(57)【要約】【課題】動作を補助する際に生じ得る利用者の違和感の軽減を図ることができる動作補助装置を提供する。【解決手段】動作補助装置１は、第２フレーム１４を介して利用者Ｐに上体の姿勢を制御する力を加えるアクチュエータと、利用者Ｐの上体の姿勢角度θを検知する姿勢推定センサと、基準姿勢角度θ０に対する姿勢角度θの偏差ｄθを小さくするようにアクチュエータを制御する制御部と、トリガーイベントの発生を検知するトリガーセンサとを備える。制御部は、トリガーイベント発生時の姿勢角度を基準姿勢角度θ０として設定する。【選択図】図２
2015221160.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者の脚体に装着される第１装具と、
前記利用者の上体に装着される第２装具と、
前記第１装具に接続されている第１フレームと、
前記第２装具に接続されている第２フレームと、
前記第１フレーム又は第２フレームに駆動力を伝達することによって、前記第１装具及び前記第２装具を介して、力を前記利用者に作用させるアクチュエータと、
前記利用者の前後方向を垂線方向とする鉛直平面に対する前記上体の姿勢角度を検知する姿勢推定センサと、
基準姿勢角度に対する前記姿勢角度の偏差を小さくする力が前記利用者に作用するように、前記アクチュエータの駆動を制御する制御部と、
トリガーイベントの発生を検知するトリガーセンサと
を備え、
前記制御部は、前記トリガーセンサがトリガーイベントの発生を検知した際の前記姿勢推定センサの検知した姿勢角度を前記基準姿勢角度として設定することを特徴とする動作補助装置。
【請求項２】
請求項１に記載の動作補助装置であって、
前記トリガーセンサは、前記アクチュエータが利用者の前後方向を垂線方向とする鉛直平面に対する前記上体の傾動を制御するために作用させる力の大きさを検知する力センサであり、
前記制御部は、基本姿勢の前記利用者に対して前記第２装具と前記利用者との間の空隙が減少するように前記アクチュエータを駆動して、前記力センサが検知した力が所定の値又は所定範囲内の値になった際に、前記姿勢推定センサが検知した前記姿勢角度を前記基準姿勢角度として設定することを特徴とする動作補助装置。
【請求項３】
請求項１に記載の動作補助装置であって、
前記トリガーセンサは、前記利用者が任意のタイミングで信号を入力する設定スイッチであり、
前記制御部は、前記設定スイッチから信号を検知した際の前記姿勢推定センサが検知した前記姿勢角度を前記基準姿勢角度として設定することを特徴とする動作補助装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の動作補助装置であって、
前記第２装具は、前記利用者側に、前記利用者と当接する当接部材を有し、
前記当接部材は、前記第２フレームに対して上下方向に固定位置を移動可能であることを特徴とする動作補助装置。
【請求項５】
請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の動作補助装置であって、
前記第２装具は、前記利用者側に、前記利用者と当接する当接部材を有し、
前記当接部材は、前記利用者の側方から見て丸みを帯びた形状であることを特徴とする動作補助装置。
【請求項６】
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の動作補助装置であって、
前記第２装具の前記利用者との当接部分には、当接部材が設置され、
前記当接部材は、前記第２装具に対して、前記利用者の左右方向と平行な軸線を中心として回動可能であることを特徴とする動作補助装置。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の動作補助装置であって、
前記第２装具は、前記利用者の前方側に、前記利用者と当接する当接部材を有し、
前記当接部材の左右方向の大きさは、前記利用者の右側の第六肋骨と第六肋軟骨との接合部から左側の第六肋骨と第六肋軟骨との接合部までの範囲、及び、前記利用者の右側の第七肋骨と第七肋軟骨との接合部から左側の第七肋骨と第七肋軟骨との接合部までの範囲を覆う大きさであり、
前記当接部材の上下方向の大きさは、前記利用者の右側の第六肋骨と第六肋軟骨との接合部から右側の第七肋骨と第七肋軟骨との接合部までの範囲、及び、前記利用者の左側の第六肋骨と第六肋軟骨との接合部から左側の第七肋骨と第七肋軟骨との接合部までの範囲を覆う大きさであることを特徴とする動作補助装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上体が傾動した状態から基本姿勢に戻る動作、及び、傾動した姿勢を維持する動作を補助する動作補助装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、利用者の脚体に装着される大腿当て具と、利用者の上体に装着される胸当て具と、大腿当て具に接続されている大腿支持アームと、胸当て具に接続されている上体支持アームと、利用者の腰部に装着される腰当て具とを備えた動作補助装置が知られている（特許文献１参照。）。
【０００３】
この動作補助装置は、大腿支持アームと腰当て具との接続に用いられているコイルバネの弾性力及び上体支持アーム自体が有する弾性力によって、上体が脚体に対して相対的に傾斜するほど大きくなる、大腿支持アームと上体支持アームとがなす角度を大きくする力を利用者に作用させる。その力によって、上体が傾動した状態から基本姿勢（上体と脚体との相対位置が利用者の通常の直立状態における位置になった際の姿勢）に戻る動作を補助している。
【０００４】
また、この動作補助装置は、上体支持アームが腰当て具に対して上下方向に摺動可能に取り付けられており、上体支持アームに接続されている胸当て具の利用者に対する当接位置が上下方向に所定範囲で調節可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第２７３６６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の動作補助装置は、予め設計された構成部材の弾性力によって、利用者に脚体に対する上体の傾動を抑制する力を作用させるものである。そのため、その動作補助装置では、利用者の体型によっては、動作を補助するために利用者に力を加えた際に、利用者に違和感を与えるおそれがあった。
【０００７】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、動作を補助する際において生じ得る利用者の違和感の軽減および、適切な姿勢で適切な力を加えることができる動作補助装置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】
【０００８】
本発明の動作補助装置は、利用者の脚体に装着される第１装具と、利用者の上体に装着される第２装具と、第１装具に接続されている第１フレームと、第２装具に接続されている第２フレームと、第１フレーム又は第２フレームに駆動力を伝達することによって、第１装具及び第２装具を介して、力を利用者に作用させるアクチュエータと、利用者の前後方向を垂線方向とする鉛直平面に対する上体の姿勢角度を検知する姿勢推定センサと、基準姿勢角度に対する姿勢角度の偏差を小さくする力が利用者に作用するように、アクチュエータの駆動を制御する制御部と、トリガーイベントの発生を検知するトリガーセンサとを備え、制御部は、トリガーセンサがトリガーイベントの発生を検知した際の姿勢推定センサの検知した姿勢角度を基準姿勢角度として設定することを特徴とする。
【０００９】
このように、本発明の動作補助装置では、トリガーイベントの発生が検知された際に姿勢推定センサの検知した姿勢角度を、制御部が基準姿勢角度として設定する。そのため、利用者に作用する力の大きさや力の加わる位置を、利用者ごとに異なる基本姿勢（上体と脚体との相対位置が利用者の通常の直立状態における位置になった際の姿勢）に対応したものに調整することができる。
【００１０】
また、本発明の動作補助装置の制御部は、設定された基準姿勢角度に基づいて、利用者に作用させる力が姿勢推定センサの検知した姿勢角度と基準姿勢角度との偏差を小さくする力となるように、アクチュエータを制御している。
【００１１】
そのため、本発明の動作補助装置によれば、利用者ごとに異なる基本姿勢を基準として、利用者の上体の傾動に応じて適した力を利用者に加えることができる。したがって、本発明の動作補助装置によれば、動作を補助する際において生じ得る利用者の違和感の軽減を図ることができる。
【００１２】
また、本発明の動作補助装置においては、トリガーセンサは、アクチュエータが利用者の前後方向を垂線方向とする鉛直平面に対する上体の傾動を制御するために作用させる力の大きさを検知する力センサであり、制御部は、基本姿勢の利用者に対して第２装具と利用者との間の空隙が減少するようにアクチュエータを駆動して、力センサが検知した力が所定の値又は所定範囲内の値になった際に、姿勢推定センサが検知した姿勢角度を基準姿勢角度として設定することが好ましい。
【００１３】
このようにトリガーセンサとして力センサを用いる構成にすれば、自動的に基準姿勢角度を設定することができるので、さらに利用者に与える違和感の軽減を図り易くなる。
【００１４】
また、本発明の動作補助装置においては、トリガーセンサは、利用者が任意のタイミングで信号を入力する設定スイッチであり、制御部は、設定スイッチから信号を検知した際の姿勢推定センサが検知した姿勢角度を基準姿勢角度として設定することが好ましい。
【００１５】
このように利用者が任意の角度を基準姿勢角度とすることができる構成にすれば、容易に適切な基準姿勢角度を設定することができるので、さらに利用者に与える違和感の軽減を図り易くなる。
【００１６】
また、本発明の動作補助装置においては、第２装具は、利用者側に、利用者と当接する当接部材を有し、当接部材は、第２フレームに対して上下方向に固定位置を移動可能であることが好ましい。
【００１７】
利用者に違和感を与えずに姿勢を制御する力を加えることができる当接位置は、利用者の体型等によって異なる。そこで、利用者に直接力を加える当接部材の第２装具に対する固定位置を移動可能に構成すれば、利用者の体型に応じて力の加わる位置が変更できるので、さらに利用者に与える違和感の軽減を図り易くなる。
【００１８】
また、本発明の動作補助装置においては、第２装具は、利用者側に、利用者と当接する当接部材を有し、当接部材は、利用者の側方から見て丸みを帯びた形状であることが好ましい。
【００１９】
このように構成すれば、利用者の体型差に影響されずに、当接部材を適切な角度で当接させやすくなる。
【００２０】
また、本発明の動作補助装置においては、第２装具の利用者との当接部分には、当接部材が設置され、当接部材は、第２装具に対して、利用者の左右方向と平行な軸線を中心として回動可能であることが好ましい。
【００２１】
このように構成すれば、第２フレームに接続された第２装具の当接部材が第２装具に対して固定されているように構成した場合に比べ、利用者の体型差に影響されずに、当接部材を適切な角度で当接させやすくなる。
【００２２】
また、本発明の動作補助装置においては、第２装具は、利用者の前方側に、利用者と当接する当接部材を有し、当接部材の左右方向の大きさは、利用者の右側の第六肋骨と第六肋軟骨との接合部から左側の第六肋骨と第六肋軟骨との接合部までの範囲、及び、利用者の右側の第七肋骨と第七肋軟骨との接合部から左側の第七肋骨と第七肋軟骨との接合部までの範囲を覆う大きさであり、当接部材の上下方向の大きさは、利用者の右側の第六肋骨と第六肋軟骨との接合部から右側の第七肋骨と第七肋軟骨との接合部までの範囲、及び、利用者の左側の第六肋骨と第六肋軟骨との接合部から左側の第七肋骨と第七肋軟骨との接合部までの範囲を覆う大きさであることが好ましい。
【００２３】
当接部材の当接位置が第六肋骨よりも上方になると、胸部に当接されることになる。一方、当接位置が、第七肋骨よりも下方になると剣状突起（胸骨）等のある体表面へ当接することになる。そのため、当接部材の位置は、第六肋骨及び第七肋骨に動作を補助するための力が加わるように調整されることが多い。
【００２４】
そこで、当接部材の大きさを、第六肋軟骨と第六肋骨との接合部及び第七肋軟骨と第七肋骨との接合部を覆う大きさにすれば、さらに利用者に与える違和感の軽減を図り易くなる。また、そのような大きさにすれば、利用者の腕部の動作を阻害することもない。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態に係る動作補助装置の概略構成を示す斜視図。
【図２】図１動作補助装置の概略構成を示す側面図。
【図３】図１の動作補助装置の第２フレーム及び第２装具の概略構成を示す図であり、３Ａは背面図、３Ｂは３ＡのＩ−Ｉ線断面図、３Ｃは３ＡのＩＩ−ＩＩ線断面図。
【図４】図１の動作補助装置のパッドの大きさを示す図。
【図５】図１の動作補助装置の基準姿勢角度と姿勢角度との偏差に対して利用者に加わる力を表すグラフであり、５Ａは偏差が所定値になるまで力が曲線的に増加し、偏差が所定値を超えると力が一定になる構成にした場合のグラフ、５Ｂは直線的に力が増加する構成にした場合のグラフ、５Ｃは曲線的に力が増加する構成にした場合のグラフ、５Ｄは段階的に力が増加する構成にした場合のグラフ。
【図６】図１の動作補助装置を装着した利用者が前傾した状態を示す側面図。
【図７】図１の動作補助装置のキャリブレーション時における経過時間に対して利用者に加わる力を表すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
まず、図１〜図３を参照して、本実施形態の動作補助装置の構成について説明する。
【００２７】
図１に示すように、動作補助装置１は、利用者Ｐの腰部に装着される腰部ベルト１０と、腰部ベルト１０によって利用者Ｐに体形に合わせてある程度回転自由度を持たせた形で装着される第２フレーム１４と、第２フレーム１４の上端部に接続され、利用者Ｐの状態上体に装着される第２装具１５とを備えている。第２フレーム１４からアクチュエータを介して利用者Ｐの大腿部前方まで延びる左右一対の第１フレーム１２と、第１フレーム１２の各々の下端部に接続され、利用者Ｐの左右の脚体の各々に装着される第１装具１３とを備えている。また、動作補助装置１は、第２フレーム１４の上端部に接続され、利用者Ｐの上体（股関節の回転軸よりも上方の部位）に装着される第２装具１５を備えている。
【００２８】
第２フレーム１４に内蔵されている姿勢推定センサは、利用者Ｐの前後方向を垂線方向とする鉛直平面と第２フレーム１４とがなす角度（以下、「姿勢角度θ」という。図２参照）を検知する。
【００２９】
本実施形態におけるこの姿勢角度θは、利用者Ｐの前後方向を垂線方向とする鉛直平面に対する利用者Ｐの上体の姿勢角度（利用者Ｐを側方から見た場合における上体（腹部及び胸部）の中心線と鉛直平面とがなす角度）の減少に伴って減少する角度である。
【００３０】
本体フレーム１１に内蔵されている角度センサは、第１フレーム１２と第２フレーム１４とがなす角度（以下、「傾斜角度φ」という。図２参照）を検知する。
【００３１】
本実施形態におけるこの傾斜角度φは、利用者Ｐの脚体に対する上体の相対的な傾斜角度（利用者Ｐを側方から見た場合における上体（腹部及び胸部）の中心線と脚体（大腿部）の中心線とがなす角度）の増加に伴って増加する角度である。そのため、基本姿勢における傾斜角度（基本傾斜角度φ０）よりも傾斜角度φが小さい場合には、利用者Ｐは前傾姿勢（前屈状態）であると判定することができる。
【００３２】
左右一対の第１フレーム１２は、本体フレーム１１を中心として、利用者Ｐの前後方向に独立して揺動可能に構成されている。第１フレーム１２は、本体フレーム１１に内蔵されているアクチュエータから伝達される駆動力によって揺動する。
【００３３】
第１装具１３は、脚部ベルト１３ａを有している。第１フレーム１２及び第１装具１３は、脚部ベルト１３ａを利用者Ｐの大腿部に装着することによって、利用者Ｐの脚体と一体的に動くように固定される。
【００３４】
なお、第１フレーム１２の長さ、第１装具１３の固定位置、第１装具１３の利用者Ｐの脚体に対する固定方法は上記のものに限定されるものではなく、第１フレーム１２が利用者Ｐの脚体と一体的に揺動するように構成されていればよい。例えば、脚部ベルト１３ａを省略し、弾性部材等を用いて第１装具１３を利用者Ｐの脚体に常にわずかに押し付けるように構成してもよい。また、利用者Ｐの大腿部ではなく、下腿部に固定するようにしてもよい。
【００３５】
第２フレーム１４は、本体フレーム１１と一体的に構成されている。そのため、第２フレーム１４は、第１フレーム１２が利用者Ｐに力を加えた際に、その力の反作用によって、第１フレーム１２との接続位置を中心として、利用者Ｐの前後方向に揺動する。また、第２フレーム１４の本体フレーム１１に対する固定角度は、利用者Ｐの体型に合わせて調整可能になっている。
【００３６】
また，第１フレーム１２は利用者の動きの制約を緩和するために脚左右方向に自由に搖動可能に構成されている。第２フレーム１４内部に地面と第２フレームがなす姿勢角度である姿勢角度θ（図２参照）を検知する姿勢推定センサ（不図示），及び，アクチュエータの駆動を制御する制御部（不図示）が配置されている。
【００３７】
第２装具１５は、利用者Ｐ側に当接部材であるパッド１５ａを有している。また、第２装具１５は、第２装具１５から利用者Ｐの上体に加わる力を検知する力センサ（不図示）を有している。
【００３８】
第２装具１５のパッド１５ａは、上下方向の断面形状が利用者側に凸面を向けた半円状に形成されている。すなわち、パッド１５ａは、利用者Ｐの側方から見て丸みを帯びた形状に形成されている。そのため、パッド１５ａは、利用者Ｐの体型差に影響されずに、利用者Ｐに対して適切な角度で当接可能となっている。利用者Ｐの側方から見て丸みを帯びた形状としては、たとえば半球形状や半楕円形状等であってもよい。
【００３９】
なお、パッド１５ａは、第２装具１５の本体部１５ｂ（図３参照）に対して、利用者Ｐの左右方向と平行な軸線を中心として所定範囲で回動可能に構成してもよい。また、パッド１５ａを丸みを帯びた形状にしたうえで、回動可能に構成してもよい。
【００４０】
図３Ａに示すように、第２装具１５は、本体部１５ｂと、本体部１５ｂを第２フレーム１４とを連結するヒンジ部１５ｃとを備えている。ヒンジ部１５ｃを備えているので、本体部１５ｂの第２フレーム１４に対する固定角度は、利用者Ｐの前後方向に変更可能になっている。
【００４１】
また、本体部１５ｂは、背面部（利用者Ｐ側）に、パッド１５ａを固定するために上下方向に形成された一対のガイドレール溝１５ｄと、一対のガイドレール溝１５ｄの間に上下方向に形成された本体部側ラッチ部１５ｅとを備えている。
【００４２】
図３Ｂに示すように、第２装具１５のパッド１５ａは、本体部１５ｂに対して移動可能に接続されているパッドベース部１５ｆと、パッドベース部１５ｆの利用者Ｐ側の面に取り付けられ、ゴム等の弾力性のある部材によって形成されたパッド部１５ｇとによって構成されている。
【００４３】
また、パッド１５ａは、パッドベース部１５ｆとパッド部１５ｇとの間に、力センサ（不図示）が設置されている。力センサとしては、例えば、面圧センサや圧力センサ、多軸力センサを用いてもよい。
【００４４】
パッドベース部１５ｆは、本体部１５ｂ側に突起部１５ｈが形成されている。この突起部１５ｈは、本体部１５ｂに形成されたガイドレール溝１５ｄと係合しており、パッド１５ａを本体部１５ｂに対して、上下方向に摺動可能に固定している。
【００４５】
図３Ｃに示すように、パッドベース部１５ｆは、下方に、パッドベース部側ラッチ部１５ｉと、パッドベース部側ラッチ部１５ｉの下端部に設けられた押圧部１５ｊとを有している。
【００４６】
パッドベース部側ラッチ部１５ｉは、本体部側ラッチ部１５ｅの凹凸に対応する凸状部が形成された板状の部材として形成されている。また、パッドベース部側ラッチ部１５ｉは、弾性を有する材料で形成されており、押圧部１５ｊを指で押圧することによって屈曲し、本体部側ラッチ部１５ｅとの係合が解除されるようになっている。
【００４７】
このように構成されている第２装具１５では、パッド１５ａが本体部１５ｂに対して（すなわち、第２フレーム１４に対して）上下方向に固定位置を移動可能になっている。そのため、利用者Ｐの体型に応じて、力の加わる位置を容易に調整することができる。
【００４８】
ところで、パッド１５ａが当接する位置が、利用者Ｐの第六肋骨よりも上方の場合には、胸部に当接され、利用者Ｐの第７肋骨よりも下方の場合には、剣状突起（胸骨）や内臓に当接することになる。そのため、パッド１５ａが当接する位置は、利用者Ｐの第六肋骨及び第七肋骨が存在する位置に調整されることが多い。
【００４９】
そこで、図４に示すように、本実施形態の動作補助装置１では、パッド１５ａの左右方向の大きさは、一般的な体型の利用者Ｐの右側の第六肋骨ＣＲ６１と第六肋軟骨ＣＲ６２との接合部から左側の第六肋骨ＣＬ６１と第六肋軟骨ＣＬ６２との接合部までの範囲、及び、利用者Ｐの右側の第七肋骨ＣＲ７１と第七肋軟骨ＣＲ７２との接合部から左側の第七肋骨ＣＬ７１と第七肋軟骨ＣＬ７２との接合部までの範囲を覆う大きさになっている。
【００５０】
また、パッド１５ａの上下方向の大きさは、利用者Ｐの右側の第六肋骨ＣＲ６１と第六肋軟骨ＣＲ６２との接合部から右側の第七肋骨ＣＲ７１と第七肋軟骨ＣＲ７２との接合部までの範囲、及び、利用者Ｐの左側の第六肋骨ＣＬ６１と第六肋軟骨ＣＬ６２との接合部から左側の第七肋骨ＣＬ７１と第七肋軟骨ＣＬ７２との接合部までの範囲を覆う大きさになっている。
【００５１】
なお、パッド１５ａがこの大きさであれば、利用者Ｐの上体の横幅に対して大きくなりすぎることがないので、パッド１５ａが利用者Ｐの腕部の動作を阻害することもない。
【００５２】
また、パッド１５ａは上方から見た場合（図３Ｂ参照）、二つの凸部を有する形状になっている。それらの凸部は、第六肋骨ＣＲ６１と第六肋軟骨ＣＲ６２との接合部、及び、第七肋骨ＣＲ７１と第七肋軟骨ＣＲ７２との接合部に当接する位置になる。
【００５３】
次に、図５を参照して、動作補助装置１が、脚体に対する上体の前傾姿勢を制御するため、又は、姿勢を維持するために利用者Ｐに加える力について説明する。
【００５４】
上記のように構成された動作補助装置１は、制御部が第２フレーム１４と一体的に構成されている本体フレーム１１に内蔵されたアクチュエータを駆動することによって、第１フレーム１２に駆動力を伝達し、第１装具１３及び第２装具１５を介して、利用者Ｐに、脚体に対する上体の姿勢を制御する力を加える。
【００５５】
この力は、基準姿勢角度θ０に対する姿勢角度θの偏差ｄθ（すなわち、ｄθ＝θ０−θ）が大きくなるほど脚体に対する上体の傾動が強く抑制される力となるように制御されている。
【００５６】
具体的には、本実施形態の動作補助装置１では、図５Ａに示すように、偏差ｄθの値が所定値以下の場合には、偏差ｄθの増加に伴って制御する力Ｆが曲線的に増加し、偏差ｄθの値が所定値を超える場合には、力Ｆが一定になるように、制御部がアクチュエータを制御している。この力Ｆの大きさは、利用者Ｐが前傾姿勢をとった際に、腰部に加わる負荷を基準として定められる。
【００５７】
なお、偏差ｄθに対する制御する力Ｆは、必ずしも上記のように変化するように構成する必要はない。例えば、図５Ｂに示すように、直線的に増加するようにしてもよいし、図５Ｃに示すように、曲線的に増加するように構成してもよいし、図５Ｄに示すように、段階的に増加するように構成してもよい。
【００５８】
次に図２及び図６〜図７を参照して、利用者Ｐが脚体に対する上体の前傾姿勢を制御する際における動作補助装置１の使用方法について説明する。
【００５９】
動作補助装置１に、脚体に対する上体が前傾した前傾姿勢（図６に示した姿勢）から基本姿勢（図２に示した姿勢（上体と脚体との相対位置が利用者の通常の直立状態における位置になった際の姿勢））になる動作、又は、前傾姿勢を維持する動作を補助させるために、まず、利用者Ｐは、動作補助装置１を装着した後に、姿勢を制御するために利用者Ｐに加わる力が作用する位置についてキャリブレーションを行う。
【００６０】
具体的には、まず、利用者Ｐは、動作補助装置１を装着した後に、キャリブレーションボタン（不図示）を押す前に、パッド部１５ｇが利用者Ｐの肋骨のある位置に当接するように、パッド１５ａの位置の調整を行う。
【００６１】
このとき、利用者Ｐが基本姿勢をとると、パッド部１５ｇは第２フレーム１４等の接続されている構造物の自重により、利用者Ｐに対して離れた位置で安定する。その状態で、利用者Ｐは、本体フレーム１１のキャリブレーションスイッチを押す。
【００６２】
第２フレーム１４に内蔵されている制御部（不図示）は、キャリブレーションスイッチからの信号を受信すると、アクチュエータ（不図示）から第１フレーム１２に駆動力を伝達し、第１フレーム１２に接続された第１装具１３を介して、利用者Ｐの脚体に徐々に大きくなるように力を加え始める。その反作用として、本体フレーム１１と一体的に構成されている第２フレーム１４に接続された第２装具１５が徐々に利用者Ｐの状態に近づいて当接し、当接後には利用者Ｐの上体にも徐々に大きくなるように力が加わり始める。
【００６３】
このとき、図７に示すように、利用者Ｐに加えられる力Ｆｃは、利用者Ｐに第２フレーム１４が当接した時点（ｔ＝０の時点）から、時間ｔの増大とともに曲線的に大きくなっていく。
【００６４】
そして、制御部は、第２装具１５に内蔵されているトリガーセンサとしての力センサ（不図示）が所定の値Ｆｃ０（例えば、利用者Ｐに違和感を与えず、且つ、上体の傾動を制御し得る値）を検知した時点ｔ０（トリガーイベントが生じた時点）における姿勢角度θを記憶し、その角度θを基準姿勢角度θ０として設定してキャリブレーションを終了する。
【００６５】
この際の所定の値Ｆｃ０は、制御部に格納されたマップに基づいて決定される。そのマップは、例えば、利用者Ｐの身長、体重等の利用者Ｐの体型に基づいて予め定められたものである。
【００６６】
なお、キャリブレーションにおいて設定する基準角度θ０は、必ずしも、力センサが検知した力が所定の値Ｆｃ０になった際の角度である必要はなく、検知した力が所定の値Ｆｃ０を中心とする所定範囲内の値になった時点の角度であるようにしてもよい。
【００６７】
また、キャリブレーションの方法は、上記の方法に限定されるものではない。例えば、キャリブレーションスイッチ（設定スイッチ）をトリガーセンサとし、利用者Ｐがキャリブレーションスイッチを押すことをトリガーイベントとし、スイッチを押した際の姿勢角度θを基準姿勢角度θ０として設定するようにしてもよい。このように構成にすれば、利用者が任意の姿勢角度θを基準姿勢角度θ０とすることができる。
【００６８】
上記のキャリブレーションを行うことによって、基準姿勢角度θ０は、初期状態として仮に設定されていた基準姿勢角度から、実際に使用する利用者Ｐの体型に適した（すなわち、利用者Ｐの基本姿勢に対応した）基準姿勢角度に変更される。
【００６９】
キャリブレーションの終了後、角度センサが検知した傾斜角度φが基本姿勢の際の傾斜角度φ０よりも小さくなっている場合には、制御部は、利用者Ｐの上体が脚体に対して前傾している（前屈状態である（例えば、立位状態から椅子等に座っている状態である））と判定し、動作補助装置１は、脚体に対する上体の前傾姿勢を制御する力を利用者Ｐに作用させる。
【００７０】
具体的には、利用者Ｐが図６に示すように、脚体に対する上体が前傾した前傾姿勢になり、角度センサが検知した傾斜角度φが基本姿勢の際の傾斜角度φ０よりも小さく、且つ、姿勢推定センサが検知する姿勢角度θが基準姿勢角度θ０よりも大きくなった場合に、制御部がアクチュエータを駆動し、第１フレーム１２及び第２フレーム１４に駆動力を伝達する。
【００７１】
そして、第１フレーム１２に接続されている第１装具１３から、利用者Ｐの脚体に対して、本体フレーム１１を中心として利用者Ｐの後方に回転するする力（図６において反時計回りの力）を作用させる。その反作用として、第２フレーム１４に接続されている第２装具１５から、利用者Ｐの上体に対して、本体フレーム１１を中心として利用者Ｐの後方に回転する力（図６において時計回りの力）を作用させる。
【００７２】
このとき、制御部は、角度センサが検知した角度θと基準角度θ０との偏差ｄθが大きくなるほど脚体に対する上体の傾動を抑制する力Ｆが大きくなるように（図５参照）、アクチュエータの駆動を制御する。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態の動作補助装置１では、第２装具１５に内蔵されているトリガーセンサとしての力センサ（不図示）が、所定の値（例えば、利用者Ｐに違和感を与えず、且つ、上体の傾動を制御し得る値）を検知した際（トリガーイベントが生じた際）の発生が検知された際に姿勢推定センサの検知した姿勢角度θを、制御部が基準姿勢角度θ０として設定する。そのため、利用者Ｐに作用する力の大きさや力の加わる位置を、利用者ごとに異なる基本姿勢に対応したものに調整することができる。
【００７４】
また、本実施形態の動作補助装置１の制御部は、設定された基準姿勢角度θ０に基づいて、利用者Ｐに作用させる力が姿勢推定センサの検知した姿勢角度θと基準姿勢角度θ０との偏差ｄθを小さくする力となるように、アクチュエータを制御している。
【００７５】
また、本実施形態の動作補助装置１の制御部は、角度センサの検知した利用者Ｐの脚体に対する上体の相対的な傾斜角度φに基づいて利用者が前屈状態であるか否かを判定し、前屈状態である場合のみ、上記のアクチュエータの制御を行う。
【００７６】
そのため、本実施形態の動作補助装置１によれば、利用者Ｐごとに異なる基本姿勢を基準として、利用者Ｐの上体の傾動に応じて適した力を利用者に加えることができる。
【００７７】
したがって、本実施形態の動作補助装置１によれば、動作を補助する際において生じ得る利用者の違和感の軽減を図ることができる。着座する際であっても上体の傾動に対して作用する力を適切に調整することができる。
【００７８】
また本発明の動作補助装置は、上体の脚体に対する相対的な傾斜角度を検知する角度センサを用いて、利用者の基本姿勢からの後屈を検知し、アクチュエータの出力を停止することができる。そのため、姿勢推定センサの失陥時に対しても、利用者の後屈方向への力の付加を防止することができる。
【００７９】
以上、図示の実施形態について説明したが、本発明はこのような形態に限られるものではない。
【００８０】
例えば、上記実施形態においては、第２装具１５は、利用者Ｐに対して前方から姿勢を制御する力を加えるように構成されている。しかし、本発明の動作補助装置はそのような構成に限定されるものではない。例えば、第２装具を利用者に対して前後から姿勢を制御する力を加えるように構成すれば、利用者の上体が脚体に対して後傾した際（例えば、物を顔の高さまで持ち上げた際）に前傾方向にも力を作用させることができるので、利用者の腰部の過度な伸展による負荷を軽減し、動作を補助することができるようになる。
【００８１】
また、上記実施形態においては、本体フレーム１１と第２フレーム１４とが一体的に構成され、第１フレーム１２が本体フレーム１１に対して揺動可能に構成されている。しかし、本発明の動作補助装置はそのような構成に限定されるものではない。
【００８２】
例えば、本体フレームと第１フレームとを一体的に構成し、第２フレームを本体フレーム対して揺動可能に構成してもよい。この場合には、第２フレームが、第１フレームから利用者に加わる力の反作用によって揺動することになる。
【符号の説明】
【００８３】
１…動作補助装置、１０…腰部ベルト、１１…本体フレーム、１２…第１フレーム、１３…第１装具、１３ａ…脚部ベルト、１４…第２フレーム、１５…第２装具、１５ａ…パッド（当接部材）、１５ｂ…本体部、１５ｃ…ヒンジ部、１５ｄ…ガイドレール溝、１５ｅ…本体部側ラッチ部、１５ｆ…パッドベース部、１５ｇ…パッド部、１５ｈ…突起部、１５ｉ…パッドベース部側ラッチ部、１５ｊ…押圧部、Ｐ…利用者。
【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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