(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直列するリンク同士が相対的に回転可能に連結され、全ての前記リンクが一体となって湾曲自在に変形可能な多関節構造体と、
前記多関節構造体における前記各リンクの内部に挿通され、一端が先頭の前記リンクに固定され、かつ他端が後尾の前記リンクを介して延伸された線状部材と、
前記線状部材の延伸部分を固定し、かつ後尾の前記リンクを前記各リンク間の連結方向にスライド自在にガイドするスライド保持部と、
後尾の前記リンクを前記スライド保持部に対してスライドさせるように駆動して、前記線状部材が挿通された前記多関節構造体を伸展動作又は屈曲動作させる駆動部と、
後尾の前記リンクのスライド方向、スライド速度及びスライド位置が所望状態となるように、前記駆動部を駆動制御する制御部と
を備えることを特徴とする動作支援装置。
【請求項２】
前記駆動部は、
所定径のプーリが出力軸に係合されたアクチュエータと、
前記プーリと前記スライド保持部の固定軸との間に張架され、当該プーリに固定接続された動力線とを有し、
前記アクチュエータの前記出力軸の回転力を、前記プーリを介して前記動力線の一部に固定された後尾の前記リンクに直線運動として伝達させる
ことを特徴とする請求項１に記載の動作支援装置。
【請求項３】
前記多関節構造体は、前記各リンク同士が分離自在に連結され、所望数の前記リンクを挿入又は抜去することにより、先頭の前記リンクから後尾の前記リンクまでの長さが調整可能である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の動作支援装置。
【請求項４】
前記多関節構造体は、前記各リンク同士の相対的な回転角度を所定角度以上で係止するロック機構を有し、当該ロック機構により前記多関節構造体が必要以上に湾曲しないように制限する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の動作支援装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記駆動部による前記多関節構造体の引張又は弛緩の度合いに上限値及び下限値をそれぞれ設定しておき、当該上限値及び下限値の範囲内でのみ前記多関節構造体の前記リンクがスライドするように制限する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の動作支援装置。
【請求項６】
装着者の体表面に配置され、手指を動作させるための筋電位信号又は生体信号を検出する信号検出部をさらに備え、
前記制御部は、前記信号検出部により出力された筋電位信号又は生体信号に基づいて、前記装着者の意思に従った動力を前記駆動部に発生させる
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の動作支援装置。
【請求項７】
装着者の体表面に配置され、手指の微小動作を検知する動作検知部をさらに備え、
前記制御部は、前記動作検知部による検知結果に基づいて、前記装着者の意思に従った伸展方向又は屈曲方向への動力を前記駆動部に発生させる
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の動作支援装置。
【請求項８】
前記スライド保持部を前記装着者の手甲部分に固定するとともに、前記多関節構造体を先頭の前記リンクが指先に係合され、かつ前記各リンクが指の甲側表面に沿うように前記装着者の指に装着しておき、
前記制御部は、後尾の前記リンクを前記スライド保持部に対してスライドさせるように前記駆動部を制御して、前記装着者の指の動作に合わせて前記多関節構造体を伸展動作又は屈曲動作させる
ことを特徴とする請求項６又は７に記載の動作支援装置。
【請求項９】
前記装着者の手指に装着可能な柔軟性を有する手袋を備え、
前記手袋における手甲対応部分に前記スライド保持部が固着されるとともに、当該手袋における指先対応部分に前記多関節構造体の先頭の前記リンクが固着される
ことを特徴とする請求項８に記載の動作支援装置。
【請求項１０】
前記駆動部及び前記制御部は、前記スライド保持部及び前記多関節構造体が配置されている前記装着者の手甲部分から離れた位置に配置する
ことを特徴とする請求項８又は９に記載の動作支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、動作支援装置に関し、特に上肢機能障害のうち手指麻痺者に対して日常動作の支援を行う動作支援装置に適用して好適なるものである。
【背景技術】
【０００２】  現在、日本には上肢機能障害を持つ人が約44万人存在する。上肢機能障害の中でも、特に手指麻痺は日用品の把持などの日常生活動作を困難とさせ、手指麻痺者のＱＯＬ（Quality of Life）を大きく低下させてしまう。そのため、手指麻痺者の手指動作を支援することにより、日用品の把持などの日常生活動作を支援する手指動作支援機器が提案され、開発されている。【０００３】  従来から各手指関節の側面にアクチュエータを取り付けることで手指の屈曲動作と伸展動作を支援する機器が提案されているが（特許文献１参照）、装着部分を個人の手指関節間長にあわせて製作しなければならず、手指麻痺者に即座に適用することが難しい。【０００４】  このため近年、装着者の意思に従って手袋の各指挿入部の縫合された線状部材を伸展方向又は屈折方向に動作させる装着式動作補助装置が、本願発明者から提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４７１６４５６号明細書
【特許文献２】特許第５４７２６８０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  この特許文献２に記載の装着式動作補助装置は、装着者の手指関節間長の個人者を吸収する機構である点では有用であるが、構造上、手の甲から引き出されたワイヤを引張又は弛緩することにより、各指関節の動作に合わせて伸展又は屈曲させる程度の動力しか発揮できないものである。【０００７】  人間の手作業のうち、物品の把持は重要な機能の一つであるとされている。日用品の安定した把持を行うためには、各手指が把持対象物体の表面状に触れ、把持対象物体の表面になじむ必要がある。【０００８】  そのため、人間の手指の把持動作を支援する際は、各手指の姿勢がどのような状態であっても常に手指表面上に沿いながら力を伝達し、屈曲動作の支援を各指独立して行うことが望ましい。【０００９】  日用品の把持形態を分類した際に用いた物で最も重いものは、4kg内容入りポリバケツである。ポリバケツの把持は一般的に示指、中指、環指、小指を全て鈎型にして行うことが多く、示指、中指、環指、小指の手指先端力が9.8Ｎ以上必要であると考えられる。【００１０】  しかし、引用文献２に記載の装着式動作補助装置では、脱力状態の手指先端に9.8Ｎ以上の手指先端力を与えることは非常に困難である。【００１１】  本発明は以上の点を考慮してなされたもので、簡易な構成で実用十分な把持動作を支援できる動作支援装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】  かかる課題を解決するために本発明においては、直列するリンク同士が相対的に回転可能に連結され、全てのリンクが一体となって湾曲自在に変形可能な多関節構造体と、多関節構造体における各リンクの内部に挿通され、一端が先頭のリンクに固定され、かつ他端が後尾のリンクを介して延伸された線状部材と、線状部材の延伸部分を固定し、かつ後尾のリンクを各リンク間の連結方向にスライド自在にガイドするスライド保持部と、後尾のリンクをスライド保持部に対してスライドさせるように駆動して、線状部材が挿通された多関節構造体を伸展動作又は屈曲動作させる駆動部と、後尾のリンクのスライド方向、スライド速度及びスライド位置が所望状態となるように、駆動部を駆動制御する制御部とを備えるようにした。【００１３】  この動作支援装置によれば、後尾のリンクをスライド保持部に対して、各リンク間を圧縮する方向にスライドさせる場合は、線状部材が先頭のリンクを引っ張るように伸長されて多関節構造体を屈折動作させる一方、各リンク間の圧縮を解除する方向にスライドさせる場合は、線状部材が弛緩されて多関節構造体を伸展動作させることができる。特に多関節構造体の屈折動作時には、後尾のリンクによる押圧力によって各リンク間が圧縮されて強固な状態となるため、多関節構造体自体に数kg程度の重りを加えても十分保持することができる。【００１４】  また本発明においては、駆動部は、所定径のプーリが出力軸に係合されたアクチュエータと、プーリとスライド保持部の固定軸との間に張架され、当該プーリに固定接続された動力線とを有し、アクチュエータの出力軸の回転力を、プーリを介して動力線の一部に固定された後尾のリンクに直線運動として伝達させる。【００１５】  後尾のリンクをスライドさせる直動アクチュエータとしての駆動部を、例えば空気シリンダや油圧シリンダ、ボールねじを用いた場合には、取付部分の大型化や重量の増大を招くことから、本発明のような構成の駆動部とすることにより、２方向の動力線の巻き取りが出力軸の回転駆動のみで瞬時に行うことができるとともに、動力線を介して多関節構造体から離れた位置に駆動部及び制御部を設置することができる。【００１６】  さらに本発明においては、多関節構造体は、各リンク同士が分離自在に連結され、所望数のリンクを挿入又は抜去することにより、先頭のリンクから後尾のリンクまでの長さが調整可能である。この結果、装着式の動作支援として装着者の手指に装着する場合、当該装着者の手指関節長に合わせて容易に長さ調整することができる。【００１７】  さらに本発明においては、多関節構造体は、各リンク同士の相対的な回転角度を所定角度以上で係止するロック機構を有し、当該ロック機構により多関節構造体が必要以上に湾曲しないように制限するようにした。この結果、装着式の動作支援として装着者の手指に装着する場合、ロック機構がいわゆるハードリミッタとしての役割を果たすことから、当該装着者の手指を過剰に伸展させずに安全性を確保することができる。【００１８】  さらに本発明においては、制御部は、駆動部による多関節構造体の引張又は弛緩の度合いに上限値及び下限値をそれぞれ設定しておき、当該上限値及び下限値の範囲内��のみ多関節構造体のリンクがスライドするように制限するようにした。この結果、装着式の動作支援として装着者の手指に装着する場合、制御内容がいわゆるソフトリミッタとしての役割を果たすことから、当該装着者の手指を過剰に伸展又は屈曲させずに安全性を確保することができる。【００１９】  さらに本発明においては、装着者の体表面に配置され、手指を動作させるための筋電位信号又は生体信号を検出する信号検出部をさらに備え、制御部は、信号検出部により出力された筋電位信号又は生体信号に基づいて、装着者の意思に従った動力を駆動部に発生させるようにした。この結果、装着式の動作支援として装着者の手指に装着する場合、当該装着者の意思に従った随意的な動作支援が可能となる。【００２０】  さらに本発明においては、装着者の体表面に配置され、手指の微小動作を検知する動作検知部をさらに備え、制御部は、動作検知部による検知結果に基づいて、装着者の意思に従った伸展方向又は屈曲方向への動力を駆動部に発生させるようにした。この結果、装着式の動作支援として装着者の手指に装着する場合、当該装着者の意思に従った随意的な動作支援が可能となる。【００２１】  さらに本発明においては、スライド保持部を装着者の手甲部分に固定するとともに、多関節構造体を先頭のリンクが指先に係合され、かつ各リンクが指の甲側表面に沿うように装着者の指に装着しておき、制御部は、駆動部による動力線の引張又は弛緩を制御して、装着者の指の動作に合わせて多関節構造体を伸展動作又は屈曲動作させるようにした。【００２２】  この結果、装着者の手指の表面に沿いながら力を伝達することができ、手指の屈曲動作及び伸展動作を同一の多関節構造体により支援することができる。【００２３】  さらに本発明においては、装着者の手指に装着可能な柔軟性を有する手袋を備え、手袋における手甲対応部分にスライド保持部が固着されるとともに、当該手袋における指先対応部分に多関節構造体の先頭のリンクが固着されるようにした。この結果、装着者は多関節構造体と手指の密着性を高めつつ、簡易に装着することが可能となる。【００２４】  さらに本発明においては、駆動部及び制御部は、スライド保持部及び多関節構造体が配置されている装着者の手甲部分から離れた位置に配置するようにした。この結果、装着者の手に装着する部分を小型化できるとともに、駆動部及び制御部を動力線を介して別体に設ける分、重量増大を回避することができる。
【発明の効果】
【００２５】  本発明によれば、屈曲動作時の多関節構造体の保持力を実用上十分に付与することができるとともに、簡易な構成で実用十分な屈曲動作及び伸展動作を支援できる動作支援装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態に係る動作支援装置の全体構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る多関節構造体を構成する各リンクの構成を示す斜視図である。
【図３】本実施形態に係る多関節構造体の動作状態の説明に供する概念図である。
【図４】本実施形態に係る手袋型の動作支援装置の構成を示す部分的外観図である。
【図５】本実施形態に係る手袋型の動作支援装置における動作状態の説明に供する連続的な斜視図である。
【図６】本実施形態に係る手袋型の動作支援装置の実験結果を示す斜視図である。
【図７】多関節構造体の装着時及び非装着時における指関節の可動域の実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】  以下図面について、本発明の一実施の形態を詳述する。
【００２８】（１）本実施の形態における動作支援装置の構成  図１は、本実施の形態における動作支援装置１を示し、湾曲自在に変形可能な多関節構造体２と、当該多関節構造体２を所望方向にスライド駆動させるためのリニアパワーユニット３と、装着者による操作入力が可能なコントローラ５とから構成されている。
【００２９】（１−１）リニアパワーユニット３の構成  リニアパワーユニット３は、装置全体を統括するコンピュータからなる制御部１０と、サーボモータ１１の出力軸１１Ａに係合されたプーリ１２を回転駆動させる駆動部１３と、当該プーリ１２に張架された動力線１４を介して多関節構造体２の後端部を保持しつつ、当該多関節構造２全体を矢印Ａで示す方向又は逆方向にスライド自在にガイドするためのスライド保持部１５とを有する。
【００３０】  駆動部１３は、直径約30mmのプーリ１２が出力軸１１Ａに係合されたサーボモータ１１を有し、制御部１０の制御に応じた回転方向及び回転速度にて出力軸１１Ａを回転させることにより、プーリ１２に張架された動力線１４を２方向に巻き取るようになされている。この動力線１４は、引張強度の高い金属製ワイヤからなり、プーリ１２に固定接続されるとともに、当該プーリ１２とスライド保持部１５の固定軸１５Ａに周回可能に張架されている。
【００３１】  駆動部１３は、サーボモータ１１の出力軸１１Ａの回転力を、プーリ１２を介して動力線１４の一部に固定された多関節構造体２の後端部（後述する後尾のリンク）に直線運動として伝達させる。直線運動される多関節構造体２の後端部の位置は、プーリ１２の現在の回転角度に基づいて制御部１０により推定される。
【００３２】  このように直動アクチュエータとしてサーボモータ１１を用いたことにより、２方向の動力線１４の巻き取りが出力軸１１Ａの回転駆動のみで瞬時に行うことができるとともに、動力線１４を介して多関節構造体２から離れた位置に駆動部１３及び制御部１０を設置することができる。なお、駆動部１３とスライド保持部１５との間における動力線１４は、アウターワイヤ１６が被覆されて動力線１４を保護するようになされている。
【００３３】  なお、コントローラ５には、バッテリ等の動力源（図示せず）が搭載されており、サーボモータ１１への電源供給をするようになされている。この動力源はコントローラ５と別体に設けるようにしてもよい。
【００３４】  以上のように動作支援装置１では、リニアパワーユニット３における制御部１０は、指定された動作司令を駆動部１３に出力することにより、サーボモータ１１の出力軸１１Ａの回転角度を任意の回転角度、回転量及び回転速度にて駆動することにより、多関節構造体２を任意の方向、長さ及び速度にてスライド動作（直動）させることができる。
【００３５】  この動作司令は、動作支援装置１の適用対象に応じて事前に計画されるものであり、例えば装着者の手指に装着する場合には、当該装着者に固有の把持動作に合わせた伸展動作及び屈曲動作を行うように、サーボモータ１１の駆動調整状態が計画される。また装着者がコントローラ５を用いて任意に動作指令を制御部１０に与えるようにしても良い。
【００３６】（１−２）多関節構造体２の構成  多関節構造体２は、直列するリンク同士が相対的に回転可能に連結された構造からなる。図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、リンク２０は、サイズが幅10mm、連結方向長さ9mm、湾曲方向高さ８mmである機械的強度の比較的高い樹脂や金属からなり、両端部に他のリンク２０と連結するための連結構造を有している。連結構造のうち一方は一対の蒲鉾状の凸部２０Ａを有し、他方は中央の支持部２０Ｂを残して一対の凹部２０Ｃを有し、それぞれピン２０Ｐを差し込むための調節穴２０Ｇが連結方向に対して垂直方向に貫通形成されている。
【００３７】  リンク２０同士を凸部２０Ａと凹部２０Ｃを嵌め合わせてピン２０Ｐを双方の調整穴２０Ｇに差し込むことにより、相互に回転可能に連結することができる。ピン２０Ｐは調整穴２０Ｇに対して抜差し自在に取り付けることができるようになされ、所望の長さに合わせてリンク２０同士を自由に連結することが可能である。
【００３８】  またリンク２０の湾曲方向高さを呈する上側部２０Ｘは、表面が平坦な直方体状に形成される一方、その下側部２０Ｙは先端にわたって先細りするくさび状に形成されている。
【００３９】  これにより図２（Ｃ）に示すようにリンク２０同士を嵌め合わせて連結した際、隣接する上側部２０Ｘの直方体状の部位同士が接触することにより、この直方体状の部位がロック機構（いわゆるハードリミッタ）としての役割を果たし、隣り合うリンク２０同士が所定角度以上で係止することから、多関節構造体２を伸展方向には必要以上に湾曲させないようにすることができる。
【００４０】  これに対して図２（Ｄ）に示すようにリンク２０同士を嵌め合わせて連結した際、隣接する下側部２０Ｙのくさび状の部位同士が接触するまで、多関節構造体２を屈曲方向に湾曲させることができる。
【００４１】  なおリンク２０の下側部２０Ｙの中央部位には、後述する線状部材２３を挿通するための挿通穴２０Ｈが貫通形成されており、多関節構造体２の屈曲動作時に隣り合うリンク２０同士で下側部２０Ｙのくさび状の部位同士の接触状態を強固に維持できるようになされている。
【００４２】  多関節構造体２における先頭のリンク２１は、人間の指先に近似した形状を有し、多関節構造体２を装着者の指先に装着させた場合でも爪表面を押圧して、当該装着者の把持動作を実用上十分に支援し得るようになされている。
【００４３】  一方、多関節構造体２における後尾のリンク２２は、リニアパワーユニット３による駆動力が直接与えられる動作点であり、リンク２０連結方向又はその逆方向にスライドされることにより、多関節構造体２全体の押出し又は引戻しが行われる。
【００４４】  なお多関節構造体２において、各リンク２０の内部には線状部材２３が挿通されており、当該線状部材２３の一端が先頭のリンク２１に固定され、かつ他端が後尾のリンク２２を介して延伸されて後述するスライド保持部１５の所定部位１５Ｂ（後述する図３（Ａ）の停止位置Ｑとの対向部位）に固定されている。
【００４５】  線状部材２３としては、例えば、金属、プラスチック等の樹脂、ゴム、セラミックなどの材質のものを用いることができ、数kgから数十kg程度の引張強度及び引張伸び（伸縮性）を有するものであれば、ワイヤ、ロープ、帯状ロープ、チェーン等が適用できる。
【００４６】  実際にリニアパワーユニット３において、図３（Ａ）に示すように、多関節構造体２の後尾のリンク２２がリンク保持部１５の開始位置Ｐからリンク連結方向にスライド動作すると、多関節構造体２を押し出しながら、各リンク２０内部に挿通された線状部材２３が先頭のリンク２１を引っ張り、多関節構造体２を屈曲させる。多関節構造体２が屈曲する力が把持対象物（図面では装着者の手）に伝達され、当該把持対象物（図面では指）を屈曲させる。なお、把持対象物が装着者の手指である場合は、その手指の屈曲に伴いおこる手指表面の伸びが多関節構造体２により吸収される。
【００４７】  一方、リニアパワーユニット３において、図３（Ｂ）に示すように、多関節構造体２の後尾のリンク２２が停止位置Ｑから開始位置Ｐまでスライド動作すると、各リンク２０内部に挿通された線状部材２３が先頭のリンク２１を引っ張る力が弱まり、把持対象物を屈曲させる方向へ生じる力が弱まる。その後、多関節構造体２の先頭のリンク２１を引っ張ることにより、多関節構造体２を伸展させる。なお、把持対象物が装着者の手指である場合は、先頭のリンク２１に保持されている指先が多関節構造体２に引っ張られて、手指が伸展される。
【００４８】（２）装着式の動作支援装置１の構成  上述した動作支援装置１を装着者の手指の把持動作を支援する場合について説明する。リニアパワーユニット３のうち装着者の手甲部分にスライド保持部１５を固定するとともに、多関節構造体２の先頭のリンク２１に指先を係合しておき、かつ各リンク２０が指の甲側表面に沿うように装着者の指に装着する。
【００４９】  リニアパワーユニット３の制御部１０は、駆動部１３による動力線１４の引張又は弛緩を制御することにより、上述した図３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、装着者の指の動作に合わせて多関節構造体２を伸展動作又は屈曲動作させる。この結果、装着者の手指の表面に沿いながら力を伝達することができ、手指の屈曲動作及び伸展動作を同一の多関節機構部２により支援することができる。
【００５０】  装着者の指先に先頭のリンク２１を係合させる手法として、装着者が多関節構造体２と手指の密着性を高めつつ、簡易に装着できるように多関節構造体２及びスライド保持部１５を手袋３０に接着して用いることが有効である。
【００５１】  手袋３０は、合皮素材であり、滑り止めのために表面にシリコンが塗布されている。手袋３０における手甲対応部分にスライド保持部１５が接着又は縫付等により固着されるとともに、当該手袋３０における指先対応部分に多関節構造体２の先頭のリンク２１が固着されている。このようにしてスライド保持部１５が手の甲から脱落するのを防止し、かつ多関節構造体２と手指の密着性を高めつつ、装着者は簡易に多関節構造体２を自己の指に装着することが可能となる。
【００５２】  さらに手袋３０における装着者の指のRIP関節とMP関節との間に相当する部位には、多関節構造体２が自由に挿通することが可能なマジックテープ（登録商標）製のガイドバンド３１が多関節構造体２と一緒に巻き付けられており、多関節構造体２と指との一体性を向上させるようになされている。
【００５３】  また手袋３０における装着者の手首に相当する部位には、マジックテープ（登録商標）３２が巻着されており、装着者が手指を伸展動作させる際にスライド保持部１５が手指先方向（リンク連結方向）にずれるのを防止するようになされている。
【００５４】  なお、動作支援装置１において、リニアパワーユニット３のうち駆動部１３及び制御部１０を、装着者の手甲部分から離れた位置に配置しておけば、装着者の手指に装着する部分を小型化できるとともに、駆動部１３及び制御部１０を動力線１４を介して別体に設ける分、重量増大を回避することができる。
【００５５】  例えば本実施の形態における動作支援装置１では、多関節構造体２とスライド保持部１５とを組み合わせた装着部分の重量は170ｇ、駆動部１３であるサーボモータ１１をも含めると重量が850gとなるため、大幅に軽量化が可能となる。
【００５６】  実際に装着者が多関節構造体２及びスライド保持部１５を搭載した手袋３０を嵌めて手指の屈曲動作及び伸展動作を行った場合、図５（Ａ）及び（Ｂ）のように、屈曲動作も伸展動作も問題なく実行できることを確認することができた。
【００５７】  さらに装着者が動作支援装置１を用いて把持動作を行った実験例を以下に述べる。上述した手袋３０型の動作支援装置１において、対象物体を安定して持つため、装着者の示指（人差し指）及び中指に多関節構造体２を装着して行う。
【００５８】  今回検証に用いた対象物体は、350mlのアルミ缶、直径100mmの円筒、テニスボール、2kg内容入ポリバケツである。350mlのアルミ缶、直径100mmの円筒、テニスボールは机上に載置し、2kg内容入ポリバケツは床上に載置しておく。装着者は示指及び中指を使って対象物体の表面に触れる。装着者は示指及び中指を脱力した状態を模擬したまま対象物体を持ち上げるように指示する。
【００５９】  リニアパワーユニット３において、制御部１０は装着者からの指示に応じて駆動部１３を制御して、多関節構造体２を指先方向（リンク２０連結方向）に押し出すことにより、脱力状態の示指及び中指が対象物体を把持する。実験によれば、図６（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、すべての対象物体について、机上又は床上から離れるまで持ち上げることが可能であった。
【００６０】  本実験により多関節構造体２の先頭のリンク２１に係合された装着者の指先に加わる端力は、５名文の平均値は12.4±1.6Nであった。この結果、多関節構造体２を装着したまま脱力状態を模擬した指に9.8N以上の手指先端力を与えることができることを確認できた。
【００６１】  さらに図７（Ａ）に示すように、装着者の指先端と指関節（ＤＩＰ関節、ＰＩＰ関節、ＭＰ関節）と橈骨茎状突起とにそれぞれマーカを貼り付けておき、多関節構造体２の装着時及び非装着時における当該装着者の指関節（ＤＩＰ関節、ＰＩＰ関節、ＭＰ関節）の角度をそれぞれ計測する実験を行った。
【００６２】  この実験結果によれば、図７（Ｂ）に示すように、多関節構造体２を装着した装着者の指関節の可動域は、ＤＩＰ関節66.7deg、ＰＩＰ関節86.7deg、ＭＰ関節86.2degであり、非装着時の関節可動域はＤＩＰ関節53.2deg、ＰＩＰ関節84.5deg、ＭＰ関節86.0degであり、本発明の多関節構造体２が装着者の手指可動域を制限しないことを確認できた。
【００６３】（３）他の実施形態  本実施の形態においては、動作支援装置を、主として上肢機能障害のうち手指麻痺者に対して日常動作の支援を行う装着式の動作支援装置１に適用した場合について述べたが、本発明はこれに限らず、装着者による装着がない場合でも把持動作が可能なロボットハンドとしても適用することができる。
【００６４】  また本実施の形態においては、リニアパワーユニット３の制御部１０は、外部から指定された動作司令に基づいて駆動部１３を制御するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、生体電位信号や手指の微小動作などの生体情報から動作意思を読み取ることで随意的な動作支援を行う制御アルゴリズムを用いて、駆動部１３を駆動制御するようにしても良い。
【００６５】  例えば、装着式の動作支援装置１において、装着者の体表面に配置され、手指を動作させるための筋電位信号又は生体信号を検出する信号検出部（図示せず）をさらに備え、制御部１０は、信号検出部により出力された筋電位信号又は生体信号に基づいて、装着者の意思に従った動力を駆動部１３に発生させるようにしても良い。この結果、装着式の動作支援として装着者の手指に装着する場合、当該装着者の意思に従った随意的な動作支援が可能となる。
【００６６】  さらに装着式の動作支援装置１において、装着者の体表面に配置され、手指の微小動作を検知する動作検知部（図示せず）をさらに備え、制御部１０は、動作検知部による検知結果に基づいて、装着者の意思に従った伸展方向又は屈曲方向への動力を駆動部１３に発生させるようにしても良い。この結果、装着式の動作支援として装着者の手指に装着する場合、当該装着者の意思に従った随意的な動作支援が可能となる。
【００６７】  さらに本実施の形態においては、装着式の動作支援装置１における多関節構造体２を必要以上に伸展方向に湾曲させないように、各リンク２０構造に隣接同士の上側部２０Ｘにて所定角度以上で係止させるロック機構（ハードリミッタ）を設けるようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、装着者が手指を完全に屈曲させる時に必要なサーボモータ１１の角度を最大値、完全に伸展させる時に必要なサーボモータ１１の角度を最小値とした、いわゆるソフトリミッタを設けるようにしても同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６８】  １……動作支援装置、２……多関節構造体、３……リニアパワーユニット、５……コントローラ、１０……制御部、１１……サーボモータ、１１Ａ……出力軸、１２……プーリ、１３……駆動部、１４……動力線、１５……スライド保持部、１６……アウターワイヤ、２０……リンク、２０Ａ……凸部、２０Ｂ……支持部、２０Ｃ……凹部、２０Ｇ……調節穴、２０Ｈ……挿通穴、２０Ｐ……ピン、２０Ｘ……上側部、２０Ｙ……下側部、２１……先頭のリンク、２２……後尾のリンク、２３……線状部材、３０……手袋、３１……ガイドバンド、３２……マジックテープ（登録商標）。 
【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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