JP-2026077416-A - アシスト装置

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Abstract

【課題】アクチュエータ等の動力源を有さず、簡易な操作で装着者の身体動作を補助することができるアシスト装置を提供する。【解決手段】アシスト装置１００は、第１の棒状部材１０１と、第２の棒状部材１０２と、第１の棒状部材１０１と第２の棒状部材１０２を回動可能に連結する連結部材１０３と、ケーブルと、第２の棒状部材１０２に設置され、ケーブルに張力を付与するスイッチ１０５と、ケーブルの張力に基づき、第１の棒状部材１０１と第２の棒状部材１０２の回動を制止するロック部材１０４と、を備える。スイッチ１０５を操作することによりアシスト装置１００がロック状態に移行し、簡易な操作で装着者の身体動作を補助することができる。【選択図】図１

Inventors

柴田智広
マンサノサラスホアンダニエル
藤田　亘

Assignees

国立大学法人九州工業大学

Dates

Publication Date: 20260513
Application Date: 20241025

Claims (8)

第１の棒状部材と、第２の棒状部材と、前記第１の棒状部材と前記第２の棒状部材を回動可能に連結する連結部材と、ケーブルと、前記第２の棒状部材に設置され、前記ケーブルに張力を付与するスイッチと、前記ケーブルの張力に基づき、前記第１の棒状部材と前記第２の棒状部材の回動を制止するロック部材と、を備えたアシスト装置。
前記第２の棒状部材に沿って移動可能な移動部材をさらに備え、前記第２の棒状部材は嵌合溝を有し、前記ロック部材は、前記第１の棒状部材に回動可能に連結され、前記嵌合溝に嵌合する嵌合部材を有するリンク部材と、前記嵌合部材を前記嵌合溝から離れる方向に付勢する牽引バネと、前記ケーブルと前記嵌合部材に接続され、前記移動部材に回動可能に連結された回動部材と、を備え、前記回動部材は、前記ケーブルに張力が加わると、前記嵌合部材を前記嵌合溝に近づく方向に牽引する、請求項１に記載のアシスト装置。
前記スイッチは、押下可能なボタンと、前記ボタンと連動して動作し、前記ボタンが押下されると、前記ボタンの押下方向と反対方向に前記ケーブルを牽引するケーブル制御部材とを備えた、請求項１に記載のアシスト装置。
前記スイッチは、押圧バネをさらに備え、前記押圧バネは、前記ボタンを、前記ボタンの押下方向と反対方向に付勢する、請求項３に記載のアシスト装置。
前記第２の棒状部材は、長手方向に伸縮可能なスライド部材を有する、請求項１に記載のアシスト装置。
前記第１の棒状部材は、装着者の大腿部に装着され、前記第２の棒状部材は、装着者の下腿部に装着され、前記スイッチは前記第２の棒状部材に配置され、前記ボタンの下端は装着者の足底部よりも下方に配置される、請求項３に記載のアシスト装置。
前記スイッチは、装着者の足底部が地面に接触したとき前記ボタンが押下され、装着者の足底部が地面から離れたとき前記ボタンの押下が解除される、請求項６記載のアシスト装置。
前記第１の棒状部材にスライド可能に連結された大腿部補助プレートと、前記第２の棒状部材に連結された下腿部補助板と、前記第２の棒状部材の端部に連結された足底部補助板と、をさらに備えた請求項１に記載のアシスト装置。

Description

本発明は、装着者の身体動作を補助するするアシスト装置に関する。目まぐるしく変化する現代社会では、技術革新と高い生産性が求められ、高齢者人口の増加と相まって、個人の身体的な疲労が蓄積する環境となっている。これに対処するため、身体の動作を補助するアシスト装置の市場が急速に拡大している。例えば特許文献１では、体重を預けてその場で着座できるとともに、装着しても自然な歩行を行うことができる着座装具が開示されている。また特許文献２では、装着者の動作をアクチュエータにより補助する装着式動作補助装置が開示されている。しかしながら、特許文献１の着座装具では、着座モードと歩行モードを切り替える際に着座装具に設けられた操作部を手動で操作する必要がある。また特許文献２の補助装置は、アクチュエータを制御するための操作が複雑になり、また装置自体の重量も大きくなる。特開２０２３－５７２７９号公報特開２００５－９５５６１号公報本実施の形態におけるアシスト装置の正面図本実施の形態におけるアシスト装置の右側面図本実施の形態におけるアシスト装置の斜視図本実施の形態におけるアシスト装置を人体モデルに装着した様子を示す図本実施の形態におけるアシスト装置の動きを示す図本実施の形態におけるスイッチの分解図本実施の形態におけるスイッチの分解斜視図本実施の形態におけるスイッチの外観図本実施の形態におけるロック部材の分解図本実施の形態におけるロック部材の分解斜視図本実施の形態におけるロック部材の外観図本実施の形態におけるロック部材の動作を示す図本実施の形態におけるロック部材の詳細な動作を示す図本実施の形態におけるスイッチの動作を示す図本実施の形態における歩行時のスイッチの動作を示す図本実施の形態における歩行時のロック部材の状態を示す図以下、本発明の実施の形態について説明する。なお本発明は以下の実施の形態には限定されない。（実施の形態）［１．全体構成］図１は、本実施の形態におけるアシスト装置の正面図である。図２は本実施の形態におけるアシスト装置の右側面図である。アシスト装置を正面から見て右側の側面図である。図３は本実施の形態におけるアシスト装置の斜視図である。なお、図１～図３に示したアシスト装置１００は右脚用であり、使用時には人体の右脚に装着する。また、左脚用のアシスト装置は右脚用のアシスト装置とは別体として構成され、通常使用時には右脚用のアシスト装置と左脚用のアシスト装置の双方を装着する。また、図３の斜視図は、右脚用のアシスト装置を前方右側上方より見た図である。以下、図１～図３を参照しながら本実施の形態におけるアシスト装置に構成について説明する。アシスト装置１００は、装着者の大腿部に装着される棒状部材１０１と、装着者の下腿部に装着される棒状部材１０２と、棒状部材１０１と棒状部材１０２とを回動可能に連結する連結部材１０３を備える。連結部材１０３は装着者の膝関節付近に配置される。また、アシスト装置１００はロック部材１０４を備える。ロック部材１０４はスイッチ１０５とケーブルにより接続されており、スイッチ１０５がオン状態のとき、棒状部材１０１と棒状部材１０２の回動を制止し、アシスト装置１００はロック状態となる。ロック部材１０４とスイッチ１０５の詳細については後述する。スライド部材１０６は棒状部材１０２の一部として構成されている。スライド部材１０６は、棒状部材１０２に沿って上下方向にスライドし、任意の位置で固定することができる。また大腿部補助プレート１０７は大腿部の後部に装着され、アシスト装置１００を装着者に固定するとともに装着者の体重を支える。また下腿部補助板１０８と足底補助板１０９は、それぞれ下腿部の前方と足底部に配置され、アシスト装置１００の装着ずれを防止する。なお、棒状部材１０１と棒状部材１０２には固定用ベルトが備えられており、固定用ベルトを大腿部および下腿部に装着することにより、アシスト装置１００が装着者の脚に固定される。固定用ベルトについては後述する。なお本実施の形態において、棒状部材１０１は、長さが２００ｍｍで断面が２０ｘ２０ｍｍのアルミニウムのバーを用いた。また棒状部材１０２とスライド部材１０６は、それぞれ、長さが２６０ｍｍで断面が２０ｘ２０ｍｍのアルミニウムのバーを用いた。また連結部材１０３はスチール製の部材を用い、大腿部補助部プレート１０７はポリカーボネート製のものを用いた。図４は、本実施の形態におけるアシスト装置を人体モデルに装着した様子を示す図である。固定用ベルト４０１により棒状部材１０１と大腿部補助プレート１０７が人体に固定される。また固定用ベルト４０２により棒状部材１０２が下腿部に固定され、固定用ベルト４０３によりスライド部材１０６が足首近辺に固定される。また下腿部補助板１０８は下腿部の前方下側に配置され、歩行時におけるアシスト装置１００のずれを防止する。また足底補助板１０９は足底部に配置され、装着者の足底部と接触することにより、アシスト装置１００の上下方向および前後方向のずれを防止する。図５は、本実施の形態におけるアシスト装置の動きを示す図である。図５（ａ）は装着者が膝を伸ばしたときのアシスト装置を示しており、図５（ｂ）は装着者が膝を軽く曲げたときのアシスト装置を示している。また図５（ｃ）は装着者が膝を深く曲げたときのアシスト装置を示している。スイッチ１０５がオフの状態では、アシスト装置１００は図５（ａ）～（ｃ）のいずれの状態においても固定されず、装着者は膝を自由に曲げ伸ばしすることができる。一方、スイッチ１０５がオンの状態では、装着者が膝を軽く曲げた状態（例えば図５（ｂ）の状態）になったときに棒状部材１０１と棒状部材１０２の回動が制止され、アシスト装置１００はロック状態となる。例えば図５（ａ）や図５（ｃ）の位置でスイッチ１０５がオンになったとしても、すぐにはロック状態にはならず、図５（ｂ）の状態に移行したときにアシスト装置１００がロック状態となる。なお、本実施の形態においては、棒状部材１０１が垂直方向から約１０～２０度回転した状態でロック状態となるよう設定した。少し膝を曲げた状態でアシスト装置１００がロックされ、大腿部補助プレート１０７に体重をかけることができるため、立ち仕事における身体的負担を軽減できる。なおこの角度は用途に応じて任意に設定可能である。［２．スイッチの構成］図６は本実施の形態におけるスイッチの分解図である。また図７は本実施の形態におけるスイッチの分解斜視図である。また図８は本実施の形態におけるスイッチの外観図である。以下、図６～図８を参照しながらスイッチ１０５の構成について説明する。スイッチ１０５は、ハウジング５０１と、ケーブル制御部材５０２ａおよび５０２ｂと、ボタン５０７を備える。ハウジング５０１は、貫通孔５０３ｃと溝５０５を有する。溝５０５はハウジング５０１を貫通し、貫通孔５０３ｃを中心とする円弧に沿って形成されている。ケーブル制御部材５０２ａは、貫通孔５０３ａ、５０４ａ、５０６ａを有する。ケーブル制御部材５０２ｂは、貫通孔５０３ｂ、５０４ｂ、５０６ｂを有する。貫通孔５０３ａ、５０３ｂ、５０３ｃにはボルト５０３が挿入され、ケーブル制御部材５０２ａおよび５０２ｂが、ハウジング５０１と回動可能に連結される。ケーブル端部５１２は、ケーブル保護部材５１３の内部に通されたケーブル５１４に接続されており、ボルト５０６により、貫通孔５０６ａおよび５０６ｂと連結される。ボタン５０７は、突起部５１０および５１１と、溝５０８および溝５０９を有する。溝５０８は水平方向に形成された溝であり、溝５０９は垂直方向に形成された溝である。いずれもボタン５０７を貫通して形成されている。貫通孔５０４ａおよび５０４ｂと、溝５０５および溝５０８は、ボルト５０４によって連結される。ボルト５０４の径は、溝５０５および溝５０８のいずれの幅よりも小さく、ボルト５０４は、溝５０５および溝５０８に沿って移動可能である。また、ボルト５０３の径は溝５０９の幅よりも小さく、ボタン５０７はボルト５０３により係止されることなく、ハウジング５０１内で上下方向に移動することができる。突起部５１０および５１１は、ハウジング５０１に配置された押圧バネ６０１および６０２によって下方向に付勢される。次に、スイッチ１０５の動作について説明する。図８（ａ）はスイッチ１０５がオフの状態を示している。ボタン５０７は、ハウジング５０１内に配置された押圧バネ６０１および６０２により下方向に付勢されており、ボタン５０７の下端は足底補助板１０９の下端よりも下側に位置する。すなわち、スイッチ１０５がオフ状態のとき、ボタン５０７の下端は、装着者の足底部よりも下側に配置される。なおケーブル５１４は、後述するロック部材により上方向に牽引されている。図８（ｂ）は、ボタン５０７が上方向に押下され、スイッチ１０５がオンになった状態を示している。ボタン５０７が上方向に押されると、ボルト５０４が溝５０５に沿って上方向に移動する。そしてケーブル制御部材５０２ａおよび５０２ｂがボルト５０３を中心に回動する。この動きによりボルト５０６に連結されたケーブル端部５１２が下方向に引っ張られ、ケーブル５１４が下方向に牽引される。このように、スイッチ１０５がオフ状態のときは、ケーブル５１４は上方向に牽引され、スイッチ１０５がオン状態になると、ケーブル５１４に下向きの張力が加わり、ケーブル５１４は下方向に牽引される。［３．ロック部材の構成］図９は、本実施の形態におけるロック部材の分解図である。また図１０は本実施の形態におけるロック部材の分解斜視図である。以下、図９および図１０を参照しながらロック部材１０４の構成を説明する。ロック部材１０４は、移動部材８００と、回動部材８０１ａ、８０１ｂと、リンク部材８０５ａ、８０５ｂ、８０８ａ、８０８ｂを備える。移動部材８００はケーブル係止部８１２を備える。回動部材８０１ａは、貫通孔８０２ａ、８０３ａ、８０４ａを有しており、回動部材８０１ｂは、貫通孔８０２ｂ、８０３ｂ、８０４ｂを有している。リンク部材８０５ａは貫通孔８０６ａ、８０７ａを有しており、リンク部材８０５ｂは、貫通孔８０６ｂ、８０７ｂを有している。またリンク部材８０８ａおよび８０８ｂは、それぞれ複数の貫通孔を有している。貫通孔８０２ａ、８０２ｂにはボルト８０２が挿入され、回動部材８０１ａおよび８０１ｂが、移動部材８００と回動可能に連結される（ボルトについては図１１に示す）。また貫通孔８０３ａ、８０３ｂとケーブル係止部８１２はボルト８０３で連結される。また貫通孔８０４ａ、８０４ｂ、８０６ａ、８０６ｂはボルト８０４で連結される。ケーブル係止部８１２はケーブル端部８１０と連結され、移動部材８００の側壁に沿って上下方向に移動可能である。貫通孔８０７ａ、８０７ｂと、リンク部材８０８ａおよび８０８ｂの貫通孔と、移動部材８００に設けられた溝８１１はボルト８０７で連結される。溝８１１は移動部材８００を貫通し、水平方向に形成された溝である。ボルト８０７の径は溝８１１の幅よりも小さく、ボルト８０７に連結されたリンク部材８０５ａおよび８０５ｂと、リンク部材８０８ａおよび８０８ｂは、溝８１１に沿って移動可能である。リンク部材８０８ａおよび８０８ｂの他の貫通孔は、棒状部材１０１に固定される。棒状部材１０２は移動部材８００に挿入され、連結部材１０３に連結される。また、棒状部材１０２は嵌合溝８０９を備え、嵌合溝８０９は、嵌合部材のボルト８０７と嵌合可能に形成されている。次に、ロック部材１０４の動作について図１１および図１２を用いて説明する。図１１は、本実施の形態におけるロック部材の外観図である。図１１（ａ）は、スイッチ１０５がオフの状態で、装着者が膝を軽く曲げたときのロック部材を示した図である。図１１（