JP2015039414A - Back muscle motion assisting device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、作業者の背中に装着して背筋を補助する背筋動作補助装置に関する。 The present invention relates to a back muscle movement assisting device that is attached to a worker's back and assists the back muscles.
近年、狭隘な空間で重量物を運搬するような引越しや、狭くて重機が入るのが困難な場所での土木工事作業や災害復帰作業、体が不自由な人を移乗したり運搬したりする介護作業などの現場において、重量のある被搬送物を運搬する際に、作業者が装着して身体の動きを補助する筋力補助装置が提案されている。 In recent years, moving to transport heavy objects in confined spaces, civil engineering work and disaster recovery work in places where it is difficult to enter heavy machinery can be transferred and transported. 2. Description of the Related Art A muscle force assisting device that is worn by an operator and assists in the movement of a body when transporting a heavy transported object in a field such as a nursing care work has been proposed.
例えば、農作業等における屈んだ姿勢や中腰での作業の際に姿勢維持の疲労を軽減する装置として、特許文献1に開示されている筋力補助装置は、長手方向の一端部を作業者の肩部に装着し、長手方向の他端部を作業者の下半身に装着して作業者の背部に沿って延在する弾性体と、前記作業者の上半身の曲げ状態を検出する曲げセンサと、弾性体を長手方向に伸長させる電動式ワイヤ巻取器と、曲げセンサの検出結果に応じて電動式ワイヤ巻取器による弾性体の伸長量を制御する制御ユニットが設けられている。 For example, as a device that reduces fatigue of posture maintenance in a crooked posture or middle waist work in farm work or the like, the muscle force assisting device disclosed in Patent Document 1 has one end in the longitudinal direction at the shoulder of the operator An elastic body that is attached to the lower body of the worker and extends along the back of the worker, a bending sensor that detects a bending state of the upper body of the worker, and an elastic body And a control unit for controlling the amount of expansion of the elastic body by the electric wire winder according to the detection result of the bending sensor.
また、特許文献2、特許文献3に開示されているように、作業者の背部に装着され作業者の前方への傾倒に追従移動可能な背中フレームと、背中フレームに取り付けられ作業者の体幹前方へ延出されて利用者の体幹前方側を支持する肩ベルトと、作業者の下肢の前方側に装着される太腿プレートと、一端部が太腿プレートに連結され、他端部が背中フレームと相対移動可能に関節部で連結され相対移動時に非屈曲形状を維持可能な連結フレームと、作動状態において背中フレームの利用者の前方への傾倒を停止させるアクチュエータと、を備えた腰部補助装置も提案されている。この腰部補助装置は、背中に背負った空気圧アクチュエータを駆動させて、腰部にあるプーリを回し、ひざ部に設置したパッドを押し込んで立ち上がり時の力を作り出す。これは、空気圧アクチュエータが伸び縮みすることにより、大腿部に設置されたパッドを押しつけて立ち上がる力を補助するものである。 Further, as disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3, a back frame that is attached to the worker's back and is movable to follow the operator's forward tilt, and a trunk of the worker attached to the back frame. A shoulder belt that extends forward and supports the user's trunk front side, a thigh plate that is worn on the front side of the operator's lower limb, one end connected to the thigh plate, and the other end Lumbar assist provided with a connecting frame that is connected to the back frame at a joint so as to be relatively movable and can maintain an unbent shape during relative movement, and an actuator that stops the user from tilting the back frame forward in the operating state. Devices have also been proposed. This waist assist device drives a pneumatic actuator carried on the back, rotates a pulley on the waist, pushes a pad placed on the knee, and creates a force at the time of standing up. This is to assist the force that rises by pressing the pad installed on the thigh when the pneumatic actuator expands and contracts.
上記背景技術の特許文献1の場合、屈んだ姿勢や中腰の姿勢を維持するために、電動式ワイヤ巻取器に電力を供給し続けなければならず、コストがかかるものである。また、背中に縮む方向に力が加えられ、身体に負担が大きく、力が荷物を持ち上げるために利用されていないものである。 In the case of Patent Document 1 of the background art described above, in order to maintain a bent posture or a middle waist posture, power must be continuously supplied to the electric wire winder, which is costly. In addition, force is applied in the direction of contraction to the back, the burden on the body is large, and the force is not used to lift the luggage.
また、特許文献2と特許文献3に開示された装置の場合、大腿部に設置された太腿プレートを押しつけて立ち上がる力を補助するものであり、重量物を持ち上げるところまでは補助できるものの、その後の歩行ができないため、重量物を運搬するためのアシストシステムとして根幹的な問題となる。また、空気圧によって大腿部を強制的に押し付け屈んだ状態から起立状態まで強制的に駆動させるため、中腰姿勢での重量物維持が出来ないという問題点もある。しかも、空気圧アクチュエータの制御は細かい制御ができず、立ち上がる途中の中腰姿勢を維持する状態で止めることが難しく、中腰姿勢で止めている間も動力を消費するものである。例えば介護現場でベッドから車いすへの移乗動作の際に中腰姿勢を取り続ける必要があるが、これが出来ないため介護現場で使用しにくいものである。しかも、コンプレッサが必要であり装置が大掛かりである。また、特許文献1に開示された装置と同様に、屈んだ姿勢や中腰の姿勢を維持するために電力を供給し続けなければならず、コストがかかるものである。 In addition, in the case of the devices disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3, it assists the force to rise by pressing the thigh plate installed on the thigh, and although it can assist up to lifting heavy objects, Since subsequent walking is impossible, it becomes a fundamental problem as an assist system for carrying heavy objects. In addition, since the thigh is forcibly pressed by the air pressure and forcedly driven from the bent state to the standing state, there is a problem that heavy objects cannot be maintained in the middle waist posture. Moreover, the pneumatic actuator cannot be finely controlled, and is difficult to stop while maintaining the middle waist posture while standing up, and consumes power while it is stopped in the middle waist posture. For example, it is necessary to keep a middle waist posture during a transfer operation from a bed to a wheelchair at a nursing care site, but it is difficult to use at a nursing care site because this cannot be done. In addition, a compressor is required and the apparatus is large. Further, similarly to the device disclosed in Patent Document 1, it is necessary to continue to supply electric power in order to maintain a bent posture or a middle / lower back posture, which is costly.
この他、肩や肘、膝等の関節にDCモータが設けられている筋力補助装置も提案されている。これは、荷物を持ち上げる際や歩行時について筋電や重心位置の変化に対して「特定の時間だけ特定のトルクを与える」という方式で各関節のモータを駆動させているために、必ず一定時間で一定の運動補助を行うものである。作業者が希望する動作を予めプログラムし、毎回切り替えながら対応する事で様々な運動を可能にしているが、作業者が動作中に、任意に速度や姿勢維持を変更するとはできないものである。従って、パターン化された動きのみであり、作業者の動きに追随して任意の角度の前屈状態で止まる等の動きをすることができないものであり、運搬重量の変化についてもプログラムを書き換える手間が発生するものである。また、重量物維持の場合にモータに巨大電流を流し続ける必要があり、稼働時間を長くすることができないものである。DCモータを利用しているため、トルクを発生すると、運搬荷物の重量が増えるほどモータにかかる負荷が大きくなり、電流量が大きくなるだけでなくトルクの制御が困難になる。また、上記の空気圧アクチュエータを利用した筋力補助装置と同様に、立ち上がる途中の中腰姿勢で止めている間も動力を消費し、コストがかかるものである。 In addition, a muscle force assisting device in which a DC motor is provided in a joint such as a shoulder, an elbow, or a knee has been proposed. This is because the motors of each joint are driven for a certain period of time when the load is lifted or when walking, because the motors of each joint are driven in a manner that “gives a specific torque for a specific time” against changes in myoelectricity and center of gravity. It provides a certain amount of exercise assistance. The movement desired by the worker is programmed in advance and various movements are made possible by switching and responding each time. However, the speed and posture maintenance cannot be arbitrarily changed during the movement of the worker. Therefore, it is only a patterned movement, and it cannot follow the movement of the worker and stop in a forward-bending state at an arbitrary angle. Will occur. Moreover, when maintaining a heavy object, it is necessary to keep a huge current flowing through the motor, and the operating time cannot be extended. Since a DC motor is used, when torque is generated, the load on the motor increases as the weight of the transported luggage increases, which not only increases the amount of current but also makes it difficult to control the torque. Further, similarly to the muscular strength assisting device using the pneumatic actuator described above, power is consumed while the vehicle is stopped in a mid-lumbar posture while standing up, and costs are increased.
また、背中に張ったベルトにワイヤを取り付け、腰部に設置したモータによりワイヤを巻き取り背中を引っ張り上げる筋力補助装置がある。これは、体に沿った駆動機構を持つため装置が大がかりにならないが、アシスト可能な力は弱く、重量物維持等は不可能であり、疲労・負担を軽減する効果しか得られないものである。また、背中をワイヤで引っ張ると背中に圧縮力が強く作用し体に負荷がかかるものであり、モータによる力が効果的に荷物を持ち上げるために利用されていない。 Further, there is a muscle strength assisting device that attaches a wire to a belt stretched on the back, winds the wire by a motor installed on the waist, and pulls the back up. This is because the device does not become large because it has a drive mechanism along the body, but the assistable force is weak, it is impossible to maintain heavy objects, etc., and only the effect of reducing fatigue and burden can be obtained. . Further, when the back is pulled with a wire, a compressive force acts strongly on the back and a load is applied to the body, and the force from the motor is not used to effectively lift the load.
この発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で、重量物の持ち上げの際に背筋の動作を確実に補助し、背筋を補助しながら歩行が可能であり、重量物の運搬作業を容易にすることが可能な背筋動作補助装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the background art described above, and has a simple structure and can reliably assist the movement of the back muscles when lifting heavy objects and can walk while assisting the back muscles. An object of the present invention is to provide a back muscle movement assisting device capable of facilitating the work of transporting heavy objects.
本発明は、作業者の背中の一対の肩甲骨の間付近に取り付ける肩部材と、前記肩部材に取り付けられ作業者の肩に係止する一対の肩紐と、作業者の背骨に沿って上下方向に取り付けられる固定リンクと、前記固定リンクの途中に取り付けられ作業者の腰に当接する腰部材と、前記腰部材に取り付けられ作業者の胴に巻き回して固定するベルトと、前記固定リンクの下端部に取り付けられ所定の長さを維持する長尺物であり作業者の股の下に通して身体の前側に達する連結部材と、前記連結部材の先端に取り付けられ作業者の鼠径部に当接する保持部材が設けられ、前記肩部材と前記固定リンクは、前記肩部材を移動させる第1リニアアクチュエータと前記第1リニアアクチュエータの角度を変える第2リニアアクチュエータの2軸で相対的に移動可能に連結され、前記第1リニアアクチュエータと前記第2リニアアクチュエータはボールねじを使用する背筋動作補助装置である。前記固定リンクの上端部に、第1リニアアクチュエータの中間部分が、作業者の背骨に対して平行な仮想円上を回転可能に取り付けられ、前記第1リニアアクチュエータの一方の端部は前記肩部材に連結され他方の端部は前記第2リニアアクチュエータの一方の端部に回転可能に連結されている。前記第2リニアアクチュエータの他方の端部は前記固定リンクの下端部に回動可能に連結されている。この背筋動作補助装置は、前記作業者が直立姿勢から前屈姿勢になる時は、前記第1リニアアクチュエータは延びて前記肩部材を前に押し、この時前記第2リニアアクチュエータも延びて、前記第1リニアアクチュエータの前記肩部材と反対側の端部を上昇させ、前記作業者が前屈姿勢から直立姿勢になる時は、前記第1リニアアクチュエータは縮んで前記肩部材を引き起こし、この時第2リニアアクチュエータも縮んで徐々に第1リニアアクチュエータの前記肩部材と反対側の端部を下降させ、前記作業者の背面の近くにコンパクトに引き寄せるものである。 The present invention includes a shoulder member that is attached between a pair of shoulder blades on a worker's back, a pair of shoulder straps that are attached to the shoulder member and locked to the shoulder of the worker, and a vertical movement along the operator's spine. A fixed link attached in a direction, a waist member attached in the middle of the fixed link, abutting against an operator's waist, a belt attached to the waist member and wound around the operator's torso, and the fixed link A long member that is attached to the lower end and maintains a predetermined length, passes through the operator's crotch and reaches the front side of the body, and a connecting member that is attached to the tip of the connecting member and contacts the groin of the worker There is provided a holding member in contact with each other, and the shoulder member and the fixed link are relatively relative to each other on two axes of a first linear actuator that moves the shoulder member and a second linear actuator that changes an angle of the first linear actuator. Rotatably to be connected, the first linear actuator and the second linear actuator is a spine operation assisting device that uses a ball screw. An intermediate portion of the first linear actuator is attached to an upper end portion of the fixed link so as to be rotatable on a virtual circle parallel to an operator's spine, and one end portion of the first linear actuator is connected to the shoulder member. And the other end is rotatably connected to one end of the second linear actuator. The other end of the second linear actuator is pivotally connected to the lower end of the fixed link. In the back muscle movement assist device, when the operator changes from an upright posture to a forward bending posture, the first linear actuator extends to push the shoulder member forward, and at this time, the second linear actuator also extends, When the end of the first linear actuator opposite to the shoulder member is raised and the operator changes from a forward bent posture to an upright posture, the first linear actuator contracts to cause the shoulder member, The two linear actuators are also contracted to gradually lower the end portion of the first linear actuator opposite to the shoulder member, and the two linear actuators are compactly drawn near the back of the operator.
また、前記第1リニアアクチュエータの一端部には第1ロッドが伸縮可能に設けられ、前記第1ロッドは前記肩部材に取り付けられ、前記第2リニアアクチュエータの一端部には第2ロッドが伸縮可能に設けられ、前記第2ロッドは前記第1リニアアクチュエータに取り付けられている。 In addition, a first rod can be extended and contracted at one end of the first linear actuator, the first rod is attached to the shoulder member, and a second rod can be expanded and contracted at one end of the second linear actuator. The second rod is attached to the first linear actuator.
また、前記第1リニアアクチュエータの側方には、前記第1ロッドの伸縮方向に対して略平行に並ぶ可動リンクが取り付けられ、前記可動リンクの一端部は前記固定リンクの上端部に回転可能に取り付けられ、他方の端部は前記第2リニアアクチュエータの端部に回転可能に取り付けられている。 In addition, a movable link arranged substantially parallel to the expansion / contraction direction of the first rod is attached to the side of the first linear actuator, and one end of the movable link is rotatable to the upper end of the fixed link. The other end is rotatably attached to the end of the second linear actuator.
また、前記肩紐付近に、操作ボタンが設けられていると良い。前記連結部材は、伸縮性をもたない紐体等の柔軟な部材である。また、前記保持部材は、硬い棒体の側周面に弾性体を巻いて作られた棒状のものであり、硬い棒体の長手方向を水平に鼠径部に対して平行に位置するようにセットするものである。 In addition, an operation button may be provided near the shoulder strap. The connecting member is a flexible member such as a string body that does not have elasticity. Further, the holding member is a rod-shaped member formed by winding an elastic body around a side peripheral surface of a hard rod body, and is set so that the longitudinal direction of the hard rod body is positioned horizontally and parallel to the inguinal portion. To do.
本発明の背筋動作補助装置は、簡単な構造で、重量物の持ち上げの際に背筋の動作を確実に補助し、背筋による引き上げ動作を補助しながら歩行が可能であり、重量物の運搬作業を容易にすることができる。いろいろな姿勢で動きを止めて維持することができ、維持している間は高負荷時でも電力を消費せず、エネルギーコストが安価である。重量物の持ち上げの際に、上体を起こす方向に近い角度で、上体を引き上げる力を加えることができ、腰や背骨に負荷がかからず、エネルギー効率よく、背筋の補助を行うことができる。作業者の必要な時に必要なだけ腰の角度を曲げることができ、自由な動作が可能となる。 The back muscle motion assisting device of the present invention has a simple structure, reliably assists the motion of the back muscles when lifting heavy objects, and can walk while assisting the lifting operation by the back muscles, thereby carrying heavy objects. Can be easily. It can be stopped and maintained in various postures, and while it is maintained, it does not consume power even at high loads, and the energy cost is low. When lifting heavy objects, it is possible to apply a force to lift the upper body at an angle close to the direction of raising the upper body. it can. The waist angle can be bent as much as necessary when the operator needs it, and free movement is possible.
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図1〜図4はこの発明の一実施形態を示すもので、この実施形態の背筋動作補助装置10は、作業者11の背中の一対の肩甲骨の間付近に取り付ける肩部材12が設けられ、肩部材12は作業者11の筋肉や骨、皮膚を傷めないように柔軟性と弾性を有する素材で作られている。肩部材12には、作業者11の肩にかかる一対の肩紐14が取り付けられている。一対の肩紐14は、作業者11の肩の上から胸の前を通過して互いに交差し、反対側の脇の下を通過して背中に回り、肩部材12に達している。肩紐14は図示しない着脱可能なバックルが設けられ、バックルには図示しない長さ調節手段が設けられている。肩紐14付近には、図示しない後述する操作ボタンが設けられている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 4 show an embodiment of the present invention, and a back muscle movement assisting device 10 of this embodiment is provided with a shoulder member 12 to be attached in the vicinity of a pair of shoulder blades on the back of an operator 11, The shoulder member 12 is made of a material having flexibility and elasticity so as not to damage the muscle, bone and skin of the worker 11. A pair of shoulder straps 14 that are placed on the shoulder of the operator 11 are attached to the shoulder member 12. The pair of shoulder straps 14 passes from the top of the shoulder of the operator 11 to the front of the chest, crosses each other, passes through the armpit on the opposite side, turns around the back, and reaches the shoulder member 12. The shoulder strap 14 is provided with a detachable buckle (not shown), and the buckle is provided with a length adjusting means (not shown). In the vicinity of the shoulder strap 14, an operation button (not shown) to be described later is provided.
肩部材12には、第1リニアアクチュエータ16が連結されている。第1リニアアクチュエータ16はボールねじを使用したものであり、第1リニアアクチュエータ16には第1ロッド18が設けられ、第1ロッド18は雄ネジ部を有し図示しないボールを介在して図示しないナットに螺合されている。第1ロッド18は第1リニアアクチュエータ16の本体の一方の端部16aから外側に突出して設けられ、第1ロッド18は図示しないモータによって軸回りに回転し突出量が変化するものである。第1ロッド18の先端部18aは肩部材12に軸止され、垂直方向の回転が可能になっている。 A first linear actuator 16 is connected to the shoulder member 12. The first linear actuator 16 uses a ball screw, and the first linear actuator 16 is provided with a first rod 18, and the first rod 18 has a male screw portion and is not shown with a ball (not shown) interposed therebetween. Screwed onto the nut. The first rod 18 is provided so as to protrude outward from one end 16a of the main body of the first linear actuator 16, and the first rod 18 is rotated around an axis by a motor (not shown) to change the protrusion amount. The distal end portion 18a of the first rod 18 is fixed to the shoulder member 12, and can be rotated in the vertical direction.
第1リニアアクチュエータ16の本体は、端部16aと反対側の端部16bで、取付部材20を介して可動リンク22に固定されている。可動リンク22は、第1ロッド18の伸縮方向に対してほぼ平行で、第1リニアアクチュエータ16の本体の側周面16cの下方に配置され、第1リニアアクチュエータ16の側周面16cとも固定部材24により連結固定されている。可動リンク22の、第1リニアアクチュエータ16に取り付けられた取付部材20と反対側の端部には、回動軸部26を介して固定リンク28が連結されている。固定リンク28は可動リンク22に対して垂直方向の回転が可能に軸止され、作業者11の背骨に沿って取り付けられほぼ垂直に下方に延出し、作業者11の股下付近に達している。 The main body of the first linear actuator 16 is fixed to the movable link 22 via the mounting member 20 at the end 16b opposite to the end 16a. The movable link 22 is substantially parallel to the expansion / contraction direction of the first rod 18 and is disposed below the side peripheral surface 16c of the main body of the first linear actuator 16, and the side peripheral surface 16c of the first linear actuator 16 is also a fixing member. 24 are connected and fixed. A fixed link 28 is connected to the end of the movable link 22 opposite to the attachment member 20 attached to the first linear actuator 16 via a rotation shaft portion 26. The fixed link 28 is fixed to the movable link 22 so as to be able to rotate in the vertical direction. The fixed link 28 is attached along the spine of the worker 11 and extends substantially vertically downward to reach the crotch of the worker 11.
固定リンク28の下端部より少し上には、作業者11の腰に当接する腰部材42が設けられている。腰部材42には、作業者11の胴に巻き回して固定するベルト44が設けられている。ベルト44の途中には、着脱可能な図示しないバックルが設けられ、バックルには長さ調節手段が設けられている。 A waist member 42 that contacts the waist of the operator 11 is provided slightly above the lower end of the fixed link 28. The waist member 42 is provided with a belt 44 that is wound around and fixed to the trunk of the worker 11. A removable buckle (not shown) is provided in the middle of the belt 44, and a length adjusting means is provided on the buckle.
固定リンク28の下端部には、第2リニアアクチュエータ32が連結されている。第2リニアアクチュエータ32はボールねじを使用したものであり、第2リニアアクチュエータ32には第2ロッド34が設けられ、第2ロッド34は雄ネジ部を有し図示しないボールを介して図示しないナットに螺合されている。第2ロッド34は第2リニアアクチュエータ32の本体の一方の端部32aから側方に突出して設けられ、第2ロッド34は図示しないモータによって軸回りに回転し突出量が変化するものである。第2ロッド34の先端部34aは、第1リニアアクチュエータ16に取り付けられた可動リンク22の、取付部材20に近い位置に回動軸部36を介して連結され、垂直方向の回転が可能に軸止されている。第2リニアアクチュエータ32の、端部32aと反対側の端部32bが、回動軸部30を介して固定リンク28に連結され、垂直方向の回転が可能に軸止されている。 A second linear actuator 32 is connected to the lower end of the fixed link 28. The second linear actuator 32 uses a ball screw. The second linear actuator 32 is provided with a second rod 34. The second rod 34 has a male screw portion and a nut (not shown) via a ball (not shown). Are screwed together. The second rod 34 is provided so as to protrude laterally from one end 32a of the main body of the second linear actuator 32, and the second rod 34 is rotated around an axis by a motor (not shown) to change the protruding amount. The distal end portion 34a of the second rod 34 is connected to the position of the movable link 22 attached to the first linear actuator 16 at a position close to the attachment member 20 via the rotation shaft portion 36, so that the shaft can be rotated in the vertical direction. It has been stopped. An end portion 32b of the second linear actuator 32 opposite to the end portion 32a is connected to the fixed link 28 via the rotation shaft portion 30, and is fixed so as to be able to rotate in the vertical direction.
可動リンク22、固定リンク28、第2リニアアクチュエータ32によって作業者11の背面に三角形が形成され、この三角形により第1リニアアクチュエータ16が支持されている。三角形の各角部には回動軸部26,30,36が設けられ、第2リニアアクチュエータ32により三角形の各角度を変えることができ、これにより第1リニアアクチュエータ16の角度を変えることができる。 The movable link 22, the fixed link 28, and the second linear actuator 32 form a triangle on the back surface of the worker 11, and the first linear actuator 16 is supported by the triangle. Rotating shaft portions 26, 30, and 36 are provided at the respective corner portions of the triangle, and each angle of the triangle can be changed by the second linear actuator 32, whereby the angle of the first linear actuator 16 can be changed. .
固定リンク28の下端部には、作業者11の股の下を通過して身体の前側に達する連結部材38が設けられ、連結部材38の先端には作業者11の鼠径部に当接する保持部材40が設けられている。連結部材38は、伸縮性を持たない部材であれば良く、例えば紐体であり、棒体でもよい。連結部材38には図示しない長さ調節手段が設けられ、背筋動作補助装置10を装着した時作業者11の鼠径部に保持部材40が適度に密着する長さに調節する。保持部材40は、容易に変形しない部材で鼠径部に係合可能であれば良く、例えば硬い棒体である鉄パイプ41の側周面に弾性体であるスポンジ43を巻いて作られた棒状のものである。保持部材40は、鉄パイプ41の長手方向を水平に鼠径部に対して平行に位置するようにセットする。 A connecting member 38 that passes under the crotch of the worker 11 and reaches the front side of the body is provided at the lower end of the fixed link 28, and a holding member that abuts on the groin portion of the worker 11 at the tip of the connecting member 38. 40 is provided. The connecting member 38 may be a member that does not have elasticity, and may be, for example, a string or a rod. The connecting member 38 is provided with a length adjusting means (not shown) and adjusts the length so that the holding member 40 is in close contact with the groin portion of the worker 11 when the back muscle movement assisting device 10 is mounted. The holding member 40 is only required to be able to engage with the inguinal portion by a member that does not easily deform. For example, the holding member 40 is a rod-shaped member that is formed by winding a sponge 43 that is an elastic body around a side peripheral surface of an iron pipe 41 that is a hard rod. Is. The holding member 40 is set so that the longitudinal direction of the iron pipe 41 is positioned horizontally and parallel to the groin portion.
この実施形態では、第1リニアアクチュエータ16と第2リニアアクチュエータ32の操作ボタンが、肩紐14のあごの周辺など、手以外の身体の部位で操作可能な位置に設けられている。また、第三者が操作するリモートコントローラが設けられてもよい。 In this embodiment, the operation buttons of the first linear actuator 16 and the second linear actuator 32 are provided at positions that can be operated on a body part other than the hand, such as around the chin of the shoulder strap 14. A remote controller operated by a third party may be provided.
ここで、リニアアクチュエータの特性について説明する。リニアアクチュエータはボールねじを利用したものであり、電動ベッドやパワーショベル等に使用され、特定のアーム角度を維持するとき高負荷時でも電力を消費せず、ある一定位置を維持し続けることが容易である。高負荷がかかった場合でもボールねじの原理からモータに司令を入れない限り位置が変化することはなく、重量物を持ち上げる動作でも全ての負荷をアクチュエータにかけることができる。しかし、高負荷に対する角度維持能力が高い代わりに、関節を自由に曲げる自由度が減ってしまうという問題があり、この点ではDCモータや、空気圧等のアクチュエータを利用した筋力補助装置よりも、人間が行う膝や肘などの関節の動作を妨げる。しかし、この背筋動作補助装置10は、腰部だけのアシストを目的としたもので、腰関節は他の膝や肘といった関節よりも素早い動きが必要な場面が少なく、特に重量物を運搬する際に負荷はほとんど腰にくるため、腰部専用のアシストを目的とするため問題とならない。 Here, the characteristics of the linear actuator will be described. Linear actuators use ball screws and are used in electric beds, power shovels, etc. When maintaining a specific arm angle, power is not consumed even at high loads, and it is easy to maintain a certain position. It is. Even when a high load is applied, the position does not change unless the motor is commanded due to the principle of the ball screw, and all loads can be applied to the actuator even when lifting heavy objects. However, there is a problem that the degree of freedom to bend the joints is reduced instead of having a high angle maintenance capability for high loads. In this respect, humans are more powerful than muscular assist devices using DC motors or pneumatic actuators. Hinders the movement of joints such as knees and elbows. However, this back muscle movement assisting device 10 is intended for assisting only the lower back, and the hip joint has fewer scenes that need to move faster than other knee and elbow joints, especially when carrying heavy objects. Since the load almost comes to the waist, there is no problem because the purpose is to assist the waist.
ここで、保持部材40による鼠径部での固定について説明する。鼠径部とは、左右の大腿部の付け根の前の部分を言う。保持部材40による鼠径部での固定がない場合は、背筋動作補助装置10が腰部にベルト44で接続された状態で荷物を持ち上げる動作をすると、腰にベルト44を設置しても荷物46の重みで背筋動作補助装置10自体が前方向にズレ上がったり前方に傾いたりして、固定リンク28の下端部が作業者11から離れ、ある程度のアシスト感は感じるものの、しっかり重量物の重さを預けることが出来ないものとなる。保持部材40を鼠径部で固定することにより、重量物を持ち上げる際に、背筋動作補助装置10がズレ上がったり前方に傾いたりする力に対して、鼠径部によって逆方向に引っ張る力が生まれ、固定リンク28の下端部が作業者11から離れることがなくしっかりと装着され、重量物の重さのすべてを背筋動作補助装置10に預けて荷物46を持ち上げる動作が可能となる。 Here, the fixing at the groin portion by the holding member 40 will be described. An inguinal part means the part before the base of the left and right thighs. If the holding member 40 is not fixed at the groin, the back muscle movement assisting device 10 operates to lift the load with the belt 44 connected to the waist, and the weight of the load 46 even if the belt 44 is installed on the waist. The back muscle movement assisting device 10 itself is shifted forward or tilted forward, and the lower end of the fixed link 28 is separated from the operator 11, so that a certain degree of assistance is felt, but the weight of the heavy load is securely deposited. Will not be possible. By fixing the holding member 40 at the groin portion, when lifting a heavy object, a force that pulls in the reverse direction by the groin portion is generated with respect to the force that the back muscle movement assisting device 10 is displaced or tilted forward, and the fixed link The lower end portion of 28 is firmly attached without leaving the operator 11, and the weight 46 can be lifted by leaving all the weight of the heavy load in the back muscle movement assisting device 10.
次に、第1リニアアクチュエータ16と第2リニアアクチュエータ32を使用する二軸構造について説明する。作業者11の前屈姿勢と直立姿勢では、背骨を曲げたり伸ばしたりして腰から肩までの距離は大きく変動するが、この変動を吸収するため、第1リニアアクチュエータ16と第2リニアアクチュエータ32を配置して2軸構造として背骨の曲がりに対応する。しっかり腰を曲げて重量物を持ち上げようとする場合には、かなり腰が曲がることと、背骨も大きくたわむため、腰部の回転のみでは背中を持ち上げる力を生み出しにくい。もし第1リニアアクチュエータ16がなく、第2リニアアクチュエータ32の伸縮のみで補助すると、第2リニアアクチュエータ32が丸めた背中を縮めるような力がかかってしまい、荷物を持ち上げているというよりは背中を圧迫し痛みにつながるものになり、アシスト感が生まれなかった。 Next, a biaxial structure using the first linear actuator 16 and the second linear actuator 32 will be described. In the forward bending posture and the upright posture of the worker 11, the distance from the waist to the shoulder varies greatly by bending or stretching the spine. To absorb this variation, the first linear actuator 16 and the second linear actuator 32 are used. The two-axis structure corresponds to the bending of the spine. When trying to lift a heavy object by bending the waist firmly, the waist is bent and the spine bends greatly, so it is difficult to generate the force to lift the back only by rotating the waist. If there is no first linear actuator 16 and only the expansion and contraction of the second linear actuator 32 is used, the second linear actuator 32 exerts a force that shrinks the rounded back and lifts the back rather than lifting the load. The pressure and pressure led to pain, and no sense of assistance was born.
次に、この実施形態の背筋動作補助装置10の使用方法について説明する。背筋動作補助装置10の肩部材12を作業者11の背中の一対の肩甲骨の間に当接し、一対の肩紐14を肩にかけて身体の前側で交差させてバックルで係止し、長さ調節手段で身体に密着させる。ベルト44を胴体に巻き回してバックルで係止し、長さ調節手段で腰に腰部材42を密着させる。連結部材38を股の下に通して保持部材40を鼠径部に当接させ、連結部材38の長さを長さ調節手段で身体に適度に密着するように調節する。これにより、図3、図4に示すように背筋動作補助装置10の装着が完了する。直立姿勢で作業者11の背骨の後ろに沿って固定リンク28がほぼ垂直に取り付けられ、可動リンク22,固定リンク28、第2リニアアクチュエータ32による三角形が取り付けられる。この時、第1リニアアクチュエータ16と第2リニアアクチュエータ32は縮んだ状態であり、第1リニアアクチュエータ16は、第1ロッド18の先端部18aが第1リニアアクチュエータ16の端部16bよりも高い位置にあり、端部16bに近づくにつれて作業者11より離れて腰付近の低い位置に達する傾斜で支持されている。第1リニアアクチュエータ16を傾斜して支持するため、第1ロッド18は作業者11の背中に対する角度αが大きくなり、第1ロッド18の縮む力が効率よく作業者11の動作に伝えられる。 Next, the usage method of the back muscle movement assistance apparatus 10 of this embodiment is demonstrated. The shoulder member 12 of the back muscle movement assisting device 10 is abutted between a pair of scapulas on the back of the worker 11, the pair of shoulder straps 14 are crossed on the shoulders and crossed on the front side of the body, and locked with a buckle, thereby adjusting the length. Close contact with the body by means. The belt 44 is wound around the body and locked with a buckle, and the waist member 42 is brought into close contact with the waist by the length adjusting means. The holding member 40 is brought into contact with the inguinal portion through the connecting member 38 under the crotch, and the length of the connecting member 38 is adjusted by the length adjusting means so as to be in close contact with the body. Thereby, as shown to FIG. 3, FIG. 4, installation of the back muscle movement assistance apparatus 10 is completed. The fixed link 28 is attached substantially vertically along the back of the worker 11 in the upright posture, and the triangle formed by the movable link 22, the fixed link 28, and the second linear actuator 32 is attached. At this time, the first linear actuator 16 and the second linear actuator 32 are in a contracted state, and the first linear actuator 16 has a position where the tip end portion 18a of the first rod 18 is higher than the end portion 16b of the first linear actuator 16. It is supported by the inclination which leaves | separates from the worker 11 and reaches a low position near the waist as it approaches the end 16b. Since the first linear actuator 16 is tilted and supported, the angle α of the first rod 18 with respect to the back of the worker 11 is increased, and the contracting force of the first rod 18 is efficiently transmitted to the operation of the worker 11.
そして、第1リニアアクチュエータ16と第2リニアアクチュエータ32に電源を接続する。図1に示すように、作業者11が床に置かれた荷物46を持ち上げるために前屈する時は、第1リニアアクチュエータ16の第1ロッド18と、第2リニアアクチュエータ32の第2ロッド34を身体の前屈動作に合わせて伸ばし、荷物46を手で持つ。この時、第1リニアアクチュエータ16の端部16bは第2リニアアクチュエータ32に押し上げられて水平方向を通過して水平よりも端部16bが第1ロッド18の先端部18aよりも高い角度にセットされ、端部16bが作業者11から離れた位置にくる。 Then, a power source is connected to the first linear actuator 16 and the second linear actuator 32. As shown in FIG. 1, when the worker 11 bends forward to lift the load 46 placed on the floor, the first rod 18 of the first linear actuator 16 and the second rod 34 of the second linear actuator 32 are moved. It stretches along with the body's forward bending action and holds the luggage 46 by hand. At this time, the end 16b of the first linear actuator 16 is pushed up by the second linear actuator 32, passes through the horizontal direction, and the end 16b is set at a higher angle than the tip 18a of the first rod 18 than the horizontal. The end 16b comes to a position away from the operator 11.
次に、荷物46を手で持ちながら上体を起こして直立姿勢に戻るときは、図2に示すように第1リニアアクチュエータ16の第1ロッド18と、第2リニアアクチュエータ32の第2ロッド34を身体の動作に合わせて徐々に縮める。作業者11が直立姿勢に近づくと、第1リニアアクチュエータ16は水平方向を通過して図3に示す状態に戻り、第2リニアアクチュエータ32も縮まって第1リニアアクチュエータ16は比較的垂直に近い角度になり、作業者11の背中に近い位置に引きよせられてコンパクトとなる。作業者が前屈姿勢から直立姿勢に戻る時に第1リニアアクチュエータ16と第2リニアアクチュエータ32を縮めると、図1において背筋動作補助装置10の回動軸部30付近の下端部が腰部材42を中心に図面上で時計回りに回り上端部が前のめりに倒れ込もうとするが、保持部材40が鼠径部で支えられて回転が抑えられ、確実に上体を引き起こすことができ、荷物46の重量の全てを背筋動作補助装置10に預けて荷物46を持ち上げる動作が可能となる。そして、荷物46を持って直立した状態で歩行して目的の場所まで運び、第1リニアアクチュエータ16と第2リニアアクチュエータ32を伸ばして前屈し、荷物46を床など任意の高さのところに下ろす。なお、作業者11が直立姿勢か前屈姿勢のいずれでも第1リニアアクチュエータ16と第2リニアアクチュエータ32はボールねじで長さを一定にキープして、姿勢を正確に維持することができる。直立姿勢と前屈姿勢の間の任意の姿勢でもキープすることができる。 Next, when raising the upper body while holding the load 46 by hand and returning to the upright posture, the first rod 18 of the first linear actuator 16 and the second rod 34 of the second linear actuator 32 as shown in FIG. Is gradually reduced according to the movement of the body. When the worker 11 approaches an upright posture, the first linear actuator 16 passes through the horizontal direction and returns to the state shown in FIG. 3, and the second linear actuator 32 is also contracted, so that the first linear actuator 16 is relatively close to the vertical angle. Therefore, the operator 11 is drawn close to the back of the worker 11 and becomes compact. When the first linear actuator 16 and the second linear actuator 32 are contracted when the worker returns from the forward bending posture to the upright posture, the lower end portion in the vicinity of the rotation shaft portion 30 of the back muscle movement assisting device 10 in FIG. Although the upper end portion of the drawing rotates clockwise in the center of the drawing and tries to fall forward, the holding member 40 is supported by the groin portion so that the rotation is suppressed and the upper body can be surely raised, and the weight of the load 46 All of the above can be stored in the back movement assisting device 10 and the load 46 can be lifted. Then, the user walks upright with the load 46 and carries it to the target location, stretches the first linear actuator 16 and the second linear actuator 32, bends forward, and lowers the load 46 to an arbitrary height such as a floor. . Note that the first linear actuator 16 and the second linear actuator 32 can keep the length constant with a ball screw so that the posture can be accurately maintained regardless of whether the worker 11 is in the upright posture or the forward bending posture. An arbitrary posture between an upright posture and a forward bending posture can be kept.
この実施形態の背筋動作補助装置10によれば、簡単な構造で、重量物の持ち上げの際に背筋を確実に補助し、背筋を補助しながら歩行が可能であり、重量物の運搬作業を容易にすることができる。ボールねじを使用しているため、いろいろな姿勢で動きを止めて正確に維持することができ、維持している間は高負荷時でも電力を消費せず、エネルギーコストの消費がなく、省エネルギーである。重量物の持ち上げの際に、上体を起こす方向に近い角度αで上体を引き上げる力を加えることができ、腰や背骨に負荷がかからず、エネルギー効率がよく、背筋の補助を確実に行うことができる。作業者の必要な時に必要なだけ前屈することができ、自由な動作が可能となる。また、背中を曲げたり伸ばしたりする時に発生する腰から肩までの距離の変動を吸収することが可能であり、体に負担が少ないものとなる。 According to the back muscle movement assisting device 10 of this embodiment, the back muscle can be reliably assisted during lifting of heavy objects, and walking can be performed while assisting the back muscles, thereby making it easy to carry heavy objects. Can be. Because it uses a ball screw, it can be stopped and accurately maintained in various postures, and while it is being maintained, it does not consume power even at high loads, and there is no energy cost consumption, saving energy. is there. When lifting heavy objects, it is possible to apply a force to lift the upper body at an angle α close to the direction in which the upper body is raised, so that there is no load on the waist and spine, energy efficiency is ensured, and back muscle assistance is ensured It can be carried out. It is possible to bend forward as much as necessary when the operator needs it, and free movement is possible. Moreover, it is possible to absorb the fluctuation of the distance from the waist to the shoulder that occurs when the back is bent or stretched, and the burden on the body is reduced.
さらにこの背筋動作補助装置10は、保持部材40により鼠径部で身体前側から支えるため、背筋動作補助装置10が倒れることがなく力が逃げず、大きい力で持ち上げ動作の補助を行うことができる。そして、保持部材40は棒状であり、ほぼ水平に鼠径部に対して平行に取り付けられるため、足の自由度が確保され、荷物46を持って自由に歩行することができる。背筋動作補助装置10は、比較的軽量なため、作業者11の負担が少なく、また着脱が簡単であるため、介護施設、災害現場、建築現場などで、手軽に利用して運搬作業を効率よく補助することができる。その他、肩紐14付近に操作ボタンが設けられている場合、両手に荷物46を持った状態で作業者11は顎等で操作することができる。作業者11の必要な時に姿勢を変えることができ、自由な動作が可能となる。リモートコントローラで第三者が遠隔操作することもでき、便利である。 Further, since the back muscle motion assisting device 10 is supported from the front of the body by the holding member 40 at the groin portion, the back muscle motion assisting device 10 does not fall down and the force does not escape, and the lifting motion can be assisted with a large force. Since the holding member 40 has a rod shape and is attached substantially horizontally and parallel to the groin, the degree of freedom of the foot is ensured and the user can walk freely with the luggage 46. Since the back motion assisting device 10 is relatively lightweight, the burden on the operator 11 is small and the attachment / detachment is easy. Therefore, the back motion assisting device 10 can be easily used in a nursing facility, a disaster site, a construction site, etc. for efficient transportation work. Can assist. In addition, when an operation button is provided in the vicinity of the shoulder strap 14, the operator 11 can operate with the jaw or the like with the luggage 46 in both hands. The posture of the worker 11 can be changed when necessary, and free movement is possible. It is convenient because a remote controller can be operated remotely by a remote controller.
次に、この発明の背筋動作補助装置10を装着して荷物46を持ち上げる動作を行い、その時に発生する筋電を計測して、効果を調べる実験を行った。荷物46の持ち上げ動作時には、生理学的には脊柱起立筋と大腰筋の二箇所に筋電があらわれることが知られており、ここでは脊柱起立筋の筋電の計測を行い、評価することとした。なお、背筋動作補助装置10の、第1リニアアクチュエータ16と第2リニアアクチュエータ32の動作のタイミングを変えて実験を行った。図5は、持ち上げる動作と下げる動作の際に、第1リニアアクチュエータ16(図中1)と第2リニアアクチュエータ32(図中2)の動作のタイミングを3パターンに設定し、概略図で説明したものである。パターン1は、第1リニアアクチュエータ16と第2リニアアクチュエータ32が、持ち上げの準備として5秒経過後に、同期して動作し8秒間継続して持ち上げる動作をアシストし、5秒経過後に、同期して動作し8秒間継続して下げる動作をアシストするものである。パターン2は、持ち上げる動作と下げる動作の開始時に、第1リニアアクチュエータ16は第2リニアアクチュエータ32より1秒遅れて動作し各々8秒間継続し、合計9秒間アシストするものである。パターン3は、持ち上げる動作と下げる動作の開始時に、第1リニアアクチュエータ16は第2リニアアクチュエータ32より3秒遅れて動作し各々8秒間継続し、合計11秒間アシストするものである。なお、現在のところ俊敏に動くまでは至っていないものの、重量物を持ち上げて運ぶ動作のような時はそれほどの高速性は必要がないと思われる。さらにこれはアクチュエータの選択と電圧の選択により速度コントロールが可能であるため、どの現場でどのくらいの性能が必要かを判明して対応が可能である。 Next, an experiment was conducted in which the back muscle movement assisting device 10 of the present invention was worn and the load 46 was lifted, and the myoelectricity generated at that time was measured to examine the effect. Physiologically, when lifting the load 46, it is known that myoelectricity appears in two places, the standing muscle of the spine and the psoas major. Here, the myoelectricity of the standing muscle of the spine is measured and evaluated. did. The experiment was performed by changing the operation timing of the first linear actuator 16 and the second linear actuator 32 of the back muscle movement assist device 10. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the operation timing of the first linear actuator 16 (1 in the figure) and the second linear actuator 32 (2 in the figure) in three patterns during the lifting operation and the lowering operation. Is. Pattern 1 assists the first linear actuator 16 and the second linear actuator 32 to operate synchronously after 5 seconds as a preparation for lifting, and continuously lift for 8 seconds. It assists the operation and the lowering operation continuously for 8 seconds. In pattern 2, at the start of the lifting operation and the lowering operation, the first linear actuator 16 operates with a delay of 1 second from the second linear actuator 32 and continues for 8 seconds each, and assists for a total of 9 seconds. In pattern 3, at the start of the lifting operation and the lowering operation, the first linear actuator 16 operates 3 seconds behind the second linear actuator 32 and continues for 8 seconds each, and assists for a total of 11 seconds. Although it has not yet been agile, it does not seem necessary to be so fast when moving heavy objects. Furthermore, since the speed can be controlled by selecting the actuator and selecting the voltage, it is possible to determine what performance is required at which site and cope with it.
図6は、図5のパターン1で背筋動作補助装置10によるアシストを使用した場合と、しない場合について、10kgの荷物46の持ち上げる動作と、下げる動作を行い、脊柱起立筋の筋電を測定し、グラフに表したものである。縦軸は、筋電に対して全波整流をかけた波形の200ms間の時間平均値をプロットした値を示す。これによると、背筋動作補助装置10を使用した場合の方が、しない場合に比べて筋電は減少し、背筋動作補助装置10の背筋補助効果が高いことが分かる。 FIG. 6 shows the measurement of the myoelectricity of the erector spine by performing the lifting and lowering operations of the 10 kg load 46 in the pattern 1 of FIG. 5 with and without the assist by the back muscle movement assist device 10. It is represented in a graph. The vertical axis represents a value obtained by plotting a time average value for 200 ms of a waveform obtained by subjecting myoelectricity to full-wave rectification. According to this, it can be seen that the myoelectricity is reduced when the back muscle operation assisting device 10 is used, and the back muscle assisting effect of the back muscle operation assisting device 10 is higher than when it is not.
図7は、図6と同じ実験を他の3人の被験者で行い、グラフに表したもので、背筋動作補助装置10によるアシストを行った場合と、行っていない場合で、図6の波形を「持ち上げ」「下げる」区間で時間積分した値を示す。いずれの被験者においても、背筋動作補助装置10を使用した場合の方が、しない場合に比べて筋電は減少し、個人差がほぼなく、背筋動作補助装置10の背筋補助効果が高いことが分かる。 FIG. 7 is a graph showing the same experiment as FIG. 6 performed by the other three test subjects. The waveforms of FIG. 6 are shown with and without assistance by the back muscle movement assisting device 10. Indicates the value obtained by time integration in the “lifting” and “lowering” sections. In any subject, it can be seen that the myoelectricity is reduced when the back muscle movement assisting device 10 is used, compared with the case where it is not used, there is almost no individual difference, and the back muscle assisting effect of the back muscle motion assisting device 10 is high. .
図8は、図5のパターン1〜3について背筋動作補助装置10を各々使用した場合と、しない場合について、10kgの荷物46の持ち上げる動作と、下げる動作を行い、脊柱起立筋の筋電を測定し、グラフに表したものである。これによると、アシスト無しの場合は、筋電が大きいことが分かる。パターン1で背筋動作補助装置10を使用した場合は、アシスト無しの場合よりも筋電が小さいことが分かるが、持ち上げる動作の際に、他の動作時に比べて筋電がやや高くなり、アシストが十分ではないことがわかる。パターン2(アクチュエータ1秒ずれ)とパターン3(アクチュエータ3秒ずれ)で背筋動作補助装置10を使用した場合は、劇的に筋電が下がっていることが分かる。まず第2リニアアクチュエータ32が動作して腰が曲がりはじめ、1秒後或いは3秒後に第1リニアアクチュエータ16が動作して背中が曲がることになり、作業者11は自然に背中を保持されている感じがあり、荷物46の重量をすべて背筋動作補助装置10に預けて十分にアシストされることが分かる。 FIG. 8 measures the myoelectricity of the erector spine by performing the lifting and lowering operations of the 10 kg load 46 with and without using the back muscle movement assisting device 10 for patterns 1 to 3 in FIG. And represented in a graph. According to this, it is understood that myoelectricity is large when there is no assist. When the back muscle movement assisting device 10 is used in pattern 1, it can be seen that the myoelectricity is smaller than in the case without assist, but the myoelectricity is slightly higher during the lifting operation than in other operations, and the assist is It turns out that it is not enough. It can be seen that when the back muscle movement assisting device 10 is used in the pattern 2 (shift of the actuator 1 second) and the pattern 3 (shift of the actuator 3 seconds), the myoelectricity is dramatically lowered. First, the second linear actuator 32 operates and the waist begins to bend. After 1 second or 3 seconds, the first linear actuator 16 operates and the back bends, so that the operator 11 is naturally holding the back. It can be seen that all the weight of the load 46 is stored in the back movement assisting device 10 and is fully assisted.
図9は、図8と同じ実験を他の3人の被験者で行い、図7と同様に、「持ち上げ」「下げる」区間で時間積分した値をグラフに表したものである。いずれの被験者も、アシスト無しよりもアシスト有りの方が筋電は下がるが、アシスト有りのうち、パターン1〜3のいずれの効果が高いかは被験者により異なることが分かる。被験者の身長の差等の影響があるとみられ、今後模索することが必要である。 FIG. 9 is a graph showing values obtained by performing time integration in the “lifting” and “lowering” sections in the same manner as in FIG. In any subject, myoelectricity decreases with assist than without assist, but it can be seen that the effect of patterns 1 to 3 with assist is different depending on the subject. It seems that there is an influence such as the difference in the height of the subject, and it is necessary to search in the future.
図10は、背筋動作補助装置10を使用した場合と、しない場合について、10kgと20kgの重さが異なる荷物46をそれぞれ持ち上げる動作と下げる動作を行い、脊柱起立筋の筋電を測定し、グラフに表したものである。背筋動作補助装置10の各アクチュエータの動作は、パターン2の通りに1秒ずらして動作させたものである。これによると、荷物の重量が増えればアシスト無しでは当然筋電量が増えるが、背筋動作補助装置10を使用したアシスト有りでは、背中にほとんど負荷がかからなくなり、十分にアシストされ、背筋動作補助装置10の背筋補助効果が高いことが分かる。 FIG. 10 is a graph showing a case where the back muscle movement assisting device 10 is used and a case where the back muscle movement assisting device 10 is used and a case where the load 46 having a different weight of 10 kg and 20 kg is lifted and lowered, respectively. It is shown in The operations of the actuators of the back movement assisting device 10 are performed by shifting one second as in pattern 2. According to this, if the weight of the load increases, the myoelectric amount naturally increases without assistance, but with the assistance using the back muscle movement assisting device 10, the load is hardly applied to the back, and the assist is sufficiently assisted. It can be seen that the back muscle assist effect of 10 is high.
10 背筋動作補助装置
11 作業者
12 肩部材
14 肩紐
16 第1リニアアクチュエータ
18 第1ロッド
20 取付部材
22 可動リンク
24 固定部材
26,30,36 回動軸部
28 固定リンク
32 第2リニアアクチュエータ
34 第2ロッド
38 連結部材
40 保持部材
41 鉄パイプ
42 腰部材
43 スポンジ
44 ベルト
46 荷物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Back muscle movement auxiliary | assistance apparatus 11 Worker 12 Shoulder member 14 Shoulder strap 16 1st linear actuator 18 1st rod 20 Attachment member 22 Movable link 24 Fixed member 26,30,36 Rotating shaft part 28 Fixed link 32 2nd linear actuator 34 Second rod 38 Connecting member 40 Holding member 41 Iron pipe 42 Lumbar member 43 Sponge 44 Belt 46 Luggage
Claims (6)
The holding member is a rod-shaped member formed by winding an elastic body around a side peripheral surface of a hard rod body, and is set so that the longitudinal direction of the hard rod body is positioned horizontally and parallel to the groin portion. Item 10. A back muscle movement assist device.
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