JP2018058132A5 - - Google Patents

Claims (11)

対象者のアシスト対象身体部の周囲に装着される身体装着具と、
前記アシスト対象身体部の関節回りに回動して前記アシスト対象身体部に装着される出力リンクと、
前記出力リンクを介して前記アシスト対象身体部の回動をアシストするアシストトルクを発生する出力軸を有するアクチュエータと、
前記出力リンクと前記出力軸との間に設けられて、前記出力軸からの前記アシストトルクを蓄えることが可能であるとともに蓄えた前記アシストトルクを前記出力リンクの回動力として放出する弾性体と、
前記出力リンクの回動角度である出力リンク回動角度を検出する回動角度検出手段と、
前記出力リンクから前記出力軸に至るいずれかの位置に設けられ、対象者が前記アシスト対象身体部を自身の力で回動させることで前記出力リンクから入力された対象者トルクと、前記出力軸からの前記アシストトルクと、を合成した合成トルクを検出するトルク検出手段と、
前記トルク検出手段を用いて検出した前記合成トルクと、前記回動角度検出手段を用いて検出した前記出力リンク回動角度と、に基づいて前記出力軸の回動角度である出力軸回動角度を制御する制御装置と、を有する、
アシスト装置。 A body wearing device to be worn around the body part to be assisted by the subject;
An output link that rotates around a joint of the assisting body part and is attached to the assisting body part;
An actuator having an output shaft for generating an assist torque for assisting the rotation of the body part to be assisted through the output link;
An elastic body provided between the output link and the output shaft and capable of storing the assist torque from the output shaft and releasing the stored assist torque as a rotational force of the output link;
A rotation angle detecting means for detecting an output link rotation angle which is a rotation angle of the output link;
A target person torque that is provided at any position from the output link to the output shaft and that is input from the output link by rotating the body part to be assisted by its own force; and the output shaft Torque detecting means for detecting a combined torque obtained by combining the assist torque from
An output shaft rotation angle that is a rotation angle of the output shaft based on the combined torque detected using the torque detection means and the output link rotation angle detected using the rotation angle detection means. A control device for controlling
Assist device. 請求項１に記載のアシスト装置であって、
前記制御装置は、
検出した前記合成トルクから前記対象者トルクに関連する対象者トルク関連量を求め、
求めた前記対象者トルク関連量に応じた前記アシストトルクを求め、
求めた前記アシストトルクに基づいて前記出力軸回動角度を求め、
求めた前記出力軸回動角度となるように前記アクチュエータを制御する、
アシスト装置。 The assist device according to claim 1,
The controller is
A target torque related amount related to the target torque is determined from the detected combined torque,
Obtaining the assist torque according to the obtained subject torque related amount,
The output shaft rotation angle is obtained based on the obtained assist torque,
Controlling the actuator so that the obtained output shaft rotation angle is obtained;
Assist device. 請求項２に記載のアシスト装置であって、
前記制御装置は、前記対象者トルク関連量に対する所定倍率のトルクに基づいて前記アシストトルクを求め、
前記所定倍率を可変とするアシスト倍率可変手段を有している、
アシスト装置。 The assist device according to claim 2,
The control device obtains the assist torque based on a torque of a predetermined magnification with respect to the subject torque related amount,
Having assist magnification variable means for varying the predetermined magnification;
Assist device. 請求項３に記載のアシスト装置であって、  The assist device according to claim 3,
前記アシスト装置は、さらに、ネットワークを介して接続された解析装置や操作機器と通信可能な通信装置を備え、  The assist device further includes a communication device capable of communicating with an analysis device and an operation device connected via a network,
前記通信装置は、前記制御装置に接続されており、  The communication device is connected to the control device;
前記制御装置は、所定の作業工程で作業する前記対象者の負荷状態を、前記通信装置と前記ネットワークを介して前記解析装置や前記操作機器に送信し、  The control device transmits the load state of the target person working in a predetermined work process to the analysis device and the operation device via the communication device and the network,
前記解析装置や前記操作機器は、受信した前記負荷状態を解析してアシスト倍率を決定し、決定した前記アシスト倍率を、前記ネットワークと前記通信装置を介して前記制御装置に送信し、  The analysis device and the operating device analyze the received load state to determine an assist magnification, and transmit the determined assist magnification to the control device via the network and the communication device,
前記制御装置は、受信した前記アシスト倍率を前記所定倍率として前記アシスト倍率可変手段に設定する、  The control device sets the received assist magnification as the predetermined magnification in the assist magnification variable means,
アシスト装置。  Assist device. 請求項４に記載のアシスト装置であって、  The assist device according to claim 4,
前記解析装置や前記操作機器は、前記アシスト倍率を決定する際、前記対象者の作業者能力、前記アシスト装置の機械状態、前記対象者が行う前記作業工程、の少なくとも１つに基づいて前記アシスト倍率を決定する、  When determining the assist magnification, the analysis device or the operation device determines the assist based on at least one of the worker ability of the subject, the machine state of the assist device, and the work process performed by the subject. Determine the magnification,
アシスト装置。  Assist device. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のアシスト装置であって、
前記弾性体は渦巻バネであり、
前記渦巻バネの一方端には、前記出力軸が接続され、
前記渦巻バネの他方端には、前記出力リンクあるいは所定部材を介して前記出力リンクが接続されている、
アシスト装置。 The assist device according to any one of claims 1 to 5 ,
The elastic body is a spiral spring;
The output shaft is connected to one end of the spiral spring,
The output link is connected to the other end of the spiral spring via the output link or a predetermined member.
Assist device. 請求項６に記載のアシスト装置であって、
前記所定部材は、前記渦巻バネからの回転を減速して前記出力リンクに伝達する減速機であり、
前記トルク検出手段は、前記出力リンクと前記減速機との間のトルクを検出する、
アシスト装置。 The assist device according to claim 6 ,
The predetermined member is a speed reducer that decelerates rotation from the spiral spring and transmits the reduced speed to the output link.
The torque detection means detects a torque between the output link and the speed reducer;
Assist device. 請求項６に記載のアシスト装置であって、
前記出力リンクは、長尺状の形状を有し、一方端の側の回動支持部が、前記アシスト対象身体部の関節回りに回動するように支持され、他方端の側の身体固定部が、前記アシスト対象身体部に固定されており、
前記トルク検出手段は、前記出力リンクにおける前記回動支持部と前記身体固定部との間に設けられて前記回動支持部回りのトルクを検出する、
アシスト装置。 The assist device according to claim 6 ,
The output link has a long shape, and is supported so that a rotation support part on one end side rotates around a joint of the body part to be assisted, and a body fixing part on the other end side Is fixed to the body part to be assisted,
The torque detection means is provided between the rotation support part and the body fixing part in the output link and detects torque around the rotation support part.
Assist device. 請求項３〜５のいずれか一項に記載のアシスト装置であって、
前記制御装置は、
予め設定された所定時間間隔の演算タイミングにて、前記合成トルクを検出して前記出力軸回動角度を求め、求めた前記出力軸回動角度となるように前記アクチュエータを制御し、
今回の演算タイミングにて、今回の演算タイミングにて検出した合成トルクである今回合成トルクと、前回の演算タイミングにて検出した合成トルクである前回合成トルクとの偏差と、前回の演算タイミングにて求めたアシストトルクである前回アシストトルクと、前記所定倍率と、に基づいて今回の演算タイミングのアシストトルクである今回アシストトルクを求める、
アシスト装置。 The assist device according to any one of claims 3 to 5 ,
The controller is
At the calculation timing of a predetermined time interval set in advance, the combined torque is detected to determine the output shaft rotation angle, and the actuator is controlled so as to be the calculated output shaft rotation angle,
At the current calculation timing, the deviation between the current combined torque detected at the current calculation timing and the previous combined torque detected at the previous calculation timing, and the previous calculation timing Obtaining the current assist torque, which is the assist torque at the current calculation timing, based on the previous assist torque, which is the obtained assist torque, and the predetermined magnification,
Assist device. 請求項９に記載のアシスト装置であって、
前記弾性体は、渦巻バネであり、
前記渦巻バネの一方端には、前記出力軸が接続され、
前記渦巻バネの他方端には、前記渦巻バネからの回転を減速して前記出力リンクに伝達する減速機が接続され、
前記制御装置は、
前記今回アシストトルクと、前記減速機の減速比と、前記渦巻バネのバネ定数と、前記出力リンク回動角度と、に基づいて前記出力軸回動角度を求める、
アシスト装置。 The assist device according to claim 9 ,
The elastic body is a spiral spring;
The output shaft is connected to one end of the spiral spring,
The other end of the spiral spring is connected to a speed reducer that reduces the rotation from the spiral spring and transmits it to the output link.
The controller is
Obtaining the output shaft turning angle based on the current assist torque, the reduction gear ratio of the reduction gear, the spring constant of the spiral spring, and the output link turning angle;
Assist device. 請求項１に記載のアシスト装置であって、  The assist device according to claim 1,
前記制御装置は、検出した前記合成トルクから前記対象者トルクに関連する対象者トルク関連量を求め、求めた前記対象者トルク関連量に対する所定倍率のトルクに基づいて前記アシストトルクを求め、  The control device obtains a subject torque related amount related to the subject torque from the detected combined torque, finds the assist torque based on a torque of a predetermined magnification with respect to the found subject torque related amount,
前記アシスト装置は、前記所定倍率を可変とするアシスト倍率可変手段と、ネットワークを介して接続された解析装置や操作機器と通信可能な通信装置と、を備えており、  The assist device includes an assist magnification variable unit that varies the predetermined magnification, and a communication device that can communicate with an analysis device or an operation device connected via a network.
前記通信装置は、前記制御装置に接続されており、  The communication device is connected to the control device;
前記制御装置は、所定の作業工程で作業する前記対象者の負荷状態を、前記通信装置と前記ネットワークを介して前記解析装置や前記操作機器に送信し、  The control device transmits the load state of the target person working in a predetermined work process to the analysis device and the operation device via the communication device and the network,
前記解析装置や前記操作機器は、受信した前記負荷状態を解析してアシスト倍率を決定し、決定した前記アシスト倍率を、前記ネットワークと前記通信装置を介して前記制御装置に送信し、  The analysis device and the operating device analyze the received load state to determine an assist magnification, and transmit the determined assist magnification to the control device via the network and the communication device,
前記制御装置は、受信した前記アシスト倍率を前記所定倍率として前記アシスト倍率可変手段に設定する、  The control device sets the received assist magnification as the predetermined magnification in the assist magnification variable means,
アシスト装置。  Assist device.