JP6507107B2 - 身体支持追従装置 - Google Patents

Description

本発明は、身体支持追従装置に関する。

従来、身体支持追従装置が知られている。身体支持追従装置は、例えば脳神経外科手術等のように緻密な手作業を要求される作業において、作業者の腕を支持する。身体支持追従装置は、作業者の腕を載置可能な載置ユニットと、その載置ユニットを支持するアームユニットとを備える。

アームユニットは複数の関節を備え、その関節を動作させることにより、形状を変化させることができる。また、アームユニットは、関節の動作をロック可能なブレーキユニットを備える。

作業者が載置ユニットに載置した腕を動かしたいときはブレーキユニットによるロックを解除する。このとき、作業者の腕の動きに追従して、関節が動作し、アームユニットの形状が変化する。また、作業者が載置ユニットに載置した腕を静止させたいときはブレーキユニットによるロックを実行する。このとき、関節は動作せず、アームユニットの形状は一定に保たれる（特許文献１参照）。

特開２０１４−２０４７９４号公報

身体支持追従装置の使用前に、バランスチェックを行うことができる。バランスチェックは、以下の手順で行われる。まず、ブレーキユニットによるロックを解除しておき、アームユニットの形状を、予め設定された基準形状とする。この基準形状は、アームユニットを水平に伸ばした状態である。次に、ブレーキユニットによるロックを行い、アームユニットの形状を基準形状に固定する。次に、アームユニットにカバーをかける。なお、カバーは、血液等がアームユニットに付着することを防止する機能を有する。次に、載置ユニットをアームユニットに取り付ける。

次に、ブレーキユニットによるロックを一定時間解除する。そして、ブレーキユニットによるロックが解除されている期間における載置ユニットの移動方向が上下どちらであるかをチェックする。載置ユニットの移動方向が上方（すなわち患者の体から遠ざかる方向）であれば、バランスチェックの結果は良好とされる。

バランスチェックにおいて、アームユニットの形状を正確に基準形状に固定することはユーザにとって容易ではなかった。本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものであり、バランスチェックを容易に行うことができる身体支持追従装置を提供することを目的としている。

本発明の身体支持追従装置は、作業者の身体部分を載置可能な載置ユニットと、少なくとも１つの関節を備え、載置ユニットを支持するアームユニットと、関節の少なくとも一部における動作を制限可能なブレーキユニットと、ユーザの操作に応じてブレーキユニットの作動状態を設定するブレーキ設定ユニットと、関節の少なくとも一部に対し、予め設定された方向に動作するように付勢する付勢ユニットと、アームユニットの形状を検出する形状検出ユニットと、ブレーキユニットが作動していない状態で、アームユニットの形状が予め設定された基準形状であることを形状検出ユニットが検出した場合、ブレーキユニットを作動させるブレーキ制御ユニットと、ブレーキ制御ユニットがブレーキユニットを作動させた後、ブレーキユニットの作動を解除し、アームユニットの形状変化を検出する形状変化検出ユニットと、形状変化検出ユニットが検出した形状変化を用いて、アームユニット及び載置ユニットのバランスの良否を判断するバランス判断ユニットとを備える。

本発明の身体支持追従装置は、例えばバランスチェックを行うとき、ブレーキユニットが作動していない状態で、アームユニットの形状が基準形状であることを検出した場合、ブレーキユニットを作動させる。そのため、アームユニットの形状を基準形状に固定することが容易である。その結果、ユーザはバランスチェックを容易に行うことができる。

身体支持追従装置１の構成を表す斜視図である。 アームユニット５の構成を表す説明図である。 制御部９と、それに関連する構成を表すブロック図である。 制御部９の機能的構成を表すブロック図である。 身体支持追従装置１が実行するバランスチェック処理を表すフローチャートである。 カバー９５と取り付けた状態の身体支持追従装置１を表す斜視図である。

本開示の実施形態を図面に基づき説明する。
＜第１実施形態＞
１．身体支持追従装置１の構成
身体支持追従装置１の構成を図１〜図４に基づき説明する。身体支持追従装置１は、手術を行う医師の腕を支持することを用途とする装置である。医師は作業者に対応し、腕は身体部分に対応する。

図１に示すように、身体支持追従装置１は、医師の腕を載置可能な載置ユニット３と、アームユニット５と、支持台７と、制御部９と、ブレーキロックボタン１１と、ブレーキ解除ボタン１２と、バランスチェック実行ボタン１３と、スピーカ１５と、報知ランプ１７と、を備える。

載置ユニット３は、その長手方向に直交する断面における形状が略Ｕ字型である台である。載置ユニット３は、その上面に医師の腕を載置することができる。
アームユニット５は、図２に示すように、根元部１９と、第１アーム部２１と、第２アーム部２３と、関節２５、２７、２９、３１、３３、３５、３７、３９、４１と、エンコーダ４３、４５、４７、４９、５１と、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１と、バネ６３、６５と、カウンタウエイト６７と、を備える。

根元部１９は棒状部材である。根元部１９の軸方向は鉛直方向である。根元部１９は、関節２５を介して支持台７に取り付けられている。関節２５は、鉛直軸を中心として回転する動作を実行可能である。そのため、根元部１９は、支持台７に対し、鉛直軸を中心として回転することができる。根元部１９の回転方向を図１にＤ１として示す。

エンコーダ４３は、関節２５の角度を検出する。関節２５の角度とは、支持台７に対し根元部１９が鉛直軸を中心としてＤ１方向に回転した角度である。すなわち、エンコーダ４３は、根元部１９がＤ１方向におけるどちらの方向に何度回転しているのかを検出する。

ブレーキユニット５３は、制御部９からの指示に応じて、関節２５をロックするか、ロックを解除する。関節２５をロックするとは、関節２５を、動作できない状態にすることを意味する。関節２５をロックすることは、関節２５の動作を制限することに対応する。また、ブレーキユニット５３が関節２５をロックすることは、ブレーキユニット５３が作動することに対応する。関節２５のロックを解除するとは、関節２５を、動作が制限されない状態にすることを意味する。また、ブレーキユニット５３が関節２５のロックを解除することは、ブレーキユニット５３の作動を解除することに対応する。

根元部１９は、関節２７、２９を備える。関節２７と関節２９との間には、上下方向において距離ｒがある。第１アーム部２１は、横棒２１Ａ、２１Ｂ、及び縦棒２１Ｃから構成される。横棒２１Ａは、その一端において関節２９を介して根元部１９に接続し、他端において関節３３を介して後述する横棒２３Ａに接続する。横棒２１Ｂは、その一端において関節２７を介して根元部１９に接続し、他端において関節３１を介して後述する横棒２３Ｂに接続する。縦棒２１Ｃは、その一端において関節３１に接続し、他端において関節３３に接続する。縦棒２１Ｃの長さはｒである。

関節２７、２９、３１、３３は、それぞれ、接続している一方の部材に対し接続している他方の部材を、水平軸を中心として回転させる動作を実行可能である。水平軸とは図２の紙面に直交する方向である。横棒２１Ａ、２１Ｂ、縦棒２１Ｃ、及び関節２７、２９、３１、３３は平行リンクを構成する。第１アーム部２１は、関節２７、２９、３１、３３の動作により、根元部１９に対し、水平軸を中心として回転することができる。第１アーム部２１の回転方向を図２にＤ２として示す。

エンコーダ４５は、関節２９の角度を検出する。関節２９の角度とは、根元部１９に対し横棒２１Ａが水平軸を中心としてＤ２方向に回転した角度である。すなわち、エンコーダ４５は、第１アーム部２１がＤ２方向におけるどちらの方向に何度回転しているのかを検出する。ブレーキユニット５５は、制御部９からの指示に応じて、関節２９をロックするか、ロックを解除する。

第２アーム部２３は、横棒２３Ａ、２３Ｂ、及び縦棒２３Ｃから構成される。横棒２３Ａは、その一端において関節３３を介して横棒２１Ａに接続し、他端において関節３７を介して縦棒２３Ｃに接続する。横棒２３Ｂは、その一端において関節３１を介して横棒２１Ｂに接続し、他端において関節３５を介して縦棒２３Ｃに接続する。縦棒２３Ｃは、その一端において関節３５に接続し、他端において関節３７に接続する。関節３５と関節３７との距離はｒである。縦棒２３Ｃの上端は、関節３７よりも上方に突出する。

関節３１、３３、３５、３７は、それぞれ、接続している一方の部材に対し接続している他方の部材を、水平軸を中心として回転させる動作を実行可能である。水平軸とは図２の紙面に直交する方向である。横棒２３Ａ、２３Ｂ、縦棒２３Ｃ、及び関節３１、３３、３５、３７は平行リンクを構成する。第２アーム部２３は、関節３１、３３、３５、３７の動作により、第１アーム部２１に対し、水平軸を中心として回転することができる。第２アーム部２３の回転方向を図２にＤ３として示す。

エンコーダ４７は、関節３３の角度を検出する。関節３３の角度とは、横棒２１Ａに対し横棒２３Ａが水平軸を中心としてＤ３方向に回転した角度である。すなわち、エンコーダ４７は、第１アーム部２１に対し、第２アーム部２３が、Ｄ３方向におけるどちらの方向に何度回転しているのかを検出する。ブレーキユニット５７は、制御部９からの指示に応じて、関節３３をロックするか、ロックを解除する。

縦棒２３Ｃは、関節３７よりも上方において、関節３９を介して、縦棒２４と接続している。縦棒２４は、関節４１を介して、載置ユニット３に接続している。ただし、載置ユニット３は、アームユニット５から取り外し可能である。

関節３９は、接続している一方の部材に対し接続している他方の部材を、水平軸を中心として回転させる動作を実行可能である。水平軸とは図２の紙面に直交する方向である。載置ユニット３は、関節３９の動作により、縦棒２３Ｃに対し、水平軸を中心として回転することができる。載置ユニット３が水平軸を中心として回転するときの回転方向を図２にＤ４として示す。

関節４１は、接続している一方の部材に対し接続している他方の部材を、１つの軸を中心として回転させる動作を実行可能である。その軸とは、縦棒２４の軸Ｊである。載置ユニット３は、関節４１の動作により、軸Ｊを中心として回転することができる。載置ユニット３が軸Ｊを中心として回転するときの回転方向を図２にＤ５として示す。

エンコーダ４９は、関節３９の角度を検出する。関節３９の角度とは、縦棒２３Ｃに対し載置ユニット３が水平軸を中心としてＤ４方向に回転した角度である。すなわち、エンコーダ４９は、縦棒２３Ｃに対し、載置ユニット３が、Ｄ４方向におけるどちら側に何度回転しているのかを検出する。ブレーキユニット５９は、制御部９からの指示に応じて、関節３９をロックするか、ロックを解除する。

エンコーダ５１は、関節４１の角度を検出する。関節４１の角度とは、縦棒２４に対し、載置ユニット３が軸Ｊを中心としてＤ５方向に回転した角度である。すなわち、エンコーダ５１は、載置ユニット３が、Ｄ５方向におけるどちら側に何度回転しているのかを検出する。ブレーキユニット６１は、制御部９からの指示に応じて、関節４１をロックするか、ロックを解除する。

バネ６３は、その一端において、横棒２１Ａのうち、関節３３側の部分と接続し、他端において、横棒２１Ｂのうち、関節２７側の部分と接続する。バネ６３は、関節２７、２９、３１、３３に対し、関節２７と関節３３との距離が小さくなる方向に動作するように付勢する。関節２７と関節３３との距離が小さくなる方向は、予め設定された方向に対応する。すなわち、バネ６３は、第１アーム部２１に対し、関節２７と関節３３との距離が最小となる位置に移動するように付勢する。

バネ６５は、その一端において、横棒２３Ａのうち、関節３３側の部分と接続し、他端において、横棒２３Ｂのうち、関節３５側の部分と接続する。バネ６５は、関節３１、３３、３５、３７に対し、関節３３と関節３５との距離が小さくなる方向に動作するように付勢する。関節３３と関節３５との距離が小さくなる方向は、予め設定された方向に対応する。すなわち、バネ６５は、第２アーム部２３に対し、関節３３と関節３５との距離が最小となる位置に移動するように付勢する。

カウンタウエイト６７は、横棒２１Ａと一体の部材であり、関節２９を基準として、横棒２１Ａとは反対方向に突出している。カウンタウエイト６７は、関節２９に対し、横棒２１Ａが上昇する方向に動作するように付勢する。すなわち、カウンタウエイト６７は、第１アーム部２１に対し、それが上昇するように付勢する。

アームユニット５は、上記のように、関節２５、２７、２９、３１、３３、３５、３７、３９、４１のうちの少なくとも一部を動作させることにより、その形状を変化させることができる。アームユニット５の形状が変化すると、載置ユニット３の位置も変化する。

エンコーダ４３、４５、４７、４９、５１は、上記のように、関節２５、２９、３３、３９、４１の角度を検出する。関節２５、２９、３３、３９、４１の角度は、アームユニット５の形状に対応する。よって、エンコーダ４３、４５、４７、４９、５１の検出結果は、アームユニット５の形状を表す。また、エンコーダ４３、４５、４７、４９、５１の検出結果における変化は、アームユニット５の形状変化を表す。

支持台７は床６９上に設置され、アームユニット５を支持する。図１に示すように、支持台７はキャスタ７１を備え、移動可能に構成されている。
制御部９は、図１に示すように、支持台７内に収容されている。制御部９は、図３に示すように、ＣＰＵ７３と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下、メモリ７５とする）と、を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。制御部９の各種機能は、ＣＰＵ７３が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ７５が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムの実行により、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御部９を構成するマイクロコンピュータの数は１つでも複数でもよい。

制御部９は、ＣＰＵ７３がプログラムを実行することで実現される機能の構成として、図４に示すように、ブレーキ設定ユニット７７と、形状検出ユニット７９と、ブレーキ制御ユニット８１と、形状変化検出ユニット８３と、バランス判断ユニット８５と、報知ユニット８７と、角度検出ユニット９１と、モード設定ユニット９３と、を備える。制御部９を構成するこれらの要素を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、その一部又は全部の要素を、論理回路やアナログ回路等を組み合わせたハードウェアを用いて実現してもよい。

ブレーキロックボタン１１、ブレーキ解除ボタン１２、及びバランスチェック実行ボタン１３は、ユーザが操作可能なボタンである。図１に示すように、ブレーキロックボタン１１、ブレーキ解除ボタン１２、及びバランスチェック実行ボタン１３は、アームユニット５に設けられている。

ブレーキロックボタン１１は、それが操作されたとき、ブレーキロック信号を制御部９に出力する。ブレーキ解除ボタン１２は、それが操作されたとき、ブレーキ解除信号を制御部９に出力する。バランスチェック実行ボタン１３は、それが操作されたとき、バランスチェック実行信号を制御部９に出力する。

スピーカ１５は、制御部９の指示に応じて音声を出力する。報知ランプ１７は、制御部９の指示に応じて点灯する。図１に示すように、スピーカ１５及び報知ランプ１７は、支持台７に設けられている。

２．身体支持追従装置１が実行するバランスチェック処理
身体支持追従装置１の電源をオンにしたときに身体支持追従装置１が実行するバランスチェック処理を図５、図６に基づき説明する。この処理を始めるとき、載置ユニット３は、アームユニット５から取り外されている。

図５のステップ１では、モード設定ユニット９３が、連動モードを解除する。連動モードとは、ブレーキロックボタン１１及びブレーキ解除ボタン１２に対する操作と、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１の作動とが連動する状態である。すなわち、連動モードとは、ユーザがブレーキロックボタン１１を操作すれば、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１がロックを行い、ユーザがブレーキ解除ボタン１２を操作すれば、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１がロックを解除する状態である。

連動モードを解除するとは、ブレーキロックボタン１１及びブレーキ解除ボタン１２に対する操作と、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１の作動とが連動しない状態にすることを意味する。すなわち、連動モードを解除した状態では、ユーザがブレーキロックボタン１１を操作するだけでは、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１はロックを行わず、ユーザがブレーキ解除ボタン１２を操作するだけでは、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１はロックを解除しない。

ステップ２では、ブレーキロックボタン１１に対する操作があったか否かをモード設定ユニット９３が判断する。モード設定ユニット９３は、ブレーキロックボタン１１に対する操作で生じるブレーキロック信号を検出すれば、ブレーキロックボタン１１に対する操作があったと判断し、ブレーキロック信号を検出しなければ、ブレーキロックボタン１１に対する操作がなかったと判断する。ブレーキロックボタン１１に対する操作があった場合はステップ３に進み、操作がなかった場合はステップ２の前に戻る。

ステップ３では、モード設定ユニット９３が、連動モードを設定する。
ステップ４では、ブレーキ解除ボタン１２に対する操作があったか否かをブレーキ設定ユニット７７が判断する。ブレーキ設定ユニット７７は、ブレーキ解除ボタン１２に対する操作で生じるブレーキ解除信号を検出すれば、ブレーキ解除ボタン１２に対する操作があったと判断し、ブレーキ解除信号を検出しなければ、ブレーキ解除ボタン１２に対する操作がなかったと判断する。ブレーキ解除ボタン１２に対する操作があった場合はステップ５に進み、操作がなかった場合はステップ４の前に戻る。

ステップ５では、ブレーキ設定ユニット７７が、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１によるロックを解除する。ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１によるロックを解除することは、それらの作動状態を設定することに対応する。

ステップ６では、角度検出ユニット９１が、エンコーダ４３、４５、４７、４９、５１の検出結果を取得する。なお、上述したように、エンコーダ４３、４５、４７、４９、５１の検出結果は、関節２５、２９、３３、３９、４１の角度を表す。

ステップ７では、形状検出ユニット７９が、前記ステップ６で取得したエンコーダ４３、４５、４７、４９、５１の検出結果から、アームユニット５の形状を検出する。なお、上述したように、エンコーダ４３、４５、４７、４９、５１の検出結果は、アームユニット５の形状に対応する。

ステップ８では、前記ステップ７で検出したアームユニット５の形状が、予め設定された基準形状であるか否かを、形状検出ユニット７９が判断する。基準形状とは、アームユニット５を水平に伸ばした形状である。前記ステップ７で検出したアームユニット５の形状が基準形状である場合はステップ９に進み、基準形状ではない場合はステップ１７に進む。

ステップ９では、モード設定ユニット９３が連動モードを解除する。
ステップ１０では、ブレーキ制御ユニット８１が、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１によるロックを実行する。

ステップ１１では、報知ユニット８７が、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１がロックを行っていることを、スピーカ１５及び報知ランプ１７を用いて報知する。
ステップ１２では、バランスチェック実行ボタン１３が操作されたか否かを、形状変化検出ユニット８３が判断する。形状変化検出ユニット８３は、バランスチェック実行ボタン１３の操作により生じるバランスチェック実行信号を検出した場合は、バランスチェック実行ボタン１３が操作されたと判断し、バランスチェック実行信号を検出しなかった場合は、バランスチェック実行ボタン１３が操作されなかったと判断する。バランスチェック実行ボタン１３が操作された場合はステップ１３に進み、操作されなかった場合はステップ１２の前に戻る。

なお、前記ステップ１１の後、ユーザは、バランスチェック実行ボタン１３を操作する前に、図６に示すように、アームユニット５にカバー９５をかける。カバー９５は、樹脂から成る薄膜のシートである。カバー９５は、血液等がアームユニット５に付着することを防止する機能を有する。また、ユーザは、アームユニット５にカバー９５をかけた後、載置ユニット３をアームユニット５に取り付ける。

ステップ１３では、形状変化検出ユニット８３がバランスチェックを実行する。バランスチェックとは、以下のものである。まず、形状変化検出ユニット８３は、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１によるロックを一定時間解除する。そして、形状変化検出ユニット８３は、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１によるロックが解除されている期間におけるアームユニット５の形状変化を検出する。形状変化検出ユニット８３は、アームユニット５の形状変化を、エンコーダ４３、４５、４７、４９、５１の検出結果の変化から検出することができる。

ステップ１４では、バランス判断ユニット８５が、前記ステップ１３で実行したバランスチェックの結果に基づき、アームユニット５及び載置ユニット３のバランスの良否を判断する。具体的には、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１によるロックが解除されている期間に、載置ユニット３が下方へ移動するように、アームユニット５の形状が変化した場合は、アームユニット５及び載置ユニット３のバランスが不良であると判断し、ステップ１５に進む。

一方、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１によるロックが解除されている期間に、載置ユニット３が上方へ移動するように、アームユニット５の形状が変化した場合は、アームユニット５及び載置ユニット３のバランスが良好であると判断し、ステップ１６に進む。

ステップ１５では、報知ユニット８７が、スピーカ１５及び報知ランプ１７を用いてエラー報知を行う。このエラー報知は、バランスチェックの結果が不良であったことを表す。ステップ１５の後、ステップ１２に進む。

ステップ１６では、報知ユニット８７が、スピーカ１５及び報知ランプ１７を用いて正常報知を行う。この正常報知は、バランスチェックの結果が良好であったことを表す。
前記ステップ８で否定判断した場合はステップ１７に進む。ステップ１７では、ブレーキロックボタン１１に対する操作があったか否かをブレーキ設定ユニット７７が判断する。この判断は前記ステップ２と同様に行われる。ブレーキロックボタン１１に対する操作があった場合はステップ１８に進み、操作がなかった場合はステップ６に進む。

ステップ１８では、ブレーキ設定ユニット７７が、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１によるロックを実行する。ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１によるロックを実行することは、それらの作動状態を設定することに対応する。その後、ステップ４に進む。

３．身体支持追従装置１の使用方法
身体支持追従装置１は、例えば、以下のように使用できる。医師は、自らの腕を載置ユニット３の上に載置する。医師は、載置ユニット３に載置した腕を動かしたいときは、ブレーキ解除ボタン１２を操作し、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１によるロックを解除する。このとき、医師の腕の動きに追従して、関節２５、２７、２９、３１、３３、３５、３７、３９、４１が動作し、アームユニット５の形状が変化する。

また、医師が載置ユニット３に載置した腕を静止させたいときは、ブレーキロックボタン１１を操作し、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１によるロックを実行する。このとき、関節２５、２７、２９、３１、３３、３５、３７、３９、４１は動作せず、アームユニット５の形状は一定に保たれる。

４．身体支持追従装置１が奏する効果
（１Ａ）身体支持追従装置１は、アームユニット５の形状が基準形状であることを検出した場合、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１を作動させる。そのため、アームユニット５の形状を基準形状に固定することが容易である。その結果、ユーザはバランスチェックを容易に行うことができる。

（１Ｂ）身体支持追従装置１は、角度検出ユニット９１が取得したエンコーダ４３、４５、４７、４９、５１の検出結果を用いてアームユニット５の形状を検出する。そのため、アームユニット５の形状を容易且つ正確に検出することができる。

（１Ｃ）身体支持追従装置１は、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１を作動させたことを、スピーカ１５及び報知ランプ１７を用いて報知することができる。そのため、ユーザは、アームユニット５の形状が基準形状で固定されていることを容易に理解することができる。

（１Ｄ）身体支持追従装置１は、バランスチェックを行うとき、ブレーキ解除ボタン１２が操作されなくても、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１によるロックを一定時間解除する。そのため、ユーザは容易にバランスチェックを行うことができる。また、ユーザは、バランスチェックを行うための操作について迷いにくい。
＜第２実施形態＞
１．第１実施形態との相違点
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

本実施形態では、前記ステップ７において、形状検出ユニット７９が、前記ステップ６で取得したエンコーダ４３、４５、４７、４９、５１の検出結果から、載置ユニット３の位置を検出する。載置ユニット３の位置とは、３次元空間における位置を意味する。

なお、上述したように、エンコーダ４３、４５、４７、４９、５１の検出結果は、アームユニット５の形状に対応する。また、載置ユニット３の位置は、アームユニット５の形状と１：１で対応する。よって、載置ユニット３の位置は、結局、エンコーダ４３、４５、４７、４９、５１の検出結果により決まるから、前記ステップ６で取得したエンコーダ４３、４５、４７、４９、５１の検出結果から、載置ユニット３の位置を検出することができる。本実施形態における形状検出ユニット７９は、位置検出ユニットにも対応する。

また、前記ステップ８では、前記ステップ７で検出した載置ユニット３の位置から、アームユニット５の形状を検出する。なお、載置ユニット３の位置は、アームユニット５の形状と１：１で対応するから、載置ユニット３の位置から、アームユニット５の形状を検出することができる。

２．身体支持追従装置１が奏する効果
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果（１Ａ）、（１Ｃ）、（１Ｄ）に加え、以下の効果が得られる。

（２Ａ）身体支持追従装置１は、載置ユニット３の位置を用いてアームユニット５の形状を検出する。そのため、アームユニット５の形状を容易且つ正確に検出することができる。
＜他の実施形態＞
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（１）作業者は、医師以外の作業者であってもよい。また、載置ユニット３に腕以外の身体部位を載置してもよい。腕以外の身体部位として、例えば、指、頭、足等が挙げられる。

（２）ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１が関節の動作を制限する態様は、関節を完全にはロックしない態様であってもよい。例えば、ブレーキユニット５３、５５、５７、５９、６１が作動すると、作動していないときに比べて、関節の動作を重くなるようにしてもよい。

（３）身体支持追従装置１は、エンコーダ４３、４５、４７、４９、５１以外の手段により、アームユニット５の形状、及びその形状の変化を検出してもよい。
（４）身体支持追従装置１は、バネ６３、６５と、カウンタウエイト６７とのうち、一方を備えていなくてもよい。また、身体支持追従装置１は、バネ６３、６５、カウンタウエイト６７のうちのいずれかに代えて、あるいはそれらに加えて、他の付勢ユニットを備えていてもよい。

（５）前記ステップ１１での報知は、音だけによる報知であってもよいし、光だけによる報知であってもよい。
（６）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。

（７）上述した身体支持追従装置の他、当該身体支持追従装置を構成要素とするシステム、当該身体支持追従装置の制御部としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、身体支持方法、バランスチェック実行方法等、種々の形態で本発明を実現することもできる。

１…身体支持追従装置、３…載置ユニット、５…アームユニット、２５、２７、２９、３１、３３、３５、３７、３９、４１…関節、５３、５５、５７、５９、６１…ブレーキユニット、６３、６５…バネ、６７…カウンタウエイト、７７…ブレーキ設定ユニット、７９…形状検出ユニット、８１…ブレーキ制御ユニット、８３…形状変化検出ユニット、８５…バランス判断ユニット

Claims (5)

1. 作業者の身体部分を載置可能な載置ユニットと、
   少なくとも１つの関節を備え、前記載置ユニットを支持するアームユニットと、
   前記関節の少なくとも一部における動作を制限可能なブレーキユニットと、
   ユーザの操作に応じて前記ブレーキユニットの作動状態を設定するブレーキ設定ユニットと、
   前記関節の少なくとも一部に対し、予め設定された方向に動作するように付勢する付勢ユニットと、
   前記アームユニットの形状を検出する形状検出ユニットと、
   前記ブレーキユニットが作動していない状態で、前記アームユニットの形状が予め設定された基準形状であることを前記形状検出ユニットが検出した場合、前記ブレーキユニットを作動させるブレーキ制御ユニットと、
   前記ブレーキ制御ユニットが前記ブレーキユニットを作動させた後、前記ブレーキユニットの作動を解除し、前記アームユニットの形状変化を検出する形状変化検出ユニットと、
   前記形状変化検出ユニットが検出した前記形状変化を用いて、前記アームユニット及び前記載置ユニットのバランスの良否を判断するバランス判断ユニットと、
   を備える身体支持追従装置。
2. 請求項１に記載の身体支持追従装置であって、
   前記関節の角度を検出する角度検出ユニットをさらに備え、
   前記形状検出ユニットは、前記角度検出ユニットが検出した前記角度を用いて前記アームユニットの形状を検出する身体支持追従装置。
3. 請求項１に記載の身体支持追従装置であって、
   前記載置ユニットの位置を検出する位置検出ユニットをさらに備え、
   前記形状検出ユニットは、前記位置検出ユニットが検出した前記位置を用いて前記アームユニットの形状を検出する身体支持追従装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の身体支持追従装置であって、
   前記ブレーキ制御ユニットが前記ブレーキユニットを作動させたことを報知する報知ユニットをさらに備える身体支持追従装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の身体支持追従装置であって、
   前記形状変化検出ユニットは、前記ブレーキ設定ユニットに対する前記ユーザの操作の有無によらず、前記ブレーキユニットの作動を解除する身体支持追従装置。

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