辅助装置、摆动关节装置、直动可变刚性单元以及机床制造方法及图纸

本发明专利技术提供辅助装置、摆动关节装置、直动可变刚性单元以及机床。连接于进行往复摆动运动的运动体的辅助装置具备：绕成为摆动运动的中心的摆动中心摆动的第一输出部；具备弹性体和刚性可变部的可变刚性装置，所述弹性体根据所述第一输出部的摆动角度即第一摆动角度而积蓄能量或者释放所述能量，所述刚性可变部使得从所述第一输出部观察的所述弹性体的表观上的刚性可变；检测所述第一摆动角度的第一角度检测部；以及控制装置，所述控制装置根据由所述第一角度检测部检测出的所述第一摆动角度控制所述刚性可变部，从而调整从所述第一输出部观察的所述弹性体的所述表观上的刚性。

Auxiliary device, oscillating joint device, direct acting variable rigid element, and machine tool

The present invention provides an auxiliary device, a swing joint device, a direct acting variable rigid element, and a machine tool. Auxiliary device of moving body connected to the reciprocating swinging movement has become the first output swing center around the swing swing center; with variable rigidity device of elastic and rigid variable part of the elastic body, according to the swing angle of the first output of the first swing angle and energy savings or release the energy, the variable part of the elastic rigid body observation from the first output of the table view on the rigid variable; the first angle detection of the first swing angle detection unit; and a control device, the control device according to the first angle detection part detects the first the swing angle of the rigid control variable, thereby adjusting the elastic body from the observation of the first output of the apparent rigidity.

【技术实现步骤摘要】
辅助装置、摆动关节装置、直动可变刚性单元以及机床
本专利技术涉及进行人的步行改善、作业等的辅助的辅助装置。另外，本专利技术涉及进行周期性的摆动运动的摆动关节装置、并且是关节的刚性可变的摆动关节装置。另外，本专利技术涉及直动可变刚性单元以及具有该直动可变刚性单元的机床。
技术介绍
例如，日本特开2013－236741、日本特开2013－173190等中记载了对人的步行等进行辅助的辅助装置。日本特开2013－236741所记载的单腿式步行辅助器形成为如下结构：具备被佩戴于人的腰部的腰部佩戴部、大腿连杆部以及小腿连杆部，上述小腿连杆部被佩戴于人的小腿部。上述大腿连杆部的上部相对于上述腰部佩戴部以能够上下转动的方式连结，在上述腰部佩戴部与上述大腿连杆部之间设置有用于对上述大腿连杆部赋予旋转扭矩的扭矩产生装置。即，上述扭矩产生装置的旋转扭矩施加于上述大腿连杆部，由此能够进行步行辅助。上述扭矩产生装置构成为：借助压缩弹簧、凸轮以及凸轮随动件的动作，能够对上述大腿连杆部赋予旋转扭矩。另外，上述扭矩产生装置构成为：能够使用工具对压缩弹簧的压缩量(弹力)进行调整。在上述的单腿式步行辅助器中，由于构成为使用工具调整扭矩产生装置的压缩弹簧的压缩量，因此无法在步行中途根据上述大腿连杆部的摆动角度调整压缩弹簧的弹力。因此，难以高效地进行步行辅助。另外，也无法进行使人的步行动作接近理想的步行动作的步行改善。日本特开2013－173190所记载的辅助装置构成为：马达等扭矩产生装置所产生的旋转扭矩施加于大腿连杆部等，由此能够对人的动作进行辅助。在像这样使用马达等作为扭矩产生装置的结构中，在负荷大的情况下需要大输出的马达等，难以抑制功耗。作为控制进行周期性的运动的关节的装置的例子，例如在日本特开2004－344304中公开了对用户(利用者)的下肢(从髋关节至脚尖)给予辅助力的步行辅助装置。该步行辅助装置具有：以缠绕用户的腰部的方式佩戴的腰部装备、从髋关节的侧方向膝关节的侧方延伸的连结杆、从膝关节的侧方向腿肚延伸的小腿部装备、安装于连结杆中的髋关节的侧方的位置的髋关节促动器、以及安装于连结杆中的膝关节的侧方的位置的膝关节促动器。而且，髋关节促动器被安装于腰部装备的连结部，在髋关节的侧方，使连结杆相对于腰部装备而绕髋关节前后移动。另外，膝关节促动器在膝关节的侧方使小腿部装备相对于连结杆而绕膝关节前后移动。另外，髋关节促动器与膝关节促动器是电动马达，针对该电动马达的电力从安装于腰部装备的电池供给。另外，在日本特开2012－125388中公开了对用户的小腿(从膝部至脚踝)的运动进行辅助的步行康复训练装置。该步行康复训练装置具有：配置于用户的腰围的控制器、从髋关节的侧方向膝关节的侧方延伸的大腿连杆、从膝关节的两侧方分别向踝关节延伸的小腿连杆、配置于膝关节的侧方的马达、以及从踝关节向脚掌延伸的脚连杆。而且，马达安装于大腿连杆与小腿连杆的连结部、且安装在膝关节的侧方，在膝关节的侧方使小腿连杆相对于大腿连杆而绕膝关节前后移动。另外，针对马达的电力从内置于控制器的电池供给。另外，在日本特开2013－236741中公开了佩戴于一方的腿为健康腿而另一方的腿为患腿的用户的患腿，对患腿的运动进行辅助的单腿式步行辅助器。该单腿式步行辅助器具有：配置于用户的腰部的侧方的腰部佩戴部、从髋关节的侧方向膝关节的侧方延伸的大腿连杆部、从膝关节的侧方向下方延伸的小腿连杆部、配置于髋关节的侧方的扭矩产生装置、以及配置于膝关节的侧方的减振器。而且，扭矩产生装置由凸轮与压缩弹簧构成，在因健康腿的伸出而患腿向后方移动时，扭矩产生装置产生扭矩，使用所产生的扭矩对患腿的伸出进行辅助，不需要电动马达等促动器。另外，构成为能够对压缩弹簧的初始压缩量进行调整，从而使产生扭矩的大小可变。日本特开2004－344304所记载的步行辅助装置以及日本特开2012－125388所记载的步行康复训练装置均使用电动马达对下肢或者下肢的一部分的步行动作进行辅助，但若不持续进行来自电池的电力的供给，则无法进行辅助。另外，由于不能使需要步行的辅助的用户携带大且重的电池，因此推定使用比较小且轻型的电池。另外，在日本特开2004－344304以及日本特开2012－125388中并未示出减少电动马达的功耗的特别的结构。因而，推定日本特开2004－344304以及日本特开2012－125388所记载的辅助装置的连续动作时间比较短。另外，日本特开2013－236741所记载的单腿式步行辅助器不使用电动马达，而利用凸轮与压缩弹簧产生用于使腿伸出的扭矩，连续动作时间比日本特开2004－344304以及日本特开2012－125388长。但是，相对于每个用户的体型的差异(下肢的转动惯量的差异)、每个用户的下肢的移动角度的差异、用户的身体状况或步行场所的倾斜的差异等，用户必须利用一字改锥等工具调整设置于扭矩产生装置的压缩弹簧的上部的决定部的位置而手动调整压缩弹簧的初始压缩量，因此耗费劳力。在日本特开平9－11124所公开的磨床中，砂轮安装于沿上下方向进行直线往复运动的滑动件。滑动件安装于以摆动轴为中心进行摆动的摆动板，与该摆动板的摆动对应地进行直线往复运动。摆动板在隔着摆动轴而与滑动件相反的一侧具有配重。配重相对于滑动件而相对地进行直线往复运动。通过滑动件与配重相对地进行直线往复运动，能够确保高速运转时的动态平衡。此外，摆动板的摆动由驱动马达驱动。在磨床中，砂轮轴的质量非常大，因此谋求减少用于使砂轮轴进行直线往复运动的驱动能量。日本特开平9－11124所公开的磨床如上所述以保持动态平衡的方式发挥功能，但不以减少用于使滑动件进行直线往复运动的驱动能量的方式发挥功能。因而，驱动马达的输出未被抑制。
技术实现思路
本专利技术的目的在于使得能够高效且良好地进行步行改善等的辅助作业，并且抑制功耗。另外，本专利技术提供一种能够通过自动调整进行运动的关节的刚性而自动调整通过运动产生的扭矩，进一步减少使运动体进行运动的电动马达的功耗、或者步行时或移动时的用户的负荷的摆动关节装置。另外，本专利技术的目的在于减少用于使直线往复运动体进行直线往复运动的驱动能量。本专利技术的第一方式涉及连接于进行往复摆动运动的运动体的辅助装置。辅助装置具备：第一输出部，上述第一输出部绕成为摆动运动的中心的摆动中心摆动；可变刚性装置，上述可变刚性装置具备弹性体和刚性可变部，上述弹性体根据上述第一输出部的摆动角度即第一摆动角度而积蓄能量或者释放上述能量，上述刚性可变部使得从上述第一输出部观察的上述弹性体的表观上的刚性可变；第一角度检测部，上述第一角度检测部检测上述第一摆动角度；以及控制装置，上述控制装置根据由上述第一角度检测部检测出的上述第一摆动角度控制上述刚性可变部，从而调整从上述第一输出部观察的上述弹性体的上述表观上的刚性。在上述方式中，也可以形成为，上述运动体是人的身体，上述辅助装置还具备被佩戴于人的身体的身体佩戴件，上述可变刚性装置包含可变刚性机构，上述可变刚性机构具备上述弹性体，且构成为能够改变刚性，上述第一输出部是输出连杆，上述输出连杆在与人的髋关节对应的上述身体佩戴件的规定位置经由上述可变刚性机构连结有转动中心部，且转动自由端侧被佩戴于大腿部，上述刚性可变部是使从上述输出连杆观本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辅助装置，连接于进行往复摆动运动的运动体，其特征在于，具备：第一输出部，所述第一输出部绕成为摆动运动的中心的摆动中心摆动；可变刚性装置，所述可变刚性装置具备弹性体和刚性可变部，所述弹性体根据所述第一输出部的摆动角度即第一摆动角度而积蓄能量、或者释放所述能量，所述刚性可变部使得从所述第一输出部观察的所述弹性体的表观上的刚性可变；第一角度检测部，所述第一角度检测部检测所述第一摆动角度；以及控制装置，所述控制装置根据由所述第一角度检测部检测出的所述第一摆动角度控制所述刚性可变部，从而调整从所述第一输出部观察的所述弹性体的所述表观上的刚性。

【技术特征摘要】
2015.12.24 JP 2015-252041;2015.12.24 JP 2015-252041.一种辅助装置，连接于进行往复摆动运动的运动体，其特征在于，具备：第一输出部，所述第一输出部绕成为摆动运动的中心的摆动中心摆动；可变刚性装置，所述可变刚性装置具备弹性体和刚性可变部，所述弹性体根据所述第一输出部的摆动角度即第一摆动角度而积蓄能量、或者释放所述能量，所述刚性可变部使得从所述第一输出部观察的所述弹性体的表观上的刚性可变；第一角度检测部，所述第一角度检测部检测所述第一摆动角度；以及控制装置，所述控制装置根据由所述第一角度检测部检测出的所述第一摆动角度控制所述刚性可变部，从而调整从所述第一输出部观察的所述弹性体的所述表观上的刚性。2.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述运动体是人的身体，所述辅助装置还具备被佩戴于人的身体的身体佩戴件，所述可变刚性装置包含可变刚性机构，所述可变刚性机构具备所述弹性体，且构成为能够改变刚性，所述第一输出部是输出连杆(30)，所述输出连杆(30)在与人的髋关节对应的所述身体佩戴件的规定位置经由所述可变刚性机构连结有转动中心部，且转动自由端侧被佩戴于大腿部，所述刚性可变部是使从所述输出连杆(30)观察的所述可变刚性机构的表观的刚性变化的刚性可变促动器，所述第一摆动角度是所述输出连杆(30)的摆动角度，所述第一角度检测部是检测所述输出连杆(30)的所述摆动角度的角度检测部，所述辅助装置还具备能够输入输入值的输入装置(44)，所述控制装置基于所述角度检测部检测出的检测角度与由所述输入装置(44)输入的所述输入值控制所述刚性可变促动器，所述控制装置在以所述髋关节为中心的所述大腿部的往复转动动作中，控制所述刚性可变促动器而使从所述输出连杆(30)观察的所述可变刚性机构的表观的刚性变化，以便能够对所述大腿部施加负荷。3.根据权利要求2所述的辅助装置，其特征在于，以所述髋关节为中心的所述大腿部的往复转动动作是步行动作，所述输入装置(44)构成为：能够对所述控制装置输入理想的步行动作中的所述大腿部的摆动中心角度，所述控制装置构成为：在实际的步行动作时的所述输出连杆(30)的摆动中心角度从所述理想的步行动作中的所述大腿部的摆动中心角度偏移的情况下，能够根据所述输出连杆(30)的所述摆动中心角度的偏移角的程度而增大施加于所述大腿部的负荷。4.根据权利要求3所述的辅助装置，其特征在于，所述输入装置(44)构成为：能够对所述控制装置输入理想的步行动作中的所述大腿部的最大摆动角度，所述控制装置在实际的步行动作时的所述输出连杆(30)的最大摆动角度与所述理想的步行动作中的所述大腿部的最大摆动角度存在差的情况下，控制所述刚性可变促动器而使从所述输出连杆(30)观察的所述可变刚性机构的表观的刚性变化，以便所述输出连杆(30)的最大摆动角度接近所述理想的步行动作中的所述大腿部的最大摆动角度。5.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述运动体是人的身体，所述辅助装置还具备被佩戴于人的身体的身体佩戴件，所述可变刚性装置包含可变刚性机构，所述可变刚性机构具备所述弹性体，且构成为能够改变刚性，所述第一输出部是输出连杆(30)，所述输出连杆(30)在与人的关节对应的所述身体佩戴件的规定位置经由所述可变刚性机构连结有转动中心部，且转动自由端侧被佩戴于以所述关节为中心转动的身体的一部分，所述刚性可变部是使从所述输出连杆(30)观察的所述可变刚性机构的表观的刚性变化的刚性可变促动器，所述第一摆动角度是所述输出连杆(30)的摆动角度，所述第一角度检测部是检测所述输出连杆(30)的所述摆动角度的角度检测部，所述辅助装置还具备测定人从物体承受质量的位置与所述输出连杆(30)的转动中心之间的距离的距离测定部(52)，所述控制装置基于所述角度检测部检测出的检测角度与所述距离测定部(52...

【专利技术属性】
技术研发人员：太田浩充，吉见孔孝，大坪和义，
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