辅助装置制造方法及图纸

一种辅助装置包括身体穿戴单元和致动器单元。致动器单元包括：输出连杆(57R)，该输出连杆被配置成绕辅助对象身体部分的关节枢转并且附接至辅助对象身体部分；具有输出轴的致动器，该致动器被配置成经由输出连杆(57R)生成辅助转矩；转矩确定单元(61A)，该转矩确定单元被配置成确定通过将用户转矩与来自输出轴的辅助转矩进行合成而获得的合成转矩，用户转矩是在用户使辅助对象身体部分枢转时从输出连杆(57R)输入的；校正单元，该校正单元被配置成计算用于所确定的合成转矩的校正量；以及枢转角度控制单元，该枢转角度控制单元被配置成基于所确定的合成转矩和所计算的校正量来控制输出轴的枢转角度。

Auxiliary device

An auxiliary device includes a body wearing unit and an actuator unit. The actuator unit comprises an output connecting rod (57R) configured to pivot around the joint of the body part of the auxiliary object and attach to the body part of the auxiliary object; an actuator having an output shaft configured to generate auxiliary torque via the output connecting rod (57R); and a torque determination unit (61A), which determines a single torque. The element is configured to determine the composite torque obtained by combining the user torque with the auxiliary torque from the output shaft, which is input from the output connecting rod (57R) when the user pivots the body part of the auxiliary object; the correction unit is configured to calculate the correction amount for the determined composite torque; And a pivot angle control unit configured to control the pivot angle of the output shaft based on the determined synthetic torque and the calculated correction amount.

【技术实现步骤摘要】
辅助装置
本专利技术涉及对用户的辅助对象身体部分的运动进行辅助的辅助装置。
技术介绍
例如，日本未审查专利申请公开第2013-173190号(JP2013-173190A)描述了一种可穿戴运动辅助装置，当用户通过弯曲和伸展腰部抬起重物或当用户正常步行时，所述可穿戴运动辅助装置辅助大腿相对于腰部的运动。可穿戴运动辅助装置包括：被配置成穿戴在用户腰部上的腰部框架、背部衬垫、腹部衬垫、将背部衬垫和腹部衬垫彼此连接的连接构件、被配置成固定至大腿的大腿固定部、以及被配置成相对于腰部框架驱动大腿固定部的驱动机构。可穿戴运动辅助装置还包括控制单元以及粘贴在用户皮肤的生物信号检测传感器，该控制单元被配置成基于从生物信号检测传感器输出的生物信号来控制驱动机构。为了检测生物电势信号例如肌肉电势信号和来自皮肤的神经传递信号，生物信号检测传感器包括用于检测弱电势的电极。生物信号检测传感器使用覆盖电极周围部位的粘合密封件在下述部位粘贴在用户皮肤：在腰部附近的右大腿和左大腿的前侧、在腰部附近的右大腿和左大腿的内侧、在右臀部和左臀部上、在腰部略上的背部的右侧和左侧等等。
技术实现思路
在JP2013-173190A中描述的可穿戴运动辅助装置的情况下，需要许多生物信号检测传感器并且这些传感器应当粘贴在用户的许多部位，例如在右大腿和左大腿的前侧上、在右大腿和左大腿的内侧上、在右臀部和左臀部上、以及在背部的右侧和左侧上。因此，当用户穿戴辅助装置以使用时，花费许多时间和精力。此外，在粘贴生物信号检测传感器之前，确定传感器的粘贴位置和要粘贴的传感器数目也花费时间和精力(例如，对于一个测量部位，彼此靠近地粘贴三个传感器)。此外，存在以下可能：用于从许多生物信号检测传感器检测到的弱生物信号去除噪声的处理和用于基于来自各个生物信号检测传感器的生物信号来估计在进行哪种类型的运动(抬起重物、步行等)并且辅助该运动的处理变得非常复杂。此外，当将抬起重物运动和步行运动彼此区分时，必须将生物信号检测传感器粘贴在腰部即在抬起重物时主要使用的肌肉周围以及在大腿即在步行时主要使用的肌肉周围，因此，需要大量生物信号检测传感器。此外，在JP2013-173190A中描述的可穿戴运动辅助装置的情况下，当用户的辅助对象身体部分的运动缓慢时，例如，当辅助用户抬起用户脚处的重物的运动时，存在以下可能性：用于估计运动类型的处理被延迟而引起辅助转矩不足。当重物被抬起时，尤其在抬起开始时需要较大辅助转矩。然而，因为除对运动的估计延迟以外，用户自身的抬起运动的速度缓慢，所以存在以下可能性：在抬起开始时无法生成足够的辅助转矩。本专利技术提供了一种辅助装置，其可以容易由用户穿戴并且可以在更简单的配置下并通过更简单的控制来对辅助对象身体部分的运动进行辅助，并且可以通过进行适当校正来防止辅助转矩不足。换言之，本专利技术提供了一种可以容易由用户穿戴并且可以在更简单的配置下并通过更简单的控制来根据用户的运动生成合适的辅助转矩。本专利技术的一方面涉及一种辅助装置，该辅助装置包括：身体穿戴单元，该身体穿戴单元被配置成穿戴在包括用户的辅助对象身体部分周围的区域在内的用户的身体上；以及致动器单元，该致动器单元被配置成附接至身体穿戴单元其附接至辅助对象身体部分以对辅助对象身体部分的运动进行辅助。致动器单元包括：输出连杆，该输出连杆被配置成绕辅助对象身体部分的关节枢转并且附接至辅助对象身体部分；具有输出轴的致动器，该致动器被配置成生成用于经由输出连杆而对辅助对象身体部分的枢转进行辅助的辅助转矩；转矩确定单元，该转矩确定单元被配置成确定通过将用户转矩与来自输出轴的辅助转矩进行合成而获得的合成转矩，用户转矩是在用户使辅助对象身体部分在用户施力下枢转时从输出连杆输入的；校正单元，该校正单元被配置成计算用于所确定的合成转矩的校正量；以及枢转角度控制单元，该枢转角度控制单元被配置成基于由转矩确定单元确定的合成转矩和由校正单元计算的校正量来控制输出轴的枢转角度。根据上述方面，该辅助装置可以仅通过将身体穿戴单元和致动器单元的输出连杆附接至用户的身体来穿戴，并且不需要生物信号检测传感器。因此，用户可以容易地穿戴该辅助装置。致动器单元仅由输出连杆、致动器、转矩确定单元、校正单元以及枢转角度控制单元来配置。因为计算出合成转矩的校正量，所以可以通过进行适当校正来防止辅助转矩不足。在上述方面，校正单元可以被配置成基于合成转矩来计算作为用户的身体的上半身相对于竖直方向的倾斜角度的姿势角度，校正单元被配置成基于所计算的姿势角度来计算校正量。在上述配置中，可以通过基于用户的姿势角度计算校正量来计算合适的校正量。在上述方面，当姿势角度是θL时，校正单元可以被配置成计算使用了预先设置(设定)的作为常量的K的KsinθL作为校正量。在上述配置中，可以更容易地计算具体校正量。在上述方面中，校正单元可以被配置成基于合成转矩的差分值(微分值)来计算校正量。在上述配置中，可以通过基于合成转矩的差分值(微分值)计算校正量来计算合适的校正量。在上述方面中，致动器单元可以包括通信单元，通信单元可以被配置成将作为关于用户的信息的包括用户转矩在内的用户信息和作为关于致动器单元的输入和输出的信息的包括辅助转矩在内的辅助信息传送至与辅助装置分开设置的分析系统，通信单元被配置成从分析系统接收包括由分析系统执行的分析的结果在内的分析信息；以及致动器单元可以被配置成基于从分析系统接收的分析信息来调节致动器单元的操作。在上述配置中，分析系统与辅助装置分开设置，并且由分析系统使用来自辅助装置的辅助信息和用户信息来分析辅助装置的操作等。然后，辅助装置基于来自分析系统的分析信息来调节其自身操作(即辅助装置的操作)。因此，没有必要在辅助装置上安装高级分析程序等，从而例如可以相对容易地进行对于用户而言唯一(独特)的最优设置。在上述方面中，致动器单元还可以包括转矩检测单元，该转矩检测单元被配置成输出关于合成转矩的转矩相关信号；转矩确定单元可以被配置成基于来自转矩检测单元的转矩相关信号来确定包括合成转矩和用户转矩在内的相关转矩信息；致动器单元还可以包括运动类型确定单元以及辅助转矩计算单元，该运动类型确定单元被配置成基于所确定的相关转矩信息来确定用户的运动类型，而该辅助转矩计算单元被配置成基于所确定的相关转矩信息来计算辅助转矩；校正单元可以被配置成基于所确定的运动类型来校正所计算的辅助转矩；以及枢转角度控制单元可以被配置成基于由校正单元校正的辅助转矩来控制输出轴的枢转角度。在上述配置中，辅助装置可以仅通过将身体穿戴单元和致动器单元的输出连杆附接至用户的身体来穿戴，并且不需要生物信号检测传感器。因此，用户可以容易地穿戴辅助装置。致动器单元仅由输出连杆、致动器、转矩检测单元、转矩确定单元、运动类型确定单元、校正单元和枢转角度控制单元来配置。因为基于所确定的运动类型来校正辅助转矩，所以可以生成根据用户的运动的合适的辅助转矩。在上述方面中，运动类型可以包括抬起运动，抬起运动是用户抬起物体的运动；并且当所确定的运动类型是抬起运动时，校正单元可以被配置成执行以下中至少之一：i)辅助转矩量校正，用于在抬起时间段期间校正辅助转矩的大小，抬起时间段是从用户开始抬起物体的时间点到用户完成抬起物体的时间点的时间段本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种辅助装置，其特征在于，包括：身体穿戴单元，所述身体穿戴单元被配置成穿戴在包括用户的辅助对象身体部分周围的区域在内的所述用户的身体上；以及致动器单元，所述致动器单元被配置成附接至所述身体穿戴单元且附接至所述辅助对象身体部分以辅助所述辅助对象身体部分的运动，其中，所述致动器单元包括：输出连杆(57R)，所述输出连杆(57R)被配置成绕所述辅助对象身体部分的关节枢转并且附接至所述辅助对象身体部分；包括输出轴的致动器(45R)，所述致动器(45R)被配置成生成用于经由所述输出连杆(57R)而辅助所述辅助对象身体部分的枢转的辅助转矩；转矩确定单元(61A)，所述转矩确定单元(61A)被配置成确定通过合成用户转矩与来自所述输出轴的所述辅助转矩而获得的合成转矩，所述用户转矩是在所述用户施力下所述用户使所述辅助对象身体部分枢转时从所述输出连杆(57R)输入的；校正单元，所述校正单元被配置成计算用于所确定的合成转矩的校正量；以及枢转角度控制单元，所述枢转角度控制单元被配置成基于由所述转矩确定单元(61A)确定的所述合成转矩和由所述校正单元计算的所述校正量来控制所述输出轴的枢转角度。

【技术特征摘要】
2017.03.22 JP 2017-056227;2017.05.26 JP 2017-105011.一种辅助装置，其特征在于，包括：身体穿戴单元，所述身体穿戴单元被配置成穿戴在包括用户的辅助对象身体部分周围的区域在内的所述用户的身体上；以及致动器单元，所述致动器单元被配置成附接至所述身体穿戴单元且附接至所述辅助对象身体部分以辅助所述辅助对象身体部分的运动，其中，所述致动器单元包括：输出连杆(57R)，所述输出连杆(57R)被配置成绕所述辅助对象身体部分的关节枢转并且附接至所述辅助对象身体部分；包括输出轴的致动器(45R)，所述致动器(45R)被配置成生成用于经由所述输出连杆(57R)而辅助所述辅助对象身体部分的枢转的辅助转矩；转矩确定单元(61A)，所述转矩确定单元(61A)被配置成确定通过合成用户转矩与来自所述输出轴的所述辅助转矩而获得的合成转矩，所述用户转矩是在所述用户施力下所述用户使所述辅助对象身体部分枢转时从所述输出连杆(57R)输入的；校正单元，所述校正单元被配置成计算用于所确定的合成转矩的校正量；以及枢转角度控制单元，所述枢转角度控制单元被配置成基于由所述转矩确定单元(61A)确定的所述合成转矩和由所述校正单元计算的所述校正量来控制所述输出轴的枢转角度。2.根据权利要求1所述的辅助装置，其中，所述校正单元被配置成基于所述合成转矩来计算作为所述用户的身体的上半身相对于竖直方向的倾斜角度的姿势角度，所述校正单元被配置成基于所计算的姿势角度来计算所述校正量。3.根据权利要求2所述的辅助装置，其中，当所述姿势角度是θL时，所述校正单元被配置成计算使用了预先设定的作为常量的K的KsinθL作为所述校正量。4.根据权利要求1所述的辅助装置，其中，所述校正单元被配置成基于所述合成转矩的微分值来计算所述校正量。5.根据权利要求1至4中任一项所述的辅助装置，其中：所述致动器单元包括通信单元；所述通信单元被配置成将用户信息和辅助信息传送至与所述辅助装置分开设置的分析系统，所述用户信息为包括所述用户转矩在内的关于所述用户的信息，所述辅助信息为包括所述辅助转矩在内的关于所述致动器单元的输入和输出的信息，所述通信单元被配置成从所述分析系统接收包括由所述分析系统执行的分析的结果在内的分析信息；并且所述致动器单元被配置成基于从所述分析系统接收的所述分析信息来调节所述致动器单元的操作。6.根据权利要求1所述的辅助装置，其中：所述致动器单元还包括转矩检测单元，所述转矩检测单元被配置成输出关于所述合成转矩的转矩相关信号；所述转矩确定单元(61A)被配置成基于来自所述转矩检测单元的所述转矩相关信号来确定包括所述合成转矩和所述用户转矩在内的相关转矩信息；所述致动器单元还包括：运动类型确定单元(161B)，所述运动类型确定单元(161B)被配置成基于所确定的相关转矩信息来确定所述用户的运动类型；以及辅助转矩计算单元(161C)，所述辅助转矩计算单元(161C)被配置成基于所确定的相关转矩信息来计算所述辅助转矩；所述校正单元被配置成基于所确定的运动类型来校正所计算的辅助转矩；并且所述枢转角度控制单元被配置成基于由所述校正单元校正的所述辅助转矩来控制所述输出轴的...

【专利技术属性】
技术研发人员：粂野俊贵，太田浩充，吉见孔孝，
申请(专利权)人：株式会社捷太格特，
类型：发明
国别省市：日本,JP