[发明专利]佩戴型动作支援装置

说明书

技术领域

本发明涉及佩戴于人体，并辅助或者代替人体的肌肉力量的装置。

背景技术

近年来，佩戴于高龄人和残疾人等的身体上，通过辅助或者代替肌肉力量而支援步行和转移（轮椅和床之间的移动等）等的动作的佩戴型动作支援装置逐渐被实用化。该技术也应用于辅助体格健全者的繁重工作的佩戴型动作支援装置的开发中。为了长时间驱动佩戴型动作支援装置，而需要寿命长的电池。这样的电池一般是大型的且为重物体。因此，专利文献1、专利文献2中记载了具备使佩戴者不承受包含电池和佩戴件等的装置的载荷的结构的佩戴型动作支援装置。

专利文献1中示出的佩戴式动作辅助装置，如图14A所示，具备具有执行器的佩戴件101、检测佩戴者的生物体信号的的生物体信号传感器102、和基于佩戴者的生物体信号操作执行器的控制装置103。佩戴件101具备卷绕在佩戴者的躯体上的腰部104、从上方插入于腰部104的背包105、和固定于佩戴者的腿部的腿部106。在背包105中容纳有电池和控制装置103等。腿部106具备固定于腰部104的下部的髋关节执行器111、大腿佩戴件112、膝关节执行器113、小腿佩戴件114以及脚部框架115，并且以该顺序连接。上述结构的佩戴件101具有装载佩戴者的脚部的脚部框架115，因此背包及佩戴件的所有载荷由脚部框架支持，而不施加到佩戴者上。

又，在专利文献2中示出下肢外骨骼装置（lower extremity exoskeleton）。专利文献2的图9记载的下肢外骨骼装置如图15所示，具备骨盆框架120、连接于骨盆框架120的上部的背部框架121、和连接于骨盆框架120的下部的下肢框架123。在该下肢外骨骼中，在下肢框架123上也设置有装载佩戴者的脚部的脚部框架124。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2005-95561号公报；

专利文献2：美国专利公开公报US2006/0260620。

发明内容

发明要解决的问题：

已知人在步行时，人体的骨盆在前额面上与水平方向以最大5-8度的角度摇动。在这里，“前额面”是指将人的身体前后剖切的面，“在前额面上摇动”是指以与前额面垂直的轴为中心与前额面平行地摇动的状态。前额面也称为冠状面或者前头面。在专利文献1记载的佩戴式动作辅助装置中，如图14B所示，随着佩戴者的骨盆的摇动而腰部104从水平方向摇动时，摇动传播至安装于腰部104的背包105上。即使在腰部104中发生少量的摇动，也使摇动在与此远离的背包105的上端部上放大。背包105摇动时，将背包105拴在佩戴者的身体（肩、胸或腋）上的部分与身体摩擦而对佩戴者带来不适感。此外，由于背包105是重物体，因此佩戴者为了保持平衡并使步行稳定化而消耗多余的肌肉力量活动。

又，如图15所示，在专利文献2记载的下肢外骨骼装置中，骨盆框架120分割为左右两个构件，并且由一个枢轴相连接，骨盆框架120在前额面上具有旋转2自由度。背部框架121枢轴支持于使构成骨盆框架120的两个构件枢接的枢轴上。在这样的结构中，背部框架121所装载的载荷变重时，通过自重背部框架121向下方沉入，因此将背部框架121拴在佩戴者的身体上的肩带向佩戴者的肩部施加负担。

因此，本发明是具备腰部框架、与腰部框架的上部连接的背部框架、和与腰部框架的下部连接的下肢框架的佩戴型动作支援装置，其目的在于，抑制在佩戴者步行时因佩戴者的骨盆的摇动所引起的背部框架的摇动，并且抑制将背部框架拴在身体上的锁定件和身体之间的摩擦。

解决问题的手段：

根据本发明的佩戴型动作支援装置是辅助或者代替佩戴者的肌肉力量的佩戴型动作支援装置，具备：具有在所述佩戴者的左右方向上长尺寸的基部，并且佩戴于所述佩戴者的腰部周围的腰部框架；连接于所述腰部框架的下部，并且佩戴于所述佩戴者的下肢上的左右一对的下肢框架；连接于所述腰部框架的上部，并且具有用于拴在所述佩戴者的肩部上的锁定件的背部框架；和连接所述背部框架和所述腰部框架的基部的前额面上的1自由度的旋转机构。在这里，“前额面上的1自由度的旋转机构”是指相对于腰部框架和背部框架中的一方的输入动作，使另一方输出前额面上的1自由度的旋转动作的机构。

在上述佩戴型动作支援装置中，所述旋转机构可以是由设置于所述腰部框架上且与所述基部大致平行的下连杆、设置于所述背部框架上的上连杆、分别与所述下连杆和所述上连杆接合的左连杆及右连杆构成，并且以所述腰部框架的左右中央作为对称轴而线对称的四节连杆机构。