーム１２０のフレーム本体１２１が、腰パッド１３１の開口１３１ａから退避する第２の位置に移動可能であることで、上肢支援装置１の装着作業時に、フレーム本体１２１を装着作業に邪魔とならない位置に移動できるので、上肢支援装置１の装着作業の作業性を向上できる。
【０１２９】
さらに、腰フレーム１２０は、フレーム本体１２１を２つの棒部材１２１ａで構成するとともに、これら２つの棒部材を第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２の間で回転可能な構成とすることで、フレーム本体１２１を、フレーム２０の装着作業時にフレーム本体１２１が装着者５に干渉しない位置に移動可能な構成を達成している。この構成によれば、第２の位置Ｐ２にある棒部材１２１ａが、装着者５に対して左右方向に突出することを防止できる。
【０１３０】
さらに、ガイドレール１２４に設けたガイド用溝１２４ａに、第１のスライド部１２７の凸部１２７ａを配置することで、ガイドレール１２４に対して第１のスライド部１２７がスライド可能に連結された。そして、ガイド用溝１２４ａに凸部１２７ａが配置されることで、ガイドレール１２４に対する、第１のスライド部１２７の回転も規制される。このように、ガイドレール１２４に対する第１のスライド部１２７の回転を規制する構成を、別途設けることがないので、腰フレーム１２０の構成を簡素にすることが可能となる。
【０１３１】
さらに、上肢支援装置１は、第２のセンサ１６０の検出結果に基づいて装着者５が歩行をしているか否かを判断することで、姿勢保持の解除を行う。結果、装着者５がスイッチ１７０の操作できない場合であっても、姿勢保持を解除することが可能となる。
【０１３２】
さらに、第２のセンサ１６０が背中フレーム３０に固定されることで、歩行に伴い装着者５に生じる加速度を、検出をしやすくなる。
【０１３３】
さらに、姿勢保持の解除の前に、報知装置１７５が所定時間警告モードで駆動されることで、装着者５は、姿勢保持の解除を事前に知ることが可能となる。この為、装着者５が姿勢保持を希望しない場合では、装着者５は、歩行を再開することで、姿勢保持の解除を回避できる。この為、装着者５は、荷役動作を安全に行うことが可能となる。
【０１３４】
このように、本実施形態の上肢支援装置１によれば、消費電力を低減できる。
【０１３５】
次に、第２の実施形態に係る上肢支援装置１を、図１０を用いて説明する。なお、第２の実施形態の上肢支援装置１は、荷役動作判断部１８６が、加速度検出部１８５の検出結果に基づいて装着者５の転倒を判断し、この判断に基づいて、支援力発生部１８７が姿勢保持の為の電流の供給を停止する構成であり、この点で、第１の実施形態と異なる。この為、第２の実施形態の上肢支援装置１のうち、上述した第１の実施形態に係る上肢支援装置１と同様の構成については同一符号を付して説明を省略するとともに、その説明及び図示を適宜省略する。
【０１３６】
図１０は、第２の実施形態に係る上肢支援装置１の動作の一例を示す流れ図である。第２の実施形態に係る上肢支援装置１の記憶部１８２は、転倒の判断に用いられる閾値が記憶される。第２の実施形態に係る上肢支援装置１の荷役動作判断部１８６は、さらに、加速度検出部１８５の検出結果と、記憶部１８２に記憶された、転倒の判断に用いられる閾値との比較により、作業者の転倒を判断する。第２の実施形態に係る上肢支援装置１の支援力発生部１８７は、荷役動作判断部１８６による転倒の判断に基づいて、姿勢維持の為の電流の供給を停止する。
【０１３７】
次に、第２の実施形態に係る上肢支援装置１の動作を、装着者５が両腕で荷物を持ち上げる動作を一例に、図１０を用いて説明する。第２の実施形態に係る上肢支援装置１では、図１０に示すように、荷役動作判断部１８６は、ステップＳ９の後に、加速度検出部１８５の検出結果と、記憶部１８２に記憶された、転倒を判断する閾値とを比較し、装着者５の転倒を判断する（ステップＳ１８）。
【０１３８】
具体的には、荷役動作判断部１８６は、加速度検出部１８５の検出結果が、転倒を判断する閾値以上のときは装着者５が転倒すると判断して（ステップＳ１８のＹｅｓ）、報知装置１７５を警告モードで駆動し（ステップＳ１９）。そして、支援力発生部１８７は、左右の前腕フレーム１１０の姿勢保持のためのモータ１５１Ａ，１５１Ｂへの電流供給を停止する（ステップＳ２０）。
【０１３９】
荷役動作判断部１８６は、装着者５が転倒していない判断すると（ステップＳ１８のＮｏ）、ステップＳ１１に進む。
【０１４０】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、装着者５の転倒時に姿勢保持を解除することで、装着者５が両腕をスムーズに使えるようになるので、安全性を向上できる。
【０１４１】
このように、本実施形態の上肢支援装置１によれば、消費電力を低減できる。
【０１４２】
次に、第３の実施形態に係る上肢支援装置１Ａを、図１１乃至図１３を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様の機能を有する構成は、第１の実施形態と同一の符号を付して、説明及び図示を適宜省略する。
【０１４３】
図１１は、上肢支援装置１Ａの構成を示すブロック図である。図１２及び図１３は、上肢支援装置１Ａの動作の一例を示す流れ図である。
【０１４４】
図１１に示すように、上肢支援装置１Ａは、フレーム２０と、固定具１３０と、第１のセンサ１４０と、フレーム２０に設けられて、アシスト力発生装置１５０Ａと、第２のセンサ１６０と、スイッチ１７０と、報知装置１７５と、アシスト力発生装置１５０Ａを制御する制御装置１８０Ａと、を備えている。
【０１４５】
アシスト力発生装置１５０Ａは、収容部９０内に収容されている。アシスト力発生装置１５０Ａは、電磁クラッチ２００と、軸部材１５２と、伝達機構１５３と、を有している。電磁クラッチ２００は、図６に２点鎖線で示すように、軸部材１５２の回転を規制可能に構成される。
【０１４６】
制御装置１８０Ａは、制御部１８１Ａと、記憶部１８２と、を備えている。制御部１８１は、第１のセンサ１４０の検出結果、第２のセンサ１６０の検出結果、及びスイッチ１７０からの信号が送信される。
【０１４７】
制御部１８１Ａは、第１のセンサ１４０の検出結果、及び第２のセンサ１６０の検出結果に基づいて、電磁クラッチ２００を駆動する。また、制御部１８１Ａは、第２のセンサ１６０の検出結果に基づいて得られる装着者５の動作に応じて、報知装置１７５を、通知モードまたは警告モードで駆動する。
【０１４８】
制御部１８１Ａは、例えば、角速度検出部１８４と、加速度検出部１８５と、荷役動作判断部１８６と、保持力発生部２０１と、を有している。
【０１４９】
保持力発生部２０１は、例えば、制御部１８１Ａが、電磁クラッチ２００に保持力を生じさせるプログラムを実行することで実現される機能構成である。保持力発生部２０１は、左右の第１のセンサ１４０Ａ，１４０Ｂの検出結果に基づいて、軸部材１５２の回転を停止することで前腕フレーム１１０の回転をロックさせる電流を、電磁クラッチ２００に供給する。
【０１５０】
以降の説明では、右側の収容部９０に設置される第１のセンサ１４０を第１の右側センサ１４０Ａと称し、左側の収容部９０に設置される第１のセンサ１４０を第１の左側センサ１４０Ｂと称する。さらに、右側の収容部９０に設置される電磁クラッチ２００を、右側電磁クラッチ２００Ａと称し、左側の収容部９０に設置される電磁クラッチ２００を、左側クラッチ２００Ｂと称する。
【０１５１】
次に、上肢支援装置１Ａの動作の一例を、装着者５が両腕で荷物を持ち上げる動作を一例に、図１２及び図１３を用いて説明する。
【０１５２】
まず、角速度検出部１８４は、第１の右側センサ１４０Ａ及び第１の左側センサ１４０Ｂのそれぞれの検出結果に基づいて、左右のそれぞれの前腕フレーム１１０の上腕フレーム７０に対する回転の角速度を検出する（ステップＳ３１）。荷役動作判断部１８６は、加速度検出部１８５の検出結果に基づいて、装着者５による荷物持ち上げ動作の開始の判断する（ステップＳ３２）。荷役動作判断部１８６は、装着者５による荷物の持ち上げの動作が開始されたと判断するまで（ステップＳ３２のＮｏ）、角速度検出部１８４の検出結果を監視する。
【０１５３】
荷役動作判断部１８６は、左右の前腕フレーム１１０のそれぞれの、上腕フレーム７０に対する上方への回転の角速度が閾値を越えると、装着者５による荷物の持ち上げ動作が開始されたと判断する（ステップＳ３２のＹｅｓ）。
【０１５４】
角速度検出部１８４は、荷役動作判断部１８６によい荷物持ち上げ動作の判断がなされると、左右の第１のセンサ１４０Ａ，１４０Ｂの出力値に基づいて、左右のそれぞれの前腕フレーム１１０の上腕フレーム７０に対する回転の角速度を検出する（ステップＳ３３）。
【０１５５】
そして、荷役動作判断部１８６は、角速度検出部１８４の検出結果に基づいて、荷物の持ち上げ動作の完了を判断する（ステップＳ３４）。荷役動作判断部１８６は、荷物の持ち上げ動作の完了を判断するまで（ステップＳ３４のＮｏ）、角速度検出部１８４の検出結果を監視する。
【０１５６】
荷役動作判断部１８６は、左右のそれぞれの前腕フレーム１１０の角速度が所定の閾値以下となる状態が所定時間維持されると、すなわち、回転していないと判断される状態が所定時間維持されると、荷物の持ち上げ動作が完了したと判断し、かつ、装着者５から、左右の前腕フレーム１１０の姿勢保持の開始の要請があったと判断する（ステップＳ３４のＹｅｓ）。
【０１５７】
例えば、装着者５が、荷物を腰フレーム１２０のフレーム本体１２１に乗せると、左右のそれぞれの前腕フレーム１１０の角速度が所定の閾値以下となる状態が所定時間維持される。
【０１５８】
次に、保持力発生部２０１は、軸部材１５２の回転をロックさせる電流を左右の電磁クラッチ２００Ａ，２００Ｂに供給する（ステップＳ３５）。軸部材１５２の回転がロックされることで、左右の前腕フレーム１１０の姿勢が、姿勢の保持要請があったと判断されたときの位置に保持される。そして、荷役動作判断部１８６は、電磁クラッチ２００Ａ，２００Ｂが作動したことを装着者５に通知する為に、報知装置１７５を通知モードで駆動する（ステップＳ３６）。左右のそれぞれの前腕フレーム１１０の姿勢が保持されることで、使用者は、荷物を持ち上げ動作の完了時の姿勢が保持される。
【０１５９】
次に、角速度検出部１８４は、左右の第１のセンサ１４０Ａ，１４０Ｂの出力値に基づいて、左右の前腕フレーム１１０の角速度を検出する（ステップＳ３５）。
【０１６０】
次に、荷役動作判断部１８６は、加速度検出部１８５の検出結果に基づいて装着者５が歩行を停止したか否かを判断する（ステップＳ３８）。荷役動作判断部１８６は、歩行の停止を判断するまで（ステップＳ３８のＮｏ）、加速度検出部１８５の検出結果を監視する。
【０１６１】
荷役動作判断部１８６は、第２のセンサ１６０の検出結果が所定の閾値以下となる時間が所定時間継続されると、装着者５が歩行を停止したと判断する（ステップＳ３８のＹｅｓ）。装着者５の歩行が停止されることで、装着者５が荷物を置く場所に到達した推定される。
【０１６２】
次に、荷役動作判断部１８６は、報知装置１７５を警告モードで所定時間駆動する（ステップＳ３９）。
【０１６３】
荷役動作判断部１８６が報知装置１７５を所定時間警告モードで駆動すると、加速度検出部１８５は第２のセンサ１６０の出力値に基づいて加速度を検出し、荷役動作判断部１８６は、加速度検出部１８５の検出結果に基づいて、装着者５が歩行を再開したか否かを判断する（ステップＳ４０）。
【０１６４】
荷役動作判断部１８６は、装着者５の歩行の再開を判断すると、ステップＳ３６に進み、報知装置１７５を通常モードで駆動する。その後は、ステップ３７以降の動作がなされる。
【０１６５】
荷役動作判断部１８６は、加速度検出部１８５の検出結果が所定の閾値以下となる状態が所定時間維持されると、装着者５が歩行を再開していないと判断する（ステップＳ４０のＮｏ）。
【０１６６】
荷役動作判断部１８６が、装着者５が歩行を再開していないと判断すると、保持力発生部２０１は、所定時間の経過後（ステップＳ４１）、左右の電磁クラッチ２００Ａ，２００Ｂへの、姿勢保持の為の電流の供給を停止する（ステップＳ４７）。
【０１６７】
本実施形態の上肢支援装置１では、装着者５は、荷物を持ち上げて歩行している間に、荷物を腰フレーム１２０のフレーム本体１２１の棒部材１２１ａまたは支持板１２１ｂに配置することで、荷物を、両腕、及びフレーム本体１２１の３点で支持することが可能となる。結果、装着者５は、下面がフレーム本体１２１に支持された荷物を、荷物の周方向から支えるだけでよい。
【０１６８】
このように、荷物を、装着者５の両腕、及びフレーム本体１２１で支持できるので、荷物を持って移動する際に荷物を持ち上げた状態を保持するべく前腕フレーム１１０を上腕フレーム７０に対して回転しないように保持するために電磁クラッチ２００Ａ，２００Ｂを駆動することで上腕フレーム７０に対して前腕フレーム１１０をロックする為の消費電力を低減できる。バッテリ１９５の消費電力を低減できるので、バッテリ１９５の持ち時間を長くできる。このように、上肢支援装置１Ａによれば、バッテリ１９５の消費電力を低減できる。
【０１６９】
さらに、バッテリ１９５の持ち時間を長くできるので、容量の小さい、換言すると小型のバッテリ１９５を用いることが可能となる。バッテリ１９５が小型化されることで、上肢支援装置１の重量を低減できるので、上肢支援装置１の装着性を向上できる。
【０１７０】
さらに、腰フレーム１２０のフレーム本体１２１が、腰パッド１３１の開口１３１ａから退避する第２の位置に移動可能であることで、上肢支援装置１の装着作業時に、フレーム本体１２１を装着作業に邪魔とならない位置に移動できるので、上肢支援装置１の装着作業の作業性を向上できる。
【０１７１】
さらに、腰フレーム１２０は、フレーム本体１２１を２つの棒部材１２１ａで構成するとともに、これら２つの棒部材を第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２の間で回転可能な構成とすることで、フレーム本体１２１を、フレーム２０の装着作業時にフレーム本体１２１が装着者５に干渉しない位置に移動可能な構成を達成している。この構成によれば、第２の位置Ｐ２にある棒部材１２１ａが、装着者５に対して左右方向に突出することを防止できる。
【０１７２】
さらに、ガイドレール１２４に設けたガイド用溝１２４ａに、第１のスライド部１２７の凸部１２７ａを配置することで、ガイドレール１２４に対して第１のスライド部１２７がスライド可能に連結された。そして、ガイド用溝１２４ａに凸部１２７ａが配置されることで、ガイドレール１２４に対する、第１のスライド部１２７の回転も規制される。このように、ガイドレール１２４に対する第１のスライド部１２７の回転を規制する構成を、別途設けることがないので、腰フレーム１２０の構成を簡素にすることが可能となる。
【０１７３】
さらに、上肢支援装置１Ａは、第２のセンサ１６０の検出結果に基づいて装着者５が歩行をしているか否かを判断することで、姿勢保持の解除を行う。結果、装着者５がスイッチ１７０の操作できない場合であっても、姿勢保持を解除することが可能となる。
【０１７４】
さらに、第２のセンサ１６０が背中フレーム３０に固定されることで、歩行に伴い装着者５に生じる加速度を、検出をしやすくなる。
【０１７５】
さらに、姿勢保持の解除の前に、報知装置１７５が所定時間警告モードで駆動されることで、装着者５は、姿勢保持の解除を事前に知ることが可能となる。この為、装着者５が姿勢保持を希望しない場合では、装着者５は、歩行を再開することで、姿勢保持の解除を回避できる。この為、装着者５は、荷役動作を安全に行うことが可能となる。
【０１７６】
このように、本実施形態の上肢支援装置１Ａによれば、消費電力を低減できる。
【０１７７】
次に、第４の実施形態に係る上肢支援装置１Ａを、図１４を用いて説明する。なお、第４の実施形態の上肢支援装置１は、荷役動作判断部１８６が、加速度検出部１８５の検出結果及び記憶部１８２に記憶された閾値に基づいて装着者５の転倒を判断し、この判断に基づいて、保持力発生部２０１が姿勢保持の為の電流の供給を停止する構成であり、この点で、第３の実施形態と異なる。この為、第４の実施形態の上肢支援装置１のうち、上述した第３の実施形態に係る上肢支援装置１Ａと同様の構成については同一符号を付して説明を省略するとともに、その説明及び図示を適宜省略する。
【０１７８】
図１４は、第４の実施形態に係る上肢支援装置１Ａの動作の一例を示す流れ図である。第４の実施形態に係る上肢支援装置１Ａの荷役動作判断部１８６は、さらに、加速度検出部１８５の検出結果に基づいて、装着者５の転倒を判断する。第４の実施形態に係る上肢支援装置１Ａの保持力発生部２０１は、荷役動作判断部１８６による転倒の判断に基づいて、姿勢維持の為の電流の供給を停止する。記憶部１８２は、転倒を判断する閾値を記憶する。
【０１７９】
次に、第４の実施形態に係る上肢支援装置１Ａの動作を、装着者５が両腕で荷物を持ち上げる動作を一例に、図１４を用いて説明する。第４の実施形態に係る上肢支援装置１Ａでは、図１４に示すように、荷役動作判断部１８６は、ステップＳ３７の後に、加速度検出部１８５の検出結果、及び記憶部１８２に記憶された閾値に基づいて、装着者５が転倒しているか否かを判断する（ステップＳ４３）。
【０１８０】
具体的には、荷役動作判断部１８６は、加速度検出部１８５の検出結果が閾値以上のときは、装着者５が転倒すると判断し（ステップＳ４３のＹｅｓ）、報知装置１７５を警告モードで駆動する（ステップＳ４９）。そして、保持力発生部２０１は、左右の前腕フレーム１１０の姿勢保持のための左右の電磁クラッチ２００Ａ，２００Ｂへの電流供給を停止する（ステップＳ５０）。
【０１８１】
荷役動作判断部１８６は、装着者５が転倒していない判断すると（ステップＳ４３のＮｏ）、ステップＳ３８に進む。
【０１８２】
本実施形態によれば、第３の実施形態と同様の効果が得られる。さらに、装着者５の転倒時に姿勢保持を解除することで、装着者５が両腕をスムーズに使えるようになるので、安全性を向上できる。
【０１８３】
このように、本実施形態の上肢支援装置１Ａによれば、消費電力を低減できる。
【０１８４】
なお、上述の第１の実施形態の上肢支援装置１は、２つの棒部材１２１ａを第１の位置Ｐ１に維持する為に、調節機構１２３の２つのガイドレール１２４のそれぞれの第１の位置Ｐ１からの、棒部材１２１ａが下方へ向かう方向の回転が規制された構成が一例として説明されたが、これに限定されない。
【０１８５】
他の例では、２つのガイドレール１２４を第１の位置Ｐ１に固定可能な構成を有する場合には、２つのガイドレール１２４の第１の位置Ｐ１からの回転可能な方向は、上述の方向に限定されない。例えば、調節機構１２３が、２つのガイドレール１２４を第１の位置Ｐ１に固定する固定部材を備える構成の場合は、２つのガイドレール１２４は、当該固定部材が取り外された状態では第１の位置Ｐ１から２つの棒部材１２１ａの互いに対向する一端が下方に移動する方向に回転可能に構成されてもよい。
【０１８６】
また、上述の第１乃至第４の実施形態の上肢支援装置１，１Ａでは、腰フレーム１２０は、ベルト通しブラケット１３２に固定された構成が一例として説明されたが、これに限定されない。腰フレーム１２０は、例えば、背中フレーム３０に固定される構成であってもよい。具体例として、図１５に示すように、腰フレーム１２０の固定部１２２は、腰パッド１３１に沿って背中フレーム３０の固定部３１まで延びる形状に構成され、固定部３１に固定されてもよい。なお、固定部１２２は、さらに、１か所以上が腰パッド１３１に固定されてもよい。
【０１８７】
または、腰フレーム１２０は、図１６に示すように、背中フレーム３０の軸部３２に、接続フレーム２１０を介して固定されてもよい。接続フレーム２１０は、例えば軸部３２の上端に固定される。
【０１８８】
接続フレーム２１０は、例えば２つのフレーム部材２１０ａを有する。フレーム部材２１０ａは、例えば、管部材を屈曲した形状に構成され、具体的には、装着者５の肩の上方を通り、装着者５の胸の前方で屈曲して下方に延びる形状に構成される。
【０１８９】
接続フレーム２１０は、その上下方向の長さを調整する調節機構２１１を有してもよい。調節機構２１１は、例えば、棒部材２１１ｂと、棒部材２１１ｂを接続フレーム２１０の下端に固定するピン２１１ｃと、を備えている。棒部材２１１ｂは、フレーム部材２１０ａの下端の開口を通してフレーム部材２１０ａ内に挿入可能に構成される。フレーム部材２１０ａの下端の近傍、及びフレーム部材２１０ａの軸方向で異なる複数個所には、ピン２１１ｃを挿入可能な孔が形成される。棒部材２１１ｂの下端に、腰フレーム１２０のフレーム本体１２１が固定される。棒部材２１１ｂの、ピン２１１ｃを通す孔を変えることで、フレーム本体１２１の上下方向の位置を調整可能となる。
【０１９０】
なお、調節機構２１１が設けられない場合は、フレーム本体１２１は、接続フレーム２１０の下端に固定されてもよい。また、図１６に示す変形例の構成を有する上肢支援装置１，１Ａは、フレーム本体１２１が２つの棒部材１２１ａを備え、かつ、棒部材１２１ａが、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２の間で回転可能に接続フレーム２１０または棒部材２１１に支持されてもよい。
【０１９１】
また、腰フレーム１２０は、他の変形例として、肩ベルト１３５に固定されてもよい。この具体例としては、図１７に示すように、腰フレーム１２０は、肩ベルト１３５にブラケット２２０を設け、このブラケット２２０に接続フレーム２１０を介して固定される構成であってもよい。また、図１７に示す変形例の構成を有する上肢支援装置１，１Ａは、フレーム本体１２１が２つの棒部材１２１ａを備え、かつ、棒部材１２１ａが、第１の位置Ｐ１及び第２の位置Ｐ２の間で回転可能に接続フレーム２１０または棒部材２１１に支持されてもよい。
【０１９２】
また、第１乃至第４の実施形態に係る上肢支援装置１，１Ａでは、装着者５の歩行が停止されたことを判断すると姿勢保持を解除する構成が一例として説明されたが、これに限定されない。例えば、上肢支援装置１，１Ａは、装着者５が歩行を停止している状態で荷物を持ち上げる動作を行い、姿勢保持のアシストを受けている場合は、装着者５が歩行を開始すると、姿勢保持のアシストを解除するようにしてもよい。
【０１９３】
また、第１乃至第４の実施形態に係る上肢支援装置１，１Ａでは、姿勢保持の解除の判断に用いる装着者５の動作として、装着者５の歩行を用いる構成が、一例として説明されたがこれに限定されない。例えば、上肢支援装置１，１Ａは、装着者の複数の動作を検出し、それぞれに基づいて、姿勢保持の解除を判断してもよい。
【０１９４】
この具体例としては、上肢支援装置１，１Ａは、装着者５が姿勢保持のアシストを受けているときに、装着者５が前腕を、肘回りに荷物をさらに持ち上げる方向に回転したことを検出すると、姿勢保持を解除する。すなわち、姿勢保持を受けているときに前腕を、荷物を持ち上げる方向に肘回りに回転する動作が、姿勢保持の解除要請となる。
【０１９５】
この具体例では、装着者５が姿勢保持のアシストを受けているときに、荷役動作判断部１８６が、第１のセンサ１４０の出力値に基づいて角速度検出部１８４が検出した角速度に基づいて、前腕が回転したことを検出すると、荷役動作判断部１８６が装着者５からの姿勢保持解除の要請を検出する。この具体例では、上肢支援装置１，１Ａは、装着者５の歩行、及び前腕の回転に基づいて、姿勢保持の解除を行う。
【０１９６】
または、第１乃至第４の実施形態に係る上肢支援装置１，１Ａは、スイッチ１７０の操作による姿勢保持の解除要請や、装着者５からの、歩行を停止すること以外の動作による姿勢保持の解除要請があった場合は、左右のモータ１５１Ａ，１５１Ｂ、または電磁クラッチ２００Ａ，２００Ｂへの電流の供給を停止し、姿勢保持を解除してもよい。
【０１９７】
また、第１乃至第４の実施形態に係る上肢支援装置１，１Ａでは、装着者５の歩行を検出する第２のセンサ１６０は一例として加速度センサが用いられる構成が説明されたが、これに限定されない。装着者５の状態を検出する第２のセンサ１６０は、例えばジャイロセンサが用いられてもよい。または、加速度センサ及びジャイロセンサが用いられてもよい。
【０１９８】
また、第１乃至第４の実施形態に係る上肢支援装置１，１Ａでは、装着者５に警告する報知装置１７５の構成として、スピーカを用いる構成が一例として説明されたが、これに限定されない。報知装置１７５は、光により警告可能なライトであってもよい。または、報知装置１７５は、振動により警告可能な構成であってもよい。このように、スピーカ以外の構成を有する報知装置１７５は、複数種類の情報を通知可能に構成されることで、警告以外に、アシスト中であることを装着者に通知可能となる。
【０１９９】
また、第１乃至第４の実施形態では、上肢支援装置１，１Ａは、装着者５の左右の前腕をアシスト可能な構成が一例として説明されたが、これ限定されない。他の例では、上肢支援装置１，１Ａは、左右の上腕の動作をアシスト可能な構成であってもよい。または、片方の腕の上腕または前腕をアシスト可能な構成であってもよい。
【０２００】
また、第３及び第４の実施形態では、軸部材１５２の回転をロックする構成として、電磁クラッチ２００を用いる構成が、一例として説明されたがこれ限定されない。軸部材１５２は、例えば別の構成による機械的な接触によりロックされてもよい。なお、電磁クラッチ２００に電流を供給することによって軸部材１５２の回転をロックすること、または、電磁クラッチ２００以外の別の手段によって軸部材１５２の回転をロックすることは、上腕フレーム７０に対する前腕フレーム１１０の姿勢を保持するアシストの為のアシスト力を前腕フレーム１１０に生じさせることの一例である。
【０２０１】
以上述べた少なくとも一つの実施形態及び変形例の上肢支援装置１によれば、消費電力を低減できる上肢支援装置を提供できる。
【０２０２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０２０３】
１…上肢支援装置、１Ａ…上肢支援装置、５…装着者、２０…フレーム、３０…背中フレーム、４０…上肢フレーム、５０…肩フレーム機構、５１…第１の肩フレーム、５４…第２の肩フレーム、６０…連結ブラケット、７０…上腕フレーム、９０…収容部、１００…連結機構、１１０…前腕フレーム、１２０…腰フレーム、１２１…フレーム本体、１２１ａ…棒部材、１２１ｂ…支持板、１２２…固定部、１２３…調節機構、１２４…ガイドレール、１２４ａ…ガイド用溝、１２５…ガイド用溝、１２６…連結バー、１２７…第１のスライド部、１２７ａ…凸部、１２８…第２のスライド部、１２８ａ…凸部、１２９…バー、１３１…腰パッド、１３１ａ…開口、１３４…腰ベルト、１３５…肩ベルト、１４０…第１のセンサ、１５０…アシスト力発生装置、１５０Ａ…アシスト力発生装置、１５１…モータ、１６０…第２のセンサ、１７５…報知装置、１８０…制御装置、１８１…制御部、１８２…記憶部、１９５…バッテリ、２００…電磁クラッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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