JP2015134149A - 負荷算出装置、補助具、負荷算出方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
[特許文献]特開2012−183291
Claims (28)
- 使用者における複数の腰椎のそれぞれの位置および向きを取得する位置取得部と、
前記位置取得部により取得された前記複数の腰椎のそれぞれの位置および向きに基づいて、前記複数の腰椎のそれぞれにかかる負荷を算出する負荷算出部と
を備える負荷算出装置。 - 前記使用者の上体の質量を取得する体重取得部をさらに備え、
前記負荷算出部は、前記複数の腰椎の位置および向きにおける前記上体の質量の分力と、前記上体の質量により生じる回転モーメントに対抗する筋力と、の合力により、前記複数の腰椎のそれぞれにかかる負荷を算出して出力する請求項1に記載の負荷算出装置。 - 前記負荷算出部は、前記上体の質量の重心が、直立している場合の真上にあるとして前記負荷を算出する請求項2に記載の負荷算出装置。
- 前記使用者からの入力を受け付ける入力部をさらに備え、
前記入力部から入力された荷重情報に基づいて、前記負荷算出部は、腰椎のそれぞれにかかる負荷を算出する請求項2または3に記載の負荷算出装置。 - 前記使用者の背部の表皮上に設けられた第1加速度センサと、
前記複数の腰椎に沿って前記使用者の前記表皮上に設けられた複数の曲げセンサと
をさらに備え、
前記位置取得部は、前記加速度センサから算出される前記使用者の上体の角度と、前記複数の曲げセンサから算出される前記表皮の曲率とから、前記複数の腰椎のそれぞれの位置および向きを算出する請求項1から4の何れか1項に記載の負荷算出装置。 - 前記第1加速度センサは、仙骨に対応する位置に配される請求項5に記載の負荷算出装置。
- 前記第1加速度センサは、前記複数の曲げセンサの上端またはその上方に配され、前記曲げセンサの下端は、仙骨に対応する位置に配される請求項5に記載の負荷算出装置。
- 前記複数の曲げセンサの上端またはその上方に配される第2加速度センサを備える請求項6に記載の負荷算出装置。
- 前記第1加速度センサと前記複数の曲げセンサとから算出される前記使用者の上体の角度と、前記第2加速度センサから算出された前記使用者の上体の角度との角度差に基づいて、前記位置取得部は、前記複数の腰椎のそれぞれの位置および向きの誤差を補正する請求項8に記載の負荷算出装置。
- 前記位置取得部は、前記角度差が予め定められた閾値を超えた場合に、前記複数の腰椎のそれぞれの位置および向きの誤差を補正する請求項9に記載の負荷算出装置。
- 前記位置取得部は、前記角度差が0より大きい場合に、前記複数の曲げセンサが互いに離れたことによる前記複数の腰椎のそれぞれの位置および向きの誤差を補正する請求項9または10に記載の負荷算出装置。
- 前記角度差を前記複数の曲げセンサから算出されるそれぞれの前記表皮の曲率に対応させて振り分けた誤差角度を用いて、前記位置取得部は、前記複数の腰椎のそれぞれの位置および向きを補正する請求項9から11のいずれか一項に記載の負荷算出装置。
- 前記加速度センサおよび前記複数の曲げセンサは、前記使用者の衣服に設けられる請求項6から12の何れか1項に記載の負荷算出装置。
- 前記上体の角度に関わらず、前記仙骨から前記複数の腰椎までのそれぞれの距離が予め定められており、前記位置取得部は、前記仙骨から前記複数の腰椎までのそれぞれの距離に基づいて、前記複数の腰椎のそれぞれの位置および向きを算出する請求項6または13に記載の負荷算出装置。
- 前記上体の角度に関わらず、前記表皮から前記複数の腰椎までの距離が予め定められており、前記位置取得部は、前記表皮から前記複数の腰椎までの距離に基づいて、前記複数の腰椎のそれぞれの位置および向きを算出する請求項5から14の何れか1項に記載の負荷算出装置。
- 前記上体の角度と前記表皮から前記複数の腰椎までの距離との関係が予め定められており、前記位置取得部は、前記加速度センサによって算出された前記上体の角度により定められる前記表皮から前記複数の腰椎までの距離に基づいて前記複数の腰椎のそれぞれの位置および向きを算出する請求項5から14の何れか1項に記載の負荷算出装置。
- 前記加速度センサは、前記使用者が直立状態にあるときの位置を初期位置とする請求項16に記載の負荷算出装置。
- 前記負荷算出部が算出した前記複数の腰椎の負荷が予め定められた負荷の閾値を越えた場合に、前記使用者に警告を報知する報知部をさらに備える請求項1から17の何れか1項に記載の負荷算出装置。
- 前記負荷算出部が、前記閾値を越える負荷を予め定めた時間継続して算出した場合に、前記報知部は、前記使用者に警告を報知する請求項18に記載の負荷算出装置。
- 前記負荷算出部は、警告を報知した回数が多いほど、前記予め定められた時間を短くする請求項19に記載の負荷算出装置。
- 前記負荷算出部は、短くされた前記予め定められた時間を、前記警告を報知してからの経過時間に基づいて変更する請求項20に記載の負荷算出装置。
- 前記負荷算出部は、前記位置取得部により取得された前記複数の腰椎のそれぞれの位置および向きに基づいて、前記複数の腰椎のそれぞれにかかるせん断力を算出する請求項1から21のいずれか1項に記載の負荷算出装置。
- 請求項1から22の何れか1項に記載の負荷算出装置と、
前記使用者に補助力を付与するアクチュエータと、
前記アクチュエータを制御する制御部と、
を備え、前記制御部は、前記負荷算出部によって算出された前記複数の腰椎のそれぞれにかかる負荷に基づいて前記アクチュエータを制御する補助具。 - 前記アクチュエータは、前記使用者の腰の周囲に設けられ、前記アクチュエータが収縮することによって、前記使用者の腰部を締め付ける請求項23に記載の補助具。
- 前記アクチュエータは、前記使用者の腰部に設けられ、前記アクチュエータが伸縮することによって、前記使用者の腰部に補助力を付与する請求項23に記載の補助具。
- 前記使用者の腰部には弾性体がさらに設けられ、前記アクチュエータが伸縮することによって、前記弾性体の引張力を制御する請求項23に記載の補助具。
- 使用者における複数の腰椎のそれぞれの位置および向きを取得する位置取得ステップと、
前記位置取得ステップにより取得された前記複数の腰椎のそれぞれの位置および向きに基づいて、前記複数の腰椎のそれぞれにかかる負荷を算出して出力する負荷算出ステップと
を有する負荷算出方法。 - 使用者における複数の腰椎のそれぞれの位置および向きを取得する位置取得機能と、
前記位置取得機能により取得された前記複数の腰椎のそれぞれの位置および向きに基づいて、前記複数の腰椎のそれぞれにかかる負荷を算出して出力する負荷算出機能と
を有するプログラム。
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