JP2010142352A - 動作補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】上肢に配設された上肢リンクから作用する力によって、利用者が意識しない動作が発生することを抑制可能な動作補助装置を提供する。
【解決手段】利用者の体重の一部を支える着座部１と、利用者の足平に装着される足平脚装着部２，２と、足平装着部２，２を着座部１に連結する脚リンク３，３と、脚リンク３，３を着座部１に対して揺動自在に連結する第１関節６，６と、利用者の手首に装着される手首装着部４，４と、手首装着部４，４を着座部１に連結する上肢リンク５，５と、上肢リンク５，５を着座部１に対して揺動自在に連結する第２関節７，７と、脚リンク３，３の膝関節３４を駆動させる駆動機構８とを動作補助装置１００が備える。上肢リンク５，５から第２関節７，７を介して着座部１に作用する力に起因して着座部１が脚リンク３，３に対して揺動するのを抑制する位置に第２関節７，７を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、利用者（人）の歩行動作及び上肢の動作を補助する動作補助装置に関する。

従来、この種の動作補助装置として、例えば、特許文献１に記載された人体動作補助装置は、腰部から肩部にかけての胴部前面側に配置される主体部を有し、主体部の下部両側に配設されたアクチュエータを介して上脚部前面に配置される第１の動力伝達部が接続され、該第１の動力伝達部の下端に配設されたアクチュエータを介して下脚部前面に配置される第２の動力伝達部が接続され、該第２の動力伝達部の下端に可動連結部を介してスリッパ状の足保持部が接続されている。さらに、主体部の上部両側に旋回可能な肩部材が設けられ、該肩部材に配設されたアクチュエータを介して上腕部前面に配設される第３の動力伝達部が接続され、該第３の動力伝達部の下端にアクチュエータを介して下腕部前面に配設される第４の動力伝達部が接続され、該第４の動力伝達部の先端に可動連結部を介してグリップ状又は手袋状の手保持部が接続されている。そして、アクチュエータから動力伝達部に付与する動力によって、装着した身体障害者や高齢者等の動作をアシストすることができる。
特開２００７−１３０２３４号公報

しかしながら、特許文献１に記載された人体動作補助装置においては、腕部（上肢）に配設される第３及び第４の動力伝達部は、肩部材を介して主体部の上部両側に接続されている。そのため、アクチュエータから第３又は第４の動力伝達部に動力を付与したとき、肩部材を介して主体部に力が作用し、この力が利用者に悪影響を及ぼす。即ち、アクチュエータによって腕部の動作をアシストするため、利用者の意思に基づかない力が体幹部に作用し、この力によって動作補助装置が利用者の意図しない動作をする恐れがある。

本発明は、以上の点に鑑み、上肢に配設された上肢リンクから作用する力によって、利用者が意識しない動作が発生することを抑制可能な動作補助装置を提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、利用者の体重の一部を支える体重支持部と、利用者の脚に装着される脚装着部と、該脚装着部を体重支持部に連結する脚リンクと、該脚リンクを体重支持部に対して少なくとも前後方向に揺動自在に連結する第１関節と、利用者の上肢に装着される上肢装着部と、該上肢装着部を体重支持部に連結する上肢リンクと、該上肢リンクを体重支持部に対して揺動自在に連結する第２関節と、脚リンクの関節を駆動させる駆動機構とを備えた動作補助装置であって、上肢リンクから第２関節を介して体重支持部に作用する力に起因して体重支持部が脚リンクに対して揺動するのを抑制する位置に、第２関節を設けることを特徴とする。

本発明によれば、第２関節を介して体重支持部に作用する力に起因して体重支持部が脚リンクに対して揺動するのを抑制する位置に、上肢リンクを体重支持部に対して揺動自在に連結する第２関節を設けている。そのため、利用者が動作補助装置を装着した状態において、上肢リンクから第２関節を介して体重支持部に重力や外力等の力が作用した場合でも、脚リンクに対する体重支持部の揺動が発生しにくくなる。その結果、上記特許文献１に記載の人体動作補助装置のように、利用者が意識しない動作が大きくならず、利用者は安心して動作補助装置を装着することができる。

本発明においては、例えば、前記上肢リンクから前記第２関節を介して体重支持部に作用する力に起因して発生する、前記脚リンクに対して前記体重支持部を回転させるモーメントの大きさが、該体重支持部と利用者との間に発生する最大摩擦力により発生する、前記脚リンクに対する前記体重支持部の回転を阻止するモーメントの大きさを越えない位置に、前記第２関節を設けることが望ましい。これによれば、上肢リンクから第２関節を介して体重支持部に作用する力に起因して、脚リンクに対して体重支持部を回転させるモーメントが発生しても、そのモーメントの大きさが、体重支持部と利用者との間に発生する最大摩擦力によって、脚リンクに対する体重支持部の回転を阻止するモーメントの大きさを越えるのを防止できる。すなわち、上肢リンクから第２関節を介して作用する力に起因して発生する、脚リンクに対する体重支持部の回転モーメントを、体重支持部と利用者との間の摩擦力に起因するモーメントで打ち消すことができる。その結果、上肢リンクから第２関節を介して体重支持部に作用する力に起因して体重支持部が脚リンクに対して揺動するのを抑えることが可能となる。

ところで、本発明において、脚リンクの揺動支点は、体重支持部の下方に位置するより上方に位置する方が、脚リンクに対する体重支持部の揺動を抑えることができる。そこで、体重支持部が利用者が跨ぐようにして着座する着座部であり、該着座部の上方に脚リンクの前後方向の揺動に関する第１関節の揺動支点が位置することが好ましい。また、これによれば、着座部の下方に脚リンクの揺動支点が位置する場合と比較して、脚リンクのリンク長を短くできるので、動作支持装置を小型化することが可能となる。ただし、上肢リンクから第２関節を介して着座部に作用する力に起因して該着座部に着座する利用者が滑らないようにする必要がある。そこで、上肢リンクから第２関節を介して着座部に作用する力により脚リンクに対して着座部を回転（揺動）させるモーメントと、着座部から利用者に作用する免荷アシスト力により脚リンクに対する着座部を回転（揺動）に抗する摩擦力によるモーメントとが同じになると仮定した場合、着座部の着座面と利用者との間の静止摩擦係数は１以下であるので、脚リンクの前後方向の揺動に関する第１関節の揺動支点から着座面までの距離内の位置に、第２関節の揺動支点を設ける必要がある。以上のように、前記体重支持部は利用者が跨ぐようにして着座する着座部であり、該着座部の上方に前記脚リンクの前後方向の揺動に関する前記第１関節の揺動支点が位置し、該第１関節の揺動支点から前記着座部の着座面までの距離内の位置に、前記第２関節の揺動支点が設けられていることが好ましい。

また、第２関節に上肢リンクから作用する力は、上肢リンクや利用者の上肢の自重等、下向きの力である。そこで、本発明において、例えば、前記第２関節を、前記脚リンクの前後方向の揺動に関する前記第１関節の揺動支点より下方に設けることが望ましい。これによれば、第２関節を脚リンクの揺動支点より上方に設けた場合と比較して、脚リンクに対する体重支持部の揺動を抑えることができる。特に、脚リンクに対する安定位置から体重支持部が揺動してずれた場合、体重支持部は速やかに安定位置に復帰するので、挙動安定性に優れている。

本発明の第１の実施形態に係る動作補助装置１００を図１から図３を参照して説明する。

動作補助装置１００は、体重支持部としての着座部１と、利用者（図示省略）の各脚の足平に装着される左右一対の脚装着部としての足平装着部２，２と、各足平装着部２，２を着座部１にそれぞれ連結する左右一対の脚リンク３，３と、利用者の各上肢の手首に装着される左右一対の上肢装着部としての手首装着部４，４と、各手首装着部４，４を着座部１にそれぞれ連結する左右一対の上肢リンク５，５とを備えている。左右の足平装着部２，２、脚リンク３，３、手首装着部４，４、上肢リンク５，５は、それぞれ互いに左右対称の同一構造である。なお、本実施形態の説明では、動作補助装置１００の左右方向は、足平装着部２，２を足平に装着した利用者の左右方向（図１では、その紙面に垂直な方向）を意味する。

各脚リンク３は、第１関節６によって、着座部１に対して、揺動支点６ａを中心に揺動可能に連結されている。各上肢リンク５は、第２関節７によって、着座部１に対して、揺動支点７ａを中心に揺動可能に連結されている。

各脚リンク３は、着座部１から第１関節６を介して下方に延設された上側脚リンク部材３１と、足平装着部２から足首関節３２を介して上方に延設された下側脚リンク部材３３と、上側脚リンク部材３１と下側脚リンク部材３３とを、第１関節６と足首関節３２との中間で屈伸自在に連結する膝関節３４とから構成される。

各上肢リンク５は、着座部１から第２関節７を介して上方に延設された下側上肢リンク部材５１と、手首装着部４から手首関節５２を介して下方に延設された上側上肢リンク部材５３と、下側上肢リンク部材５１と上側上肢リンク部材５３とを、第２関節７と手首関節５２との中間で伸縮自在に連結する肘関節５４とから構成される。

そして、動作補助装置１００は、各脚リンク３毎に、膝関節３４を駆動するための駆動機構８を備えている。左側脚リンク３の駆動機構８と、右側脚リンク３の駆動機構８とは、左右対称の同一構造である。

着座部１は、利用者が跨ぐようにして（利用者の両脚の付け根の間に配置するようにして）着座するサドル状のシート部１ａと、シート部１ａの下面に装着された基体フレーム１ｂと、基体フレーム１ｂの後端部（シート部１ａの後側で上方に立ち上がる立ち上がり部分）に取り付けた腰当て部１ｃとから構成されている。また、腰当て部１ｃには、利用者が把持可能なアーチ状の把持部１ｄが設けられている。

各足平装着部２は、利用者の各足平に履かせる靴２ａと、靴２ａ内から上方に突出する連結部材２ｂとを備え、利用者の各脚が立脚（支持脚）となる状態で、靴２ａを介して接地する。そして、連結部材２ｂに各脚リンク３の下側脚リンク部材３３の下端部が足首関節３２を介して連結されている。この場合、連結部材２ｂは、靴２ａ内の中敷２ｃの下側（靴２ａの底部と中敷２ｃとの間）に配置される平板状部分２ｂｘを一体に備えている。そして、連結部材２ｂは、足平装着部２を接地させた時に、該足平装着部２に床から作用する床反力の一部（少なくとも動作補助装置１００と利用者の体重の一部とを合わせた重量を支えるのに充分な程度の大きさの免荷アシスト力）を連結部材２ｂ及び足首関節３２を介して脚リンク３に作用させることができるように、平板状部分２ｂｘを含めて比較的高剛性の部材により形成されている。なお、足平装着部２は、靴２ａの代わりに、例えばスリッパ状のものを備えるようにしてもよい。

足首関節３２は、本実施形態では、ボールジョイントなどのフリージョイントにより構成され、３軸周りの回転自由度を有する関節となっている。ただし、第２関節は、例えば前後及び左右方向の２軸周り、あるいは、上下及び左右方向の２軸周りの回転自由度を有する関節であってもよい。

膝関節３４は、足首関節３２と第１関節６との中間、即ち、利用者の膝部付近に位置し、左右方向の１軸周りの回転自由度を有する関節である。膝関節３４は、上側脚リンク部材３１の下端部に下側脚リンク部材３３の上端部を軸支する支軸３４ａを有する。該支軸３４ａの軸心は、後述する第１関節６の第１の関節軸（ガイドレール６１の円弧を含む平面に垂直な方向の軸）とほぼ平行である。そして、この支軸３４ａの軸心が膝関節３４の関節軸となっており、その関節軸の周りに、下側脚リンク部材３３が上側脚リンク部材３１に対して相対回転可能とされている。これにより、該膝関節３４での脚リンク３の屈伸運動が可能となっている。

第１関節６は、前後方向及び左右方向の２つの関節軸周りの回転自由度（２自由度）を有する関節である。さらに詳細には、各第１関節６は、着座部１の基体フレーム１ｂに組み付けられた円弧状のガイドレール６１を備えている。そして、このガイドレール６１には、各脚リンク３の上側脚リンク部材３１の上端部に固定されたスライダ６２が、該スライダ６２に軸着した複数のローラ６３を介して移動自在に係合されている。このため、各脚リンク３は、ガイドレール６１の曲率中心を通る左右方向の軸（より詳しくはガイドレール６１の円弧を含む平面に垂直な方向の軸）を第１関節６の第１の関節軸として、該第１の関節軸周りに前後方向の揺動運動（前後の振り出し運動）を行うことが可能となっている。これにより、各脚リンク３は、ガイドレール６１の曲率中心を揺動支点６ａとして、着座部１に対して前後方向に揺動可能とされている。そして、第１関節６もガイドレール６１の曲率中心を揺動支点６ａとして前後方向に揺動可能とされている。

また、ガイドレール６１は、着座部１の支持フレーム１ｂの後上端部に、軸心を前後方向に向けた支軸６４を介して軸支され、該支軸６４の軸心周りに揺動可能とされている。これにより、各脚リンク３は、支軸６４の軸心を第１関節６の第２の関節軸として、該第２の関節軸周りに左右方向の揺動運動（内転・外転運動）を行うことが可能になっている。なお、本実施形態では、第１関節６の第２の関節軸は、右側の第１関節６と左側の第１関節６とで共通の関節軸となっている。

上記のように第１関節６は、各脚リンク３が、前後方向及び左右方向の２つの関節軸周りの揺動運動を行うことが可能となるように構成されている。

なお、第１関節の回転自由度は２つに限られるものではない。例えば３つの関節軸周りの回転自由度（３自由度）を有するように第１関節を構成してもよい。あるいは、例えば左右方向の１つの関節軸周りの回転自由度（１自由度）だけを有するように第１関節を構成してもよい。

各駆動機構８は、着座部１に着座した利用者の体重の一部を支える荷重（上向きの免荷アシスト力）を着座部１から利用者に作用させるために、足平装着部２が接地している脚リンク３の膝関節３４に対して、該脚リンク３の伸展方向の回転駆動力（トルク）を付与するものである。この駆動機構８は、脚リンク３の上側脚リンク部材３１に設けた減速機を内蔵した回転アクチュエータとしての電動モータ８１と、電動モータ８１の出力軸８１ａ上の駆動クランクアーム８２と、下側脚リンク部材３３に膝関節３４の支軸３４ａと同心に固定された従動クランクアーム８３と、一端と他端とを駆動クランクアーム８２と従動クランクアーム８３とに枢着された連結リンク８４とか構成されている。これにより、電動モータ８１がその出力軸８１ａから出力する回転駆動力が、駆動クランクアーム８２、従動クランクアーム８３及び連結リンク８４とから成るクランク式回転伝達機構を介して膝関節３４の支軸３４ａに伝達されるようになっている。そして、電動モータ８１の回転駆動力が、該膝関節３４での脚リンク３の屈伸運動を可能としている。なお、上側脚リンク部材３１には、電動モータ８１の電源となるバッテリ等を含む付属品８５が搭載されている。

各手首装着部４は、利用者の各手首の周りに着脱可能に装着される円筒状のものである。そして、手首装着部４の左右方向内側に設けた突出部に各上肢リンク５の上側上肢リンク部材５１の上端部が手首関節５２を介して連結されている。

手首関節５２は、本実施形態では、ボールジョイントなどのフリージョイントにより構成され、３軸周りの回転自由度を有する関節（球面対偶）となっている。ただし、手首関節は、例えば前後及び左右方向の２軸周り、あるいは、上下及び左右方向の２軸周りの回転自由度を有する関節であってもよい。

肘関節５４は、手首関節５２と第２関節７との中間、即ち、利用者の肘部付近の高さに位置し、本実施形態では、上側上肢リンク部材５３の下側上肢リンク部材５１に対する伸縮方向に１自由度を有する直動対偶（すべり対偶）となっている。この肘関節５４は、ピストンロッドとしての上側上肢リンク部材５３が、シリンダチューブとしての下側上肢リンク部材５１に収容されて摺動するシリンダ機構から構成されている。下側上肢リンク部材５１内部には、付勢部材としてのコイルバネ（図示省略）が収容されており、該コイルバネによって、上側上肢リンク部材５３は、下側上肢リンク部材５１に対して、該下側上肢リンク部材５１の長手方向に離間するように付勢されている。これにより、肘関節５４での上肢リンク５の伸縮運動が可能となっている。

各第２関節７は、着座部１の把持部１ｄに固定された連結部材９の先端に設けられている。各連結部材９は、それぞれ把持部１ｄの左右方向外側に基端部が固定され、該基端部から着座部１に着座した利用者の腰部周りに沿って湾曲しながら下方に延びるように形成されており、その先端部に第２関節７が設けられている。第２関節７は、本実施形態では、ボールジョイントなどのフリージョイントにより構成され、３軸周りの回転自由度を有し、揺動支点７ａを中心として、着座部１に対して揺動可能に構成されている。ただし、第２関節７は、例えば前後及び左右方向の２軸周り、あるいは、上下及び左右方向の２軸周りの回転自由度を有する関節であってもよい。

なお、図示は省略するが、駆動機構８の電動モータ８１の運転制御を行うために、動作補助装置１００の適所、例えば、着座部１の基本フレーム１ｂの内部に、マイクロコンピュータ等を含む制御装置が搭載されている。さらに、動作補助装置１００には、利用者の踏力や各脚リンク３の屈曲角度等を検出するセンサも搭載されており、これらのセンサの出力が、電動モータ８１の運動制御に利用される。

かかる動作補助装置１００では、利用者の歩行時に、利用者の体重の一部を支える荷重（上向きの免荷アシスト力）を定常的に着座部１から利用者に作用させるように、接地状態の各脚リンク３の膝関節３４が駆動される。より詳しくは、所定値の免荷アシスト力（例えば利用者の体重の所定割合（例えば２０％等）を支える免荷アシスト力）を着座部１から利用者に作用させるべき目標荷重とし、この目標荷重を発生させるために要求される膝関節３４の必要トルク（脚リンク３の伸展方向の必要トルク）が図示しない制御装置の演算処理により決定される。そして、この必要トルクを膝関節３４に作用させるように、電動モータ８１の出力トルクが制御される。これにより、着座部１から利用者に目標とする荷重が作用し、利用者の脚の負担が軽減される。

一方、利用者の上肢は、前記コイルバネの付勢力によって上方に付勢されており、利用者が肘部を伸ばす負担を軽減している。しかしながら、この反力として、上肢リンク５からの力Ｆが、第２関節７を介して着座部１に作用し、脚リンク３に対して着座部１を揺動させようとする。なお、力Ｆは、上肢リンク３及び利用者の上肢の自重、前記コイルバネの付勢力に対する反力、利用者が上肢によって支持すると想定される最大荷重等によって定まる。

そこで、上肢リンク５から第２関節７を介して着座部１に作用する力Ｆに起因して発生する、脚リンク３に対する着座部１の揺動を抑制する位置に、第２関節７を設けている。ただし、第２関節７は、上肢リンク５から第２関節７を介して着座部１に作用する力に起因して該着座部１に着座する利用者が滑らない位置に設ける必要がある。ここで、上肢リンク５から第２関節７を介して着座部１に作用する力（並進力）Ｆによって、脚リンク３に対して着座部１を回転（揺動）させるモーメントは、第２関節７が３軸周りの回転自由度を有することを考慮すると、揺動支点７ａの揺動支点６ａからの距離をｒとして、最大ｒＦとなる。一方、脚リンク３に対する着座部１の回転に抗する最大摩擦力は、着座部１のシート部１ｄの表面の着座面と利用者との間の静止摩擦係数をμ、着座部１から利用者に作用する免荷アシスト力をＷとすると、μＷとなる。そして、脚リンク３に対する着座部１の回転に抗する摩擦力による最大モーメントは、揺動支点６ａとシート部１ａ表面である着座面との距離をＬとすると、μＷＬとなる。そして、力Ｆにより脚リンク３に対して着座部１を回転させるモーメントと、免荷アシスト力Ｗにより脚リンク３に対する着座部１を回転に抗する摩擦力によるモーメントとが同じであると仮定すると、静止摩擦係数μは１以下であるので、脚リンク３の揺動支点６ａから着座面までの距離Ｌ内の位置に、第２関節７の揺動支点７ａを設ける必要がある。

なお、本実施形態では、脚リンク３の着座部１に対する前後方向の揺動支点６ａに近接した位置に、第２関節７を設けている。具体的には、第２関節７における上肢リンク５の着座部１に対する揺動支点７ａは、脚リンク３の揺動支点６ａからの距離ｒが所定の距離Ｒ内に収まるように揺動支点６ａに近接した位置に設けられている。前述したように、距離ｒを距離Ｒ＝μＷＬ／Ｆ以下とすることにより、上肢リンク５から第２関節７を介して着座部１に作用する力Ｆによっては、脚リンク３に対して着座部１が回転しない。よって、上記特許文献１に記載の人体動作補助装置のように、利用者が意識しない回転が発生しないので、利用者は安心して動作補助装置１００を装着することができる。

なお、設計上の制約等によって、距離ｒが距離Ｒを越える場合には、第２関節７を、脚リンク３の着座部１に対する前後方向の揺動支点６ａより下方に設けることが好ましい。本実施形態では、第２関節７における上肢リンク５の着座部１に対する揺動支点７ａは、揺動支点６ａを含む水平面Ｈより下方に設けられている。これによれば、第２関節７を水平面Ｈより上方に設けた場合と比較すると、脚リンク３に対する着座部１の姿勢（第１関節６の揺動支点６ａの周りの揺動姿勢）の安定性が高まり、上肢リンク５から第２関節７を介して着座部１に作用する力Ｆに起因して着座部１が脚リンク３に対して揺動することが抑制される。特に、揺動支点７ａを揺動支点６ａの真下又はその近傍に設けることが好ましい。この場合、脚リンク３に対する安定位置から着座部１が揺動してずれても、着座部１は速やかに安定位置に復帰するので、脚リンク３に対する着座部１の姿勢の安定性が高まる。よって、上記特許文献１に記載の人体動作補助装置のように、利用者が意識しない大きな揺動が発生し難くなるので、利用者は安心して動作補助装置１００を装着することができる。

以下、本発明の第２の実施形態に係る動作補助装置２００を図４及び図５を参照して説明する。この動作補助装置２００は、上述した動作補助装置１００と類似するので、異なる点についてのみ説明する。

動作補助装置２００の各上肢リンク５Ａは、第２関節７Ａによって、着座部１に対して、揺動支点７Ａａを中心に揺動可能に連結されている。

各第２関節７Ａは、着座部１の支持フレーム１ｂの下面に固定された連結部材９Ａに設けられている。連結部材９Ａは、支持フレーム１ｂの前側下面の左右方向中央部に固定されており、この連結部材９Ａに第２関節７Ａが設けられている。第２関節７Ａは、本実施形態では、ボールジョイントなどのフリージョイントにより構成され、３軸周りの回転自由度を有し、揺動支点７Ａａを中心として、着座部１に対して揺動可能に構成されている。ただし、第２関節７Ａは、例えば前後及び左右方向の２軸周り、あるいは、上下及び左右方向の２軸周りの回転自由度を有する関節であってもよい。そして、第２関節７Ａから支持フレーム１ｂの前側下面及び前面に沿って湾曲しながら上方に延びる部材５１Ａの先端部に、下側上肢リンク部材５１の基端部が固定されている。

このようにして、第２関節７Ａは、脚リンク３の着座部１に対する前後方向の揺動支点６ａより下方に設けられている。具体的には、第２関節７Ａにおける上肢リンク５の着座部１に対する揺動支点７Ａａは、脚リンク３の揺動支点６ａを含む水平面Ｈより下方に設けられている。これによれば、上記動作補助装置２００と同様に、脚リンク３に対する着座部１の姿勢（第１関節６の揺動支点６ａの周りの揺動姿勢）の安定性に優れたものとなり、上肢リンク５から第２関節７を介して着座部１に作用する力Ｆに起因して着座部１が脚リンク３に対して揺動することが抑制される。よって、利用者は安心して動作補助装置２００を装着することができる。

なお、以上説明した実施形態では、肘関節５４を、上側上肢リンク部材５３を下側上肢リンク部材５１に対して伸縮可能とする直動対偶として構成した。しかしながら、上側上肢リンク部材５３を下側上肢リンク部材５１に対して揺動可能とする回転対偶として構成してもよい。この場合、例えば、肘関節５４に電動モータ等の回転アクチュエータを設け、この回転アクチュエータの回転力によって、上側上肢リンク部材５３を下側上肢リンク部材５１に対して揺動させればよい。上述のように、動作補助装置１００，２００は、上肢リンク５から第２関節７，７Ａに作用する力Ｆにより発生する、脚リンク３に対する着座部１の揺動が、安定性に優れたものとなるので、肘関節５４に設けた回転アクチュエータの駆動制御が容易となる。

また、上肢装着部を利用者の手首の周りに装着される手首装着部４により構成した。しかしながら、上肢装着部を利用者の上肢の何れかの部分、例えば、上腕、下腕、肘部に装着されるものにより構成してもよい。

また、上肢リンク５の前傾を規制する部材を設けてもよい。例えば、着座部１の把持部１ｄと上肢リンク５の下側上肢リンク部材５１とを可撓性のベルトを介して連結してもよい。

また、体重支持部をサドル状のシート部１ａを有する着座部１により構成した。しかしながら、利用者の腰周りに装着するハーネス状の可撓性部材により体重支持部を構成してもよい。体重支持部は、利用者の体幹部に上向きの免荷アシスト力を作用させるために、両脚の付け根の間で利用者に接する部分を備えることが好ましい。

また、第１関節６を円弧状のガイドレール６１を有するものに構成して、各脚リンク３の前後方向の揺動支点としてのガイドレール６１の曲率中心、即ち脚リンク３の前後方向の揺動支点６ａが着座部１の上方に位置するようにした。しかしながら、例えば脚リンク３の上端部を着座部１の側部や下部で横方向（左右方向）の軸で軸支する単純な構造の関節構造で第１関節６を少なくとも前後方向に揺動可能に構成してもよい
また、片方の脚や上肢が骨折等で不自由な利用者の歩行を補助するため、左右の脚リンク３，３や上肢リンク５，５のうち、利用者の不自由な脚や上肢側の脚リンクや上肢リンクのみを残して、他方の脚リンクや上肢リンクを省略するようにしてもよい。

本発明の第１の実施形態に係る動作補助装置の概略構成を示す側面図。 第１の実施形態に係る動作補助装置の正面図。 第１の実施形態に係る動作補助装置の上側脚リンク部の切断側面図。 本発明の第２の実施形態に係る動作補助装置の概略構成を示す側面図。 第２の実施形態に係る動作補助装置の正面図。

符号の説明

１…着座部 （体重支持部)、２…足平装着部（脚装着部）、３…脚リンク、４…手首装着部（上肢装着部）、５…上肢リンク、６…第１関節、６ａ…脚リンクの前後方向の揺動支点（脚リンクの前後方向の揺動に関する第１関節の揺動支点）、７，７Ａ…第２関節、７ａ，７Ａａ…上肢リンクの揺動支点、８…駆動機構、９，９Ａ…連結部材、３１…上側脚リンク部材、３２…足首関節、３３…下側脚リンク部材、３４…膝関節、５１…下側上肢リンク部材、５２…手首関節、５３…上側上肢リンク部材、５４…肘関節、６１…ガイドレール、１００，２００…動作補助装置。

Claims (4)

1. 利用者の体重の一部を支える体重支持部と、
   利用者の脚に装着される脚装着部と、
   該脚装着部を体重支持部に連結する脚リンクと、
   該脚リンクを体重支持部に対して少なくとも前後方向に揺動自在に連結する第１関節と、
   利用者の上肢に装着される上肢装着部と、
   該上肢装着部を体重支持部に連結する上肢リンクと、
   該上肢リンクを体重支持部に対して揺動自在に連結する第２関節と、
   脚リンクの関節を駆動させる駆動機構とを備えた動作補助装置であって、
   上肢リンクから第２関節を介して体重支持部に作用する力に起因して体重支持部が脚リンクに対して揺動するのを抑制する位置に、第２関節を設けることを特徴とする動作補助装置。
2. 前記上肢リンクから前記第２関節を介して体重支持部に作用する力に起因して発生する、前記脚リンクに対して前記体重支持部を回転させるモーメントの大きさが、該体重支持部と利用者との間に発生する最大摩擦力により発生する、前記脚リンクに対する前記体重支持部の回転を阻止するモーメントの大きさを越えない位置に、前記第２関節を設けることを特徴とする請求項１に記載の動作補助装置。
3. 前記体重支持部は利用者が跨ぐようにして着座する着座部であり、該着座部の上方に前記脚リンクの前後方向の揺動に関する前記第１関節の揺動支点が位置し、該第１関節の揺動支点から前記着座部の着座面までの距離内の位置に、前記第２関節の揺動支点が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の動作補助装置。
4. 前記第２関節を、前記脚リンクの前後方向の揺動に関する前記第１関節の揺動支点より下方に設けることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の動作補助装置。

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