(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体圧式のアクチュエータを備え、使用者の関節部に曲げ動作の補助筋力を付与する人工筋力発生手段と、
前記人工筋力発生手段の補助筋力の発生を停止して前記関節部の拘束を開放する人工筋力開放手段と、流体を溜めておくリザーバ室と、前記リザーバ室から受け入れた流体を加圧して前記アクチュエータへの流体移動を行う流体圧送装置と、前記流体圧送装置の制御を行う圧送駆動制御装置とを備え、前記人工筋力発生手段の駆動を制御する制御手段とを有し、
前記人工筋力開放手段は、使用者の姿勢状態を検知するセンサ手段と、前記センサ手段の検知情報に基づいて、前記使用者が転びそうになる等の危険な姿勢状態であると判断したときに前記人工筋力発生手段の補助筋力の発生を停止させる開放制御手段と、前記アクチュエータと連通し、前記流体圧送装置を迂回して前記リザーバ室に接続する流路に介装されている制御弁とを備え、
前記開放制御手段が、前記制御弁に開動作の制御を行う開放制御部を備えたことを特徴とする身体装着型筋力補助装置。
【請求項２】
前記制御手段に音声入力手段を設け、当該音声入力手段から入力した音声に基づいて、前記制御手段は、前記人工筋力発生手段による前記関節部への補助筋力の発生を制御、或いは、前記人工筋力開放手段を動作させる制御を行うことを特徴とする請求項１記載の身体装着型筋力補助装置。
【請求項３】
前記制御手段に、破損による前記人工筋力発生手段の発生力の低下を抑制する発生力安定化手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の身体装着型筋力補助装置。
【請求項４】
前記人工筋力発生手段は複数の圧力室を有する流体圧式のアクチュエータを備え、前記発生力安定化手段は、各圧力室の分離動作を行うことを特徴とする請求項３記載の身体装着型筋力補助装置。
【請求項５】
前記制御手段は、流体を溜めておくリザーバ室と、このリザーバ室から受け入れた流体を加圧して前記アクチュエータへの流体移動を行う流体圧送装置と、この流体圧送装置の制御を行う圧送駆動制御装置とを備え、
前記発生力安定化手段は、前記各圧力室の圧力を検知する圧力センサと、前記流体圧送装置及び前記アクチュエータの各圧力室の間に接続している複数の流路にそれぞれ介装した制御弁と、前記圧力センサの検知情報に基づいて所定の圧力室の圧力が低下していると判断したときに、その圧力室に接続している前記制御弁に閉動作の制御を行う発生力安定化制御部とを備えていることを特徴とする請求項４記載の身体装着型筋力補助装置。
【請求項６】
前記人工筋力発生手段を電力で駆動する装置とし、電源として主電源及び補助電源の２系統の電源を備え、前記主電源及び前記補助電源は電源切替装置に接続しており、前記電源切替装置は、前記主電源からの電力が停止したときに、所定時間の間、前記補助電源からの電力に切り換える制御を行うことを特徴とする請求項１記載の身体装着型筋力補助装置。
【請求項７】
電源切替装置は、前記補助電源の電力供給を開始したときに警報を発するアラーム装置を備えていることを特徴とする請求項６記載の身体装着型筋力補助装置。
【請求項８】
前記人工筋力発生手段は、使用者の関節部を挟んだ２箇所の身体位置に装着する一対の装着部と、これら一対の装着部の間に連結したアクチュエータとを備え、前記アクチュエータが使用者の関節部に過度の補助筋力を与えることのないよう、規制手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の身体装着型筋力補助装置。
【請求項９】
前記規制手段は、前記一対の装着部のそれぞれに、互いの配置位置が調整可能なストッパ部材を対向して配置し、使用者の関節部に過度の補助筋力を与える前に、前記ストッパ部材どうしが当接するように構成されていることを特徴とする請求項８記載の身体装着型筋力補助装置。
【請求項１０】
前記規制手段は、前記一対の装着部の間に、長さが調整自在な弾性ベルトを連結し、使用者の関節部に過度の補助筋力を与える前に、前記弾性ベルトが発生する張力により前記アクチュエータの力を停止するように構成されていることを特徴とする請求項８記載の身体装着型筋力補助装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、使用者の手首、腕、膝等の関節部に装着して補助筋力を発生する身体装着型筋力補助装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の身体装着型筋力補助装置として、例えば、特開平７−１６３６０７号公報（以下、第１の従来技術）、実開平５−３９５１８号公報（以下、第２の従来技術）に記載されている技術が知られている。
【０００３】
第１の従来技術は、使用者の大腿部に装着される大腿用装着部と、臑部に装着される臑用装着部と、一端部を大腿用装着部及び臑用装着部に固定され他端部は膝関節の部位で屈伸動作可能に連結された動力伝達腕と、動力伝達腕に屈伸動作の動力を付与する電気モータによる駆動部と、電気モータ及び駆動部の電源及び制御部とからなり、電源及び制御部は使用者の身体に装着されている。そして、前記駆動部は、動力伝達腕を連結した関節軸が一方の動力伝達腕と共回りする関係とされ、電気モータの出力軸に取り付けた歯車を前記関節軸に取り付けた歯車と噛み合わせるとともに、関節軸の歯車はクラッチを介して関節軸との間で動力の伝達又は遮断が行われるようにしている。
【０００４】
この第１の従来技術によると、足の筋肉の弱い人、老齢の人等の階段上り歩行を補助することができる。
【０００５】
また、第２の従来技術は、障害を有する腕側の型前部に支持される肩固定具と、上腕と、下腕とに夫々支持される上腕固定具及び下腕固定具とからなり、上腕固定具と下腕固定具は、肘部において連結されるとともに、肩固定具と下上で固定具間に内部の空気圧を変化することによって伸縮可能としたゴム製人工筋を懸架している。
【０００６】
この第２の従来術技術によると、特別な電子回路（コントローラ）等を必要とせず、ゴム製人工筋の特徴である空気圧とそれに伴う収縮率に応じたバネ特性を活用することで、動作の範囲を簡単に設定することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、第１の従来技術は、クラッチにより動力の伝達、遮断を可能としているが、例えば、階段の上り歩行時に動力が伝達されているときに、使用者が転びそうになった場合、クラッチを即座に切ることができない。この際、転びそうになった使用者が、素早くリカバリー姿勢をとりたくても、クラッチがつながっているため、自由に足を動かすことができず、危険な状態となるおそれがある。また、第１の従来技術は、使用者の特定の姿勢によって自動的に補助筋力が発生するので、補助筋力を必要としない場合には、装置を取り外すしか方法がない。
【０００８】
また、第２の従来技術も、使用者が転びそうになった場合、素早くリカバリー姿勢をとりたくても、手が拘束されているので体全体を支えることができず、危険な状態となるおそれがある。
【０００９】
しかも、第２の従来技術は、ゴム製人工筋の圧力室が一つなので、この圧力室が破損したときには補助筋力が急に無くなってしまう。若し、重いものを持っている場合などは、急に補助筋力がなくなると、使用者の身体を痛める危険性がある。
【００１０】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、緊急の場合には補助筋力の発生を即座に停止したり、アクチュエータが破損しても急激に発生力を低下させない等、使用者の身体に対するフェールセーフ機構を備えた身体装着型筋力補助装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の身体装着型筋力補助装置は、使用者の関節部に曲げ動作の補助筋力を付与する人工筋力発生手段と、この人工筋力発生手段の駆動を制御する制御手段とを有する身体装着型筋力補助装置において、前記制御手段に、前記人工筋力発生手段の補助筋力の発生を停止して前記関節部の拘束を開放する人工筋力開放手段を備えた。
【００１２】
この発明によると、例えば使用者が転びそうになる等の危険な姿勢となると、人工筋力発生部の補助筋力の発生が停止し、使用者は人工筋力発生部に拘束されずに自由に体を動かせることができる。
【００１３】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の身体装着型筋力補助装置において、前記人工筋力開放手段は、使用者の姿勢状態を検知するセンサ手段と、このセンサ手段の検知情報に基づいて、前記使用者が転びそうになる等の危険な姿勢状態であると判断したときに前記人工筋力発生手段の補助筋力の発生を停止させる開放制御手段とを備えている。
【００１４】
この発明によると、例えば使用者が転びそうになる等の危険な姿勢をセンサ手段が検知する。そして、開放制御手段は、センサ手段の検知情報に基づいて、人工筋力発生部の補助筋力の発生を停止する。
【００１５】
また、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の身体装着型筋力補助装置において、前記制御手段に音声入力手段を設け、当該音声入力手段から入力した音声に基づいて、前記制御手段は、前記人工筋力発生手段による前記関節部への補助筋力の発生を制御、或いは、前記人工筋力開放手段を動作させる制御を行う。
【００１６】
この発明によると、使用者が「スタート」と発すると人工筋力発生手段の補助筋力が発生し、使用者が「ストップ」と発すると人工筋力発生手段の補助筋力が停止する。また、使用者が「危ない」と発すると、人工筋力開放手段が動作し、関節部の拘束を開放することができる。
【００１７】
また、請求項４記載の身体装着型筋力補助装置は、前記人工筋力発生手段は流体圧式のアクチュエータを備え、前記制御手段は、流体を溜めておくリザーバ室と、このリザーバ室から受け入れた流体を加圧して前記アクチュエータへの流体移動を行う流体圧送装置と、この流体圧送装置の制御を行う圧送駆動制御装置とを備え、前記人工筋力開放手段は、前記アクチュエータと連通し、前記流体圧送装置を迂回して前記リザーバ室に接続する流路に介装されている制御弁を備え、前記開放制御手段は、前記制御弁に開動作の制御を行う開放制御部を備えている。この発明によると、開放制御手段は、使用者が転びそうになる等の危険な姿勢を加速度センサから検知すると、制御弁に開動作の制御を行う。これにより、アクチュエータ内の流体がリザーバ室に戻され、人工筋力発生手段の補助筋力の発生が停止する。
【００１８】
また、請求項５記載の発明は、使用者の関節部に曲げ動作の補助筋力を付与する人工筋力発生手段と、この人工筋力発生手段の駆動を制御する制御手段とを有する身体装着型筋力補助装置において、前記制御手段に、破損による前記人工筋力発生手段の発生力の低下を抑制する発生力安定化手段を設けた。
【００１９】
この発明によると、使用者が重いものを持っている場合に、若し、アクチュエータが破損しても、発生力安定化手段により急激にアクチュエータの発生力が低下することがない。したがって、使用者が身体を痛めるようなことが無い。
【００２０】
また、請求項６記載の発明は、請求項５記載の身体装着型筋力補助装置において、前記人工筋力発生手段は複数の圧力室を有する流体圧式のアクチュエータを備え、前記発生力安定化手段は、各圧力室の分離動作を行うようにした。
【００２１】
この発明によると、アクチュエータの一部が破損しても、発生力安定化手段が破損した圧力室を分離するので、急激にアクチュエータの発生力が低下するのが防止される。
【００２２】
また、請求項７記載の発明は、請求項６記載の身体装着型筋力補助装置において、前記制御手段は、流体を溜めておくリザーバ室と、このリザーバ室から受け入れた流体を加圧して前記アクチュエータへの流体移動を行う流体圧送装置と、この流体圧送装置の制御を行う圧送駆動制御装置とを備え、前記発生力安定化手段は、前記各圧力室の圧力を検知する圧力センサと、前記流体圧送装置及び前記アクチュエータの各圧力室の間に接続している複数の流路にそれぞれ介装した制御弁と、前記圧力センサの検知情報に基づいて所定の圧力室の圧力が低下していると判断したときに、その圧力室に接続している前記制御弁に閉動作の制御を行う発生力安定化制御部とを備えている。
【００２３】
この発明によると、アクチュエータの所定の圧力室が異常であることを圧力センサが検知する。そして、発生力安定化制御部は、所定の圧力室に接続している制御弁に閉動作の制御を行う。これにより、破損した圧力室が分離されるので、急激にアクチュエータの発生力が低下しない。
【００２４】
また、請求項８記載の身体装着型筋力補助装置は、使用者の関節部に曲げ動作の補助筋力を付与する人工筋力発生手段と、この人工筋力発生手段の駆動を制御する制御手段とを有する身体装着型筋力補助装置において、前記人工筋力発生手段を電力で駆動する装置とし、電源として主電源及び補助電源の２系統の電源を備え、前記主電源及び前記補助電源は電源切替装置に接続しており、前記電源切替装置は、前記主電源からの電力が停止したときに、所定時間の間、前記補助電源からの電力に切り換える制御を行う。
【００２５】
この発明によると、主電源の電力が停止しているときには補助電源から電力が供給されるので、突然、補助筋力が発生しなくなるという危険が回避される。
【００２６】
また、請求項９記載の発明は、請求項８記載の身体装着型筋力補助装置において、電源切替装置は、前記補助電源の電力供給を開始したときに警報を発するアラーム装置を備えている。
【００２７】
この発明によると、主電源からの電力供給が停止していることを、使用者に確実に確認させることが可能となる。
【００２８】
また、請求項１０記載の身体装着型筋力補助装置は、使用者の関節部に曲げ動作の補助筋力を付与する人工筋力発生手段と、この人工筋力発生手段の駆動を制御する制御手段とを有する身体装着型筋力補助装置において、前記人工筋力発生手段は、使用者の関節部を挟んだ２箇所の身体位置に装着する一対の装着部と、これら一対の装着部の間に連結したアクチュエータとを備え、前記アクチュエータが使用者の関節部に過度の補助筋力を与えることのないよう、規制手段を設けた。
【００２９】
この発明によると、過度の補助筋力の発生により関節部を痛めるとがない。
【００３０】
また、請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の身体装着型筋力補助装置において、前記規制手段は、前記一対の装着部のそれぞれに、互いの配置位置が調整可能なストッパ部材を対向して配置し、使用者の関節部に過度の補助筋力を与える前に、前記ストッパ部材どうしが当接するように構成されている。
【００３１】
また、請求項１２記載の身体装着型筋力補助装置は、請求項１０記載の身体装着型筋力補助装置において、前記規制手段は、前記一対の装着部の間に、長さが調整自在な弾性ベルトを連結し、使用者の関節部に過度の補助筋力を与える前に、前記弾性ベルトが発生する張力により前記アクチュエータの力を停止するように構成されている。
【００３２】
これら請求項１１、１２記載の発明によると、関節部の過度の曲げ動作をメカニカルな構造で防止することが可能となる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る身体装着型筋力補助装置の実施形態を図面を参照して説明する。
【００３４】
図１は、使用者の手首の関節部に補助筋力を付与する第１実施形態の筋力補助装置２であり、人工筋力発生部４と、人工筋力発生部４の駆動を制御する制御部６とを備えている。
【００３５】
人工筋力発生部４は、使用者の手首の関節部を挟んだ２箇所の位置に装着した一対の装着部８ａ、８ｂと、これら一対の装着部８ａ、８ｂの連結部８ａ1 、８ｂ1 間にヒンジ連結しているアクチュエータ１０とで構成されている。
【００３６】
アクチュエータ１０はデュアルストローク形式で作動する複数の油圧シリンダ１４Ａ，１４Ｂ、１４Ｃを内蔵した装置であり、図２に示すように、筒状のアクチュエータ本体１２内に、複数のシリンダ１４ａ、１４ｂ、１４ｃを並列に配置し、櫛状に形成した一対のピストンロッド１８ａ、１８ｂの先端部に連結したピストン１６ａ〜１６ｆが、シリンダ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ内に摺動自在に配設されている。そして、圧力室２０ａ、２０ｂ、２０ｃに流体としての作動油が供給されると、一対のピストンロッド１８ａ、１８ｂが伸長して装着部８ａ、８ｂの連結部８ａ1 、８ｂ1 に直線方向のアクチュエータ力が伝達され、使用者の関節部に曲げ動作の力が伝達されるようになっている。
【００３７】
また、アクチュエータ１０の外周は、液体を吸収することができる高分子ポリマーからなる被覆部材１３で被覆されており、使用者側に作動油が漏れるのを防止している。
【００３８】
また、制御部６は、図３に示すように、本装置で使用する作動油を溜めておくリザーバ室２２と、リザーバ室２２の作動油をアクチュエータ１０の各圧力室２０ａ、２０ｂ、２０ｃのそれぞれに独立して供給する複数の油圧送装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃと、緊急の際に人工筋力発生部４の力を開放する人工筋力開放部２６と、油圧送装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃの駆動制御を行う圧送駆動制御装置２８と、油圧送装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃに電源を供給する電源供給部３０と、アクチュエータ１０が破損した場合に、急激にアクチュエータの発生力が低下するのを防ぐ発生力安定化部３２とを備えている。
【００３９】
油圧送装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃは電動で駆動する装置であり、リザーバ室２２から受け入れた作動油を所定圧に昇圧して各圧力室２０ａ、２０ｂ、２０ｃに供給し、或いは戻す制御を行う。
【００４０】
人工筋力開放部２６は、アクチュエータ１０の各圧力室２０ａ、２０ｂ、２０ｃと連通し、且つ油圧送装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃを迂回してリザーバ室２２に連通する油路２５ａに介装されている制御弁２６ａと、使用者の姿勢状態を検知する加速度センサ２６ｂと、加速度センサ２６ｂから得られた検知情報に応じて制御弁２６ａに開動作の信号を出力する開放制御部２６ｃとを備えている。
【００４１】
圧送駆動制御装置２８は、各油圧送装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃの作動を制御する装置である。そして、この装置は、スイッチ操作（図示せず）により各油圧送装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃの作動開始、作動停止を選択できるとともに、音声でも選択が可能となっている。
【００４２】
すなわち、圧送駆動制御装置２８には音声入力装置３４が接続しており、この音声入力装置３４から入力する信号によって圧送駆動制御装置２８の動作が制御される。例えば、使用者が「スタート」と発すると、圧送駆動制御装置２８の制御により油圧送装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃの作動が開始し、使用者が「ストップ」と発すると、油圧送装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃの作動が停止するようになっている。また、音声入力装置３４は開放制御部２６ｃとも接続されており、制御弁２６ａの開動作を音声でも制御可能にできている。例えば、使用者が「危ない」と発すると、開放制御部２６ｃより制御弁２６ａの開動作の信号が出力され、制御弁２６ａが開くようになっている。
【００４３】
また、電源供給部３０は、主電源としての外部電源及び補助電源としての蓄電池３０ａの２系統を電源としているとともに、外部電源の電源回路３０ｂと蓄電池３０ａは電源切替装置３０ｃに接続している。そして、電源切替装置３０ａは、電源回路３０ｂからの電力が停止したときに、所定時間の間、蓄電池３０ａからの電力に切り換える制御を行う。ここで、蓄電地３０ａと電源切替装置３０ｃとの間には、電流センサ３０ｄが配設されており、蓄電池３０ａを使用している場合を電流センサ３０ｄが検知すると、アラーム装置３０ｅが警報音を発するようになっている。
【００４４】
また、アクチュエータ力補償部３２は、アクチュエータ１０の各圧力室２０ａ、２０ｂ、２０ｃの圧力を検知する圧力センサ３２ａ1 、３２ａ2 、３２ａ3 と、油圧送装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃから各圧力室２０ａ、２０ｂ、２０ｃに作動油を供給する油路２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに介装した制御弁３２ｂ1 、３２ｂ2 、３２ｂ3 と、各圧力センサ３２ａ1 、３２ａ2 、３２ａ3 から圧力情報を得るとともに、所定の圧力室が基準以下の圧力となっているときに、その圧力室に対応している制御弁（例えば圧力室２０ａであれば制御弁３２ｂ1 ）に対して閉動作を行う発生力安定化制御部３２ｄとを備えている。
【００４５】
次に、上記構成の筋力補助装置２の使用方法について、以下に簡単に説明する。
【００４６】
先ず、電源供給部３０の電源コード３０ｆを、コンセント（図示せず）に差し込む。そして、図１に示すように、使用者の手側及び腕側にそれぞれ装着部８ａ、８ｂを装着する。次いで、圧送駆動制御装置２８のスイッチ操作により各油圧送装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃの作動を開始する。
【００４７】
各油圧送装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、リザーバ室２２から受け入れた作動油を所定圧に昇圧してアクチュエータ１０の各圧力室２０ａ、２０ｂ、２０ｃに供給する。圧力室２０ａ、２０ｂ、２０ｃに流体としての作動油が供給されると、人工筋力発生部４は、アクチュエータ１０に作動油が供給されたことで伸長し、装着部８ａ、８ｂの連結部８ａ1 、８ｂ1 に対して直線方向のアクチュエータ力が作用し、使用者の関節部に曲げ動作の力（補助筋力）を伝達する。また、所定時間後に、各油圧送装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、各圧力室２０ａ、２０ｂ、２０ｃの作動油をリザーバ室２２に戻す動作を行い、使用者の関節部に対する補助筋力の伝達を開放する。
【００４８】
ここで、若し、筋力補助装置２を装着して歩いている使用者が転びそうになると、人工筋力開放部２６の加速度センサ２６ｂが、使用者が転びそうになっている状態の特定の加速度値を検出する。このとき、開放制御部２６ｃは、加速度センサ２６ｂから入力した特定の加速度値に基づいて、制御弁２６ａに開動作信号を出力し、制御弁２６ａを開動作状態とする。制御弁２６ａが開動作状態となると、各圧力室２０ａ、２０ｂ、２０ｃ内の作動油が油路２５ａを介してリザーバ室２２に戻されていき、人工筋力発生部４のアクチュエータ力がゼロ（０）となる。このように、使用者が転びそうになったときには、人工筋力開放部２６の動作によって筋力補助装置２の拘束がなくなる。
【００４９】
また、筋力補助装置２は、スイッチ操作に限らず（圧送駆動制御装置２８のスイッチ操作）、音声入力装置３４への音声の入力により、人工筋力発生部４を制御して補助筋力の発生を停止したり開始したり、人工筋力開放部２６を動作させて関節部の拘束を開放することができる。これにより、使用中に緊急で停止したい場合にも簡単に対応することが可能となる。
【００５０】
また、筋力補助装置２を使用している最中に、外部電源からの電力が停止してしまうと、電源切替装置３０ｃは蓄電池３０ａからの電力供給に切り換える。その際、蓄電池３０ａからの電力供給であることを、アラーム装置３０ｅが警報音を発することで使用者に確認させる。
【００５１】
また、電源コード３０ｆがコンセントから外れてしまった場合にも、電源切替装置３０ｃが蓄電池３０ａからの電力供給に切り換え、アラーム装置３０ｅが警報音を発する。
【００５２】
また、若し、アクチュエータ１０を構成する複数の油圧シリンダのうちの何れかが油漏れ等の故障を発生した場合、例えば、油圧シリンダ１４Ａのアクチュエータ力が低下している場合には、アクチュエータ補償部３２が以下の制御を行う。すなわち、発生力安定化制御部３２ｄは、圧力センサ３２ａ1 からの圧力情報により圧力室２０ａの圧力が低下していることを確認し、圧力室２０ａに対応している制御弁３２ａ2 に閉動作の信号を出力する。これにより、故障した油圧シリンダ１４Ａを分離し、油が全て流出して力が出なくなるのを防ぎ、他の油圧シリンダ１４Ｂ、１４Ｃで最低限のアクチュエータ力を発生する。
【００５３】
したがって、本実施形態の筋力補助装置２を使用している使用者が、例えば、転びそうになったとき等の危険な姿勢になったときには、人工筋力開放部２６の制御により人工筋力発生部４のアクチュエータ力をゼロ（０）として筋力補助装置２の拘束を無くしているので、使用者は関節部を自由に動かすことができ、素早くリカバリー姿勢を取ることができる。
【００５４】
また、音声入力装置３４への音声の入力により筋力補助装置２の使用を停止したり開始したり、人工筋力開放部２６を動作させて関節部の拘束を開放することができるので、安全に筋力補助装置２を使用することができる。
【００５５】
また、油圧発生装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃに電源を供給する電源供給部３０は、外部電源からの電力が停止したときに蓄電池３０ａからの電源を得ることができるので、突然、補助筋力が無くなる等の危険を回避し、使用者が安全な姿勢となるまで補助筋力を付与することができる。
【００５６】
また、蓄電池３０ａから電力が供給されていることを、アラーム装置３０ｅが警報音を発することで使用者に確認させているので、電源コード３０ｆがコンセントから外れている等の原因をすぐに確認することができる。
【００５７】
また、アクチュエータ１０の一部の油圧シリンダが故障していても、アクチュエータ補償部３２が最低限のアクチュエータ力を発生させるように制御するので、重いものを持っているときに、補助筋力が急激に無くなって関節部を痛める等の危険も回避することができる。
【００５８】
そして、本実施形態のアクチュエータ１０は、デュアルストローク形式で作動する複数の油圧シリンダ１４Ａ，１４Ｂ、１４Ｃにより構成されているので、装着部８ａ、８ｂの連結部８ａ1 、８ｂ1 に対して直線方向のアクチュエータ力を確実に作用し、使用者の関節部に曲げ動作を行うための適切な補助筋力を伝達することができる。
【００５９】
次に、図４に示すものは、図１から図３で示した第１実施形態と異なる構成の第２実施形態の筋力補助装置４０である。なお、第１実施形態で示した構成と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６０】
本実施形態は、図４（ａ）に示すように、一対の装着部８ａ、８ｂに硬質材料からなる一対のストッパ部材４２ａ、４２ｂが互いに対向配置されている。これらストッパ部材４２ａ、４２ｂは、図４（ｂ）に示すように、使用者の関節部に影響を与えない最大の曲げ角度（許容曲げ角度）θになると、互いに当接して関節部が許容曲げ角度θ以上に曲がるのを規制している。なお、関節部の許容曲げ角度θは使用者によって異なる角度となるが、ストッパ部材４２ａ、４２ｂは、互いの間隔が調整可能とされている。
【００６１】
このようにすると、互いに当接するストッパ部材４２ａ、４２ｂが、関節部の過度の曲げ動作を防止するので、さらに安全性を高めた筋力補助装置を提供することができる。
【００６２】
また、図５に示すものは、第３実施形態の筋力補助装置５０である。
【００６３】
本実施形態は、図５（ａ）に示すように、装着部８ａ、８ｂの連結部８ａ1 、８ｂ1 間に弾性ベルト４４を連結している。この弾性ベルト４４は、図５（ｂ）に示すように、使用者の許容曲げ角度θになると、弾性ベルト４４自身に発生する張力によって関節部が許容曲げ角度θ以上に曲がるのを規制している。なお、弾性ベルト４４を使用する際には、使用者の関節部の許容曲げ角度θに合わせて長さ調整を行う。
【００６４】
このようにすると、第２実施形態と同様に、関節部の過度の曲げ動作を防止するので、安全性を高めた筋力補助装置を提供することができる。
【００６５】
なお、上述した第１から第３実施形態は、使用者の手首の関節部に補助筋力を付与する装置として説明したが、腕の関節部、膝の関節部等、身体の各関節部に補助筋力を付与する装置に適用しても、同様の作用効果を得ることができる。
【００６６】
また、本実施形態ではアクチュエータを油圧シリンダとしたが、それに限定されるものではなく、空気圧式のアクチュエータでも良いし、シリンダではなくゴム人工筋でも良い。
【００６７】
また、本実施形態では、油圧送装置２４ａ、２４ｂ、２４ｃと３つあるが、これに限定されるものではない。油圧送装置は１つであって、そこに複数の流路が接続されていても構わない。また、複数の油圧送装置のそれぞれに、複数の流路が接続されていても構わない。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１、２記載の発明によると、使用者が、例えば転びそうになったとき等の危険な姿勢になったときには、人工筋力開放手段の制御により人工筋力発生手段の補助筋力を無くして関節部の拘束を開放するので、使用者は関節部を自由に動かすことができ、素早くリカバリー姿勢を取ることができる。
【００６９】
また、請求項３記載の発明によると、音声入力手段への音声の入力により人工筋力発生手段の補助筋力を制御したり、人工筋力開放手段を動作させる制御を行えるので、使用者の意志に従って安全に装置を作動させることができる。
【００７０】
また、請求項４記載の発明によると、緊急の際における人工筋力発生手段の補助筋力の低制御を、簡便な装置構成で行うことができる。
【００７１】
また、請求項５記載の発明によると、使用者が重いものを持っている場合に、若し、アクチュエータが破損しても、発生力安定化手段により急激にアクチュエータの発生力が低下することがないので、使用者が身体を痛めることが無い。
【００７２】
また、請求項６、７記載の発明によると、アクチュエータの一部が破損しても、発生力安定化手段が破損した圧力室を分離するので、急激にアクチュエータの発生力が低下するのを防止することができる。
【００７３】
また、請求項８記載の発明によると、突然、補助筋力が発生しなくなるという危険を回避することができる。
【００７４】
また、請求項９記載の発明によると、主電源からの電力供給が停止していることを、使用者に確実に確認させることができる。
【００７５】
また、請求項１０記載の発明によると、過度の補助筋力の発生により関節部を痛めるとがない。
【００７６】
また、請求項１１、１２記載の発明によると、関節部の過度の曲げ動作をメカニカルな構造で防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る身体装着型筋力補助装置の第１実施形態を示す図である。
【図２】身体装着型筋力補助装置の人工筋力発生手段を構成しているアクチュエータの構造を示す図である。
【図３】身体装着型筋力補助装置の制御部の詳細を示すブロック図である。
【図４】第２実施形態の身体装着型筋力補助装置を示す図である。
【図５】第３実施形態の身体装着型筋力補助装置を示す図である。
【符号の説明】
２、４０、５０  身体装着型筋力補助装置
４  人工筋力発生部（人工筋力発生手段）
６  制御部（制御手段）
８ａ、８ｂ  装着部
８ａ1 、８ｂ1   連結部
１０  アクチュエータ
１３  被覆部材
１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ  油圧シリンダ（流体圧シリンダ）
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ  シリンダ
１６ａ〜１６ｆ  ピストン
１８ａ、１８ｂ  ピストンロッド
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ  圧力室
２２  リザーバ室
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ  油圧送装置（流体圧送装置）
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ  油路（流路）
２６  人工筋力開放部（人工筋力開放手段）
２６ａ  制御弁
２６ｂ  加速度センサ（センサ手段）
２６ｃ  開放制御部
２８  圧送駆動制御装置
３０    電源供給部
３０ａ  蓄電池（補助電源）
３０ｂ  外部電源の電源回路（主電源）
３０ｃ  電源切替装置
３０ｄ  電流センサ
３０ｅ  アラーム装置
３０ｆ  コード
３２  アクチュエータ力補償部（発生力安定化手段）
３２ａ1 、３２ａ2 、３２ａ3   圧力センサ
３２ｂ1 、３２ｂ2 、３２ｂ3   制御弁
３２ｄ  発生力安定化制御部
３４  音声入力装置（音声入力手段）
４２ａ、４２ｂ  ストッパ部材
４４  弾性ベルト
【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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