(57)【要約】  従来の筋力補助具は、使用者が危険状況となったときに、危険状況を避けようとする使用者の動作を妨げる補助力を与えてしまう可能性があった。筋力補助具であって、伸長または収縮による補助力を用いて、使用者の筋力を補助する補助部と、予め定められた危険状況を検出する検出部と、検出部により前記危険状況が検出された場合に、補助部による補助力を低減、又は、解放、又はエネルギーの供給を停止させることによって補助力を解放させるべく制御する制御部とを備える。
2014061269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸長または収縮による補助力を用いて、使用者の筋力を補助する補助部と、
予め定められた危険状況を検出する検出部と、
前記検出部により前記危険状況が検出された場合に、前記補助部による補助力を調整する制御部と
を備える筋力補助具。
【請求項２】
前記制御部は、前記補助部による前記補助力を解放する請求項１に記載の筋力補助具。
【請求項３】
前記制御部は、前記補助部が伸長または収縮するエネルギーの供給を停止することにより、前記補助力を解放する請求項２に記載の筋力補助具。
【請求項４】
前記制御部は、前記補助部の長さが自然長になるように補助力を解放する請求項３に記載の筋力補助具。
【請求項５】
前記制御部は、前記補助部と前記使用者との間の前記補助力の伝達経路を物理的に遮断することにより前記補助力を解放する請求項２に記載の筋力補助具。
【請求項６】
前記補助部は、少なくとも補助力を解放した状態において、外力により変形可能である請求項２から５のいずれか１項に記載の筋力補助具。
【請求項７】
前記検出部は、前記危険状況として、被水したことを検出する請求項１から６のいずれか１項に記載の筋力補助具。
【請求項８】
前記検出部は、前記危険状況として、予め定められた高さ以上の段差を検出する請求項１から６のいずれか１項に記載の筋力補助具。
【請求項９】
前記検出部は、前記使用者の脚の踏み出し先の地面が低いか否かに基づいて、前記段差を検出する請求項８に記載の筋力補助具。
【請求項１０】
前記検出部は、前記踏み出し先の地面への距離を測距することにより、前記段差の有無を判断する請求項９に記載の筋力補助具。
【請求項１１】
前記検出部は、前記使用者の前方の画像を解析して、前記段差の有無を判断する請求項８に記載の筋力補助具。
【請求項１２】
前記検出部は、前記危険状況として、前記使用者の予め定められた危険姿勢を検出する請求項１から６のいずれか１項に記載の筋力補助具。
【請求項１３】
前記検出部は、前記危険姿勢として、前記使用者の体重の重心の後ろへ移動を検出する請求項１２に記載の筋力補助具。
【請求項１４】
前記検出部は、荷重センサ、筋電センサおよび加速度センサの少なくとも一つを有する請求項１２または１３に記載の筋力補助具。
【請求項１５】
前記検出部は、前記荷重センサで出力された荷重に基づいて、前記使用者の体重の重心が後ろへ移動したか否かを判断する請求項１４に記載の筋力補助具。
【請求項１６】
前記検出部は、予め記録された安全な条件を満たさない場合に、前記危険状況であると判断する請求項１から１５のいずれか１項に記載の筋力補助具。
【請求項１７】
前記制御部は、前記補助部により前記危険状況を回避する補助力を与える請求項１から１６のいずれか１項に記載の筋力補助具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筋力補助具に関する。
【背景技術】
【０００２】
弾性部材等によってユーザの筋肉を補助する筋力補助具が知られている（例えば、特許文献１参照）。
［特許文献１］特開２００３−１５３９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような筋力補助具は、使用者が危険状況となったときに、危険状況を避けようとする使用者の動作を妨げる補助力を与えてしまう可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第一態様として、伸長または収縮による補助力を用いて、使用者の筋力を補助する補助部と、予め定められた危険状況を検出する検出部と、検出部により危険状況が検出された場合に、補助部による補助力を低減させるべく制御する制御部とを備える筋力補助具が提供される。【０００５】
上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。これら特徴群のサブコンビネーションもまた発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】使用者に装着された筋力補助具の背面模式図である。
【図２】使用者に装着された筋力補助具の側面模式図である。
【図３】連結具、および取付具の斜視図である。
【図４】制御ボックスの機能ブロック図である。
【図５】解除部の断面図である。
【図６】解除部の断面図である。
【図７】他の解放部の断面図である。
【図８】他の解放部の断面図である。
【図９】使用者に装着された別の筋力補助具の背面模式図である。
【図１０】ポンプの断面図である。
【図１１】低充填時の弾性部の模式図である。
【図１２】高充填時の弾性部の模式図である。
【図１３】使用者に装着された別の筋力補助具の側面模式図である。
【図１４】靴の側面図である。
【図１５】靴の動作を示す図である。
【図１６】使用者に装着された別の筋力補助具の背面模式図である。
【図１７】使用者に装着された別の筋力補助具の正面模式図である。
【図１８】制御ボックスの機能ブロック図である。
【図１９】筋力補助具の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００８】
図１は、使用者１００に装着された筋力補助具２００を背面から見た模式図である。図１において、矢印で示す上下左右を筋力補助具２００の上下左右方向とする。図２は、使用者に装着された筋力補助具２００を側面から見た模式図である。図２において、矢印で示す上下前後を筋力補助具２００の上下前後方向とする。
【０００９】
図１および図２において、筋力補助具２００は、上装着部２１０および下装着部２２０を備える。上装着部２１０は、上側補助ベルト２１２と、下側補助ベルト２５２と、連結具２１４と、ジャケット部２１８と、制御ボックス３００と、測定部３１０と、解除部３４０とを有する。上側補助ベルト２１２、下側補助ベルト２５２、連結具２１４および解除部３４０は、左右に一対設けられる。
【００１０】
下装着部２２０は、取付具２２２と、連結ベルト２２６と、固定ベルト２２８と、膝ベルト２３０と、踵ベルト２３２と、ズボン部２３４とを有する。取付具２２２、連結ベルト２２６、膝ベルト２３０および踵ベルト２３２は、左右に一対設けられる。
【００１１】
右の上側補助ベルト２１２は、ジャケット部２１８の外側であって右の肩の部分に摺動自在に取りつけられる。右の上側補助ベルト２１２の一端側は、使用者１００の右の肩部と腋部に巻かれて装着され、当該肩部において右の上側補助ベルト２１２同士が面ファスナーで接合される。右の上側補助ベルト２１２の他端側は、解除部３４０により右の下側補助ベルト２５２の一端側に連結されている。
【００１２】
右の下側補助ベルト２５２は、使用者１００の背中側において腰部まで延在している。右の下側補助ベルト２５２の他端側には、連結具２１４が設けられている。左の上側補助ベルト２１２および下側補助ベルト２５２も、使用者１００の左側において同様の構成を有する。連結具２１４はそれぞれ、下装着部２２０において対応する取付具２２２と着脱自在に接続される。
【００１３】
これら上側補助ベルト２１２および下側補助ベルト２５２は、天然、または合成ゴム繊維を織り込んだ伸縮性の帯状の布を伸縮性の合成樹脂で被覆して形成されている。上側補助ベルト２１２および下側補助ベルト２５２は、伸長または収縮による補助力を用いて使用者１００の腰部の筋力を補助する。上側補助ベルト２１２、および下側補助ベルト２５２は補助部の一例である。
【００１４】
ジャケット部２１８は、使用者１００の上半身を覆う。ジャケット部２１８において、半そで、長そで、ノースリーブ等、腕の形態は特に限定されない。ジャケット部２１８の素材は特に限定されず、例えば、織物、編物等が用いられる。
【００１５】
固定ベルト２２８は、使用者１００の腰部下側に巻き付けて装着される。固定ベルト２２８には、上方に左右二本の連結ベルト２２６が接続されている。さらに、固定ベルト２２８には、下方に左右二組の膝ベルト２３０が接続されている。
【００１６】
連結ベルト２２６の上側端部にはそれぞれ、取付具２２２が設けられている。右の取付具２２２は、上装着部２１０の右の連結具２１４と着脱自在に接続され、右の下側補助ベルト２５２を固定ベルト２２８に固定している。左の取付具２２２も同様の構成を有する。
【００１７】
測定部３１０は、固定ベルト２２８に取り付けられ、使用者１００の腹部の中央に来るように配される。測定部３１０は、超音波センサ３１２と、角度調整部３１４と、ケーブル３１６とを有する。
【００１８】
超音波センサ３１２は、超音波を発信する発信機、および地面に反射した音波を受信する受信機を有し、発信機より発信した超音波の反射波が受信機に取得されるまでの時間を測定する。超音波センサ３１２は、測定した時間をケーブル３１６を通じて制御ボックス３００に出力する。
【００１９】
角度調整部３１４は、左右に伸びる軸周りに相対的に回動可能な２つの部材から構成される。一方の部材には、超音波センサ３１２が取り付けられており、他方の部材には、固定ベルト２２８が取り付けられている。角度調整部３１４を回動することにより、超音波センサ３１２の超音波を発信する向きを使用者１００に合わせて変えることができる。これにより、例えば、筋力補助具２００は使用者１００の歩幅、または身長に合せて、超音波の発振先を使用者１００のつま先の先に向かせることができる。
【００２０】
制御ボックス３００は、左右の解除部３４０にケーブル２６０により電気的に接続されるとともに、これらに保持される。これにより、制御ボックス３００は使用者１００の背部の中央に配される。当該制御ボックス３００は、使用者１００が危険状況であるか否かを判断する。解除部３４０は、制御ボックス３００が、使用者１００が危険状況であると判断したときに、上側補助ベルト２１２および下側補助ベルト２５２により生じている弾性力を解除する。弾性力の解除は、制御ボックス３００による補助力の調整の一例である。
【００２１】
右の膝ベルト２３０は、２本のベルトを有している。これら２本のベルトは、使用者１００の腰部から臀部および右脚の大腿部の左右を通って膝下前部で交差して、膝下後部で面ファスナーにてお互いが接合されて装着される。右の踵ベルト２３２の両端は、右の膝ベルト２３０の膝部左右に接続している。踵ベルト２３２は、膝ベルト２３０との接続部である下腿部左右の側面から踵部に渡って装着される。左の膝ベルト２３０および踵ベルト２３２も使用者１００の左脚側において、同様の構成を有する。
【００２２】
膝ベルト２３０および踵ベルト２３２は、非伸縮性であって、天然繊維、または合成繊維を織った非伸縮性の帯状の布を合成樹脂等で被覆して形成される。膝ベルト２３０および踵ベルト２３２として合成樹脂のシートまたは皮が使用されてもよい。
【００２３】
ズボン部２３４は、使用者１００の両脚をくるぶし付近まで覆う。ズボン部２３４の素材は特に限定されず、例えば、織物、編み物等が用いられる。ズボン部２３４の上部の外側に固定ベルト２２８が巻き付けられるとともに、ズボン部２３４の内側には、膝ベルト２３０および踵ベルト２３２が縫合される。これにより、固定ベルト２２８は、膝ベルト２３０および踵ベルト２３２によって上方向への移動が規制されている。
【００２４】
図３は、連結具２１４および取付具２２２の斜視図である。連結具２１４は、片側に傾斜面を有する２つの係止突起２１５と、２つの弾性爪２１６を有する。取付具２２２は、嵌合部２２３と、係止穴２２４を有する。連結具２１４が嵌合部２２３に挿入されると、弾性爪２１６の弾性と係止突起２１５の傾斜面により係止突起２１５は内側に変形する。その状態で、さらに連結具２１４が嵌合部２２３に挿入されると、係止突起２１５と係止穴２２４との嵌合によって係止突起２１５が係止穴２２４に係止され、連結具２１４と取付具２２２とが接続される。
【００２５】
一方、連結具２１４と取付具２２２との接続は、取付具２２２の係止穴２２４から係止突起２１５を内側へ撓ませることで解除できる。この状態で両者を離間させれば、連結具２１４と取付具２２２との接続を解除できる。
【００２６】
図４は、制御ボックス３００の機能ブロック図を示している。制御ボックス３００は、検出部３２４および制御部３２６を有する。
【００２７】
検出部３２４は、距離から使用者１００が予め定められた危険状況にあるか否かを検出する。本実施形態において、検出部３２４は、危険状況の一例として、使用者１００の脚の踏み出し先に予め定められた高さ以上の段差があるか否かを検出する。
【００２８】
この場合に、検出部３２４は、測定部３１０から出力された時間を取得して、当該時間に音速を乗じて距離を算出する。検出部３２４は、算出した距離が予め定められた距離以上、または、予め定められた距離以下であったときに、予め定められた高さ以上の段差があると判断する。検出部３２４は、使用者１００に筋力補助具２００が装着されたことを検出して、上記距離を算出しこれを基準距離として記憶して、その後に算出された距離と当該基準距離とを比較して、その差が予め定められた値を越えた場合に、予め定められた高さ以上の段差があると判断してもよい。
【００２９】
検出部３２４は、上記段差がある旨を検出した場合に、制御部３２６に解除信号を出力する。一方、検出部３２４は、上記段差がある旨を検出しない場合に、解除信号を出力しない。制御部３２６は、検出部３２４から解除信号を取得した場合に、解除部３４０を駆動させる駆動信号を解除部３４０に出力する。
【００３０】
図５および図６は、解除部３４０の断面図である。図５は、上側補助ベルト２１２と下側補助ベルト２５２とが解除部３４０により連結されている状態を示す。一方、図６は、上側補助ベルト２１２と下側補助ベルト２５２とが解除部３４０により切り離された状態を示す。
【００３１】
解除部３４０は、係止爪３４２と、係止板３４４と、支持部３４６と、付勢部材３４８と、ロッド３５０と、筐体３５２と、駆動部３５４とを有する。筐体３５２は、一面に矩形の開口を有する中空の直方体である。筐体３５２の内部には、支持部３４６、付勢部材３４８が設けられている。筐体３５２の外面には、駆動部３５４と、上側補助ベルト２１２とが固定されている。
【００３２】
係止爪３４２の一端側には、下側補助ベルト２５２が固定されている。係止爪３４２の他端側には、鋸刃状の爪が２つ設けられている。
【００３３】
係止板３４４の中央部は、支持部３４６に回動自在に支持されている。係止板３４４の一端は、付勢部材３４８により図中下方向へ付勢されている。また、係止板３４４の他端は、ロッド３５０に当接している。
【００３４】
ロッド３５０は筐体３５２を貫通している。ロッド３５０の一端側は駆動部３５４に接続され、他端側は係止板３４４に当接している。
【００３５】
図５の状態において、駆動部３５４に駆動信号は入力されておらず、ロッド３５０は駆動部３５４側に引っ込んでいる。この状態で付勢部材３４８の付勢力が働いているので、係止板３４４が図中の反時計周りに回動して、係止板３４４の上記一端は図中下方に位置している。
【００３６】
従って、係止板３４４は、係止爪３４２に係止して、係止爪３４２の移動を規制している。これにより、上側補助ベルト２１２と下側補助ベルト２５２とが連結されて、上側補助ベルト２１２および下側補助ベルト２５２の補助力の伝達経路がつながっている。
【００３７】
図６において、駆動部３５４に制御部３２６からの駆動信号が入力されることにより、駆動部３５４は、ロッド３５０を下方へ押し出している。これにより、ロッド３５０は、付勢部材３４８の付勢力に抗して係止板３４４の上記他端を押し下げる。
【００３８】
従って、係止板３４４が図中の時計周りに回動して、係止板３４４の上記一端が持ち上げられ、係止板３４４と係止爪３４２との係止が解除される。これにより、上側補助ベルト２１２と下側補助ベルト２５２と物理的に切り離されて、補助力の伝達経路が物理的に遮断される。以上により、使用者１００への補助力が解放される。
【００３９】
本実施形態に示した筋力補助具２００は、検出部３２４によって使用者１００の危険状況が検出された場合に、筋力補助具２００の補助力を解放する。これより、筋力補助具２００は、危険状況を避けようとする使用者１００の動作を妨げるのを防ぐことができる。
【００４０】
上記実施形態において、検出部３２４は、危険状況として、予め定められた高さ以上の段差を検出する。すなわち、段差が使用者１００の現在位置よりも高い場合と低い場合との両方において、検出部３２４は危険状況であると判断する。これに代えて、検出部３２４はいずれか一方、特に、段差が使用者１００の現在位置よりも低い場合に危険状況であると判断して、高い場合に危険状況であると判断しなくてもよい。脚の踏み出し先の地面が低いとき、使用者１００が当該地面に脚を踏み出すと身体のバランスを崩しやすい。この場合に使用者１００に対し不要な補助力を与えずに、転倒を防ぐことができる。一方で、脚の踏み出し先の地面が高いときには、使用者１００に補助力を与えて筋肉の負担を低減する。
【００４１】
また、検出部３２４は、予め記録された安全な条件を満たさない場合を危険状況であると検出してもよい。検出部３２４には、予め安全な条件が記録されており、検出部３２４は、予め記録された安全な条件から外れたか否かを検出部する。検出部３２４は、検出した結果が、安全な条件から外れたと判断した場合、検出部３２４は、使用者１００が危険な状況にいると判断する。
【００４２】
なお、上記実施形態においては、連結具２１４および取付具２２２と、解除部３４０とが別個に設けられている。これに代えて、解除部３４０が、筋力補助具２００の着脱における上側補助ベルト２１２と下側補助ベルト２５２との連結、切り離しを兼ねてもよい。
【００４３】
図７および図８は、他の解放部３６０の断面図である。図７は、上側補助ベルト２１２および下側補助ベルト２５２の補助力が働いている状態を示す。一方、図８は、上側補助ベルト２１２および下側補助ベルト２５２の補助力が解放された状態を示す。解放部３６０は、回転体３６２と、係止突起３６４と、調整ベルト３６６、３６８と、係止爪３７０と、付勢部材３７２と、ロッド３７４と、支持部３７６と、筐体３７８と、駆動部３８０とを有する。
【００４４】
回転体３６２は、回転軸に対して回転自在に保持されている。回転体３６２の外周には、鋸刃状の係止突起３６４が設けられる。
【００４５】
係止爪３７０の中央部は、支持部３７６に回動自在に支持されている。係止爪３７０の一端には、回転体３６２の係止突起３６４と係止する突起が設けられている。係止爪３７０の当該一端は図中の下方から上方へ付勢部材３７２により付勢されている。係止爪３７０の他端は、ロッド３７４に当接している。
【００４６】
調整ベルト３６６、３６８は、非伸縮性である。調整ベルト３６６の一端は、上記回転軸に固定されている。調整ベルト３６６の他端は、下側補助ベルト２５２に接続されている。
【００４７】
調整ベルト３６８の一端は、回転体３６２の中央部分に固定され、当該固定部分は回転体３６２と一体的に回転する。さらに調整ベルト３６８は、当該固定部分に巻かれている。調整ベルト３６８の他端は、上側補助ベルト２１２に接続されている。
【００４８】
図７の状態において、駆動部３８０に駆動信号は入力されておらず、ロッド３７４は駆動部３８０側に引っ込んでいる。この状態で付勢部材３７２の付勢力が働いているので、係止爪３７０が図中の反時計周りに回動して、係止爪３７０の上記一端は図中上方に位置している。
【００４９】
従って、係止爪３７０の突起は、係止突起３６４のいずれかに係止して、回転体３６２の回転を規制している。これにより、上側補助ベルト２１２の伸長が規制されて、上側補助ベルト２１２および下側補助ベルト２５２の補助力が使用者１００に働いている。
【００５０】
図８において、駆動部３８０に制御部３２６からの駆動信号が入力されることにより、駆動部３８０は、ロッド３７４を上方へ押し出している。これにより、ロッド３７４は、付勢部材３７２の付勢力に抗して係止爪３７０の上記他端を押し上げる。
【００５１】
従って、係止爪３７０が図中の時計周りに回動して、係止爪３７０の上記一端が引き下げられ、係止爪３７０の突起と係止突起３６４との係止が解除される。これにより、回転体３６２は反時計周りの回転が可能となり、回転体３６２に巻かれていた調整ベルト３６８は、上側補助ベルト２１２および下側補助ベルト２５２の弾性力により引き出される。調整ベルト３６８が引き出されることによって、上側補助ベルト２１２および下側補助ベルト２５２の張力はなくなり、使用者１００への補助力が解放される。これより、筋力補助具２００は、危険状況を避けようとする使用者１００の動作を妨げるのを防ぐことができる。
【００５２】
図９は、使用者１００に装着された別の筋力補助具２０２を背後から見た模式図である。図９において、矢印で示す上下左右を筋力補助具２０２の上下左右方向とする。図９に示した筋力補助具２０２において、補助ベルト２１３、弾性部２４２、制御ボックス３０２、およびポンプ３０４以外の構成は、図１に示した筋力補助具２００と同じであり、説明を省略する。
【００５３】
補助ベルト２１３は非伸縮性である。補助ベルト２１３の背中側の一端はそれぞれ、対応する弾性部２４２に接続されている。
【００５４】
弾性部２４２は、使用者１００の左右の背部に配される。弾性部２４２の一端はそれぞれ、対応する上側補助ベルト２１２に接続され、他端は連結具２１４を介して対応する取付具２２２に固定される。
【００５５】
弾性部２４２は、連結管２６２を介してポンプ３０４に連結している。ポンプ３０４は、連結管２６２により使用者１００の背中中央で保持される。
【００５６】
制御ボックス３０２は、使用者１００の危険状況を検出した場合に、ポンプ３０４を駆動させる駆動信号を出力する。一方、制御ボックス３０２は、使用者１００の危険状況を検出しない場合に、ポンプ３０４を駆動させる駆動信号を出力しない。
【００５７】
弾性部２４２は弾性を有する材料で形成され、断面形状が矩形の中空形状を有する。弾性部２４２の内部には、流体２１７が充填される。
【００５８】
図１０は、ポンプ３０４の断面図を示している。ポンプ３０４は、シリンダ３９０と、ピストン３９２と、アクチュエータ３９４とを有する。ポンプ３０４は、アクチュエータ３９４によりピストン３９２を上方へ移動させて、シリンダ内の流体２１７を弾性部２４２に送り、ピストン３９２を下方へ移動させて、弾性部２４２からシリンダ３９０内へ流体２１７を戻して、弾性部２４２内の流体２１７の充填量を制御する。
【００５９】
図１１は、弾性部２４２内の流体２１７の充填量が少ない状態を示しており、図１２は、弾性部２４２内の流体２１７の充填量が多い状態を示している。図１１において、弾性部２４２内の流体２１７の充填量は少ないので、弾性部２４２の断面形状は、矩形形状を維持しており、曲げ剛性は小さい。一方、図１２において、弾性部２４２内の流体２１７の充填量は多いので、弾性部２４２の断面形状は、楕円形状に変形して、曲げ剛性は大きい。これにより、弾性部２４２に充填されている流体２１７の量が大きいほど、使用者１００への補助力も大きくなる。なお、流体２１７として、気体、液体のいずれか、またはこれらの混合物を用いることができる。
【００６０】
ポンプ３０４は、制御部３２６から駆動信号を取得すると、アクチュエータ３９４を駆動させて、ピストン３９２を下方へ移動させる。ピストン３９２を下方へ移動させると、弾性部２４２からシリンダ３９０内へ流体２１７が戻される。弾性部２４２内の流体２１７の充填量を少なくすることで、弾性部２４２の弾性力を低減させることができる。
【００６１】
このように、筋力補助具２０２は、検出部３２４により使用者１００の危険状況が検出されたときに、弾性部２４２の弾性力を低減できる。それにより、筋力補助具２０２は、危険状況を避けようとする使用者１００の動作を妨げる補助力を使用者１００に与えることを回避できる。
【００６２】
本実施形態の測定部３１０は超音波センサ３１２を用いた例を示したが、レーザーの反射を用いてもよい。さらにそれらに代えて、カメラを用いて使用者１００の脚の踏み出し先を撮像して、使用者１００の前方の画像を解析して、使用者１００の脚の踏み出し先に段差があるか否かを検出してもよい。
【００６３】
図１３は、使用者１００に装着された別の筋力補助具２０４を側面から見た模式図である。図１３に示した筋力補助具２０４において、靴３３０以外の構成は、図１に示した筋力補助具２００と同じであり、説明を省略する。靴３３０は使用者１００の重心を検出して、これに基づいて、検出部３２４は危険状況の一例としての使用者１００の危険姿勢を検出する。
【００６４】
図１４は、右の靴３３０の側面図である。靴３３０は、使用者１００の脚に通常の靴と同様に履かれる。靴３３０は、第一荷重センサ３３２と、第二荷重センサ３３４と、ケーブル３３６とを有する。
【００６５】
第一荷重センサ３３２は、靴３３０の脚裏爪先側に設けられ、使用者１００の爪先側の荷重を検出する。第二荷重センサ３３４は、靴３３０の脚裏踵側に設けられ、使用者１００の踵側の荷重を検出する。両荷重センサの荷重検出値は、ケーブル３３６を通じて制御ボックス３０６に出力される。左の靴の構成も同じである。
【００６６】
図１５は、踵側に使用者１００の体重が掛かった状態を示している。両脚について図１５に示すように踵側に体重がかかっている場合に、使用者１００は後方にのけぞった姿勢であると推測される。この姿勢において使用者１００が前屈すると、筋力補助具２０４は、使用者１００に前屈に対する復元力を与えるので、使用者１００が後方に転倒する可能性がある。よって、使用者１００は後方にのけぞった姿勢において、筋力補助具２０４は、使用者１００に上側補助ベルト２１２、および下側補助ベルト２５２による補助力を与えないことが望ましい。
【００６７】
検出部３２４は、左右の靴３３０のそれぞれから、第一荷重センサ３３２および第二荷重センサ３３４の荷重検出値を取得する。検出部３２４は、左右の靴３３０の両方において、第二荷重センサ３３４の示す荷重が第一荷重センサ３３２の示す荷重に対して予め定められた比よりも大きくなった場合に、使用者１００の体重の重心が後ろへ移動したと判断する。
【００６８】
検出部３２４は、使用者１００の体重の重心が後ろへ移動したと判断した場合に、制御部３２６に解除信号を出力する。検出部３２４は、使用者１００の体重の重心が後ろへ移動したと判断しない場合に、制御部３２６に解除信号を出力しない。制御部３２６は、検出部３２４から解除信号を取得すると、解除部３４０を駆動する駆動信号を出力する。そして、駆動信号を取得した解除部３４０は、係止爪３４２の係止を解除して、上側補助ベルト２１２、および下側補助ベルト２５２の補助力を解放する。
【００６９】
筋力補助具２０４は、靴３３０の二つの荷重センサに加えて、三軸の加速度センサを制御ボックス３０２に備えてもよい。三軸の加速度センサを備えることで、筋力補助具２０４は、使用者１００の腰部の重力方向に対する姿勢も検出できるので、使用者１００の姿勢に関係する危険状況を詳細に検出できる。加速度センサに代えて、またはこれに加えて、筋力補助具２０６は、筋電位センサを用いて使用者１００の危険状況を検出してもよい。転倒するとき、使用者１００の体の一部に瞬時に力が入るので、筋電位センサは、当該力が予め定めた閾値を超えた場合に使用者１００が危険状況にあると判断してもよい。
【００７０】
図１６は、使用者１００に装着された別の筋力補助具２０６を背面から見た模式図である。図１６において、矢印で示す上下左右を筋力補助具２０６の上下左右方向とする。図１７は、使用者１００に装着された別の筋力補助具２０６を正面から見た模式図である。図１７において、矢印で示す上下左右を筋力補助具２０６の上下左右方向とする。
【００７１】
筋力補助具２０６は、使用者１００の上半身および下半身に装着されて、使用者１００腰部の筋力を補助する。筋力補助具２０６は、ジャケット部４００とズボン部４０２と、配線部４０４と、腰部アクチュエータ４１０と、脚部アクチュエータ４２０と、制御ボックス５００と、動作検出部５０８と、電源スイッチ５１０とを有する。
【００７２】
ジャケット部４００は、使用者１００の上半身を覆う形態を有している。ジャケット部４００は、半そで、長そで、ノースリーブ等、腕の形態は特に限定されない。ジャケット部４００は、伸縮可能な化学繊維等により形成される。ジャケット部４００は、使用者１００の上半身を一定の束縛力で締め付けて密着する。これにより、ジャケット部４００は、装着された状態では、使用者１００の上半身に対してすべり難くなる。
【００７３】
ズボン部４０２は、使用者１００の下半身を覆う形態を有している。ズボン部４０２は、脚部を半分覆う半ズボンであるが、脚部を全て覆う長ズボンであってもよい。ズボン部４０２は、伸縮可能な化学繊維等により形成される。ズボン部４０２は、使用者１００の下半身を一定の束縛力で締め付けて密着する。これにより、ズボン部４０２は、装着された状態では、使用者１００の下半身に対してすべり難くなる。
【００７４】
腰部アクチュエータ４１０は、第一アクチュエータ４１２と、第二アクチュエータ４１４とを有する。第一アクチュエータ４１２は、帯状に形成されており、使用者１００の右側であって、背部から腰部にわたって設けられている。第一アクチュエータ４１２は、全長にわたって、ジャケット部４００に貼り付けられて密着している。
【００７５】
第一アクチュエータ４１２は、電圧が印加されると伸縮する高分子材料を含む。第一アクチュエータ４１２は、電圧が印加されると、長手方向に伸長または収縮する。第一アクチュエータ４１２は、伸長または収縮することにより、使用者１００に補助力を提供する。
【００７６】
高分子材料の一例は、ポリロタキサン架橋体である。第一アクチュエータ４１２は、平面状のポリロタキサン架橋体の両面を伸縮性の電極で挟んだシート部材を巻くことによって作製される。ここで、第一アクチュエータ４１２の長手方向は、巻かれたシート部材の軸方向と平行である。第一アクチュエータ４１２は、柔軟性を有するので、着用した状態で歩行したときのユーザの違和感を低減できる。
【００７７】
高分子材料の別例は、非イオン性ゲルである。この場合、第一アクチュエータ４１２は、一対の外側電極と、一対の外側電極の間に配置されたメッシュ状のメッシュ電極と、メッシュ電極と各外側電極との間に設けられた非イオン性ゲルとを有する。非イオン性ゲルの一例は、ジメチルスルホキシドを溶媒とするポリビニルアルコールのゲルである。この第一アクチュエータ４１２では、メッシュ電極に外側電極よりも高い電圧を印加すると、外側電極から非イオン性ゲルに負電荷が注入されて、メッシュ電極に引き寄せられる。この結果、一対の外側電極間の距離が収縮する。逆に電圧の印加を停止すると、非イオン性ゲルの弾性力によって、元の状態に戻って伸長する。この外側電極、メッシュ電極及び非イオン性ゲルの組み合わせを複数積層することによって、伸縮量を増加させることができる。
【００７８】
高分子材料の別例は、ポリピロール膜である。電解液中に浸漬されたポリピロール膜は、電圧が印加されることにより、膨張または収縮する。例えば、正の電圧が印加されると、ポリピロール膜は膨張する。負の電圧が印加されると、ポリピロール膜は収縮する。第一アクチュエータ４１２は、ポリピロール膜を含む場合、電解液が必要となるので、第一アクチュエータ４１２を封止する必要がある。
【００７９】
第二アクチュエータ４１４は、使用者の左側であって、背部から腰部にわたって設けられている。第二アクチュエータ４１４のその他の構成は、第一アクチュエータと同様なので説明は省略する。
【００８０】
脚部アクチュエータ４２０は、第三アクチュエータ４２２と、第四アクチュエータ４２４と、第五アクチュエータ４２６と、第六アクチュエータ４２８とを有する。第三アクチュエータ４２２は、右脚の大腿部を覆うズボン部４０２の前面の右上から左下にわたって設けられている。第三アクチュエータ４２２は、帯状に形成されている。第三アクチュエータ４２２は、全長にわたって、ズボン部４０２に貼り付けられて密着している。
【００８１】
第三アクチュエータ４２２は、電圧が印加されると伸縮する高分子材料を含み、電圧が印加されると、長手方向に伸長または収縮する。第三アクチュエータ４２２は、伸長または収縮することによって、歩行時の使用者１００の右脚の上昇または下降を補助する。第三アクチュエータのその他の構成は、第一アクチュエータ４１２と同様であるので説明は省略する。
【００８２】
第四アクチュエータ４２４は、右脚の大腿部を覆うズボン部４０２の前面の左上から右下にわたって設けられている。従って、第三アクチュエータ４２２と、第四アクチュエータ４２４は、右脚の大腿部の前面で交差する。第五アクチュエータ４２６は、左脚の大腿部を覆うズボン部４０２の前面左上から右下にわたって設けられている。第六アクチュエータ４２８は、左脚の大腿部を覆うズボン部４０２の前面右上から左下にわたって設けられている。第五アクチュエータ４２６と、第六アクチュエータ４２８は、右脚の大腿部の前面で交差する。第四アクチュエータ４２４、第五アクチュエータ４２６、第六アクチュエータ４２８のその他の構成は、第三アクチュエータ４２２と同様なので、説明を省略する。
【００８３】
配線部４０４は、制御ボックス５００の電源と、腰部アクチュエータ４１０、および脚部アクチュエータ４２０のそれぞれのアクチュエータ（以後、各アクチュエータという）に個別電圧を印加する。制御ボックス５００は、ズボン部４０２の前側上部に設けられている。制御ボックス５００は、制御装置５０２と、電源部５０４と、漏電センサ５０６とを有する。
【００８４】
制御装置５０２は、筋力補助具２０６の制御全般を司る。電源部５０４は、配線部４０４を通じて各アクチュエータに電圧を個別に印加する。漏電センサ５０６は、配線部４０４、および各アクチュエータでの漏電を検出する。
【００８５】
動作検出部５０８は、使用者１００の背部に設けられ、使用者１００の上半身の動作を検出するセンサである。動作検出部５０８の一例は、三軸の加速度センサである。使用者１００が前屈姿勢をとると、動作検出部５０８は、上半身の傾斜を検出して制御装置５０２へ上半身の傾斜情報を出力する。
【００８６】
電源スイッチ５１０は、使用者１００の腹部中央部に設けられる。電源スイッチ５１０によって使用者１００は、筋力補助具２０６の主電源のオン・オフを切り替える。
【００８７】
図１８は、制御ボックス５００の制御を説明する機能ブロックを示す。図１８に示すように、制御装置５０２は、制御部５１８と、格納部５１４とを有する。
【００８８】
制御部５１８は、動作検出部５０８から傾斜情報を取得する。制御部５１８はさらに、電源スイッチ５１０から電源信号を取得する。制御部５１８は、取得した傾斜情報に基づいて、格納部５１４を参照することにより、当該格納部５１４に格納されている傾斜情報と電源制御との関係に基づいて、電源部５０４を制御して、各アクチュエータに個別に電圧を印加して筋力を補助する。
【００８９】
図１９は、筋力補助具２０６の動作を示す図である。図１９に示したように、第二アクチュエータ４１４に電圧が印加されると、第二アクチュエータ４１４は収縮する。第二アクチュエータ４１４の収縮により、使用者１００には、上半身を起こす補助力が付与される。
【００９０】
制御部５１８は、電源スイッチ５１０から最初の電源信号を取得すると、筋力補助具２０６の主電源をオン状態にする。制御部５１８は、次の電源信号を取得すると、筋力補助具２０６の主電源をオフ状態にする。
【００９１】
漏電センサ５０６は、危険状況の一例として、配線部４０４および各アクチュエータでの漏電を検出する。この場合に、漏電センサ５０６は、制御部５１８の制御に基づいて流れるべき電流以上の電流が流れた場合に漏電があったと判断して、制御部５１８に漏電を検出した旨を出力する。
【００９２】
制御部５１８は、漏電センサ５０６から漏電があった旨が入力された場合に、主電源を強制的にオフ状態にして、各アクチュエータが伸張、または収縮するエネルギーの供給を停止させる。これにより、漏電により危険状況となったときに、筋力補助具２０６は、主電源をオフ状態にして、使用者１００の危険状況を回避させる。
【００９３】
これに代えて、またはこれに加えて、各アクチュエータを備えた筋力補助具２０６においても、図１の測定部３１０または図１４の靴３３０を用いて使用者１００の危険状況を検出して、制御部５１８が主電源をオフ状態としてもよい。また、使用者１００の危険状況を検出したとき、筋力補助具２０６は、各アクチュエータから使用者１００に当該危険状況を回避するための補助力を与えてもよい。危険状況を回避するための補助力を与えることは、制御部５１８が補助力を調整する一例である。
【００９４】
前方に大きな凹み段差を検出した場合、筋力補助具２０６は、使用者１００を前方へ行かせなくすることを目的として、脚部アクチュエータ４２０に電圧を印加して、脚の上昇を妨げる補助力を与えてもよい。筋力補助具２０６は、使用者１００を前方へ行かせなくすることで、使用者１００が大きな凹みへ落ちることを防止できる。
【００９５】
他の例として、使用者１００が下り坂でつまずいたことを検出した場合、筋力補助具２０６は、脚部アクチュエータ４２０と腰部アクチュエータ４１０に電圧を印加して、より前方に脚をださせる補助力と上半身を起こす補助力を使用者１００に与えて、転倒を防止させる補助力を与えてもよい。更に、筋力補助具２０６に腕部の筋力を補助するアクチュエータを設けて、筋力補助具２０６は、転倒を防止するためのバランスを取る動きを補助する力を使用者１００の腕部に与えてもよい。このように、筋力補助具２０６は、使用者１００への補助力を調整することによって、使用者１００の危険状況を回避させることができる。
【００９６】
また、主電源をオフ状態することに代えて、またはこれに加えて、各アクチュエータの端部の一方に、図５の解除部３４０を設けて、使用者１００の危険状況を検出したとき、解除部３４０を駆動させて各アクチュエータをジャケット部４００から切り離してもよい。図１６、および図１７に示した例において、使用者１００の危険状況は、動作検出部５０８によって検出したが、これに代えて、またはこれに加えて、筋力補助具２０６は、筋電位センサを用いて使用者１００の危険状況を検出してもよい。転倒するとき、使用者１００の体の一部に瞬時に力が入るので、筋電位センサは、当該力が予め定めた閾値を超えた場合に使用者１００が危険状況にあると判断してもよい。
【００９７】
危険状況の場合に、主電源をオフ状態することに代えて、またはこれに加えて、制御部５０４は各アクチュエータを自然長に積極的に戻してもよい。この場合に、第一アクチュエータ４１２等のように電気的に駆動されるアクチュエータに対して、放電回路が設けられてもよい。危険状況であるときに、制御部５０４は電源部５０４からアクチュエータへの電力供給を停止することに加えて、アクチュエータに蓄積されている電荷を当該放電回路で放電することで、アクチュエータを自然長に積極的に戻してもよい。これにより、アクチュエータを早急に自然長に戻して、ユーザが危険を回避する場合に当該アクチュエータがユーザの動きの妨げとなることを確実に防止することができる。
【００９８】
第一アクチュエータ４１２等として、シリコーン、アクリル等のエラストマー膜の両面に、伸縮可能なシート状の電極を接着した誘電エラストマー型のアクチュエータを用いてもよい。当該アクチュエータは、電極への電圧印加で生じるクーロン力によりエラストマー膜を挟み込んで押し潰すことにより面方向に伸長する。危険状況であるときに、制御部５０４は当該アクチュエータへの電圧を制御することに加えて、図５から図８に示す解除部３４０を用いてアクチュエータの補助力の伝達経路を物理的に遮断してもよい。
【００９９】
第一アクチュエータ４１２等は、少なくとも電力を供給していない状態において、外力により変形可能であることが好ましい。この場合に電力の非供給時の剛性または弾性が供給時よりも低いことが好ましい。これにより、危険状況であるときに電力の供給を停止したとき、ユーザから受ける力によって第一アクチュエータ４１２が容易に変形するので、ユーザの動作を妨げることが防止される。アクチュエータが回転モータ、油圧シリンダ等の場合には、危険状況である場合にクラッチ機構や油抜き機構等の、アクチュエータの動きを自由にする機構を設けることになるが、上記アクチュエータによればこれらを設けなくてもよい。さらに、アクチュエータ自身の柔軟性により、転倒等の場合に当該アクチュエータが緩衝材としての役割も果たすことができる。
【０１００】
さらに、他の危険状況の例として、使用者１００が被水したことを検出して、筋力補助具２００等の補助力を解放または低減してもよい。なお、筋力補助具２０６の被水は、電流値を検出すること、漏電量を検出すること、または、各アクチュエータ周辺の湿度を湿度計で検出することによって検出できる。これにより、使用者１００が水中に落下した等の場合に、アクチュエータ等の電気機器の漏電による使用者１００への感電を防止できる。また、制御ボックス５００に、漏電ブレーカを設け、漏電発生時に各アクチュエータへの電力の供給を遮断してもよい。
【０１０１】
上記検出部３２４、制御部３２６、５１８のうち、危険状況に基づいて補助力を低減させるべく制御する部分は、ＣＰＵがソフトウェアプログラムを読み出すことにより実行されてもよいし、ＡＳＩＣ等によりハードウェアとして形成されてもよい。なお、制御部３２６、５１８は補助力を調整することに加えて、危険状況である旨を音、振動等により警告してもよい。
【０１０２】
また、筋力補助具２０６の動作検出部５０８が加速度センサを備えている場合、加速度センサは、配線を介して、ユーザの腰部における３方向の加速度信号を制御部５０４に出力する。
【０１０３】
加速度センサからの出力が、ユーザが転倒した状態に対応する状態であることを検出した場合、制御部５０４にユーザが転倒した状態であることを示す状態信号が出力される。制御装置５０２は、当該状態信号を取得すると、電源部５０４を制御して、第１アクチュエータ４１２及び第２アクチュエータ４１４等のアクチュエータによる歩行の支援を中止する。すなわち、ユーザに対して筋力補助具２０６からの支援がない自由な状態を提供する。なお、制御装置５０４は、歩行の支援を中止することに代えて、印加電圧を低下させることにより、各アクチュエータの出力を低減して、歩行の支援を制限してもよい。
【０１０４】
動作検出部５０８は、加速度センサから、ユーザの腰部における３方向の加速度信号を取得する。動作検出部５０８は、取得した加速度信号から加速度を算出して、予め定められた時間における加速度変化のプロファイルを作成する。なお、予め定められた時間の一例は２秒である。
【０１０５】
人間が転倒した場合に、腰部に特徴的な加速度変化が観測されることが知られている。そこで、予め故意に転倒した場合に測定された加速度変化のプロファイルを参照プロファイルとして格納部５１４に格納しておく。動作検出部５０８は、格納部５１４に格納された参照プロファイルと、加速度センサからの出力に基づいて算出されたプロファイルとを比較することで、筋力補助具２０６を使用しているユーザが転倒した状態であることを検出する。
【０１０６】
危険状況を検出する検出部３２４等の検出部は、作成したプロファイルと参照プロファイルとが予め定められた条件で一致した場合に、ユーザの状態が転倒した状態であると判断し、制御装置５０２にユーザの状態が転倒した状態であることを示す状態信号を出力する。制御装置５０２は、当該状態信号を取得すると、電圧制御処理を停止する。制御装置５０２は、電圧制御処理を停止することによって、各アクチュエータによる歩行の支援を止める。
【０１０７】
一方、検出部が、予め定められた条件で一致していない場合に、ユーザの状態が転倒した状態ではないと判断し、制御装置５０２にユーザの状態が転倒した状態でないことを示す状態信号を出力する。制御装置５０２は、当該状態信号を取得すると、電圧制御処理を実行する。
【０１０８】
このように、筋力補助具２０６は、検出部がユーザの転倒状態を検出した場合には、歩行支援を止める。これにより、ユーザが転倒した場合には支援を中止してユーザの本来の身体感覚に戻すことにより、受け身をとる動作を促すことができる。
【０１０９】
また、検出部として、加速度センサに代えて、ユーザの腰または臀部に圧力センサを設けて、予め定められた状態として、ユーザが着座した状態を検出してもよい。この場合、検出部は、圧力センサから、ユーザの腰部または臀部にかかる圧力信号を取得する。検出部は、取得した圧力信号から圧力を算出して、算出した圧力が、予め定められた圧力の閾値を越えた場合に、ユーザが着座した状態であると判断する。これにより、検出部は、筋力補助具２０６を装着したユーザが着座した状態であり、危険状態ではないことを検出する。
【０１１０】
検出部は、ユーザが着座した状態を検出した場合に、制御装置５０２にユーザの状態が着座した状態であることを示す状態信号を出力する。制御装置５０２は、当該状態信号を取得すると、危険状況が生じた場合のような制御は行わず、ユーザの筋力支援を行う。
【０１１１】
さらに、圧力センサに代えて、または、これに加えてユーザの膝部に膝の角度を検出できる角度センサを設けてもよい。この場合、検出部は、角度センサから、ユーザの膝の曲げ角度信号を取得する。検出部は、取得した膝の曲げ角度信号から膝の曲げ角度を算出して、算出した角度が予め定められた角度の閾値を越えた場合、または、膝の曲げ角度が予め定められた角度の閾値を超えた状態が所定の時間を超えた場合に、ユーザが着座した状態であると判断する。これにより、検出部は、筋力補助具２０６を使用しているユーザが着座した状態であることを検出してもよい。
【０１１２】
また、加速度センサに代えて、ユーザの脚の踏み出し先の地面に発信方向を向けた、超音波センサを設けた場合、予め定められた状態として、ユーザの前に予め定められた高さ以上の段差がある状態を検出してもよい。この場合、検出部は、超音波センサから地面に向けて発信した超音波が、地面に反射して受信されるまでの時間を取得する。動作検出部５０８は、取得した時間に音速を乗じて距離を測定することによって、当該地面にある段差の高さを算出する。検出部は、算出した高さが閾値以上であった場合に、ユーザの前に予め定められた高さ以上の段差がある状態であると判断する。これにより、検出部は、筋力補助具２０６を使用しているユーザの前に予め定められた高さ以上の段差があることを検出する。
【０１１３】
検出部は、ユーザの前に予め定められた高さ以上の段差がある状態を検出した場合に、制御装置５０２にユーザの前に予め定められた高さ以上の段差がある状態であることを示す状態信号を出力する。制御装置５０２は、当該状態信号を取得すると、電圧制御処理を停止して歩行支援を止める。このように、ユーザの前に予め定められた高さ以上の段差がある状態で歩行を支援することによって、ユーザを当該段差に導き、当該段差により転倒させてしまうことを防止できる。
【０１１４】
さらに、ユーザの前に予め定められた高さ以上の段差がある状態において、検出部は、ユーザの脚の踏み出し先の地面が低いか否かに基づいて、ユーザの前に予め定められた高さ以上の段差があると判断してもよい。足の踏み出し先の地面が低い段差を有する場合、当該段差によりユーザは、転倒しやすくなる。したがって、ユーザの脚の踏み出し先の地面が低い状態で歩行を支援することによって、ユーザを当該段差に導き、当該段差により転倒させてしまうことを防止できる。
【０１１５】
さらに、超音波センサに代えて、または、これに加えて撮像装置を用いてもよい。この場合、検出部は、撮像装置によって撮像されたユーザの前方の画像を取得する。検出部は、取得した画像を解析して、ユーザの前に予め定められた高さ以上の段差があるか否かを判断してもよい。これにより、検出部は、筋力補助具２０６を使用しているユーザの前に予め定められた高さ以上の段差があることを検出する。
【０１１６】
また、筋力補助具２０６は、加速度センサに代えて、気圧センサ７２を備えていてもよい。筋力補助具２０６において、検出部は、予め定められた状態として、ユーザが階段を上っている状態を検出する。階段を上っている状態において、ユーザは、手すりを握ると、右入力部２６および左入力部２８の何れか一方、もしくは両方から意思表示が入力されなくなる。
【０１１７】
一方、階段を上る時は、脚部への負荷が大きいので、歩行の支援を行って欲しいと考えるユーザは多い。このため、検出部は、ユーザが階段を上っている状態であると検出した場合、制御装置５０２にユーザが階段を上っている状態であることを示す状態信号を出力する。制御装置５０２は、当該状態信号を取得すると、右入力部２６および左入力部２８のいずれから意思表示が入力されていない場合でも、電源部５０４を制御して、各アクチュエータによって歩行を支援する。これにより、手摺を握りながら階段を上るユーザに対しても歩行を補助できる。
【０１１８】
検出部は、気圧センサ７２から、気圧信号を取得する。検出部は、取得した気圧信号からユーザの高度を算出する。検出部は、算出した高度からユーザの高度変化のプロファイルを作成する。検出部は、高度変化のプロファイルが、なだらかに上昇している場合に、ユーザが階段を上っている状態であると判断する。これにより検出部は、筋力補助具２０６を使用しているユーザが階段を上っている状態であることを検出する。
【０１１９】
制御装置５０２は、ユーザが電源スイッチ２９によって電源信号を入力したと判定すると、動作検出部５０８は、気圧センサから気圧信号を取得する。検出部は、気圧信号からユーザの高度を算出して、高度変化のプロファイルを作成する。検出部は、高度変化のプロファイルに基づいて、ユーザの状態が、階段を上っている状態か否かを判断する。
【０１２０】
検出部は、高度変化のプロファイルが、ユーザが階段を上っていることを示している場合、例えば、ユーザの高度がなだらかに上昇している場合に、ユーザの状態が、階段を上っている状態であり、危険状態ではないと判断し、制御装置５０２にユーザが階段を上っている状態であることを示す状態信号を出力する。制御装置５０２は、当該状態信号を取得すると、電圧制御処理を実行する。
【０１２１】
さらに、気圧センサに加えて、ユーザの股関節の角度を計測する角度センサを設けてもよい。この場合、検出部は、角度センサから、ユーザの股関節の曲げ角度信号を取得する。検出部は、角度信号から、例えば、股関節の角度変化を算出して、ユーザの脚の屈伸のタイミングを取得する。階段を上る場合に、股関節から脚を曲げて階段に脚をかけ、股関節を伸ばして１段上の段に上るので、股関節の伸びのタイミングと、ユーザの高度変化のタイミングとを比較することで、ユーザが階段を上っている状態であることを検出してもよい。
【０１２２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。また、上記実施の形態に、多様な変更または改良を加え得ることが当業者に明らかである。更に、変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることは、請求の範囲の記載から明らかである。
【０１２３】
請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１２４】
１００  使用者、２００、２０２、２０４、２０６  筋力補助具、２１０  上装着部、２１２  上側補助ベルト、２１３  補助ベルト、２１４  連結具、２１５  係止突起、２１６  弾性爪、２１７  流体、２１８  ジャケット部、２２０  下装着部、２２２  取付具、２２３  嵌合部、２２４  係止穴、２２６  連結ベルト、２２８  固定ベルト、２３０  膝ベルト、２３２  踵ベルト、２３４  ズボン部、２４２  弾性部、２５２  下側補助ベルト、２６０  ケーブル、２６２  連結管、３００、３０２、３０６  制御ボックス、３０４  ポンプ、３１０  測定部、３１２  超音波センサ、３１４  角度調整部、３１６、３３６  ケーブル、３２４  検出部、３２６  制御部、３３０  靴、３３２  第一荷重センサ、３３４  第二荷重センサ、３４０  解除部、３４２、３７０  係止爪、３４４  係止板、３４６、３７６  支持部、３４８、３７２  付勢部材、３５０、３７４  ロッド、３５２、３７８  筐体、３５４、３８０  駆動部、３６０  解放部、３６２  回転体、３６４  係止突起、３６６、３６８  調整ベルト、３９０  シリンダ、３９２  ピストン、３９４  アクチュエータ、４００  ジャケット部、４０２  ズボン部、４０４  配線部、４１０  腰部アクチュエータ、４１２  第一アクチュエータ、４１４  第二アクチュエータ、４２０  脚部アクチュエータ、４２２  第三アクチュエータ、４２４  第四アクチュエータ、４２６  第五アクチュエータ、４２８  第六アクチュエータ、５００  制御ボックス、５０２  制御装置、５０４  電源部、５０６  漏電センサ、５０８  動作検出部、５１０  電源スイッチ、５１４  格納部、５１８  制御部
【図１】
2014061269.tif 000003
【図２】
2014061269.tif 000004
【図３】
2014061269.tif 000005
【図４】
2014061269.tif 000006
【図５】
2014061269.tif 000007
【図６】
2014061269.tif 000008
【図７】
2014061269.tif 000009
【図８】
2014061269.tif 000010
【図９】
2014061269.tif 000011
【図１０】
2014061269.tif 000012
【図１１】
2014061269.tif 000013
【図１２】
2014061269.tif 000014
【図１３】
2014061269.tif 000015
【図１４】
2014061269.tif 000016
【図１５】
2014061269.tif 000017
【図１６】
2014061269.tif 000018
【図１７】
2014061269.tif 000019
【図１８】
2014061269.tif 000020
【図１９】
2014061269.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月9日(2015.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伸長または収縮することにより使用者の筋力を補助するアクチュエータと、
予め定められた危険状況を検出する検出部と、
前記検出部により前記危険状況が検出された場合に、前記アクチュエータの補助力を調整する制御部と、を備え、
前記アクチュエータは、少なくとも前記危険状況の検出時に前記制御部により前記補助力が調整された状態において、前記使用者から所定の大きさの力を受けたときに変形する筋力補助具。
【請求項２】
前記制御部は、前記検出部により前記危険状況が検出された場合に、前記アクチュエータが前記筋力を補助しているときに比べて前記アクチュエータの剛性が低くなるように前記アクチュエータを制御する請求項１に記載の筋力補助具。
【請求項３】
前記制御部は、前記アクチュエータによる前記補助力を解放する請求項１または２に記載の筋力補助具。
【請求項４】
前記制御部は、前記アクチュエータが伸長または収縮するエネルギーの供給を停止することにより、前記補助力を解放する請求項３に記載の筋力補助具。
【請求項５】
エネルギーの供給が停止されたときの前記アクチュエータの剛性が、エネルギーの供給を受けているときの剛性に比べて低い請求項３または４に記載の筋力補助具。
【請求項６】
前記制御部は、前記アクチュエータの長さが自然長になるように補助力を解放する請求項３から５のいずれか一項に記載の筋力補助具。
【請求項７】
前記制御部は、前記アクチュエータと前記使用者との間の前記補助力の伝達経路を物理的に遮断することにより前記補助力を解放する請求項３に記載の筋力補助具。
【請求項８】
前記検出部は、前記危険状況として、前記使用者の予め定められた危険姿勢を検出する請求項１から７の何れか一項に記載の筋力補助具。
【請求項９】
前記検出部は、前記危険姿勢として、前記使用者の体重の重心の後ろへ移動を検出する請求項８に記載の筋力補助具。
【請求項１０】
前記検出部は、荷重センサ、筋電センサおよび加速度センサの少なくとも一つを有する請求項８または９に記載の筋力補助具。
【請求項１１】
前記検出部は、前記荷重センサで出力された荷重に基づいて、前記使用者の体重の重心が後ろへ移動したか否かを判断する請求項１０に記載の筋力補助具。
【請求項１２】
前記検出部は、前記危険状況として、被水したことを検出する請求項１から１１のいずれか１項に記載の筋力補助具。
【請求項１３】
前記検出部は、前記危険状況として、予め定められた高さ以上の段差を検出する請求項１から１２のいずれか１項に記載の筋力補助具。
【請求項１４】
前記検出部は、前記使用者の脚の踏み出し先の地面が低いか否かに基づいて、前記段差を検出する請求項１３に記載の筋力補助具。
【請求項１５】
前記検出部は、前記踏み出し先の地面への距離を測距することにより、前記段差の有無を判断する請求項１４に記載の筋力補助具。
【請求項１６】
前記検出部は、前記使用者の前方の画像を解析して、前記段差の有無を判断する請求項１５に記載の筋力補助具。
【請求項１７】
前記検出部は、予め記録された安全な条件を満たさない場合に、前記危険状況であると判断する請求項１から１６のいずれか１項に記載の筋力補助具。
【請求項１８】
前記制御部は、前記アクチュエータにより前記危険状況を回避する補助力を与える請求項１から１７のいずれか１項に記載の筋力補助具。
【国際調査報告】
2014061269.tif 000022
2014061269.tif 000023
2014061269.tif 000024
2014061269.tif 000025