JP2017055793A - Thigh lift support device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、腿上げサポート装置に関する。 The present invention relates to a thigh raising support device.
下記特許文献１には、使用者に装着されることにより、使用者の歩行を補助する歩行補助装置が開示されている。この歩行補助装置は、使用者の腰部に装着される腰部装具と、腰部装具に取付けられた電動モータユニットと、電動モータユニットが作動されることにより傾動されるスイングアームと、を備えている。また、スイングアームには、大腿前部当て板が取付けられており、この大腿前部当て板には、当該大腿前部当て板を使用者の大腿部に装着するための大腿部ベルトが繋がれている。そして、電動モータユニットの駆動力が、スイングアーム、大腿前部当て板及び大腿部ベルトを介して使用者の大腿部に伝達されることで、使用者の歩行が補助されるようになっている。 The following Patent Document 1 discloses a walking assist device that assists the user's walking by being worn by the user. The walking assist device includes a lumbar orthosis worn on the user's lumbar region, an electric motor unit attached to the lumbar region orthosis, and a swing arm that is tilted when the electric motor unit is operated. In addition, a front thigh pad is attached to the swing arm, and a thigh belt for attaching the front thigh pad to the user's thigh is attached to the front thigh pad. It is connected. Then, the driving force of the electric motor unit is transmitted to the user's thigh through the swing arm, the front thigh pad and the thigh belt, thereby assisting the user's walking. ing.
また、この歩行補助装置では、スイングアームの先端側（大腿前部当て板が取付けられた側）から使用者の大腿部にサポート力が入力されると、このサポート力と釣り合うための釣合力が、腰部装具の一部を構成するメインフレームから使用者の腰部に入力されるようになっている。 Further, in this walking assist device, when a support force is input to the user's thigh from the tip side of the swing arm (the side on which the front thigh plate is attached), a balancing force for balancing this support force. However, it is input to the user's lower back from a main frame constituting a part of the lower back orthosis.
しかしながら、特許文献１に記載された歩行補助装置の構成では、スイングアームの傾動軸から腰部装具のメインフレームまでの距離を長く設定することが難しい。そのため、電動モータユニットの駆動力を高めると、メインフレームから使用者の腰部に入力される釣合力が高くなり易い。すなわち、特許文献１に記載された歩行補助装置の構成では、使用者の腿上げをサポートする力を高めることが難しい。 However, in the configuration of the walking assist device described in Patent Document 1, it is difficult to set a long distance from the tilt axis of the swing arm to the main frame of the waist orthosis. Therefore, when the driving force of the electric motor unit is increased, the balance force input from the main frame to the user's waist is likely to increase. That is, with the configuration of the walking assist device described in Patent Document 1, it is difficult to increase the force to support the user's thigh lift.
本発明は上記事実を考慮し、サポート力を高めることができる腿上げサポート装置を得ることが目的である。 An object of the present invention is to obtain a thigh raising support device that can increase the support force in consideration of the above facts.
請求項１記載の腿上げサポート装置は、使用者の腰部に装着される腰部装着部と、前記腰部装着部に支持され、前記使用者の上体に係合されることで該使用者の上体に対する変位が規制される上体係合部と、前記上体係合部に連結されていると共に前記上体係合部に対して傾動可能とされ、前記使用者の上体に対する変位が規制された前記上体係合部に対して傾動されることで前記使用者の大腿部を後方側から押圧して該使用者の腿上げをサポートするサポート力入力部と、を備えている。 The thigh raising support device according to claim 1 is supported by the waist mounting portion to be mounted on a user's waist and the waist mounting portion and engaged with the upper body of the user to An upper body engaging portion in which displacement with respect to the body is restricted, and is connected to the upper body engaging portion and can be tilted with respect to the upper body engaging portion, and displacement with respect to the upper body of the user is restricted. And a support force input unit that is tilted with respect to the upper body engaging portion and presses the user's thigh from the rear side to support the user's thigh lift.
請求項１記載の腿上げサポート装置によれば、腰部装着部が使用者の腰部に装着されることで、当該腿上げサポート装置が使用者に装着される。また、使用者の上体に係合されることで当該使用者の上体に対する変位が規制された上体係合部に対してサポート力入力部が傾動されると、当該サポート力入力部が使用者の大腿部を後方側から押圧する（以下、この押圧力を「サポート力」という）。これにより、使用者の腿上げがサポートされる。 According to the thigh raising support device of the first aspect, the thigh raising support device is attached to the user by attaching the waist attaching portion to the user's waist. In addition, when the support force input unit is tilted with respect to the body engaging portion whose displacement with respect to the user's upper body is restricted by being engaged with the user's upper body, the support force input unit is The user's thigh is pressed from the rear side (hereinafter, this pressing force is referred to as “supporting force”). Thereby, a user's thigh raising is supported.
また、サポート力入力部から使用者の大腿部にサポート力が入力されると、当該サポート力の反作用として、使用者の大腿部からサポート力入力部に荷重（以下この荷重を「反作用力」という）が入力される。そして、この反作用力がサポート力入力部に入力されると、当該サポート力入力部に連結された上体係合部が変位しようとする。これにより、上体係合部から使用者の上体に荷重（以下この荷重を「上体入力荷重」という）が作用する。 When a support force is input from the support force input unit to the user's thigh, a load (hereinafter referred to as “reaction force”) is applied from the user's thigh to the support force input unit as a reaction of the support force. Is entered). When this reaction force is input to the support force input portion, the body engaging portion connected to the support force input portion tends to be displaced. As a result, a load (hereinafter referred to as “body input load”) acts on the user's upper body from the upper body engaging portion.
ここで、本発明では、上記上体入力荷重が、使用者の上体に沿って設けられた上体係合部から当該使用者の上体に入力されるようになっている。これにより、上体入力荷重が入力される入力点の位置を使用者の腰部から離れた位置に設定することが可能となる（モーメントアームを長くとることが可能となる）。これにより、サポート力入力部から使用者の大腿部にサポート力が入力される際に使用者の上体に作用する上体入力時荷重の値が高くなることを抑制することができる。その結果、本発明では、使用者の腿上げをサポートするサポート力を高めることができる。 Here, in this invention, the said body input load is input into the said user's upper body from the body engaging part provided along the user's upper body. As a result, the position of the input point where the body input load is input can be set at a position away from the user's waist (the moment arm can be made longer). Thereby, when the support force is input from the support force input unit to the user's thigh, it is possible to suppress an increase in the value of the body input load that acts on the user's upper body. As a result, in the present invention, it is possible to enhance the support force that supports the user's thigh lift.
請求項２記載の腿上げサポート装置は、請求項１記載の腿上げサポート装置において、前記上体係合部は、前記使用者の後方側に配置されるアクチュエータ支持部材とされており、前記アクチュエータ支持部材には、作動されることで前記サポート力入力部を傾動させるアクチュエータが取付けられている。 The thigh raising support device according to claim 2 is the thigh raising support device according to claim 1, wherein the upper body engaging portion is an actuator support member disposed on the rear side of the user, and the actuator An actuator that tilts the support force input portion when operated is attached to the support member.
請求項２記載の腿上げサポート装置によれば、アクチュエータ支持部材に取付けられたアクチュエータが作動されることによりサポート力入力部が傾動されて、サポート力入力部から使用者の大腿部にサポート力が入力される。これにより、使用者の腿上げがサポートされる。また、本発明では、アクチュエータが取付けられるアクチュエータ支持部材が使用者の後方側に配置される構成とされている。そのため、使用者の腿上げの動作がアクチュエータ支持部材によって妨げられることを抑制することができる。 According to the thigh raising support device according to claim 2, the support force input portion is tilted by operating the actuator attached to the actuator support member, and the support force is applied from the support force input portion to the user's thigh. Is entered. Thereby, a user's thigh raising is supported. Moreover, in this invention, it is set as the structure by which the actuator support member to which an actuator is attached is arrange | positioned at a user's back side. Therefore, it can suppress that a user's operation of raising a thigh is prevented by the actuator support member.
請求項３記載の腿上げサポート装置は、請求項２記載の腿上げサポート装置において、前記使用者の側方側には、前記腰部装着部が取付けられるベース部が設けられており、前記サポート力入力部及び前記アクチュエータ支持部材が、前記ベース部にそれぞれ傾動可能に取付けられている。 The thigh raising support device according to claim 3 is the thigh raising support device according to claim 2, wherein a base portion to which the waist mounting portion is attached is provided on a side of the user, and the support force The input part and the actuator support member are respectively attached to the base part so as to be tiltable.
請求項３記載の腿上げサポート装置によれば、サポート力入力部及びアクチュエータ支持部材をベース部に対してそれぞれ独立して傾動可能とすることにより、サポート力入力部及びアクチュエータ支持部材を使用者の大腿部の動き及び上体の動きに追従させることができる。 According to the thigh raising support device of the third aspect, the support force input portion and the actuator support member can be tilted independently of each other with respect to the base portion. It is possible to follow the movement of the thigh and the movement of the upper body.
請求項４記載の腿上げサポート装置は、請求項３記載の腿上げサポート装置において、前記サポート力入力部が前記使用者の大腿部を押圧する際に、前記アクチュエータ支持部材が前記使用者の上体と近接する側へ向けて傾動される。 The thigh raising support device according to claim 4 is the thigh raising support device according to claim 3, wherein when the support force input portion presses the thigh of the user, the actuator support member is the user's thigh. Tilt toward the side close to the upper body.
請求項４記載の腿上げサポート装置によれば、サポート力入力部が使用者の大腿部を押圧する際に、アクチュエータ支持部材が使用者の上体と離間する側へ向けて変位されないように構成されている。これにより、アクチュエータ支持部材が使用者と離間する側へ向けて変位されることを抑制するために、アクチュエータ支持部材と使用者とを連結するためのベルト等を設けなくてもよい、或いは、アクチュエータ支持部材と使用者とを連結するためのベルト等の幅が広くなることを抑制することができる。 According to the thigh raising support device of the fourth aspect, when the support force input unit presses the thigh of the user, the actuator support member is not displaced toward the side away from the user's upper body. It is configured. Accordingly, in order to prevent the actuator support member from being displaced toward the side away from the user, a belt or the like for connecting the actuator support member and the user may not be provided, or the actuator An increase in the width of a belt or the like for connecting the support member and the user can be suppressed.
請求項５記載の腿上げサポート装置は、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の腿上げサポート装置において、前記アクチュエータは、ガスが流入されることで収縮される人工筋肉とされている。 The thigh raising support device according to claim 5 is the thigh raising support device according to any one of claims 2 to 4, wherein the actuator is an artificial muscle that is contracted by inflow of gas. ing.
ところで、電動モータによってサポート力入力部を傾動させる構成においてサポート力を高めるためには、電動モータの出力を高める、或いは、電動モータとサポート力入力部との間に設けられた減速機構の減速比を低くする必要がある。すなわち、当該構成では、腿上げサポート装置を構成する電動モータの体格や減速機構が大型化し、ひいては、腿上げサポート装置の体格の大型化や重量増加を招くことが考えられる。これに対して、請求項５記載の腿上げサポート装置によれば、ガス圧を高めることにより、人工筋肉の収縮力を容易に高めることができる。これにより、体格の大型化や重量増加を抑制しつつサポート力を高めることができる。また、空気圧によって収縮される人工筋肉を用いてサポート力入力部を傾動させる構成では、サポート力入力部に作用される衝撃を人工筋肉内の空気によって緩衝させることができると共に、腿上げ動作をスムーズに行うことができる。 By the way, in order to increase the support force in the configuration in which the support force input unit is tilted by the electric motor, the output of the electric motor is increased, or the reduction ratio of the reduction mechanism provided between the electric motor and the support force input unit. Need to be low. That is, in the said structure, the physique and deceleration mechanism of the electric motor which comprise a thigh raising support apparatus will enlarge, and, as a result, the physique of a thigh raising support apparatus may be enlarged and a weight increase may be caused. On the other hand, according to the thigh raising support device of the fifth aspect, the contraction force of the artificial muscle can be easily increased by increasing the gas pressure. Thereby, support power can be improved, suppressing the enlargement of a physique and the weight increase. In addition, in the configuration in which the support force input unit is tilted using the artificial muscle contracted by the air pressure, the impact applied to the support force input unit can be buffered by the air in the artificial muscle, and the thigh raising operation can be performed smoothly. Can be done.
請求項１記載の本発明に係る腿上げサポート装置は、使用者の腿上げをサポートするサポート力を高めることができる、という優れた効果を有する。 The thigh raising support device according to the first aspect of the present invention has an excellent effect that the support force for supporting the user's thigh raising can be increased.
請求項２記載の本発明に係る腿上げサポート装置は、大腿部の動き及び上体の動きへの追従性を良好にすることができる、という優れた効果を有する。 The thigh raising support device according to the present invention described in claim 2 has an excellent effect that the followability to the movement of the thigh and the movement of the upper body can be improved.
請求項３記載の本発明に係る腿上げサポート装置は、当該腿上げサポート装置の装着感を良好にすることができる、という優れた効果を有する。 The thigh raising support device according to the third aspect of the present invention has an excellent effect that the wearing feeling of the thigh raising support device can be improved.
請求項４記載の本発明に係る腿上げサポート装置は、アクチュエータ支持部材と使用者とを連結するための連結部材を設けなくてもよい、或いは、アクチュエータ支持部材と使用者とを連結するための連結部材が大型化することを抑制することができる、という優れた効果を有する。 The thigh raising support device according to the fourth aspect of the present invention does not need to be provided with a connecting member for connecting the actuator supporting member and the user, or for connecting the actuator supporting member and the user. It has the outstanding effect that it can suppress that a connection member enlarges.
請求項５記載の本発明に係る腿上げサポート装置は、サポート力入力部から使用者の大腿部に入力される振動等を緩和することができると共に、腿上げ動作をスムーズに行うことができる、という優れた効果を有する。 The thigh raising support device according to the present invention described in claim 5 can alleviate vibrations and the like input from the support force input unit to the user's thigh, and can smoothly perform the thigh raising operation. , Has an excellent effect.
図１〜図３を用いて本発明の実施形態に係る腿上げサポート装置について説明する。なお、腿上げサポート装置を装着している状態でかつ直立した状態の使用者から見た前後方向前方側を矢印ＦＲで示し、右側及び左側をそれぞれ矢印ＲＨ及び矢印ＬＨで示し、上下方向上側を矢印ＵＰで示す。また、以下の説明で、単に前後、左右、上下の方向を示す場合は、腿上げサポート装置を装着している状態でかつ直立した状態の使用者から見た前後、左右、上下を示すものとする。 A thigh raising support device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the front side in the front-rear direction viewed from the upright user wearing the thigh support device is indicated by arrow FR, the right side and the left side are indicated by arrow RH and arrow LH, and the upper side in the vertical direction is indicated. Indicated by arrow UP. Also, in the following description, when simply indicating the front / rear, left / right, up / down directions, the front / rear, left / right, up / down as viewed from the upright user wearing the thigh support device To do.
図１及び図２に示されるように、本実施形態の腿上げサポート装置１０は、使用者の腰部の側方側に配置される左右一対のベース部１２と、ベース部１２に取付けられていると共に使用者の腰部に装着される腰部装着部としての腰部ベルト１４と、を備えている。また、腿上げサポート装置１０は、使用者の大腿部に沿って配置されると共にベース部１２に傾動可能に取付けられたサポート力入力部としてのサポートアーム１６と、使用者の上体に沿って配置されると共にベース部１２に傾動可能に取付けられた上体係合部及びアクチュエータ支持部材としての上体側フレーム１８と、を備えている。また、上体側フレーム１８には、アクチュエータとしての人工筋肉２０が取付けられている。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the thigh raising support device 10 of the present embodiment is attached to a pair of left and right base portions 12 disposed on the side of the user's waist and the base portion 12. And a waist belt 14 as a waist mounting portion to be mounted on the user's waist. The thigh raising support device 10 is disposed along the user's thigh and is supported along a support arm 16 as a support force input unit that is tiltably attached to the base 12 and along the upper body of the user. And a body engaging portion attached to the base portion 12 so as to be tiltable and a body side frame 18 as an actuator support member. An artificial muscle 20 as an actuator is attached to the upper body side frame 18.
ベース部１２は、板状に形成された外側プレート２２及び内側プレート２４と、を含んで構成されている。外側プレート２２と内側プレート２４とは、側面視で（右側又は左側から見て）ほぼ同一の形状に形成されている。また、外側プレート２２と内側プレート２４とは、複数の接続ピン２６等を介して接続されている。これにより、外側プレート２２及び内側プレート２４とは、左右方向に所定の間隔を空けてかつ互いに平行に配置されている。 The base portion 12 includes an outer plate 22 and an inner plate 24 that are formed in a plate shape. The outer plate 22 and the inner plate 24 are formed in substantially the same shape in a side view (viewed from the right side or the left side). The outer plate 22 and the inner plate 24 are connected via a plurality of connection pins 26 and the like. Accordingly, the outer plate 22 and the inner plate 24 are arranged in parallel to each other with a predetermined interval in the left-right direction.
また、外側プレート２２と内側プレート２４との間には、第１プーリ２８及び第２プーリ３０が回転可能に設けられている。第１プーリ２８は、外側プレート２２及び内側プレート２４の下部側に左右方向を回転軸方向として取付けられている。この第１プーリ２８の回転軸は、使用者の股関節に対応する第１軸Ｃ１とされている。また、第１プーリ２８は、後述するワイヤ４８の一部が係止されるワイヤ係止部２８Ａと、後述するサポートアーム１６が取付けられるサポートアーム取付部２８Ｂと、を備えている。第２プーリ３０は、外側プレート２２及び内側プレート２４の上部側かつ第１プーリ２８の後方側に左右方向を回転軸方向として取付けられている。この第２プーリ３０の回転軸は、使用者の仙腸関節に対応する第２軸Ｃ２とされている。また、第２プーリ３０の外周部には、後述するワイヤ４８の長手方向の中間部をガイドするためのガイド溝３０Ａが形成されている。さらに第２プーリ３０は、後方側に向けて延出されていると共に、後述する上体側フレーム１８が取付けられる上体側フレーム取付部３０Ｂを備えている。 A first pulley 28 and a second pulley 30 are rotatably provided between the outer plate 22 and the inner plate 24. The first pulley 28 is attached to the lower side of the outer plate 22 and the inner plate 24 with the left-right direction as the rotation axis direction. The rotation axis of the first pulley 28 is a first axis C1 corresponding to the hip joint of the user. Further, the first pulley 28 includes a wire locking portion 28A to which a part of a wire 48 described later is locked, and a support arm mounting portion 28B to which a support arm 16 described later is mounted. The second pulley 30 is attached to the upper side of the outer plate 22 and the inner plate 24 and the rear side of the first pulley 28 with the left-right direction as the rotation axis direction. The rotation axis of the second pulley 30 is a second axis C2 corresponding to the user's sacroiliac joint. In addition, a guide groove 30 </ b> A for guiding an intermediate portion in the longitudinal direction of the wire 48 described later is formed on the outer peripheral portion of the second pulley 30. Further, the second pulley 30 is extended toward the rear side, and includes a body side frame attachment portion 30B to which a body side frame 18 described later is attached.
腰部ベルト１４は、使用者の上方側から見て前方側が開放された略Ｃ字状に形成されることにより使用者の腰部の後方側及び側方側に沿って配置される幅広パッド１４Ａを備えている。また、腰部ベルト１４は、幅広パッド１４Ａの左右方向の両端部からそれぞれ延出された前方延出部１４Ｂを備えている。そして、幅広パッド１４Ａ及び一対の前方延出部１４Ｂによって形成される環状の部分の周長が使用者の腰部回りの長さに調節された状態で、一方の前方延出部１４Ｂが他方の前方延出部１４Ｂに係止されることで、腰部ベルト１４が使用者の腰部に装着されるようになっている。 The waist belt 14 includes a wide pad 14 </ b> A that is disposed along the rear side and the side of the user's waist by being formed in a substantially C shape with the front side open as viewed from above the user. ing. Further, the waist belt 14 includes front extending portions 14B extending from both ends in the left-right direction of the wide pad 14A. Then, in a state in which the circumference of the annular portion formed by the wide pad 14A and the pair of front extending portions 14B is adjusted to the length around the user's waist, one front extending portion 14B is connected to the other front. The waist belt 14 is attached to the user's waist by being locked to the extension 14B.
サポートアーム１６は、使用者の大腿部に沿って延びるアーム本体３２と、アーム本体３２に取付けられる腿パッド３４と、を含んで構成されている。アーム本体３２は、板状の部材に曲げ加工等が施されることによって形成されており、このアーム本体３２は、使用者の大腿部の側方側に配置される側方側延在部３２Ａと、側方側延在部３２Ａの下端側から使用者の大腿部の後方側に向けて延びる後方側延在部３２Ｂと、を備えている。図２に示されるように、側方側延在部３２Ａは、下方側に向かうにつれて後方側に傾斜されており、この側方側延在部３２Ａの上端部が、第１プーリ２８のサポートアーム取付部２８Ｂにヒンジ３６を介して取付けられることで、サポートアーム１６がベース部１２に対して第１軸Ｃ１を傾動（回動）軸として傾動可能に取付けられるようになっている。なお、本実施形態では、ヒンジ３６が左右方向に回動可能に構成されていることにより、サポートアーム１６がベース部１２に対して左右方向にも傾動可能になっている。 The support arm 16 includes an arm main body 32 extending along the user's thigh and a thigh pad 34 attached to the arm main body 32. The arm main body 32 is formed by bending a plate-like member or the like, and the arm main body 32 is a side-side extending portion disposed on the side of the user's thigh. 32A and a rear side extending portion 32B extending from the lower end side of the side side extending portion 32A toward the rear side of the user's thigh. As shown in FIG. 2, the lateral side extending portion 32 </ b> A is inclined rearward toward the lower side, and the upper end portion of the lateral side extending portion 32 </ b> A is a support arm of the first pulley 28. By being attached to the attachment portion 28B via the hinge 36, the support arm 16 is attached to the base portion 12 so as to be tiltable with the first axis C1 as a tilt (rotation) axis. In the present embodiment, the hinge 36 is configured to be rotatable in the left-right direction, so that the support arm 16 can tilt in the left-right direction with respect to the base portion 12.
腿パッド３４は、使用者の大腿部の後方側の面に沿う湾曲形状とされており、この腿パッド３４は、アーム本体３２の後方側延在部３２Ｂに取付けられている。また、腿パッド３４は、アーム本体３２に対して左右方向を軸方向として所定の角度だけ回動可能とされている。これにより、腿パッド３４を使用者の大腿部の動きに追従させることが可能となり、腿パッド３４と使用者の大腿部の後方側の面との接触状態を所望の接触状態にすることができる。 The thigh pad 34 has a curved shape along the rear side surface of the user's thigh, and the thigh pad 34 is attached to the rear side extending portion 32 </ b> B of the arm body 32. Further, the thigh pad 34 is rotatable with respect to the arm body 32 by a predetermined angle with the left-right direction as the axial direction. As a result, the thigh pad 34 can be made to follow the movement of the user's thigh, and the contact state between the thigh pad 34 and the rear side surface of the user's thigh is set to a desired contact state. Can do.
図１及び図２に示されるように、上体側フレーム１８は、正面視で（使用者の正面側から見て）下方側が開放された略Ｕ字状（Ｖ字状）に形成されている。この上体側フレーム１８は、左右方向に間隔を空けて配置されていると共に内部に人工筋肉２０が配置される人工筋肉収容部３８Ａ（図２参照）を有する一対の人工筋肉取付部３８と、一対の人工筋肉取付部３８の上方側の部位を左右方向に繋ぐ接続部４０と、を有して構成されている。一対の人工筋肉取付部３８は、正面視で上方側から下方側に向かうにつれて使用者の右側及び左側にそれぞれ傾斜されている。また、一対の人工筋肉取付部３８には、使用者の上体に装着される上体装着ベルト４２が取付けられる上体装着ベルト取付部３８Ｂが設けられている。上体装着ベルト４２は、使用者の右肩に装着される右側装着ベルト４２Ｒと、使用者の左肩に装着される左側装着ベルト４２Ｌと、を含んで構成されており、右側装着ベルト４２Ｒ及び左側装着ベルト４２Ｌの長さはそれぞれ調整可能とされている。 As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the upper body side frame 18 is formed in a substantially U shape (V shape) with the lower side opened in a front view (viewed from the front side of the user). The upper body side frame 18 has a pair of artificial muscle attachment portions 38 having an artificial muscle housing portion 38A (see FIG. 2) in which the artificial muscles 20 are arranged and spaced apart in the left-right direction. And a connecting portion 40 that connects the upper portion of the artificial muscle mounting portion 38 in the left-right direction. The pair of artificial muscle attachment portions 38 are inclined to the right side and the left side of the user as they go from the upper side to the lower side in a front view. Also, the pair of artificial muscle attachment portions 38 is provided with an upper body attachment belt attachment portion 38B to which an upper body attachment belt 42 attached to the upper body of the user is attached. The upper body mounting belt 42 includes a right side mounting belt 42R mounted on the user's right shoulder and a left side mounting belt 42L mounted on the user's left shoulder. The length of the mounting belt 42L is adjustable.
また、一対の人工筋肉取付部３８の下端部は、第２プーリ３０の上体側フレーム取付部３０Ｂに固定されている。これにより、上体側フレーム１８が、ベース部１２に対して第２軸Ｃ２を傾動（回動）軸として傾動可能になっている。 Further, the lower ends of the pair of artificial muscle attachment portions 38 are fixed to the upper body side frame attachment portion 30 </ b> B of the second pulley 30. Thereby, the upper body side frame 18 can be tilted with respect to the base portion 12 with the second axis C2 as a tilting (turning) axis.
図３（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、人工筋肉２０は、所謂ＭｃＫｉｂｂｅｎ型の人工筋肉である。この人工筋肉２０の長手方向一方側の端部は、上体側フレーム１８の人工筋肉取付部３８（図２参照）の上端部に係止されるフレーム係止部２０Ａとされており、人工筋肉２０の長手方向他方側の端部は、後述するワイヤ４８（図２参照）が係止されるワイヤ係止部２０Ｂとされている。また、人工筋肉２０は、ゴム等の弾性材料を用いて管状に形成された弾性チューブ４４と、弾性チューブ４４を覆う網状のメッシュスリーブ４６と、を含んで構成されている。メッシュスリーブ４６は、例えば伸縮性の小さい高張力繊維等の線材が織り上げられること等により形成されている。また、メッシュスリーブ４６の長さ（軸）方向の両端部は、弾性チューブ４４の長さ方向の両端部に固定されている。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the artificial muscle 20 is a so-called McKibben type artificial muscle. One end of the artificial muscle 20 in the longitudinal direction is a frame locking portion 20A that is locked to the upper end portion of the artificial muscle mounting portion 38 (see FIG. 2) of the upper body side frame 18. The other end in the longitudinal direction is a wire locking portion 20B where a wire 48 (see FIG. 2) described later is locked. The artificial muscle 20 includes an elastic tube 44 that is formed in a tubular shape using an elastic material such as rubber, and a mesh mesh sleeve 46 that covers the elastic tube 44. The mesh sleeve 46 is formed, for example, by weaving a wire such as a high-tensile fiber having a low stretchability. Further, both end portions in the length (axis) direction of the mesh sleeve 46 are fixed to both end portions in the length direction of the elastic tube 44.
図３（Ｃ）に示すように、弾性チューブ４４は、内部にガスが供給されることにより膨張するようになっている。そして、弾性チューブ４４が膨張されることにより、メッシュスリーブ４６が内側から押圧されると、メッシュスリーブ４６が弾性チューブ４４と共に軸方向に収縮される。これにより、図３（Ｄ）に示されるように、人工筋肉２０がその長手方向に収縮されるようになっている。この収縮により、人工筋肉２０はその長手方向への力Ｆを発生するようになっている。 As shown in FIG. 3C, the elastic tube 44 is expanded by supplying gas therein. When the elastic sleeve 44 is expanded and the mesh sleeve 46 is pressed from the inside, the mesh sleeve 46 is contracted in the axial direction together with the elastic tube 44. Accordingly, as shown in FIG. 3D, the artificial muscle 20 is contracted in the longitudinal direction. By this contraction, the artificial muscle 20 generates a force F in the longitudinal direction.
また、人工筋肉２０の弾性チューブ４４は、図示しないコンプレッサやタンクにバルブを介して接続されている。そして、使用者がスイッチをオン操作すること等によりバルブが開放されると、コンプレッサやタンクから弾性チューブ４４内にガスが供給されるようになっている。また、使用者がスイッチをオフにすること等によりバルブが閉止されると、弾性チューブ４４内のガスが図示しない排出バルブを介して排出されるようになっている。 The elastic tube 44 of the artificial muscle 20 is connected to a compressor and a tank (not shown) via a valve. When the valve is opened by a user turning on a switch or the like, gas is supplied into the elastic tube 44 from a compressor or a tank. Further, when the valve is closed by the user turning off the switch or the like, the gas in the elastic tube 44 is discharged through a discharge valve (not shown).
図２に示されるように、上体側フレーム１８の人工筋肉収容部３８Ａ内に配置された人工筋肉２０の下端部（ワイヤ係止部２０Ｂ）には、ワイヤ４８の一端部が係止されている。また、ワイヤ４８は、上体側フレーム１８下端側から導出されており、さらにワイヤ４８の他端部は、第１プーリ２８のワイヤ係止部２８Ａに係止されている。これにより、人工筋肉２０が収縮されて、ワイヤ４８が人工筋肉２０により引かれることで、サポートアーム１６がベース部１２に対して前方側に向けて傾動されるようになっている。 As shown in FIG. 2, one end portion of the wire 48 is locked to the lower end portion (wire locking portion 20 </ b> B) of the artificial muscle 20 disposed in the artificial muscle housing portion 38 </ b> A of the upper body side frame 18. . Further, the wire 48 is led out from the lower end side of the upper body side frame 18, and the other end portion of the wire 48 is locked to the wire locking portion 28 </ b> A of the first pulley 28. As a result, the artificial muscle 20 is contracted and the wire 48 is pulled by the artificial muscle 20, whereby the support arm 16 is tilted forward with respect to the base portion 12.
（本実施形態の作用並びに効果）
次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。
(Operation and effect of this embodiment)
Next, the operation and effect of this embodiment will be described.
図４に示されるように、本実施形態では、腰部ベルト１４が使用者Ｐの腰部Ｐ１に装着されると共に上体装着ベルト４２（図２参照）が使用者Ｐの上体Ｐ２に装着されることで、腿上げサポート装置１０が使用者Ｐに装着される。なお、図４及び図５においては、上体装着ベルト４２の図示を省略している。 As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the waist belt 14 is attached to the waist P <b> 1 of the user P, and the upper body attachment belt 42 (see FIG. 2) is attached to the upper body P <b> 2 of the user P. Thus, the thigh raising support device 10 is attached to the user P. 4 and 5, the upper body mounting belt 42 is not shown.
そして、使用者Ｐがスイッチ操作等を行うことにより、人工筋肉２０が収縮されると、サポートアーム１６が前方側に向けて傾動されて、当該サポートアーム１６の腿パッド３４が使用者Ｐの大腿部Ｐ３を後方側から押圧する。 When the artificial muscle 20 is contracted by the user P performing a switch operation or the like, the support arm 16 is tilted toward the front side, and the thigh pad 34 of the support arm 16 is large. The thigh P3 is pressed from the rear side.
また、サポートアーム１６の腿パッド３４が使用者Ｐの大腿部Ｐ３を押圧すると、その反作用として上体側フレーム１８には、サポートアーム１６、ワイヤ４８及び人工筋肉２０を介して当該上体側フレーム１８を前方側に傾動させる回転力が作用される。これにより、上体側フレーム１８が使用者Ｐの上体Ｐ２に密着して、当該上体側フレーム１８の使用者Ｐの上体Ｐ２に対する変位が規制される。 Further, when the thigh pad 34 of the support arm 16 presses the thigh P3 of the user P, as a reaction, the upper body side frame 18 is connected to the upper body side frame 18 via the support arm 16, the wire 48 and the artificial muscle 20. A rotational force that tilts the front side is applied. Thereby, the upper body side frame 18 closely contacts the upper body P2 of the user P, and the displacement of the upper body side frame 18 with respect to the upper body P2 of the user P is restricted.
また、使用者Ｐの上体Ｐ２に密着されることで当該使用者Ｐの上体Ｐ２に対する変位が規制された上体側フレーム１８に対してサポートアーム１６がさらに傾動されると、当該サポートアーム１６が使用者Ｐの大腿部Ｐ３を後方側からさらに押圧する（以下、この押圧力を「サポート力」という）。これにより、使用者Ｐの腿上げがサポートされる。 Further, when the support arm 16 is further tilted with respect to the upper body side frame 18 whose displacement with respect to the upper body P2 of the user P is regulated by being in close contact with the upper body P2 of the user P, the support arm 16 Further presses the thigh P3 of the user P from the rear side (hereinafter, this pressing force is referred to as "supporting force"). Thereby, the user's P leg raising is supported.
ところで、サポートアーム１６から使用者Ｐの大腿部Ｐ３にサポート力が入力されると、当該サポート力の反作用として、使用者Ｐの大腿部Ｐ３からサポートアーム１６に荷重（以下この荷重を「反作用力」という）が入力される。そして、この反作用力がサポートアーム１６に入力されると、当該サポートアーム１６と連結された上体側フレーム１８が使用者Ｐの上体Ｐ２を押圧する（以下この押圧力を「上体入力荷重」という）。 By the way, when a support force is input from the support arm 16 to the thigh P3 of the user P, as a reaction of the support force, a load (hereinafter referred to as “this load”) is applied from the thigh P3 of the user P to the support arm 16. "Reaction force") is input. When this reaction force is input to the support arm 16, the body side frame 18 connected to the support arm 16 presses the upper body P <b> 2 of the user P (hereinafter, this pressing force is referred to as “body input load”). Called).
ここで、本実施形態では、上記上体入力荷重が、使用者Ｐの上体Ｐ２に沿って設けられた上体側フレーム１８から当該使用者Ｐの上体Ｐ２に入力されるようになっている。これにより、上体入力荷重が入力される入力点の位置を使用者Ｐの腰部Ｐ１から離れた位置に設定することが可能となる（モーメントアームを長くとることが可能となる）。これにより、サポートアーム１６から使用者Ｐの大腿部Ｐ３にサポート力が入力される際に使用者Ｐの上体Ｐ２に作用する上体入力時荷重の値が高くなることを抑制することができる。その結果、本実施形態では、使用者Ｐの腿上げをサポートするサポート力を高めることができる。これにより、階段を上る際やリハビリを行う際の使用者Ｐの股関節の可動範囲を広くすることができる。 Here, in the present embodiment, the body input load is input to the body P2 of the user P from the body side frame 18 provided along the body P2 of the user P. . As a result, the position of the input point where the body input load is input can be set at a position away from the waist P1 of the user P (the moment arm can be made longer). Thereby, when the support force is input from the support arm 16 to the thigh P3 of the user P, it is possible to suppress an increase in the value of the body input load that acts on the upper body P2 of the user P. it can. As a result, in the present embodiment, it is possible to increase the support force that supports the user P's thigh lift. Thereby, the movable range of the hip joint of the user P when going up stairs or performing rehabilitation can be widened.
また、図５に示されるように、本実施形態の腿上げサポート装置１０は、使用者Ｐが椅子５０に着座している状態でも使用することができる。これにより、使用者Ｐが着座姿勢でリハビリ等を行う際における当該使用者Ｐの股関節の可動範囲を広くすることができる。 Further, as shown in FIG. 5, the thigh raising support device 10 of the present embodiment can be used even when the user P is seated on the chair 50. Thereby, the movable range of the hip joint of the user P when the user P performs rehabilitation or the like in the sitting posture can be widened.
また、図２及び図４に示されるように、本実施形態では、人工筋肉２０が取付けられる上体側フレーム１８が使用者Ｐの後方側に配置される構成とされている。そのため、使用者Ｐの腿上げの動作が上体側フレーム１８によって妨げられることを抑制することができる。これにより、本実施形態では、使用者Ｐの腿上げ動作をスムーズに行うことができる。 As shown in FIGS. 2 and 4, in the present embodiment, the upper body side frame 18 to which the artificial muscle 20 is attached is arranged on the rear side of the user P. Therefore, it is possible to suppress the user P's thigh raising operation from being hindered by the upper body side frame 18. Thereby, in this embodiment, the user's P thigh raising operation | movement can be performed smoothly.
さらに、本実施形態では、サポートアーム１６及び上体側フレーム１８をベース部１２に対してそれぞれ独立して傾動可能とすることにより、サポートアーム１６及び上体側フレーム１８の使用者Ｐの大腿部Ｐ３の動き及び上体Ｐ２の動きへの追従性を良好にすることができる。これにより、本実施形態では、腿上げサポート装置１０の装着感を良好にすることができる。 Further, in the present embodiment, the support arm 16 and the upper body side frame 18 can be tilted independently of each other with respect to the base portion 12, so that the thigh P3 of the user P of the support arm 16 and the upper body side frame 18 can be obtained. And the following ability to the movement of the upper body P2 can be improved. Thereby, in this embodiment, the feeling of mounting | wearing of the thigh raising support apparatus 10 can be made favorable.
また、本実施形態では、サポートアーム１６が使用者Ｐの大腿部Ｐ３を押圧する際に、上体側フレーム１８が使用者Ｐの上体Ｐ２と密着するようになっている。すなわち、サポートアーム１６が使用者Ｐの大腿部Ｐ３を押圧する際に、上体側フレーム１８が使用者Ｐの上体Ｐ２と離間する側へ向けて変位（傾倒）されないようになっている。これにより、サポートアーム１６が使用者Ｐの大腿部Ｐ３を押圧する際に、上体側フレーム１８と使用者Ｐの上体Ｐ２とを繋ぐ上体装着ベルト４２の張力が高まらないようにすることができる。その結果、本実施形態では、上体装着ベルト４２の幅や厚みが増すことを抑制することができる。また、上体側フレーム１８が使用者Ｐの上体Ｐ２と離間する側へ向けて変位されないように構成することにより、上体側フレーム１８と使用者Ｐの上体Ｐ２とを繋ぐ上体装着ベルト４２を設けなくても、サポートアーム１６から使用者Ｐの大腿部Ｐ３にサポート力を入力させることができる。 Moreover, in this embodiment, when the support arm 16 presses the thigh P3 of the user P, the upper body side frame 18 comes into close contact with the upper body P2 of the user P. That is, when the support arm 16 presses the thigh P3 of the user P, the upper body side frame 18 is not displaced (tilted) toward the side away from the upper body P2 of the user P. Thereby, when the support arm 16 presses the thigh P3 of the user P, the tension of the upper body mounting belt 42 that connects the upper body side frame 18 and the upper body P2 of the user P is prevented from increasing. Can do. As a result, in the present embodiment, it is possible to suppress the width and thickness of the upper body mounting belt 42 from increasing. Further, by configuring the body side frame 18 so as not to be displaced toward the side away from the upper body P2 of the user P, the body mounting belt 42 that connects the body side frame 18 and the body P2 of the user P. Even if the support arm 16 is not provided, the support force can be input from the support arm 16 to the thigh P3 of the user P.
ところで、電動モータによってサポートアーム１６を傾動させる構成においてサポート力を高めるためには、電動モータの出力を高める、或いは、電動モータとサポートアーム１６との間に設けられた減速機構の減速比を低くする必要がある。すなわち、当該構成では、腿上げサポート装置を構成する電動モータの体格や減速機構が大型化し、ひいては、腿上げサポート装置の体格の大型化や重量増加を招くことが考えられる。 By the way, in order to increase the support force in the configuration in which the support arm 16 is tilted by the electric motor, the output of the electric motor is increased, or the reduction ratio of the reduction mechanism provided between the electric motor and the support arm 16 is lowered. There is a need to. That is, in the said structure, the physique and deceleration mechanism of the electric motor which comprise a thigh raising support apparatus will enlarge, and, as a result, the physique of a thigh raising support apparatus may be enlarged and a weight increase may be caused.
これに対して、本実施形態では、人工筋肉２０の弾性チューブ４４に流入するガスの圧力を高めることにより、人工筋肉２０の収縮力を容易に高めることができる。これにより、体格の大型化や重量増加を抑制しつつサポート力を高めることができる。また、空気圧によって収縮される人工筋肉２０を用いてサポートアーム１６を傾動させる構成では、サポートアーム１６に作用される衝撃を人工筋肉２０内の空気によって緩衝させることができる。これにより、サポートアーム１６から使用者Ｐの大腿部Ｐ３に入力される振動等を緩和することができる。また、空気圧によって収縮される人工筋肉２０を用いてサポートアーム１６を傾動させることにより、腿上げ動作をスムーズに行うことができる On the other hand, in this embodiment, the contractile force of the artificial muscle 20 can be easily increased by increasing the pressure of the gas flowing into the elastic tube 44 of the artificial muscle 20. Thereby, support power can be improved, suppressing the enlargement of a physique and the weight increase. Further, in the configuration in which the support arm 16 is tilted using the artificial muscle 20 contracted by the air pressure, the impact applied to the support arm 16 can be buffered by the air in the artificial muscle 20. Thereby, the vibration etc. which are input into the user's P thigh P3 from the support arm 16 can be relieved. Further, the leg raising operation can be smoothly performed by tilting the support arm 16 using the artificial muscle 20 contracted by air pressure.
なお、本実施形態では、人工筋肉２０によってサポートアーム１６を傾動させた例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、電動モータ等の他のアクチュエータを用いてサポートアーム１６を傾動させることもできる。このように、アクチュエータの種類及び配置は、腿上げサポート装置や使用される環境や使用者の体格等を考慮して適宜設定すればよい。 In the present embodiment, the example in which the support arm 16 is tilted by the artificial muscle 20 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the support arm 16 can be tilted using another actuator such as an electric motor. As described above, the type and arrangement of the actuator may be appropriately set in consideration of the thigh raising support device, the environment in which it is used, the physique of the user, and the like.
また、本実施形態では、サポートアーム１６及び上体側フレーム１８をベース部１２に対してそれぞれ独立して傾動可能とした例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、サポートアーム１６及び上体側フレーム１８のどちらか一方をベース部１２に対して径動可能に構成することもできる。このように、サポートアーム１６及び上体側フレーム１８の両方をベース部１２に対して径動可能に構成するか否かについては、腿上げサポート装置に要求される装着感等を考慮して適宜設定すればよい。 In the present embodiment, the example in which the support arm 16 and the upper body side frame 18 can be independently tilted with respect to the base portion 12 has been described, but the present invention is not limited to this. For example, one of the support arm 16 and the upper body side frame 18 can be configured to be radially movable with respect to the base portion 12. As described above, whether or not both the support arm 16 and the upper body side frame 18 are configured to be radially movable with respect to the base portion 12 is appropriately set in consideration of the wearing feeling required for the thigh raising support device. do it.
また、図２に示されるように、下方側に向かうにつれて後方側に傾斜された側方側延在部３２Ａを有するアーム本体３２を用いてサポートアーム１６を構成した例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、図６に示されるように、上下方向に直線状に延在された側方側延在部３２Ａを有するアーム本体３２を用いてサポートアーム１６を構成することもできる。また、図７に示されるように、下方側に向かうにつれて前方側に傾斜された側方側延在部３２Ａを有するアーム本体３２を用いてサポートアーム１６を構成することもできる。 In addition, as shown in FIG. 2, the example in which the support arm 16 is configured using the arm main body 32 having the side-side extending portion 32 </ b> A that is inclined rearward toward the lower side has been described. Is not limited to this. For example, as shown in FIG. 6, the support arm 16 can be configured by using an arm body 32 having a side-side extending portion 32 </ b> A that extends linearly in the vertical direction. In addition, as shown in FIG. 7, the support arm 16 can be configured using an arm body 32 having a side-side extending portion 32 </ b> A that is inclined forward as it goes downward.
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。 Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above, and various modifications other than the above can be implemented without departing from the spirit of the present invention. Of course.
１０ 腿上げサポート装置
１２ ベース部
１４ 腰部ベルト（腰部装着部）
１６ サポートアーム（サポート力入力部）
１８ 上体側フレーム（上体係合部，アクチュエータ支持部材）
２０ 人工筋肉（アクチュエータ）
10 Thigh Raising Support Device 12 Base Part 14 Lumbar Belt (Waist Wearing Part)
16 Support arm (support force input part)
18 Body side frame (Body engagement part, Actuator support member)
20 Artificial muscle (actuator)
Claims (5)
前記腰部装着部に支持され、前記使用者の上体に係合されることで該使用者の上体に対する変位が規制される上体係合部と、
前記上体係合部に連結されていると共に前記上体係合部に対して傾動可能とされ、前記使用者の上体に対する変位が規制された前記上体係合部に対して傾動されることで前記使用者の大腿部を後方側から押圧して該使用者の腿上げをサポートするサポート力入力部と、
を備えた腿上げサポート装置。 A waist mounting part to be mounted on the user's waist;
An upper body engaging portion that is supported by the waist mounting portion and is engaged with the upper body of the user so that displacement relative to the upper body of the user is regulated;
The upper body engaging portion is connected to the upper body engaging portion and is tiltable with respect to the upper body engaging portion, and is tilted with respect to the upper body engaging portion in which displacement of the user with respect to the upper body is restricted. A support force input unit that supports the user's thigh lift by pressing the user's thigh from the rear side,
Thigh raising support device.
前記アクチュエータ支持部材には、作動されることで前記サポート力入力部を傾動させるアクチュエータが取付けられている請求項１記載の腿上げサポート装置。 The upper body engaging portion is an actuator support member disposed on the rear side of the user,
The thigh raising support device according to claim 1, wherein an actuator that tilts the support force input portion when operated is attached to the actuator support member.
前記サポート力入力部及び前記アクチュエータ支持部材が、前記ベース部にそれぞれ傾動可能に取付けられている請求項２記載の腿上げサポート装置。 On the side of the user, a base part to which the waist mounting part is attached is provided,
The thigh raising support device according to claim 2, wherein the support force input portion and the actuator support member are attached to the base portion so as to be tiltable.
The thigh raising support device according to any one of claims 2 to 4, wherein the actuator is an artificial muscle that contracts when gas is introduced.
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