JP2007252514A - 回動調整装置及び回動装置の制御方法 - Google Patents
回動調整装置及び回動装置の制御方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】複数の回動軸(12a、12c、14a)を介して連結された複数の部材(体幹部材11、上腕部材13、前腕部材15)を有し、回動軸を中心とした一の部材に対する他の部材の相対的な回動運動を実現させる回動装置(動作補助装着具10)を備えるとともに、回動装置による複数の回動運動のうち少なくとも何れか一つを抑制する回動抑制手段(ロック機構30、回動抑制部62)を備える回動調整装置(装着式動作補助装置1)である。
【選択図】図1
Description
まず、図5のフローチャートを用いて、前腕部材15の回動角度と、生体信号と、を参照した回動抑制制御について説明する。制御装置70の回動抑制部72は、角度センサ40を介して動作補助装着具10の上腕部材13に対する前腕部材15の回動角度を検出する(角度検出工程:S1)。また、回動抑制部72は、生体信号センサ60を介して装着者Pからの生体信号を検出する(生体信号検出工程:S2)。そして、回動抑制部72は、角度検出工程S1で検出された回動角度が所定の閾値(θc)を超え、かつ、生体信号検出工程S2で検出された生体信号が所定レベルを超えるか否かを判定する(判定工程:S3)。
次いで、図6のフローチャートを用いて、前腕部材15の回動角度と、前腕部材15に作用する荷重と、を参照した回動抑制制御について説明する。制御装置70の回動抑制部72は、角度センサ40を介して動作補助装着具10の上腕部材13に対する前腕部材15の回動角度を検出する(角度検出工程:S11)。また、回動抑制部72は、荷重センサ50を介して前腕部材15に作用する荷重を検出する(荷重検出工程:S12)。そして、回動抑制部72は、角度検出工程S11で検出された回動角度が所定の閾値(θc)を超え、かつ、荷重検出工程S12で検出された荷重が所定の閾値(Nc)を超えるか否かを判定する(判定工程:S13)。
続いて、図7のフローチャートを用いて、前腕部材15に作用する荷重と、生体信号と、を参照した回動抑制制御について説明する。制御装置70の回動抑制部72は、荷重センサ40を介して動作補助装着具10の前腕部材15に作用する荷重を検出する(荷重検出工程:S21)。また、回動抑制部72は、生体信号センサ60を介して装着者Pからの生体信号を検出する(生体信号検出工程:S22)。そして、回動抑制部72は、荷重検出工程S21で検出された荷重が所定の閾値(Nc)を超え、かつ、生体信号検出工程S22で検出された生体信号が所定レベルを超えるか否かを判定する(判定工程:S23)。
10…動作補助装着具(回動装置)
11…体幹部材
12…肩関節機構
12c・12a…回動軸
13…上腕部材
14…肘関節機構
14a…回動軸
15…前腕部材
30…ロック機構(回動抑制手段の一部)
31…回動板(回動部材)
31a…凹部
31A・31B…歯部(凸部)
32…ピン
33A・33B…当接部材
72…回動抑制部(回動抑制手段の一部)
P…装着者
Claims (16)
- 複数の回動軸を介して連結された複数の部材を有し、前記回動軸を中心とした一の前記部材に対する他の前記部材の相対的な回動運動を実現させる回動装置と、
前記回動装置による複数の回動運動のうち少なくとも何れか一つを抑制する回動抑制手段と、
を備える回動調整装置。 - 前記回動装置は、
装着者の肩近傍に装着される体幹部材と、少なくとも一つの回動軸を有する肩関節機構を介して前記体幹部材に連結され前記装着者の上腕部に装着される上腕部材と、少なくとも一つの回動軸を有する肘関節機構を介して前記上腕部材に連結され前記装着者の前腕部に装着される前腕部材と、を有し、前記体幹部材に対する前記上腕部材の回動運動及び前記上腕部材に対する前記前腕部材の回動運動を実現させるものであり、
前記回動抑制手段は、
前記上腕部材の回動運動及び前記前腕部材の回動運動のうち少なくとも何れか一つを抑制するものである、
請求項1に記載の回動調整装置。 - 前記回動抑制手段は、
所定の指示信号が検出された場合に、前記上腕部材の回動運動及び前記前腕部材の回動運動のうち少なくとも何れか一つを抑制するものである、
請求項2に記載の回動調整装置。 - 前記指示信号は、
前記装着者からの所定レベルを超える生体信号である請求項3に記載の回動調整装置。 - 前記指示信号は、
前記装着者又は他の操作者が操作部を操作することにより発生した操作信号である請求項3に記載の回動調整装置。 - 前記回動装置は、
ロボット用体幹部材と、少なくとも一つの回動軸を有するロボット用肩関節機構を介して前記ロボット用体幹部材に連結されたロボット用上腕部材と、少なくとも一つの回動軸を有するロボット用肘関節機構を介して前記ロボット用上腕部材に連結されたロボット用前腕部材と、を有し、前記ロボット用体幹部材に対する前記ロボット用上腕部材の回動運動及び前記ロボット用上腕部材に対する前記ロボット用前腕部材の回動運動を実現させるものであり、
前記回動抑制手段は、
前記ロボット用上腕部材の回動運動及び前記ロボット用前腕部材の回動運動のうち少なくとも何れか一つを抑制するものである、
請求項1に記載の回動調整装置。 - 前記回動抑制手段は、
一の前記部材に対する他の前記部材の相対的な回動角度が所定の閾値を超えた場合に、一の前記部材に対する他の前記部材の相対的な回動運動を抑制するものである、
請求項1から6の何れか一項に記載の回動調整装置。 - 前記回動抑制手段は、
前記回動装置に作用する荷重が所定の閾値を超えた場合に、前記回動装置による複数の回動運動のうち少なくとも何れか一つを抑制するものである、
請求項1から7の何れか一項に記載の回動調整装置。 - 前記回動抑制手段は、
少なくとも一つの前記回動軸に固定され前記回動軸とともに回動する回動部材に設けられた凹部と、前記凹部に対して挿脱自在に構成されたピンと、を有し、前記凹部への前記ピンの挿入により前記回動部材及び前記回動軸の回動運動を阻止するものである、
請求項1から8の何れか一項に記載の回動調整装置。 - 前記回動抑制手段は、
少なくとも一つの前記回動軸に固定され前記回動軸とともに回動する回動部材の外周に設けられた複数の凸部と、前記回動部材の前記凸部に当接するように前記凸部に対して近接配置され当接部材と、を有し、回動する前記凸部に対して前記当接部材が押し付けられるように付勢された状態で前記凸部に前記当接部材が断続的に当接することにより前記回動部材及び前記回動軸の回動運動を抑制するものである、
請求項1から8の何れか一項に記載の回動調整装置。 - 前記回動抑制手段は、
摩擦力を作用させることにより前記回動装置による複数の回動運動のうち少なくとも何れか一つを抑制する摩擦式制動装置を有するものである、
請求項1から8の何れか一項に記載の回動調整装置。 - 前記摩擦式制動装置は、
外部からの物理的作用に起因して粘性が変化する機能性流体の摩擦力により前記回動装置による複数の回動運動のうち少なくとも何れか一つを抑制するものである、
請求項11に記載の回動調整装置。 - 前記機能性流体は、
外部から電場を与えることに起因して粘性が変化するER流体、又は、外部から磁場を与えることに起因して粘性が変化するMR流体である請求項12に記載の回動調整装置。 - 複数の回動軸を介して連結された複数の部材を有し、前記回動軸を中心とした一の前記部材に対する他の前記部材の相対的な回動運動を実現させる回動装置の制御方法であって、
前記回動装置による複数の回動運動のうち少なくとも何れか一つを抑制する回動抑制工程を備える回動装置の制御方法。 - 前記回動装置は、装着者の肩近傍に装着される体幹部材と、少なくとも一つの回動軸を有する肩関節機構を介して前記体幹部材に連結され前記装着者の上腕部に装着される上腕部材と、少なくとも一つの回動軸を有する肘関節機構を介して前記上腕部材に連結され前記装着者の前腕部に装着される前腕部材と、を有し、前記体幹部材に対する前記上腕部材の回動運動及び前記上腕部材に対する前記前腕部材の回動運動を実現させるものであり、
前記回動抑制工程は、所定の指示信号が検出された場合に、前記上腕部材の回動運動及び前記前腕部材の回動運動のうち少なくとも何れか一つを抑制するものである、
請求項14に記載の回動装置の制御方法。 - 前記回動装置は、ロボット用体幹部材と、少なくとも一つの回動軸を有するロボット用肩関節機構を介して前記ロボット用体幹部材に連結されたロボット用上腕部材と、少なくとも一つの回動軸を有するロボット用肘関節機構を介して前記ロボット用上腕部材に連結されたロボット用前腕部材と、を有し、前記ロボット用体幹部材に対する前記ロボット用上腕部材の回動運動及び前記ロボット用上腕部材に対する前記ロボット用前腕部材の回動運動を実現させるものであり、
前記回動抑制工程は、
前記ロボット用上腕部材の回動運動及び前記ロボット用前腕部材の回動運動のうち少なくとも何れか一つを抑制するものである、
請求項14に記載の回動装置の制御方法。
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