(57)【要約】  本発明は、外骨格装置（１，３２）及びそのような装置を使用する方法であり、上記装置は、使用者（６）の足（５）に結合されるように構成された少なくとも１つの脚部（２，３３）と、上記脚部（２）の上端部（８）と支持アーム部（９）との間に在るリンク部材（７）とを備え、上記リンク部材（７）は上記脚部（２）の上端部（８）と関節接続され、上記支持アーム部（９）は、一方の側で上記リンク部材（７）又は上記脚部に、且つもう一方の側で工具ホルダー要素（１０）に連結されている。本装置は、上記使用者によって両手で取り扱われるように配設され、上記工具ホルダー要素の近傍又は上で平行又は実質的に平行な仕方で上記支持アーム部に取り付けられた把持バーを備えている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外骨格装置（１，３２）であって、使用者（６）の足（５）に結合されるように構成された少なくとも１つの脚部（２，３３）と、前記脚部（２）の上端部（８）と支持アーム部（９）との間に在るリンク部材（７）とを備え、前記リンク部材（７）は前記脚部（２）の上端部（８）と関節接続され、前記支持アーム部（９）は、一方の側で前記リンク部材（７）又は前記脚部に、且つもう一方の側で工具ホルダー要素（１０）に連結され、さらに、前記支持アーム部に平行又は実質的に平行に取り付けられたバーを備えている、上記外骨格装置において、
前記バーは、前記使用者によって両手で取り扱われるように配設された把持バーであり、前記バーと前記支持アーム部が、前記工具ホルダー要素の近傍又は上で自由に回転可能な仕方で一緒に連結されていることを特徴とする、
上記装置。
【請求項２】
前記把持バーは、前記工具ホルダー要素に固定されており、その工具ホルダー要素は、軸方向に及び／又は前記バーの延長部に堅固に取り付けられていることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記支持アーム部は、前記工具ホルダー要素の近傍で前記バーの端部に取り付けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記支持アーム部（９、３４）は、前記把持バーの延長部に置かれ且つ前記把持バーに固定された前記工具ホルダー要素（１０）上で自由に回転するように取り付けられることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記把持バーと前記支持アーム部とは、前記工具ホルダー要素の近傍で一緒に取り付けられていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記支持アーム部（９、３４）の少なくとも一部分が、前記リンク部材（７）又は前記脚部に摺動可能に取り付けられ、且つ前記装置（１、３２）は、その直線的な並進運動を提供するために、前記使用者の動きの関数として、前記アーム部を長手方向に作動させるための手段（２４、２５）を備えていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記把持バー（１１、３４）は、前記使用者の意図を検出するための手段（３１）を備え、それらを制御するために前記作動手段（２４、２５）に連結されており。前記制御は、検出された力の大きさとその方向との関数として実装されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記検出手段（３１）によってかけられた力が検出されるときに、前記脚部の動きを阻止する手段（８２）を備えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記脚部を１本のみを備えていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記脚部は、前記操作位置において前記使用者の後脚の足に取り付けられるように配設されていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記リンク部材（７）は、前記支持アーム部（９）の前記部分と前記使用者の脚の位置との間の独立性を与えるために、前記脚部又は複数の脚部（２）の各々の上で、前記垂直軸Ｚに実質的に垂直な軸Ｘの周りに、且つ本装置が静止しているときには前記支持アーム部の長手方向軸Ｙへ、関節接続されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記脚部（２）又は複数の脚部（２、３３）の各々は、各脚部の高さを調整できるように互いに対して摺動可能に取り付けられた２つのロッドを含み、移動又は障害物の克服を容易にするために、阻止手段が提供されることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記支持アーム部を長手方向に作動させる前記手段（２４、２５）は、前記脚部又は前記リンク部材（７）に対して前記工具（２１）の反対側に、決められた距離で配置されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記使用者の意図を検出するための前記手段（３１）、及び前記ロッドを回転的に作動させるための何らかの手段が、前記リンク部材に設けられることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記支持アーム部は、前記リンク部材に連結された前記脚部の上部の取り付け部によって前記脚部に連結されていることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記取り付け部は、可動キャリッジであり、且つ前記脚部に対して並進的にロック可能であることを特徴とする、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
少なくとも１つの脚部（２、３３）と、前記脚部の上端部（８）と支持アーム部（９）との間に在るリンク部材（７）とを備え、前記リンク部材（７）は前記脚部と関節接続され、前記支持アーム部（９）は、一方の側で前記脚部又は前記リンク部材（７）に、もう一方の側で工具ホルダー要素（１０）に連結されている外骨格装置（１、３２）を使用する方法であって、
前記装置は、前記使用者（６）のために、前記工具ホルダー要素の近傍に又は前記工具ホルダー要素上に平行又は実質的に平行な仕方で前記支持アーム部（９）に取り付けられた把持バー（１１、３４）を備え、且つ前記使用者の意図を検出するための手段（３１）、例えば力センサー、によって制御される作動手段（２４、２５）を備え、前記使用者によって前記バーに加えられた意図を検出するための前記手段によって、前記使用者が前記把持バー（１１、３４）に力を加える意図があるか否かを検出することが可能である、そして、検出が肯定的である場合に、前記支持アーム部（９）を作動させるための前記手段（２４、２５）は、前記検出手段によって検出された方向と同一である動きの方向を有する、その直進移動運動を可能にするよう制御されることを特徴とする、
上記方法。
【請求項１８】
高さ調節可能なキャリッジによって前記脚部に取り付けられている前記支持アーム部によって、前記キャリッジの位置は、前記使用者の腰にかかる力を最小限に抑えるために、垂直方向に手動で調節されることを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロボット工学の分野、より具体的には、現在、用語「コボット（cobot）」又は外骨格を用いて示される、操作者と協働することができるロボットに関する。
【０００２】
それはメカトロニックシステムを含み、それらシステムの動きは操作者の動きによって制御され、且つそれらシステムは前記操作者の力を強化することを可能にする。
【０００３】
例えば、それらシステムは、重い若しくは大きな部品を扱うために、又は退屈で繰り返しの多い作業中に作業量を減らすことによって操作者の動きを支援するために使用されるが、それでも個人の専門的知識と柔軟性が維持される必要がある。
【０００４】
したがって、本発明は、有効な操作者の水平方向にかける力を支援することを目的とした外骨格装置に関する。
【０００５】
また、そのような装置を使用する方法に関する。
【０００６】
この外骨格装置は、使用者の足に結合されるように配置された少なくとも１つの脚部と、上記脚部の上端部との間で上記脚部と関節接続されたリンク部材と、及び片側でリンク部材に且つもう一方の側で工具ホルダー要素に連結された支持アーム部とを含んでいる。
【０００７】
この装置は、特に工具自体に与えられる必要のある大きな水平方向の力のために、大きな歪みを生成する工具と共に特に使用されうる。
【０００８】
本発明は、このようにして建築及び土木産業、及び工具の使用を必要とする他の種類の産業のセクターで有利に使用されうる。従って、これらの工具、例えば熊手、又は取り扱いにおいて著しい水平方向の力を生み出す何らかの工具（例えば、垂直壁の穴開け）の動作における支援に用いられうる。
【０００９】
本発明による装置は、このようにして、例えば道路工事現場の文脈において、拡散を必要とする製品（例えばアスファルト）で作られる被覆を施与する操作者によって有利に使用される。
【背景技術】
【００１０】
この操作者は、一般に「引張る人又はならす人」と呼ばれる。
【００１１】
彼らはレーキを使用して被覆を施与し、そして関連製品を押し広げるのに必要とされる力を提供するのは操作者である。この力は７０ｋｇにまで達することがある。
【００１２】
被覆を施与するには、長時間にわたる反復運動が必要であり、これらの運動は、操作者の胴体をひねらせ、肩と背中に大きなストレスを引き起こす。
【００１３】
これは、筋骨格問題と著しい疲労とを引き起こす可能性がある。
【００１４】
多数の装置、例えば工具操作支援外骨格が、使用者の身体能力を軽減するためにすでに提案されている。これら装置のいくつかは、非常に洗練されており、特に、方向センサーと計算手段とに関連付けられた下部部材を作動させるためのシステムを備えている。
【００１５】
これらのタイプの装置は、特に複雑さを考えると、屋外及びオンサイトの作業（堅牢性）には適していない。
【００１６】
より簡単化された装置が知られており（ＦＲ ３０２６３３５）、その装置は、２本の脚部と使用者の前で中央に固定された１本の関節式工具ホルダーアームとを備え、使用者の背中へのストレスを軽減する柔軟な取り扱いを可能にする。
【００１７】
しかし、この装置はさらに改善され簡素化されうる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
従って、本発明の目的は、堅牢で、簡易で、設置が容易で、合理的なコストで筋骨格の問題が少ない一方で、特に、操作者の水平方向の力に対して効果的な支援を可能にすることによって、従来から公知のものよりも実用上の要件をよりよく満たす、外骨格装置及びそのような装置の使用方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この目的のために、本発明は、特に、外骨格装置であって、使用者の足に結合されるように構成された少なくとも１つの脚部と、上記脚部の上端部と支持アーム部との間に在るリンク部材とを備え、上記リンク部材は上記脚部（２）の上端部と関節接続され、上記支持アーム部は、一方の側で上記リンク部材又は上記脚部に、且つもう一方の側で工具ホルダー要素に連結され、さらに、上記支持アーム部に平行又は実質的に平行に取り付けられたバーを備えている、上記外骨格装置において、
上記バーは、上記使用者によって両手で取り扱われるように配設された把持バーであり、上記バーと上記支持アーム部が、上記工具ホルダー要素の近傍又は上で自由に回転可能な仕方において一緒に連結されていることを特徴とする、上記装置を提案する。
【００２０】
平行又は実質的に平行な方法で取り付けることという用語は、上記支持アーム部に対する上記把持バーの平行な又はわずかに傾斜（数度の角度、例えば５〜１５°）した配置、特に少なくとも部分的に上記支持アーム部の長さの部分上の間隔で、例えば数センチメートル（例えば１０ｃｍ）の間隔で、であると理解される。
【００２１】
上記支持アーム部は、上記リンク部材の端部又は上記脚部の端部で必ずしも連結される必要はないが、上記アーム部の長さに沿う中間点で、例えば、上記工具ホルダーから上記アーム部の長さの２／３又は３／４で、それらに効果的に連結されうる。
【００２２】
有利には、上記把持バーは上記工具ホルダーに固定され、この工具ホルダーは、軸方向及び／又は上記バーの延長部に硬く、即ちいかなる自由度もなしに（ただし、例えば数度、例えば５〜１５°の角度を有して）取り付けられ、このことは、把持バーを介した工具ホルダー及び／又は工具上の使用者の動作軸における押し出す力及び／又は引っ張る力の優れたフィードバックを可能にする。
【００２３】
上記バーを上記支持アーム部に連結するための上記リンク部は、１又は２の自由度を（ただし上記バーの長手方向における固定又は固定された仕方において）可能にするために、例えば１つ又は２つの垂直軸に沿って、互いに剛性であり及び／又は回転移動可能である１つ、２つ、及び数個の取り付け点で提供されうる。
【００２４】
また有利には、上記工具ホルダーの近く、即ち５０ｃｍ未満（例えば１０ｃｍ）において、上記バーにその端部で実際に取り付けられているのは上記支持アーム部である。
【００２５】
これら全ての実施形態において、操作者によってかけられる上記把持バー上の長手方向の力は、このようにして上記支持アーム部へ移されることが出来、このことは上記工具に軽減的に作用する。
【００２６】
有利な実施形態において、上記支持アーム部は、脚部の上端部で使用者の腰近くに位置する固定点と、地面と接触する工具との間に及ぼされる力を、脚部の使用者の足とのリンクによって吸収することを可能にし、また上記使用者の片脚又は両脚にかかる力を制限することを可能にする。
【００２７】
しかし、別の実施形態において、上記支持アーム部は、地面に対して腰の高さよりも低い高さで脚部自体に位置する固定点（それは調整可能でありうる）の間で力を吸収することを可能にする。
【００２８】
上記バーは、使用者の肩の痛みのリスクを大幅に低減できることを可能にする。何故なら、使用者が、上記バーに沿って手の位置をずらすことができ、こうして肩の不自然な位置を回避できるからである。
【００２９】
本装置は、このようにして、力を操作者の身体を通過することなく、地面に直接に伝達することを可能にし、操作者の体重はバランスを維持するためだけに使用される。
【００３０】
このようにして、使用者の身体（背中、腕）は、本措置が工具ホルダーアームの作動を可能にし、ひいては使用者に機械的支援を提供して、バランスを促進するので、より少ない力を与える。
【００３１】
見られたように、そして有利には、上記把持バーと上記支持アーム部は、工具ホルダーの近く（例えば数センチメートル）で一緒に取り付けられている。
【００３２】
有利には、上記支持アーム部は、上記把持バーの延長部に置かれ且つ上記把持バーに固定された上記工具ホルダー要素上に自由に回転するように取り付けられている。
【００３３】
表面仕上げは、こうして、この玉継手によって可能になり、そして使用者は、仕上げ中に地面に対する工具（例えばレーキ）の角度を変えることができる。
【００３４】
その部分の把持バーは、従来のレーキのハンドル（把手）のように用いられうる。
【００３５】
有利には、本装置は、使用者の足の１つに（例えば前脚の足に）結合されるように配置された唯１本の脚部を含む。もう片方の足と脚は自由なままであり、このことは操作者に非常に柔軟な動きと操作の自由を与える。
【００３６】
しかし、さらに有利には、上記外骨格部の脚部の下部に結合される足の脚であることが意図される脚は、使用者の前脚以外のもう一方の脚、即ち力を加えている間は後脚のままである脚である。
【００３７】
しかし、いくつかの特定の実施形態においては、本装置は、使用者の両足に結合されうる２本の脚部を含むことができる。
【００３８】
有利な実施形態において、以下の構成の一つ及び／又はそれ以外の構成が用いられ、及び／又はそれ以外の構成が追加的に用いられうる。
‐  上記支持アーム部の少なくとも一部分が、上記リンク部材又は脚部に対して摺動可能に取り付けられ、且つ上記装置は、その直線的な並進運動を提供するために、上記使用者の動きの関数として、上記アーム部を長手方向に作動させるための手段を備えている。
‐  上記支持アーム部は、上記リンク部材に連結された上記脚部の上側部分の取り付け部によって上記脚部に連結されている。
‐  上記取り付け部は可動キャリッジであり、上記脚部に対して並進方向にロックされうる。
‐  上記把持バーは、上記使用者の意図を検出するための手段を備え、それらを制御するために上記作動手段に連結されており、検出された力の大きさとその方向との関数として実装されている上記制御を有している。このようにして操作者の力は強化される。
‐  上記装置は、力が上記検出手段によって検出されたときに、（作業位置での）脚部の動きを阻止するための手段を含んでいる。有利には、これらの手段は、閾値が、例えば０．５ｋｇよりも高く、例えば少なくとも１ｋｇに到達及び／又は検出されたときにのみ起動される。これらの手段は、使用者によって都合よく解放されうる。
‐  上記支持アーム部は、玉継手によって上記リンク部材又は脚部に取り付けられ、２つの脚部の間を通り且つ上記装置の使用中に実質的に垂直である軸Ｚの周りの回転を可能にし、上記アーム部の角度掃引運動を可能にする。
‐  上記装置は、例えば、操作又は作業位置での使用者の後足にその下側部分で取り付けられるように配設された１本の脚部のみを含んでいる。言い換えると、それは、例えば、使用者の靴の底の外縁部に取り付けられうるように配置された要素に取り付けられている。
‐  上記装置は、上記工具ホルダーアームの部分と使用者の脚の位置との間の独立性を与えるために、上記装置が静止しているときには、軸Ｚ（垂直）及び（支持アーム部の）長手方向軸Ｙに実質的に垂直な軸Ｘの周りで各脚部に関節接続されている上記リンク部材を伴う２本の脚部を備えている。
‐  上記脚部又は上記複数の脚部の各々は、各脚部の高さの調整を可能にするために、互いに対して摺動可能に取り付けられた２本のロッドを含み、その結果、動き、又は障害物を乗り越えること（階段を登るなど）を容易にし、次に、阻止手段が備えられる。
‐  上記支持アーム部を長手方向に作動させるための手段は、上記脚部又は上記リンク部材に対して上記工具とは反対側の上記支持アーム部に、例えば取り外し可能に置かれ及び／又は取り付けられる。
【００３９】
用語「置かれた」は、調節可能又は調節不可能な方法で、支持アーム部に取り付けられ又は固定されることを意味すると理解される。
【００４０】
有利に、これらは、上記工具、上記工具ホルダー、及び上記隣接する支持アーム部の一部分の重量に対して、上記アーム部がバランスをとられることが可能なように、決められた距離に置かれる。
【００４１】
このようにして、モーターブロックの質量は、工具アセンブリ（例えばレーキ）、摺動部摺動路、及び上記把持バー及び上記工具ホルダー要素の端部の前部質量とのバランスを取り、使用者よって加えられる力をさらに有意に削減する。
‐  上記使用者の意図を検出するための手段、及び上記ロッドを回転的に作動させるための何らかの手段は、上記リンク部材に（少なくとも部分的に）備えられる。
【００４２】
上記検出手段は、例えば、既知の方法で適切に実装された及び／又はプログラムされた既知のタイプのひずみゲージセンサーによって形成される。
【００４３】
この場合も、上記使用者の過度に急激な動きによる誤った注文や処理誤りを回避するために、しきい値が設けられうる。
【００４４】
本発明は、上述のように装置を実装するための方法も提案する。
【００４５】
また、少なくとも１つの脚部と、上記脚部の上端部と支持アーム部との間に在るリンク部材とを備え、上記リンク部材は上記脚部と関節接続され、上記支持アーム部は、一方の側で上記脚部又は上記リンク部材に、もう一方の側で工具ホルダー要素に連結されている外骨格装置を使用する方法であって、
上記装置は、上記使用者のために、上記工具ホルダーの近傍に又は上記工具ホルダー上に平行又は実質的に平行な仕方で上記支持アーム部に取り付けられた把持バーを備え、且つ上記使用者の意図を検出するための手段、例えば力センサー、によって制御される作動手段を備え、上記使用者によって上記バーに加えられた意図を検出するための上記手段によって、上記使用者が上記把持バーに力を加える意図があるか否かを検出することが可能である、そして、検出が肯定的である場合に、上記支持アーム部を作動させるための上記手段は、上記検出手段によって検出された方向と同一である動きの方向を有する、その直進移動運動を可能にするよう制御されることを特徴とする、上記方法が提案される。
【００４６】
有利には、上記使用者の反対側に位置する上記把持バーの端部が、上記支持アーム部上の上記工具又は上記工具ホルダーの近くで取り付けられているという事実により、使用者が、広げられるべき材料の又は仕上げられるべき地面の部分の正しい位置に対して上記工具を向けることにより、上記工具を容易に配置することが可能になる。
【００４７】
有利な実施形態において、上記支持アーム部が高さ調節可能なキャリッジによって脚部に取り付けられているので、上記キャリッジの位置は、使用者の腰にかかる力を最小限に抑えるように垂直方向に手動で調節される。
【００４８】
本発明は、以下の図面を参照しつつ、非限定的な例として提供される実施形態の説明を読むことによってよりよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態による装置を扱う使用者の横方向の概略図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による装置を扱う使用者の横方向の概略図である。
【図３】本発明の第３の実施形態による装置による可能な運動を示す横方向の概略図である。
【図４】図３の装置のより正確な斜視図である。
【図５】本発明の１実施形態による、リンク部材に属する、アーム部と脚部との間の関節の１例の斜視図（２本の脚部に関する）であり、ＸＹＺでの回転の可能性を示す。
【図６】使用者の足と結合するための、脚部の下側部分を取り付ける手段の１実施形態の斜視図である。
【図７】本発明の１実施形態による、工具ホルダーの上流の支持アーム部の端部上の把持バーの取り付け部の１実施形態の斜視図である。
【図８】図７の半断面斜視図である。
【図９】工具（図示せず）を用いて、例えば地ならを可能にする支持アーム部の長手方向の作動のための手段の実施形態の概略的な斜視図である。
【図１０】本発明の別の実施形態による装置を取り扱う使用者の斜視図であり、上記装置は、１本の脚部のみを有し、その脚部に取り付けられた支持アーム部を有する。
【図１１】作動器ホルダーキャリッジと呼ばれる、脚部上の取り付け用キャリッジの実施形態の斜視図である。
【図１２】図１１のキャリッジのXII-XIIに沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
本説明の残りにおいて、同じ参照符号は、同一又は類似の要素を示すために用いられる。
【００５１】
図１は、伸縮自在の脚部２を含む外骨格装置１を示し、この脚部２は、例えば玉継手（３つの回転軸における運動を可能にする）により３で、小さなプレートの形状の硬い靴底４と連結され、この靴底の上に使用者６の足５のかかとが突き当たるように載せられ、且つその靴底へ足のかかとは、例えば紐（図示されず）によって固定される。
【００５２】
脚部２は、例えば玉継手（ここでも多軸）によって、その足に対するもう一方の側で、使用者の腰部に向き合って又は実質的に向き合って、脚部２の上端部８の近傍においてリンク部材７へ連結されている。
【００５３】
リンク部材７は、その一部分について、例えば玉継手（それは上述されたものと同じでありうる）によって、例えば１．５ｍ〜２ｍの長さの直線状の剛性の伸縮自在バーの形態の支持アーム部９へ連結され、上記バーは、もう一方の側で、工具ホルダー１０（例えば管状バヨネット部によって形成された）に連結されている。
【００５４】
ここで、より具体的に説明される本発明の実施形態によれば、装置は、使用者の別々の手１２のための把持バー１１を備え、上記複数の手は、使用者の肩１５及び１６にかけられる力（矢印１３及び１４）を制限するために、互いに一直線にかつ互いに離れて配置されている。
【００５５】
この実施形態において、把持バーは、支持アーム部上の２点１７及び１８で、例えば、一方の側では、既知の固定方法で上記工具から最も遠い反対側の端部分１９に固定され、そしてもう一方の側では、工具ホルダー１０に堅固に取り付けられている支持アーム部の端部２０に固定されている。
【００５６】
用いられる固定手段は、例えば、調節可能なリンクであり、このリンクは、把持バーと支持アーム部の間の長手方向の摺動、及び／又は支持アーム部に垂直な軸の周りの旋回を可能にする。それらは、回転及び／又は並進的にブロックされるように設計されており、そして例えば、以下で説明されるタイプのものである。
【００５７】
工具ホルダーは、それ自体が、周知の方法で押し広げられるべき材料２２を集めるための工具２１に取り付けられ、次に、工具に対して垂直な力２３が、材料を押し広げるために材料に加えられなければならない。
【００５８】
リンク部材７は、工具の方向又は反対方向（矢印２６）における長手方向の動きのためにモータ２５を制御する手段２４と、支持アーム部の駆動部がその中に配置されるケーシング２７とを備えている。
【００５９】
そのような装置は、使用者による長手方向の引っ張り及び押し込み（矢印１３、１４）の力を数ｋｇに制限することができ、一方、押し広げられるべき材料（例えばタール）にかかる圧力２３は７０ｋｇに達しうる。
【００６０】
使用者の片方の脚２８のみを外骨格装置に固定させることは、使用者が動きを制御及び安定させるようにもう一方の脚の可動性を維持しているので、操作の柔軟性を大幅に促進する。
【００６１】
ケーシング２７は、支持アーム部を動かすための電気モータを制御するための手段２４をも備えている。
【００６２】
この支持アーム部は、ケーシングに固定されたスリーブ部分２９を備え、そのスリーブの内側で、ロッド３０（それは、その端部で工具ホルダー１０に固定されている）は、材料を押すための遠隔位置とペースト状の材料を広げ／掻き集めるための近接位置との間を伸縮自在に動く。
【００６３】
制御手段２４は、既知の方法で、アーム部の動作を制御するためのプログラム可能なマイクロプロセッサ、操作者によって加えられ且つ強度と方向とで検出される手の力に敏感な、把持バーに置かれたひずみゲージセンサー３１から生じる入力を含む。
【００６４】
このようにして、操作者／使用者が外向きに引張ることによって下向きに押す場合に、支持アーム部は、駆動手段により減らされる仕方でロッドを材料の外側の方に引っ張りつつ、下向きの圧力を加えるであろう。
【００６５】
本明細書で説明する例において、支持アーム部９は、使用者の２本の脚２８の間を通る垂直軸Ｚ２９の回りを自由に回転するように、リンク部材７に取り付けられ、このことは、使用者が掃引運動（矢印３１）を成し遂げることを可能にする。
【００６６】
図２は、装置３２の別の実施形態を概略的に示し、装置３２は、使用者の足５に関節接続される脚部２と、同様に対応する足に関節接続された、脚部２と同一の第２の脚部３３（図中の一点鎖線）とを含む。
【００６７】
脚部２及び３３の他方の側は、リンク部材７上に固定されており、このリンク部材７は、上述されたように支持アーム部９に連結されている。
【００６８】
この実施形態において、把持バー３４は、例えば、その下部の片側上に且つ支持アーム部の延長部に位置する支持アーム部の下端で、工具ホルダー１０に、例えば旋回可能に、例えば多軸玉継手３５によって取り付けられるのみである。
【００６９】
この取り付けの別の実施形態が、図７及び８を参照して説明されるであろう。
【００７０】
このことは、手に近い把持バー３４が使用者によりより良く把持されることを可能にし、その結果、把持バー３４はレーキ把手のように取り扱われうる。
【００７１】
ケーシング内に配置された制御手段２４はまた、ペースト状の材料３６を適切に掬い取るために必要とされる、引っ張り、圧縮、押しを行うために、それ自体既知の方法でプログラムされることによって、ここに配設される。
【００７２】
図３は、工具ホルダー１０の近くの下部に関節接続された把持ベース３４のさまざまな傾斜３４'、３４''を有する図２の装置を示している。したがって、それら傾斜は、公称動作位置３４に対して＋／−２０°まで、例えば＋／−１０°まで変化しうる。
【００７３】
支持アーム部及び／又は把持バーと地面との間の角度、及び長手方向に作用する力は、かなり大きな垂直成分も有することができ、この方向における力を制限する。
【００７４】
図４は、図２の装置３２の変形形態を示す斜視図であり、リンク部材３８に対して工具ホルダー１０の反対側に配置された作動手段３７を示しており、その重心は所定の距離ｄ（例えば１０ｃｍ〜１ｍの間、しかし有利的には約５０ｃｍ）に置かれ、これにより、工具２１、工具ホルダー１０、及び支持アーム部９の下部３９との間で、脚部の上部とリンク部材との間の接合部によって形成される関節の周りで重量をバランスさせることができる。
【００７５】
２本の脚部を有する装置の場合に、脚部と支持バーを有するリンク部材７の接合部の実施形態を提供するために、非限定的な方法で図５に対して参照がなされる。この場合、アーム部９と脚部２の上端とは、リンク部材自体ではなく、その近傍で連結されている。
【００７６】
したがって、一方では脚部とリンク部材との接合部、他方ではバーとリンク部材との接合部は、二重ジンバルシステムによって同時に形成される。したがって、この二重ジンバルリンクを含むリンク部材７は、いくつかの自由度を提供することを可能にする。
【００７７】
このシステムは、図５に示された、２つの湾曲要素４００及び４０１の形態での第１部分４０を含む。これらの２つの要素は、実際には単一の部品である。
【００７８】
このジンバルは、２つの湾曲要素４１０及び４１１によって形成された第２部分４１を含む。これらは、図５では２つの独立した要素の形で示されているが、実際には単一の部品を形成する。
【００７９】
これらの要素４００及び４０１の第１端部は、アーム部９が摺動可能に取り付けられている部品又はスリーブ４２に連結されている。
【００８０】
第１部分４０の湾曲要素４００及び４０１のそれぞれは、その他方の端部で湾曲要素４１０及び４１１の第１端部に連結されている。
【００８１】
これらの要素４１０及び４１１の第２の端部は、その一部について、他の湾曲要素４３の１の端部に連結され、その他方の端部は脚部２の１つに固定されている。
【００８２】
第１部分４０の要素４００、４０１と第２部分４１の要素４１０、４１１との間の連結は、軸Ｚの周りの回転を可能にする関節４４によって提供される。
【００８３】
この軸Ｚは、２つの脚部２の間を通り、装置が使用されているとき、それは実質的に垂直である。
【００８４】
したがって、これらの関節４４により、アーム部９、したがって工具２１の角度掃引を完了するために、アーム部９を軸Ｚの周りに回転させることができる。
【００８５】
さらに、第１部分４０の湾曲要素４００及び４０１と部品４２との間の連結は、２つの関節４５によって提供される。
【００８６】
これらの関節４５は、軸Ｚ及びアーム部の長手方向軸Ｙの両方に垂直な軸Ｘの周りの要素４００及び４０１と部品４２との間の回転を可能にする。
【００８７】
この回転運動は、装置の使用中にアーム部９を傾けて、この傾斜を実行されるべき作業に適合させることを可能にする。
【００８８】
しかし、この傾斜はまた、玉継手３５（図２を参照）を使用して得られ及び／又は完成されうる。
【００８９】
図に示された実施形態において、この回転は、把持バー３４を旋回させることにより、作業者によって手動で得られ、それは次に、支持アーム部を自然に駆動し、その結果、力の低減により最小限の力による作業を可能にする。
【００９０】
この回転運動、特に鋤作業（鋤を持ち上げるためのトルク）の環境における回転運動、をモータで駆動するための手段が提供されうる。
【００９１】
ここで、軸Ｘの周りのこの回転運動は、上記部品２の内側の上記アーム部９の並進運動とは無関係であることに留意されたい。
【００９２】
第２部分４１の湾曲要素４１０及び４１１と脚部２に連結された湾曲部分４３との間の連結は、関節４６によってなされる。
【００９３】
これらの関節４６は、関節が静止位置にある場合に、第２部分４１と脚部２の各々との間で、軸Ｘに沿った回転を可能にする。装置が使用されている場合、この回転は、軸Ｘを含み、軸Ｚに垂直な平面内にある軸Ｘ’（図示せず）の周りに発生する。軸ＸとＸ’との間の角度は、−４０°〜＋４０°である。
【００９４】
したがって、これらの関節は、装置が使用される場合に、アーム部９の位置と操作者の脚部の位置との間の独立性を与える。
【００９５】
第１及び第２部分４０及び４１は、脚部の回転整列を伴うアーム部９の回転整列の場合に、規定された位置を有さないことに留意されたい。このことは、部分４０と４１が軽量であり、大きな力をかけずに元の位置に戻すことができる限り、重要ではない。
【００９６】
したがって、本発明による装置は、回転及び並進の両方の点で多数の自由度を含む。これら自由度によって、使用者は、この装置を用いて、従来の工具（例えばレーキ）で通常実行する動きを再現することが可能である。
【００９７】
図６、７、及び８を参照して、本発明で用いられることが可能な別の関節モードが、以下で説明される。
【００９８】
図６は、脚部の下部５５における、使用者の足５４のかかと５３の支持プレート５２上の玉継手５１を有する単一の関節５０を示す。
【００９９】
したがって、この実施形態は、それ自体既知の方法で、対応する玉状凹部５６に係合するように配設された玉継手の玉５１を備える。
【０１００】
図７及び図８は、工具ホルダー６２（例えばバヨネット管によって形成された）との接合部６１の近傍における、支持アーム部９と把持バー３４（意図を含む）との間の連結部の実施形態６０を示す。
【０１０１】
この実施形態において、支持アーム部９に垂直な軸６３に対して回転する可能性は、把持バー３４を取り付けるためのＵ字形部品６４によって、１つだけある。Ｕ字形又はアーチ形の部分は、支持アーム部９の両側に取り付けられた、支持アーム部に垂直な管状軸６６の周りを回転する２つのフランジ部又はブランチ部６５を含み、上記軸は、支持アーム部９の端部６７に、埋め込まれた、及び／又は、堅く及び／又は取り外し不能に取り付けられた、端部品を貫通している。
【０１０２】
把持バー３４の端部分は、その一部について、例えば、フランジアーチ６５の形におけるＵ字部の基部を形成するスリーブ部６８内側に摺動可能に取り付けられている（図８参照）。
【０１０３】
図９は、支持アーム部を対応するスリーブ７２内において前進及び後退させるための、それ自体知られているギアシステム７１を備えた電気モータ７０を含む、支持アーム部９を作動させるための手段６９の実施形態を、その部分について示している。このようにして、例えば、図に概略的に示され且つギアにより作動される（それ自体既知の仕方である）同期ベルトシステム７３によって移動が発生し、工具の前進及び後退動作を可能にする。
【０１０４】
図１０は、例えば他の装置のために、それ自体公知の方法でベルト８４により形成されたリンク部材８３を支持するための肩ストラップ８２構造８１を装着した使用者８０を示している。
【０１０５】
ベルトは、肩ストラップ８２によって連結され且つ支持されている。これは、例えば３軸玉継手８５によって、脚部８７の上部８６（例えば、スリーブを形成する伸縮自在の管によって形成された）に取り付けられる。上記スリーブの内部において、剛性の直線的な管によって形成されている脚部の下部８９が、使用者の脚８８の曲げに適応するために、高さ調整可能である上記運動を伴って移動する。
【０１０６】
下部８９の端部又は端部分９０は、図６を参照して説明されたような既知のタイプの玉継手の玉９１によって取り付けられている。
【０１０７】
玉継手の玉９１は、例えば、使用者８０の後足９４（前足９５の反対側）の靴９３の外側の側面９２に磁気的に連結されている。
【０１０８】
本明細書に記載の実施形態によれば、支持アーム部９６は、脚部の上部８６に固定された中間部又はキャリッジ９７に取り付けられている。
【０１０９】
より具体的には、支持アーム部９６は、スリーブによって形成された近位部分９８を備え、そのスリーブ内で、遠位ロッド９９が、支持アーム部の端部１０２を把持バー１０３に取り付けるための玉継手１０１の長手方向の押し出し又は引き込み運動（矢印１００）を可能にするように移動する。
【０１１０】
玉継手は、端部１０２が水平面と垂直面で動くことを可能にする軸方向の連結部によって形成される。
【０１１１】
把持バーは、その一部について、直線ロッド（例えば、長さが２ｍ〜２．５ｍの）によって形成され、その端部１０４で、工具ホルダー１０５によってしっかりとした堅牢な仕方で延伸されている。この工具ホルダー１０５は、例えば、それ自体既知の方法で工具１０６（例えば、レーキ）と係合しロックするように配置されたバヨネットによって形成されている。
【０１１２】
使用者による（くさび／クリッピングによる）上記バーの把持端部１０８をブロックするための装置１０７が、ベルト８３に取り付けられて提供される。
【０１１３】
図４を参照して説明されたように、支持アーム部は、作動手段３７を備え、その作動手段３７は、例えば、遠位ロッド９９の端部が遠隔押し出し位置と引き込められた折りたたみ位置との間で長手方向に移動することを可能にするピストンの長手方向作動のための電気モータ又は油圧モータによって形成されている。
【０１１４】
上記のように、この手段は、釣り合い重りとして機能しうる。
【０１１５】
次に、支持アーム部と脚部８７の上部８６とに取り付けられた部品９７又はキャリッジが、図１１及び図１２を参照して説明される。
【０１１６】
キャリッジは、チャネル１０９を含み、このチャネル１０９は、脚部の例えば上部管状円筒部８６の通過のために、例えば２０ｃｍの高さで間隔を空けられた２つのリング１１０によって形成されている。
【０１１７】
具体的には、これら２つのリング１１０は、凹部１１３及び２つの端壁（即ち、それぞれのリング１１０を夫々の端部分で画定する下壁１１４と上壁１１５）の境界を定める２つの側壁１１２を備えたあぶみ形状の部分１１１に固定されている。
【０１１８】
あぶみ部分はまた、それ自体既知の方法で支持アーム部９６を取り付けるためのスロット１１８を上部１１７において備えた壁１１６を含む。
【０１１９】
凹部はまた、キャリッジを上部の所定の位置にブロックするために上部８６を圧迫するための２つの狭い入口１２０を含むブロック用要素１１９を含む。
【０１２０】
ブロック用要素は、例えば、２つの取っ手１２１と１２１'を手で掴むことにより、ブロック位置と非ブロック位置の間を手動で作動させうる。
【０１２１】
この実施形態において、ブロック用要素は、スプリングを広げたブロック位置と取っ手１２１と１２１'の収束によるスプリングの持ち上げによる解放位置との間を移動するために、貫通孔１２５の内側の摩擦により係合するように配設されたスプリング１２４を作動させるための頭部１２３を備えたロッド１２２を含んでいる。
【０１２２】
次に、本発明の実施形態による装置の動作が、ここで図１を参照してより具体的に説明される。
【０１２３】
操作者又は使用者６は、ストラップで取り付ける脚部２に固定されたプレート４に、かかとを置き、次に装置を保持するための支持肩ストラップ８０を着用する（それ自体は既知である）。次に、リンク部材は、実質的に使用者の腰部の近くに位置する。事前に、使用者は、それ自体既知の、２つの摺動可能に取り付けられたロッドを備えている脚部を有する手段を用いて、伸縮自在の脚部２の寸法を自分自身の脚の（例えばわずかに曲げた）高さに調整する。
【０１２４】
次に、彼らは装置の電源を入れ、リンク部材の両側の把持バーを掴む。
【０１２５】
その後、彼らは押し広げられるべきパイル２２の前に到着するように移動し、腕で押し広げる動作を始める。
【０１２６】
意図検出器３１は、彼らの動きを検出し、一方で、使用者が引っ張るときには、使用者の方へ戻ることによって押し広げることを開始し、逆に、使用者が押す意思を表すときは、外側に押すように伸縮自在アーム部を作動させる。
【０１２７】
速度、引っ張り及び押し込みの力、作動モータの反応時間などを調整するための手段８１が、また有利に、使用者によって容易にアクセス可能に、例えばリンク部材のケーシングの頂部に配置され備えられる。
【０１２８】
さらに、力が検出手段によって検出されたときに、脚部の動きを阻止するための手段８２（それ自体は既知のオン又はオフのコマンドを含む）を備える装置によって、上記脚部２は、作業中、固定位置で自身をブロックし、ひいては、引っ張る／広げる動作が完了したときに、使用者自身の脚のために力を適切かつ容易に伝達できる。
【０１２９】
図２の実施形態の場合に、把持バー３４上の支持アーム部９の単一の取り付け用玉継手３５が設けられ、例えば、角度方向に調整することができ、次に、位置をブロックされることができ、及び／又は、回転的に電動化され、リンク部材から遠隔制御されうる。
【０１３０】
使用者は、把持バーを単純なレーキ把手として使用することによって装置を取り扱う。
【０１３１】
もちろん、前述の説明からの結果としても、本発明は、より具体的に記載される実施形態に限定されない。それどころか、すべての変形、特にモータ駆動手段が異なるもの、特に追加の手段が、例えば遠隔制御押し付け作動器を使用して、工具を工具ホルダーに垂直（矢印２３の方向）に地面に押し付けるために存在するもの、が含まれる。
【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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【国際調査報告】
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