JP2018149624A - 動作支援装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で、装着者が物体を持ち上げる動作を支援することで、当該動作における装着者の腰への負担を低減することができる動作支援装置を提供する。【解決手段】動作支援装置１００であって、背中部材１１０と、背中部材１１０を装着者Ｕの背中に装着する装着部１２０と、背中部材１１０に対して回動自在に接続され、装着者Ｕの大腿部に係止する脚部材１３１、１３４と、背中部材１１０に配置され、装着者Ｕの肩の上方まで延びる支持部材１４０と、脚部材１３１、１３４および背中部材１１０に対して互いに回動させる力を付与するアクチュエータ１５１、１５２と、支持部材１４０の、肩の上方に配置される先端に、一端側の部分が固定されている第１紐状部材１６１、１６２と、第１紐状部材１６１、１６２の他端側の部分に接続される作用部材１７１、１７２と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、動作支援装置に関する。

従来、特許文献１には、ワイヤで吊り下げられた荷物を支持するための荷物作用部を、ワイヤを巻き上げることで上方に移動させて、作業者が荷物を持ち上げる動作を補助するアシストスーツが開示されている。

また、特許文献２には、第１及び第２エンド・エフェクタに固定された第１及び第２吊り上げストラップまたはケーブルを巻き上げるモーター駆動型リール機構を備えたウィンチを含む可動式支持構造物が開示されています。

特開２０１６−１２９９１６号公報 特表２０１３−５３１５９３号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２のアシストスーツでは、ワイヤを巻き上げるため、ワイヤの巻き上げによるワイヤの移動に何らかの物体が巻き込まれるおそれがあるため、作業者は、物体が巻き込まれないように、周囲の物体に注意して作業する必要があった。また、当該アシストスーツは、ワイヤを巻き上げるためのモータやバッテリなどを備えているため、重量が大きいという課題があった。

そこで、本発明は、簡易な構成で、装着者が物体を持ち上げる動作を支援することで、当該動作における装着者の腰への負担を低減することができる動作支援装置を提供する。

本発明の一態様に係る作業支援装具は、背中部材と、前記背中部材を装着者の背中に装着する装着部と、前記背中部材に対して回動自在に接続され、前記装着者の大腿部に係止する脚部材と、前記背中部材に配置され、前記装着者の肩の上方まで延びる支持部材と、前記脚部材および前記背中部材に対して互いに回動させる力を付与するアクチュエータと、前記肩の上方に配置される、前記支持部材の先端に、一端側の部分が固定されている紐状部材と、前記第１紐状部材の他端側の部分に接続される作用部材と、を備える。

本発明の動作支援装置は、簡易な構成で、装着者が物体を持ち上げる動作を支援することで、当該動作における装着者の腰への負担を低減することができる。

装着者が装着している動作支援装置を後方から見た斜視図である。 装着者が装着している動作支援装置を前方から見た斜視図である。 動作支援装置の動作について説明するための図である。 動作支援装置の動作について説明するための図である。 装着者が物体を保持している状態で腰をひねる動作を行ったときの動作支援装置について説明するための図である。 実施の形態の変形例１に係る動作支援装置の作用部材の一例を説明するための図である。 実施の形態の変形例１に係る動作支援装置の作用部材の詳細な構成の一例を説明するための図である。 実施の形態の変形例１に係る動作支援装置の作用部材の詳細な構成の他の一例を説明するための図である。 実施の形態の変形例１に係る動作支援装置の作用部材の他の一例を説明するための図である。 実施の形態の変形例１に係る動作支援装置の作用部材の詳細な構成の他の一例を説明するための図である。 実施の形態の変形例４に係る動作支援装置の第１紐状部材および第２紐状部材の構成を説明するための図である。

上記動作支援装置の実現のため、本発明の一態様に係る動作支援装置は、背中部材と、前記背中部材を装着者の背中に装着する装着部と、前記背中部材に対して回動自在に接続され、前記装着者の大腿部に係止する脚部材と、前記背中部材に配置され、前記装着者の肩の上方まで延びる支持部材と、前記脚部材および前記背中部材に対して互いに回動させる力を付与するアクチュエータと、前記肩の上方に配置される、前記支持部材の先端に、一端側の部分が固定されている紐状部材と、前記第１紐状部材の他端側の部分に接続される作用部材と、を備える。

装着者が動作支援装置を装着している状態では、装着者の両手は、当該両手に装着された作用部材を介して第１紐状部材により吊り下げられている状態となる。このため、装着者が物体を持ち上げる動作を行っている場合、物体による荷重は、装着者の手、作用部材および第１紐状部材を介して、支持部材にかかる。そして、支持部材に物体の荷重がかかった状態で、動作支援装置のアクチュエータは、脚部材を背中部材に対して、脚部材および背中部材がなす角を大きくする回転方向に力を付与する。

これにより、背中部材には、鉛直方向に対して傾いている状態から鉛直方向に近づくように起こされる力が付与されることとなる。このため、装着者Ｕは、上半身および物体を引き起こすことが容易にできる。よって、装着者は、腰への負担がほとんどない状態で、物体を持ち上げる動作を行うことができる。

また、装着者は、立って物体を保持している場合であっても、支持部材に物体の荷重がかかった状態とすることができるため、腕への負担を低減することができる。このため、装着者は、腕への負担を低減した状態で、物体を保持したまま立ち続けることや、物体を運ぶことが容易にできる。

また、前記支持部材は、前記背中部材に対して、前記装着者の上下方向に平行に延びる軸を回転軸として回転自在に接続されてもよい。

これによれば、支持部材は、背中部材に対して上下方向に平行な軸を回転軸として回転可能に接続されているため、装着者が腰をひねる動作を行うことで物体を移動させる場合であっても、装着者の物体の保持を支援することができる。よって、動作支援装置は、装着者の物体を保持したまま腰をひねるような回転する動作のような自由度の高い動きであっても、装着者の物体の保持を支援することができる。

また、前記第１紐状部材は、弾性体により構成されてもよい。

このため、装着者Ｕは、支持部材から物体の保持の支援を受けている状態であっても、支持部材の先端から作用部材までの長さを変更することが容易にできる。よって、装着者Ｕは、第１紐状部材によって、動きが制限されることなく作業を行うことができる。

また、さらに、前記支持部材の先端に一端側の部分が固定されており、かつ、前記作用部材に他端側の部分が固定されている第２紐状部材を備え、前記第２紐状部材は、非伸縮性の部材であり、前記第１紐状部材の前記先端からの長さは、引張力が与えられていない状態で、前記第２紐状部材の前記先端からの長さより短くてもよい。

このため、装着者が作用部材を使用していない状態では、第１紐状部材は短くなるため、作用部材を支持部材の先端に近づけた状態とすることができる。よって、装着者が物体を持ち上げる作業以外の作業を行っている場合に、邪魔にならない位置に作用部材を位置させることができる。また、装着者が作用部材を使用して物体を持ち上げている場合には、非伸縮性の第２紐状部材により物体の荷重を効果的に支持することができる。

また、前記第１紐状部材は、前記一端側の部分から前記他端側の部分までの全体に亘る非伸縮性の部材により構成される非伸縮部分と、前記一端側の部分から前記他端側の部分までのうちの少なくとも一部の区間に亘って配置され、引張力が与えられていない状態で、前記第１部分の前記区間の長さよりも短い、弾性体により構成される伸縮部分と、を有してもよい。

このため、装着者が作用部材を使用していない状態では、第１紐状部材の第１部分は短くなるため、作用部材を支持部材の先端に近づけた状態とすることができる。よって、装着者が物体を持ち上げる作業以外の作業を行っている場合に、邪魔にならない位置に作用部材を位置させることができる。また、装着者が作用部材を使用して物体を持ち上げている場合には、第１紐状部材の非伸縮性の第２部分により物体の荷重を効果的に支持することができる。

また、前記支持部材は、前記装着者の右肩の上方まで延びる右支持部分と、左肩の上方まで延びる左支持部分と、を有し、前記第１紐状部材は、一端側の部分が前記右支持部分の先端に固定されている右紐状部材と、一端側の部分が前記左支持部分の先端に固定されている左紐状部材と、を有し、前記作用部材は、前記右紐状部材の他端側の部分が接続されている右作用部材と、前記左紐状部材の他端側の部分が接続されている左作用部材と、を有してもよい。

このため、両手における物体の保持の支援を行うことができるため、装着者が安定した姿勢で物体を保持することを支援できる。

また、前記支持部材は、前記背中部材に対して着脱自在に接続されてもよい。

これにより、動作支援装置の構成を、必要に応じて、支持部材、第１紐状部材、および、作用部材がある構成と、これらがない構成とを切り替えることが容易にできる。

また、前記作用部材は、前記装着者の上肢に装着され、前記上肢を支持してもよい。

このため、装着者が上肢で物体を持ち上げる動作を効果的に支援することができる。

また、前記作用部材は、物体に係止することで、前記物体を支持してもよい。

このため、装着者は、ほとんど自分の力を使わなくても物体を持ち上げる動作を容易に行うことができる。

以下、本発明の一態様に係る動作支援装置１００について、図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態）
図１〜図４を用いて、動作支援装置について説明する。

［１．構成］
本実施の形態では、装着者に動作支援装置が装着された状態において、装着者の左右方向をＸ軸方向とし、装着者の前後方向をＹ軸方向とし、装着者の上下方向をＺ軸方向とする。また、装着者の左側をＸ軸方向マイナス側とし、装着者の右側をＸ軸方向プラス側ととする。また、装着者の前側をＹ軸方向プラス側とし、装着者の後ろ側をＹ軸方向マイナス側とする。また。装着者の上側をＺ軸方向プラス側とし、装着者の下側をＺ軸方向マイナス側とする。なお、各図において、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のそれぞれを示す矢印が示す方向を、それぞれの方向におけるプラス側とし、矢印とは反対側の方向を、それぞれの方向におけるマイナス側とする。

図１は、装着者が装着している動作支援装置を後方から見た斜視図である。図２は、装着者が装着している動作支援装置を前方から見た斜視図である。なお、図１および図２は、装着者Ｕが板状の物体２００を保持している様子を示す図である。

図１および図２に示すように、動作支援装置１００は、背中部材１１０と、装着部１２０と、脚部材１３１、１３４と、支持部材１４０と、アクチュエータ１５１、１５２と、紐状部材１６１、１６２と、作用部材１７１、１７２とを備える。

背中部材１１０は、装着者Ｕの背中に配置される部材である。背中部材１１０は、具体的には、装着者Ｕの背中の右側に配置される右背中部材１１１と、装着者Ｕの背中の左側に配置される左背中部材１１２とを有する。右背中部材１１１および左背中部材１１２は、Ｚ軸方向に平行な軸を回転軸として互いに回転可能に接続されている。つまり、右背中部材１１１は、装着者Ｕの背骨の後方における軸を回転軸として左背中部材１１２に対して回転可能である。また、同様に、左背中部材１１２は、装着者Ｕの背骨の後方における軸を回転軸として右背中部材１１１に対して回転可能である。

なお、背中部材１１０は、右背中部材１１１および左背中部材１１２が接続される構成に限らずに、一つの連続した板状部材であってもよい。

右背中部材１１１は、装着者Ｕの背中の右側から装着者Ｕの身体の右側方の位置まで回り込んて延びる右フレーム１１３を有する。また、左背中部材１１２は、装着者Ｕの背中の左側から装着者Ｕの身体の左側方の位置まで回り込んで延びる左フレーム１１４を有する。右フレーム１１３および左フレーム１１４は、例えば、金属製のパイプにより構成される。なお、右フレーム１１３および左フレーム１１４は、装着者Ｕの身体の両側方まで延びる構成であればよく、板状の部材により構成されていてもよい。また、右フレーム１１３および左フレーム１１４は、金属、樹脂などにより構成される。

なお、背中部材１１０は、後述する脚部材１３１、１３４と、Ｘ軸方向に回動自在に接続される構成であればよく、右フレーム１１３および左フレーム１１４を有さない構成であってもよい。

また、背中部材１１０は、支持部材１４０を接続する接続部材１１５を有していてもよい。接続部材１１５は、支持部材１４０の接続部分１４１（後述参照）を、Ｚ軸方向に平行な軸を回転軸として回転自在に接続する。つまり、支持部材１４０は、背中部材１１０に対して、装着者Ｕの上下方向に平行に延びる軸を回転軸として回転自在に接続される。

装着部１２０は、背中部材１１０を装着者Ｕの背中に装着する部材である。装着部１２０は、肩ベルト１２１と、腰ベルト１２２とを有する。

肩ベルト１２１は、背中部材１１０に接続され、装着者の肩に装着される部材である。肩ベルト１２１は、背中部材１１０のうち、右背中部材１１１および左背中部材１１２のそれぞれに設けられる。つまり、肩ベルト１２１は、装着者の両肩に対応した位置に設けられる。

腰ベルト１２２は、背中部材１１０のうち右背中部材１１１の右端に設けられる右側ベルトと、左背中部材１１２の左端に設けられる左側ベルトとを有し、右側ベルトおよび左側ベルトが装着者Ｕの腰の前方において互いに接続されることで背中部材１１０の下部を装着者Ｕの腰部の後方に装着させる部材である。

肩ベルト１２１および腰ベルト１２２は、例えば、合成繊維、天然繊維、金属繊維、革（人工皮革を含む）、シリコーンなどにより構成される。

脚部材１３１、１３４は、背中部材１１０に対して回動自在に接続され、装着者Ｕの大腿部に係止する。脚部材１３１、１３４は、具体的には、右背中部材１１１の右フレーム１１３に、Ｘ軸方向に平行な軸を回転軸として回動自在に接続されている右脚部材１３１と、左背中部材１１２の左フレーム１１４に、Ｘ軸方向に平行な軸を回転軸として回動自在に接続されている左脚部材１３４とを有する。

右脚部材１３１の右フレーム１１３に対する回転軸は、動作支援装置１００が装着者Ｕに装着された状態において、装着者Ｕの股関節に対応する位置に配置される。また、同様に、左脚部材１３４の左フレーム１１４に対する回転軸は、動作支援装置１００が装着者Ｕに装着された状態において、装着者Ｕの股関節に対応する位置に配置される。

右脚部材１３１には、右フレーム１１３と接続されている側とは反対側の端部において、装着者Ｕの右大腿部の後側に係止する係止部１３２が形成されている。また、係止部１３２には、装着者Ｕの右大腿部に装着される脚ベルト１３３が接続されていてもよい。脚ベルト１３３は、装着者Ｕの右大腿部に装着されることで、右脚部材１３１の右フレーム１１３と接続されている側とは反対側の端部の係止部１３２を装着者Ｕの右大腿部に固定する。なお、係止部１３２は、装着者Ｕの右大腿部の前側に係止してもよい。

また、左脚部材１３４には、左フレーム１１４と接続されている側とは反対側の端部において、装着者Ｕの左大腿部の後側に係止する係止部１３５が形成されている。また、係止部１３５には、装着者Ｕの左大腿部に装着される脚ベルト１３６が接続されていてもよい。脚ベルト１３６は、装着者Ｕの左大腿部に装着されることで、左脚部材１３４の左フレーム１１４と接続されている側とは反対側の端部の係止部１３５を装着者Ｕの左大腿部に固定する。なお、係止部１３５は、装着者Ｕの左大腿部の前側に係止してもよい。

支持部材１４０は、背中部材１１０に配置され、装着者Ｕの肩の上方まで延びる部材である。支持部材１４０は、具体的には、背中部材１１０に接続される接続部分１４１と、接続部分１４１のＺ軸方向プラス側の端部から装着者Ｕの右肩の上方まで延びる右支持部分１４２と、接続部分１４１のＺ軸方向のプラス側の端部から装着者Ｕの左肩の上方まで延びる左支持部分１４３とを有する。

また、支持部材１４０は、接続部分１４１のＺ軸方向プラス側の端部から２つに分岐している構成である。また、右支持部分１４２および左支持部分１４３は、装着者Ｕの背中から肩の上方の位置まで回り込んで延びている。

接続部分１４１は、Ｚ軸方向に延びる棒状の部材である。右支持部分１４２および左支持部分１４３は、図１および図２に示すように、棒状の部材であってもよいし、板状の部材であってもよい。支持部材１４０は、金属、樹脂などにより構成される。

アクチュエータ１５１、１５２は、それぞれ、脚部材１３１、１３４を背中部材１１０に対して回動させる。アクチュエータ１５１、１５２は、例えば、モータで構成されていてもよいし、ガスシリンダ、油圧シリンダなどで構成されていてもよい。

アクチュエータ１５１は、例えば、装着者Ｕの右脚の動きを図示しないエンコーダなどのセンサにより検出し、検出した装着者Ｕの右脚の動きに応じて右脚部材１３１を背中部材１１０に対して回動させる力を、背中部材１１０および右脚部材１３１に対して付与する。例えば、アクチュエータ１５１は、上記センサにより背中部材１１０および右脚部材１３１がなす角が大きくなる回転方向に回転することを検知することで、当該回転方向への回動させる力を背中部材１１０および右脚部材１３１に対して付与してもよい。これにより、アクチュエータ１５１は、装着者Ｕの右脚の股関節での動きを支援する。

同様に、アクチュエータ１５２は、例えば、装着者Ｕの左脚の動きを図示しないエンコーダなどにより検出し、検出した装着者Ｕの左脚の動きに応じて左脚部材１３４を背中部材１１０に対して回動させる力を、背中部材１１０および左脚部材１３４に対して付与する。例えば、アクチュエータ１５２は、上記センサにより背中部材１１０および左脚部材１３４がなす角が大きくなる回転方向に回転することを検知することで、当該回転方向への回動させる力を背中部材１１０および左脚部材１３４に対して付与してもよい。これにより、アクチュエータ１５２は、装着者Ｕの左脚の股関節での動きを支援する。

紐状部材１６１、１６２は、装着者Ｕの肩の上方に配置される、支持部材１４０の先端１４２ａ、１４３ａに、一端が固定されている紐状の部材である。紐状部材１６１、１６２は、具体的には、装着者Ｕの右肩の上方に配置される、右支持部分１４２の先端１４２ａに一端が固定されている右紐状部材１６１と、装着者Ｕの左側の上方に配置される、左支持部分１４３の先端１４３ａに一端が固定されている左紐状部材１６２とを有する。紐状部材１６１、１６２は、例えば、非伸縮性の材料により構成される。紐状部材１６１、１６２は、例えば、合成繊維、天然繊維、金属繊維、革（人工皮革を含む）などにより構成される。なお、紐状部材１６１、１６２は、一端側の部分が支持部材１４０の先端１４２ａ、１４３ａに固定されていればよく、必ずしも一端が固定されていなくてもよい。

作用部材１７１、１７２は、それぞれ、紐状部材１６１、１６２の他端（つまり、支持部材１４０の先端１４２ａ、１４３ａに固定されている端部とは反対側の端部）に接続される部材である。作用部材１７１、１７２は、具体的には、右紐状部材１６１の他端が接続されている右作用部材１７１と、左紐状部材１６２の他端が接続されている左作用部材１７２とを有する。作用部材１７１、１７２は、本実施の形態では、装着者Ｕの両手にそれぞれ装着され、両手をそれぞれ支持する部材であり、例えば、装着者Ｕの両手にそれぞれ装着される手バンドである。作用部材１７１、１７２は、例えば、合成繊維、天然繊維、金属繊維、革（人工皮革を含む）、シリコーンなどにより構成される。なお、作用部材１７１、１７２は、装着者Ｕの上肢のいずれかの部位に装着されていればよく、必ずしも装着者Ｕの手に装着されなくてもよい。

［２．使用例および効果］
次に、動作支援装置１００の使用例および効果について説明する。

図３は、装着者が物体を持ち上げるときの動作支援装置の動作について説明するための図である。

図１および図２を用いて説明したように、装着者Ｕが動作支援装置１００を装着している状態では、装着者Ｕの両手は、当該両手に装着された作用部材１７１、１７２を介して紐状部材１６１、１６２により吊り下げられている状態となる。このため、図３に示すように、装着者Ｕが物体２１０を持ち上げる動作を行っている場合、物体２１０による荷重は、装着者Ｕの手、作用部材１７１、１７２、および、紐状部材１６１、１６２を介して、支持部材１４０にかかる。

そして、支持部材１４０に物体２１０の荷重がかかった状態で、動作支援装置１００のアクチュエータ１５１、１５２は、脚部材１３１、１３４を背中部材１１０に対して、脚部材１３１、１３４および背中部材１１０がなす角を大きくする回転方向に力を付与する。

これにより、背中部材１１０には、鉛直方向に対して傾いている状態から鉛直方向に近づくように起こされる力が付与されることとなる。このため、装着者Ｕは、上半身および物体２１０を引き起こすことが容易にできる。よって、装着者Ｕは、腰への負担がほとんどない状態で、物体２１０を持ち上げる動作を行うことができる。

図４は、装着者が立って物体を保持しているときの動作支援装置の作用について説明するための図である。

図４に示すように、装着者Ｕは、立って物体２１０を保持している場合であっても、支持部材１４０に物体２１０の荷重がかかった状態とすることができるため、腕への負担を低減することができる。このため、装着者Ｕは、腕への負担を低減した状態で、物体２１０を保持したまま立ち続けることや、物体２１０を運ぶことが容易にできる。

図５は、装着者が物体を保持している状態で腰をひねる動作を行ったときの動作支援装置について説明するための図である。図５は、上面図を示す。具体的には、図５の（ａ）は、装着者Ｕが物体２１０を保持した状態で正面を向いているときの上面図である。図５の（ｂ）は、装着者Ｕが物体２１０を保持した状態で左側に腰をひねる動作を行ったときの上面図である。図５の（ｃ）は、装着者Ｕが物体２１０を保持した状態で右側に腰をひねる動作を行ったときの上面図である。

図５に示すように、装着者Ｕは、腰をひねる動作を行うことで物体２１０を左側に向けたり右側に向けたりした場合、装着者Ｕの両手は、上面視において装着者Ｕの背骨の位置を基準として旋回する。装着者Ｕが両手を旋回させようとすると、両手に装着されている作用部１７１、１７２には、両手から旋回する力を受け、作用部１７１、１７２に固定されている紐状部材１６１、１６２も当該旋回する方向に力を受ける。ここで、紐状部材１６１、１６２が固定されている支持部材１４０は、接続部分１４１を回転軸として回転自在に背中部材１１０に接続されている。このため、支持部材１４０は、装着者Ｕの両手の動きに追従して左回転または右回転することとなる。

このように、支持部材１４０は、背中部材１１０に対してＺ軸方向に平行な軸を回転軸として回転可能に接続されているため、装着者Ｕが腰をひねる動作を行うことで物体２１０を移動させる場合であっても、装着者Ｕの物体２１０の保持を支援することができる。よって、動作支援装置１００は、装着者Ｕの物体２１０を保持したまま腰をひねるような回転する動作のような自由度の高い動きであっても、装着者Ｕの物体２１０の保持を支援することができる。

［３．効果］
本実施の形態の動作支援装置１００は、背中部材１１０と、装着部１２０と、脚部材１３１、１３４と、支持部材１４０と、アクチュエータ１５１、１５２と、紐状部材１６１、１６２と、作用部材１７１、１７２とを備える。装着部１２０は、背中部材１１０を装着者Ｕの背中に装着する部材である。脚部材１３１、１３４は、背中部材１１０に対して回動自在に接続され、装着者Ｕの大腿部に係止する部材である。支持部材１４０は、背中部材１１０に配置され、装着者Ｕの肩の上方まで延びる部材である。アクチュエータ１５１、１５２は、脚部材１３１、１３４および背中部材１１０に対して互いに回動させる力を付与する。紐状部材１６１、１６２は、装着者Ｕの肩の上方に配置される、支持部材１４０の先端に、一端側の部分が固定されている部材である。作用部材１７１、１７２は、紐状部材１６１、１６２の他端側の部分に接続される部材である。

これによれば、装着者Ｕが動作支援装置１００を装着している状態では、装着者Ｕの両手は、当該両手に装着された作用部材１７１、１７２を介して紐状部材１６１、１６２により吊り下げられている状態となる。このため、装着者Ｕが物体２１０を持ち上げる動作を行っている場合、物体２１０による荷重は、装着者Ｕの手、作用部材１７１、１７２、および、紐状部材１６１、１６２を介して、支持部材１４０にかかる。

そして、支持部材１４０に物体２１０の荷重がかかった状態で、動作支援装置１００のアクチュエータ１５１、１５２は、脚部材１３１、１３４を背中部材１１０に対して、脚部材１３１、１３４および背中部材１１０がなす角を大きくする回転方向に力を付与する。

これにより、背中部材１１０には、鉛直方向に対して傾いている状態から鉛直方向に近づくように起こされる力が付与されることとなる。このため、装着者Ｕは、上半身および物体２１０を引き起こすことが容易にできる。よって、装着者Ｕは、腰への負担がほとんどない状態で、物体２１０を持ち上げる動作を行うことができる。

また、装着者Ｕは、立って物体２１０を保持している場合であっても、支持部材１４０に物体２１０の荷重がかかった状態とすることができるため、腕への負担を低減することができる。このため、装着者Ｕは、腕への負担を低減した状態で、物体２１０を保持したまま立ち続けることや、物体２１０を運ぶことが容易にできる。

また、本実施の形態の動作支援装置１００において、支持部材１４０は、背中部材１１０に対して、装着者Ｕの上下方向に平行に延びる軸を回転軸として回転自在に接続される。

つまり、支持部材１４０は、背中部材１１０に対してＺ軸方向に平行な軸を回転軸として回転可能に接続されているため、装着者Ｕが腰をひねる動作を行うことで物体２１０を移動させる場合であっても、装着者Ｕの物体２１０の保持を支援することができる。よって、動作支援装置１００は、装着者Ｕの物体２１０を保持したまま腰をひねるような回転する動作のような自由度の高い動きであっても、装着者Ｕの物体２１０の保持を支援することができる。

また、本実施の形態の動作支援装置１００において、支持部材１４０は、装着者Ｕの右肩の上方まで延びる右支持部分１４２と、左肩の上方まで延びる左支持部分１４３と、を有する。紐状部材１６１、１６２は、一端側の部分が右支持部分１４２の先端に固定されている右紐状部材１６１と、一端側の部分が左支持部分１４３の先端に固定されている左紐状部材１６２と、を有する。作用部材１７１、１７２は、右紐状部材１６１の他端側の部分が接続されている右作用部材１７１と、左紐状部材１６２の他端側の部分が接続されている左作用部材１７２と、を有する。

このため、両手における物体２１０の保持の支援を行うことができるため、装着者Ｕが安定した姿勢で物体２１０を保持することを支援できる。

また、本実施の形態の動作支援装置１００において、作用部材１７１、１７２は、装着者Ｕの上肢に装着され、上肢を支持する。作用部材１７１、１７２は、例えば、装着者Ｕの手に装着され、手を支持する。

このため、装着者Ｕが手で物体２１０を持ち上げる動作を効果的に支援することができる。

［４−１．変形例１］
上記実施の形態では、作用部材１７１、１７２は、装着者Ｕの手首から先の部位に装着される部材としたが、これに限らない。例えば、図６および図７に示すように、物体に係止することで、物体を支持する作用部材１８１、１８２としてもよい。作用部材１８１、１８２は、右作用部材１８１および左作用部材１８２を有する。

図６は、実施の形態の変形例１に係る動作支援装置の作用部材の一例を説明するための図である。なお、図６では、紐状部材１６１、１６２および作用部材１８１、１８２以外の構成を省略している。

図６に示すように、この場合、作用部材１８１、１８２は、容器３１０の端部に引っ掛かることで容器３１０を支持する部材である。容器３１０は、物体の一例であり、例えば、上面を除く５面で構成される直方体形状の箱状の部材であり、上端の辺が水平方向の外側に向かって突出している突出部３０１を有する構成であり、例えば、磁性体の金属により構成される。作用部材１８１、１８２は、容器３１０の突出部３０１および容器３１０の互いに対向している一対の側面に引っ掛かることで容器３１０を支持する。具体的な構成については、図７を用いて説明する。

図７は、実施の形態の変形例１に係る動作支援装置の作用部材の詳細な構成の一例を説明するための図である。図７の（ａ）は、容器３１０を保持している、動作支援装置１００の作用部材１８１、１８２を前方から見た図である。図７の（ｂ）は、図７の（ａ）における、左作用部材１８２の周辺の拡大図である。なお、ここでは、右作用部材１８１についての説明は、右作用部材１８１が左作用部材１８２と同様の構成を有するため、省略する。

図７の（ｂ）に示すように、左作用部材１８２は、保持部１８２ａ、係止部１８２ｂ、押さえ部１８２ｃ、貫通孔１８２ｄ、および、２つの貫通孔１８２ｅを有する。

保持部１８２ａは、板状の部材であり、装着者Ｕの２本の指（例えば、人差し指および中指）で保持されるための部材である。保持部１８２ａには、装着者Ｕの２本の指が挿入される２つの貫通孔１８２ｅが形成されている。なお、２つの貫通孔１８２ｅはなくてもよく、保持部１８２ａは、装着者Ｕが指でグリップしやすい形状を有していればよい。

係止部１８２ｂは、２つの貫通孔１８２ｅの並び方向における、保持部１８２ａの一方側に突出している部位であり、容器３１０の突出部３０１に係止する部位である。

押さえ部１８２ｃは、切り欠き状に形成された開口を挟んで、係止部１８２ｂと対向するように形成され、当該開口に挿入された容器３１０の内面を押さえる部位である。押さえ部１８２ｃの先端は、係止部１８２ｂよりも下方に配置される。つまり、押さえ部１８２ｃは、係止部１８２ｂが係止している容器３１０の部位よりも下方の部位を押さえる。

貫通孔１８２ｄは、保持部１８２ａの上部に形成され、左紐状部材１６２が固定されるための部位である。

なお、左作用部材１８２は、樹脂、金属などにより構成される。

このように、作用部材１８１、１８２は、容器３１０に係止することで容器３１０を支持する構成であるため、装着者Ｕは、容器３１０を持ち上げるための力を加えなくても、容器３１０を持ち上げることができる。また、装着者Ｕは、作用部材１８１、１８２を保持して水平方向に動かすことで、容器３１０の位置を操作することが容易にできる。

また、作用部材は、図８に示すような構成としてもよい。

図８は、実施の形態の変形例１に係る動作支援装置の作用部材の詳細な構成の他の一例を説明するための図である。図８は、図７の（ｂ）に対応する拡大図である。

図８に示すように、作用部材１９０は、保持部材１９１および押さえ部材１９２を有する。作用部材１９０は、さらに、バネ１９３を有していてもよい。

保持部材１９１は、係止部１９１ａ、突出部１９１ｂ、スライド部１９１ｃ、および、貫通孔１９１ｄを有する。保持部材１９１には、装着者Ｕの２本の指が挿入される２つの貫通孔１９１ｄが形成されている。なお、２つの貫通孔１９１ｄはなくてもよく、保持部材１９１は、装着者Ｕが指でグリップしやすい形状を有していればよい。

係止部１９１ａは、２つの貫通孔１９１ｄの並び方向における、保持部材１９１の一方側に突出している部位であり、容器３１０の突出部３０１に係止する部位である。

突出部１９１ｂは、保持部材１９１の上方に突出している部位であり、先端に柱状のスライド部１９１ｃを有する。スライド部１９１ｃは、左紐状部材１６２をスライド可能に支持する部位である。スライド部１９１ｃは、左紐状部材１６２がスライド部１９１ｃから外れないようにするために、Ｘ軸方向に貫通している貫通孔であってもよい。この場合、左紐状部材１６２は、スライド部１９１ｃを貫通する。

押さえ部材１９２は、長尺板状の部材であり、先端部１９２ａ、回転軸１９２ｂ、および、貫通孔１９２ｃを有する。押さえ部材１９２は、保持部材１９１の突出部１９１ｂのスライド部１９１ｃの手前側において、板状の保持部材１９１に垂直な回転軸１９２ｂで回転可能に接続されている。

先端部１９２ａは、押さえ部材１９２の下方の先端の部位であり、係止部１９１ａと対向している。貫通孔１９２ｃは、押さえ部材１９２の上方の先端に形成されており、左紐状部材１６２が固定されている。

バネ１９３は、回転軸１９２ｂを中心として、保持部材１９１の上部および押さえ部材１９２の貫通孔１９２ｃに係止し、押さえ部材１９２を先端部１９２ａが係止部１９１ａに近づく回転方向（図８の左回転方向）に付勢する構成のねじりバネ（トーションバネ）である。

なお、作用部材１９０は、樹脂、金属などにより構成される。

上記のような構成の作用部材１９０において、押さえ部材１９２は、左紐状部材１６２により引っ張られると、図８における左回転方向に回転する。このため、押さえ部材１９２の先端部１９２ａは、先端部１９２ａが係止部１９１ａに近づいて、係止部１９１ａと共に容器３１０の側面を把持する。また、これにより、係止部１９１ａは、容器３１０の突出部３０１に係止した状態が維持されるため、作用部材１９０は、容器３１０を係止することで支持することが容易にできる。また、作用部材１９０は、容器３１０を支持している状態では、作用部材１８１、１８２と同様の効果が奏される。

また、作用部材は、図９および図１０に示すような構成としてもよい。

図９は、実施の形態の変形例に係る動作支援装置の作用部材の他の一例を説明するための図である。なお、図９では、紐状部材１６１、１６２および作用部材２０１、２０２以外の構成を省略している。

図９に示すように、この場合、作用部材２０１、２０２は、容器３１０の一対の側面にくっついた状態で容器３１０の突出部３０１に引っ掛かることで容器３１０を保持する部材である。作用部材２０１、２０２は、右作用部材２０１および左作用部材２０２を有する。具体的な構成については、図１０を用いて説明する。

図１０は、実施の形態の変形例１に係る動作支援装置の作用部材の詳細な構成の他の一例を説明するための図である。図１０の（ａ）は、作用部材２０１を右方から見た図である。図１０の（ｂ）は、作用部材２０１を前方から見た図である。なお、ここでは、左作用部材２０２についての説明は、左作用部材２０２が右作用部材２０１と同様の構成を有するため、省略する。

図１０に示すように、作用部材２０１は、支持部２０１ａ、保持部２０１ｂ、貫通孔２０１ｃ、および、磁石２０１ｄを有する。

支持部２０１ａは、板状部材である。

保持部２０１ｂは、支持部２０１ａの一方側の面から当該面に垂直な方向に突出している略円筒状の部位である。保持部２０１ｂは、装着者Ｕが手で保持するための部位である。

貫通孔２０１ｃは、支持部２０１ａのうちの上部に形成され、支持部２０１ａの厚み方向に貫通している。貫通孔２０１ｃには、右紐状部材１６１が固定されている。

磁石２０１ｄは、支持部２０１ａの貫通孔２０１ｃよりも下方の位置に配置される。磁石２０１ｄは、容器３１０が磁性体の金属により構成されているため、容器３１０に引き寄せられて貼り付く。つまり、磁石２０１ｄは、容器３１０の側面に貼り付くことで、支持部２０１ａを容器３１０の側面に張り付けた状態とする。

なお、作用部材２０１は、樹脂、金属などにより構成される。

上記のような構成の作用部材２０１において、支持部２０１ａは、磁石２０１ｄの磁気作用により容器３１０の側面に貼り付くため、支持部２０１ａの上部が容器３１０の突出部３０１の下面に係止することとなる。このため、作用部材２０１は、容器３１０を係止することで支持することが容易にできる。

［４−２．変形例２］
上記実施の形態の支持部材１４０は、背中部材１１０に対して着脱自在に接続されている構成であってもよい。

これにより、動作支援装置の構成を、必要に応じて、支持部材１４０、紐状部材１６１、１６２、および、作用部材１７１、１７２がない構成と、上記実施の形態における動作支援装置１００の構成とを切り替えることができる。

［４−３．変形例３］
上記実施の形態の紐状部材１６１、１６２は、非伸縮性の部材であるとしたが、これに限らない。例えば、図６に示すように、弾性体により構成される紐状部材１６３、１６４が固定される構成を採用してもよい。

このため、装着者Ｕは、支持部材１４０から物体の保持の支援を受けている状態であっても、支持部材１４０の先端１４２ａ、１４３ａから作用部材１７１、１７２までの長さを変更することが容易にできる。よって、装着者Ｕは、紐状部材１６１、１６２によって、動きが制限されることなく作業を行うことができる。

［４−４．変形例４］
上記実施の形態の動作支援装置１００では、非伸縮性の紐状部材１６１、１６２のみが支持部材１４０の先端１４２ａ、１４３ａに固定される構成としたが、これに限らない。例えば、紐状部材は、非伸縮性部材と、弾性体とを組み合わせた構成であってもよい。

例えば、図１１に示すように、支持部材１４０の先端１４２ａ、１４３ａに、弾性体により構成される第１紐状部材１６３、１６４と、非伸縮性の部材により構成される第２紐状部材１６５、１６６とが固定される構成を採用してもよい。図１１は、実施の形態の変形例４に係る動作支援装置の紐状部材および第２紐状部材の構成を説明するための図である。なお、図１１では、支持部材１４０、紐状部材１６３、１６４、第２紐状部材１６５、１６６、および、作用部材１８１、１８２以外の構成を省略している。

第２紐状部材１６５、１６６は、支持部材１４０の先端１４２ａ、１４３ａに一端が固定されており、かつ、作用部材１７１、１７２に他端が固定されている。具体的には、第２紐状部材１６５は、一端が右支持部分１４２の先端１４２ａに紐状部材１６３の一端と共に固定され、他端が作用部材１７１に紐状部材１６３の他端と共に固定されている。第２紐状部材１６６は、一端が左支持部分１４３の先端１４３ａに紐状部材１６４の一端と共に固定され、他端が作用部材１７２に紐状部材１６４の他端と共に固定されている。

また、紐状部材１６３、１６４の支持部材１４０の先端１４２ａ、１４３ａからの長さは、それぞれ、引張力が与えられていない状態で、第２紐状部材１６５、１６６の当該先端１４２ａ、１４３ａからの長さより短い。

このため、装着者Ｕが作用部材１８１、１８２を使用していない状態では、紐状部材１６３、１６４は短くなるため、作用部材１８１、１８２を支持部材１４０の先端１４２ａ、１４３ａに近づけた状態とすることができる。よって、装着者Ｕが物体を持ち上げる作業以外の作業を行っている場合に、邪魔にならない位置に作用部材１８１、１８２を位置させることができる。また、装着者Ｕが作用部材１８１、１８２を使用して物体を持ち上げている場合には、非伸縮性の第２紐状部材１６５、１６６により物体の荷重を効果的に支持することができる。

また、非伸縮性部材と、弾性体とを組み合わせた構成として、図１１の構成では、支持部材１４０の先端１４２ａ、１４３ａに、弾性体により構成される第１紐状部材１６３、１６４と、非伸縮性の部材により構成される第２紐状部材１６５、１６６との２本の紐状部材がそれぞれ固定される構成としたが、一体化させた構成としてもよい。例えば、紐状部材は、非伸縮性の部材により構成される非伸縮部分と、弾性体により構成される伸縮部分とを有する構成を採用してもよい。この場合、非伸縮部分は、支持部材１４０の先端１４２ａ、１４３ａに固定される一端側の部分から、作用部材１８１に固定される他端側の部分までの全体に亘って配置される。伸縮部分は、支持部材１４０の先端１４２ａ、１４３ａに固定される一端側の部分から、作用部材１８１に固定される他端側の部分までのうちの少なくとも一部の区間に亘って配置され、引張力が与えられていない状態で、非伸縮部分の長さよりも短い。

これにより、非伸縮性部材と、弾性体とを組み合わせた図１１の構成と同様の効果が奏される。

以上、本発明の一つまたは複数の態様に係る作業支援装具について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。

本発明は、簡易な構成で、装着者が物体を持ち上げる動作を支援することで、当該動作における装着者の腰への負担を低減することができる動作支援装置などとして有用である。

１００ 動作支援装置
１１０ 背中部材
１１１ 右背中部材
１１２ 左背中部材
１１３ 右フレーム
１１４ 左フレーム
１１５ 接続部材
１２０ 装着部
１２１ 肩ベルト
１２２ 腰ベルト
１３１ 右脚部材
１３２、１３５ 係止部
１３３、１３６ 脚ベルト
１３４ 左脚部材
１４０ 支持部材
１４１ 接続部分
１４２ 右支持部分
１４２ａ、１４３ａ 先端
１４３ 左支持部分
１５１、１５２ アクチュエータ
１６１ 右紐状部材
１６２ 左紐状部材
１６３、１６４ 紐状部材
１６５、１６６ 紐状部材
１７１ 右作用部材
１７２ 左作用部材
１８１ 右作用部材
１８２ 左作用部材
１８２ａ 保持部
１８２ｂ 係止部
１８２ｃ 押さえ部
１８２ｄ、１８２ｅ 貫通孔
１９０ 作用部材
１９１ 保持部材
１９１ａ 係止部
１９１ｂ 突出部
１９１ｃ スライド部
１９１ｄ 貫通孔
１９２ 押さえ部材
１９２ａ 先端部
１９２ｂ 回転軸
１９２ｃ 貫通孔
１９３ バネ
２００、２１０ 物体
２０１、２０２ 作用部材
２０１ａ 支持部
２０１ｂ 保持部
２０１ｃ 貫通孔
２０１ｄ 磁石
３０１ 突出部

Claims (9)

1. 背中部材と、
   前記背中部材を装着者の背中に装着する装着部と、
   前記背中部材に対して回動自在に接続され、前記装着者の大腿部に係止する脚部材と、
   前記背中部材に配置され、前記装着者の肩の上方まで延びる支持部材と、
   前記脚部材および前記背中部材に対して互いに回動させる力を付与するアクチュエータと、
   前記肩の上方に配置される、前記支持部材の先端に、一端側の部分が固定されている紐状部材と、
   前記第１紐状部材の他端側の部分に接続される作用部材と、を備える
   動作支援装置。
2. 前記支持部材は、前記背中部材に対して、前記装着者の上下方向に平行に延びる軸を回転軸として回転自在に接続される
   請求項１に記載の動作支援装置。
3. 前記第１紐状部材は、弾性体により構成される
   請求項１または２に記載の動作支援装置。
4. さらに、
   前記支持部材の先端に一端側の部分が固定されており、かつ、前記作用部材に他端側の部分が固定されている第２紐状部材を備え、
   前記第２紐状部材は、非伸縮性の部材であり、
   前記第１紐状部材の前記先端からの長さは、引張力が与えられていない状態で、前記第２紐状部材の前記先端からの長さより短い
   請求項３に記載の動作支援装置。
5. 前記第１紐状部材は、
   前記一端側の部分から前記他端側の部分までの全体に亘る非伸縮性の部材により構成される非伸縮部分と、
   前記一端側の部分から前記他端側の部分までのうちの少なくとも一部の区間に亘って配置され、引張力が与えられていない状態で、前記第１部分の前記区間の長さよりも短い、弾性体により構成される伸縮部分と、を有する
   請求項１または２に記載の動作支援装置。
6. 前記支持部材は、前記装着者の右肩の上方まで延びる右支持部分と、左肩の上方まで延びる左支持部分と、を有し、
   前記第１紐状部材は、一端側の部分が前記右支持部分の先端に固定されている右紐状部材と、一端側の部分が前記左支持部分の先端に固定されている左紐状部材と、を有し、
   前記作用部材は、前記右紐状部材の他端側の部分が接続されている右作用部材と、前記左紐状部材の他端側の部分が接続されている左作用部材と、を有する
   請求項１から５のいずれか１項に記載の動作支援装置。
7. 前記支持部材は、前記背中部材に対して着脱自在に接続される
   請求項１から６のいずれか１項に記載の動作支援装置。
8. 前記作用部材は、前記装着者の上肢に装着され、前記上肢を支持する
   請求項１から７のいずれか１項に記載の動作支援装置。
9. 前記作用部材は、物体に係止することで、前記物体を支持する
   請求項１から７のいずれか１項に記載の動作支援装置。

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