技术领域
[0001] 本发明涉及一种辅助设备。特别是，本发明涉及一种能够穿戴于作业者的穿戴型的辅助设备。
相关背景技术
[0002] 近年，为了谋求作业负荷减轻和作业环境改进等，积极地引入作业者在穿戴辅助设备的基础上进行作业的方法。所述辅助设备具有以下功能：在使作业者的臂等上肢支承于作为该辅助设备的结构要素的上肢支承部时，产生抵抗上肢所受到的重力的辅助力。由此，作业者能够顺利地进行例如重量相对大的重物的搬运。
[0003] 专利文献1：日本特表2014‑503320号公报
[0004] 专利文献2：日本特开2017‑159442号公报
[0005] 专利文献3：日本特表2017‑512666号公报
具体实施方式
[0029] 以下，参照图来更详细地说明本发明的一个实施方式所涉及的辅助设备。图中的各种要素只不过是为了本发明的理解而示意性且例示性地示出的，外观、尺寸比等可能不同于实物。
[0030] [辅助设备的基本结构]
[0031] 在说明本发明的特征部分之前，说明本发明的一个实施方式所涉及的辅助设备的整体结构。
[0032] 图1是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的辅助开启时(重物搬运时)的辅助设备的侧视图。图2是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的辅助开启时(重物搬运时)的辅助设备的俯视图。图3是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的辅助开启时(高处作业时)的辅助设备的侧视图。图4是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的辅助开启时(低姿势(弯腰姿势)作业时)的辅助设备的侧视图。
[0033] 如图1和图2所示，本发明的一个实施方式所涉及的辅助设备100具备主体部10、连结部20、上肢支承部30以及轴支承部40。
[0034] 主体部10能够穿戴于作业者200的背面202侧，具体地说能够以与作业者200的背面202相向的方式穿戴。连结部20用于将主体部10与上肢支承部30之间连结，在主体部10与上肢支承部30之间以直列配置和/或并列配置至少提供一个连结部20。
[0035] 上肢支承部30将作业者200的上肢201装卸自如地支承，且能够产生抵抗该上肢201所受到的重力的辅助力。本说明书中所说的上肢是指，包括作业者的上臂、前臂、手等。
具体地说，上肢支承部30在内部具备电气式、液压式或气压式的加压构件、或者压缩弹簧等弹性构件，构成为在该加压构件或弹性构件支承了上肢201时能够向与上肢201所受到的重力大致相反的方向将力作用于上肢201。轴支承部40是连结部20与上肢支承部30以能够旋转的方式被轴支承连接的部分。
[0036] 通过辅助设备100具备上述结构要素，如图1和图2所示，在搬运重量相对大的重物300、例如15kg以上且20kg以下的重物300时，作业者200使上肢201支承于上肢支承部30，受到抵抗上肢201所受到的重力的辅助力的支持，由此能够顺利地搬运该重物300。
[0037] 同样地，如图3和图4所示，作业者200通过辅助设备100受到抵抗上肢201所受到的重力的辅助力的支持，由此能够顺利地进行高处作业、低姿势作业。
[0038] 作业者200通过辅助设备100受到抵抗上肢201所受到的重力的辅助力的支持，由此能够顺利地进行重体力作业。
[0039] [本发明的特征部分]
[0040] 以辅助设备100的上述的基本结构为前提，以下说明本发明的特征部分(参照图5和图6)。
[0041] 图5是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的辅助关闭时的辅助设备的侧视图。图6是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的辅助关闭时的辅助设备的俯视图。
[0042] 如已叙述的那样，在以前的辅助设备中，根据作业者的作业内容、种类，可能存在包括使作业者的臂等上肢支承于辅助设备的上肢支承部来需要上述辅助力的支持的作业和不需要该辅助力的支持的作业的情况。在后者的作业的情况下，如果在不需要辅助力的支持的作业中的上肢动作区域内存在辅助设备的上肢支承部，则有可能反而不容易顺利地进行不需要辅助力的支持的作业。
[0043] 因此，本申请发明人专心研究了用于即使在包括不需要辅助力的支持的作业的情况下也作为整体而言作业者能够顺利地实施作业的改进策略。其结果，本申请发明人研究出具有以下技术思想的本发明：如图5和图6所示，“使上肢支承部30移动保持于辅助关闭时的能够用作业者200的上肢201作业的区域X外的区域Y”。此外，本说明书中所说的“辅助关闭时的能够用上肢作业的区域X”是指，在辅助关闭时不受到辅助设备的辅助而能够用上肢实施轻作业等的区域。本说明书中所说的“辅助关闭时的能够用作业者的上肢作业的区域X外的区域Y”是指，除了在辅助关闭时不受到辅助设备的辅助而能够用上肢实施轻作业等的区域以外的区域。
[0044] 根据所述技术思想，在作业者进行辅助设备100的“辅助关闭”时的作业、即不需要辅助力的支持的作业(例如通常姿势下的使用工具400的螺纹固定作业等轻作业)的情况下，在辅助关闭时的能够用上肢201作业的区域X不存在上肢支承部30。本说明书中所说的“通常姿势下的轻作业”是指，以与高处作业及重物搬运作业中产生的上肢所受到的重力相比相对小的重力即可完成的姿势下的作业。
[0045] 这不仅在作业者从作业开始时起进行“辅助关闭”时的作业的情况，在“辅助开启”时的作业后作业者进行“辅助关闭”时的作业的情况下也是同样的。具体地说，在该情况下，也能够使上肢支承部30从辅助开启时的上肢201的支承位置移动保持到辅助关闭时的能够用上肢201作业的区域X外的区域Y，由此，在辅助关闭时的能够用上肢201作业的区域X不存在上肢支承部30。
[0046] 由此，能够避免辅助关闭时的作业、即不需要辅助力的支持的作业被上肢支承部30阻碍。其结果，即使在包括不需要辅助力的支持的作业的情况下，也作为整体而言作业者
200能够顺利地实施作业。
[0047] 此外，在本发明的一个实施方式中，还能够在“辅助关闭”时的作业后进行“辅助开启”时的作业(例如上述的高处作业、重物搬运作业等)。即，能够从图5、6所示的状态转移到图1、图3或图4所示的状态。具体地说，能够将支承上肢201的上肢支承部30从辅助关闭时的能够用上肢201作业的区域X外的区域Y移动到辅助开启时的能够用上肢作业的区域Z。此外，本说明书中所说的“辅助开启时的能够用上肢作业的区域Z”是指，一边受到辅助设备的辅助一边能够用上肢实施重体力作业(上述的高处作业、重物搬运作业等)的区域。
[0048] 由此，能够利用上肢支承部30适当地实施辅助开启时的作业。具体地说，作业者能够在不被上肢支承部30阻碍而进行辅助关闭时的作业(例如通常姿势下的螺纹固定作业等轻作业)之后，在上肢支承部30的支持下进行作为辅助开启时的作业的高处作业、重物搬运作业等。
[0049] 根据以上情况也可知，在本发明的一个实施方式中，将上肢支承部30在辅助关闭时的能够用上肢201作业的区域X外的区域Y与辅助开启时的能够用上肢201作业的区域Z之间移动自如。由此，不管是“辅助开启”时的作业(例如上述的高处作业、重物搬运作业等)，还是“辅助关闭”时的作业(例如通常姿势下的螺纹固定作业等轻作业)，都能够由作业者200适时地在必要的时机实施。
[0050] (辅助关闭时的上肢支承部30的移动保持的实现方式)
[0051] 以下，说明上述的辅助关闭时的上肢支承部30的移动保持的实现方式。
[0052] 图7是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的辅助关闭时的辅助设备的上肢支承部的状态的俯视图。图8是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的辅助开启时的辅助设备的上肢支承部的状态的俯视图。
[0053] 如图7所示，在本发明的一个实施方式中，辅助设备100还具备弹性构件50，该弹性构件50在上述的连结部20与上肢支承部30的轴支承部40以外的部分将连结部20与上肢支承部30连接。作为弹性构件50，可以是拉伸弹簧或橡胶构件等。此外，在本说明书中，还有时将连接连结部20与上肢支承部30的弹性构件记载为A。
[0054] 具体地说，如图7所示，连结部20是具有导轨构件21以及设置于导轨构件21的与轴支承部40相反侧的另一端21b侧的固定型零件22而成。轴支承部40是连结部的导轨构件21的一端21a与上肢支承部30的一端31以能够旋转的方式被轴支承连接的部分。弹性构件50构成为其一端51与上肢支承部30的另一端32侧连接、另一端52与固定侧零件22连接。
[0055] 在本发明的一个实施方式中，所述弹性构件50在辅助关闭时能够对上肢支承部30向连结部20侧施力。由此，在辅助关闭时，通过弹性构件50，上肢支承部30向连结部20侧被施力，由此在辅助关闭时能够将上肢支承部30移动保持于能够用上肢201作业的区域X外的区域Y(参照图5和图6)。由此，如上所述，作业者能够不被上肢支承部30阻碍而进行辅助关闭时的作业(例如通常姿势下的螺纹固定作业等轻作业)。
[0056] 此外，基于在辅助关闭时使上肢支承部30适当地移动保持于能够用上肢201作业的区域X外的区域Y的观点，处于上肢支承部30被施力的方向侧的连结部20可被固定配置于上肢201的作业动作区域外。作为一例，基于所述观点，连结部20可被固定配置于作业者200的肩部203侧(参照图6)。在此所说的“上肢的作业动作区域外”是指，上肢的作业动作在辅助开启时和辅助关闭时的任一个时间点都不会波及的区域。
[0057] 另外，为了在辅助关闭时能够适当地对上肢支承部30向连结部20侧施力，弹性构件50其至少一端可被固定连接于上肢支承部30和连结部20的一方。在图7和图8所示的方式中，弹性构件50的两端51、52分别被固定连接于上肢支承部30的另一端32侧和连结部20的固定侧零件22。
[0058] 另一方面，在辅助开启时，为了使上肢支承部30从“辅助关闭时的能够用上肢201作业的区域X外的区域Y”移动到“辅助开启时的能够用上肢作业的区域Z”，如图8所示，使上肢支承部30以轴支承部40为基点以离开连结部20的方式枢转。
[0059] 具体地说，使上肢201支承于上肢支承部30，使支承的上肢201向辅助开启时的能够用上肢作业的区域Z枢转，由此能够使上肢支承部30以轴支承部40为基点以离开连结部20的方式枢转。由此，在能够用上肢作业的区域Z中，作业者200能够进行辅助开启时的作业(例如上述的高处作业、重物搬运作业等)。
[0060] (本发明的优选方式)
[0061] 以下，说明本发明的优选方式。
[0062] 如上所述，关于辅助关闭时的上肢支承部30的移动保持，能够使用弹性构件50来实现。关于这一点，如上所述，在如图7和图8所示那样弹性构件50的两端51、52分别被固定连接于上肢支承部30的另一端32侧和连结部20的固定侧零件22的情况下，能够在以下的方面进一步谋求改进。
[0063] 具体地说，当以将拉伸弹簧用作弹性构件50的情况为例时(参照图8)，在辅助开启时，为了使上肢支承部30从“辅助关闭时的能够用上肢201作业的区域X外的区域Y”枢转移动至“辅助开启时的能够用上肢作业的区域Z”，拉伸弹簧被拉伸。
[0064] 此时，如果弹性构件50的两端51、52分别被固定连接于上肢支承部30的另一端32侧和连结部20的固定侧零件22，则被拉伸的状态的弹簧的长度相对变长，拉伸力可能相对变大。
[0065] 其结果，上肢支承部30对连结部20侧的施力可能相对变大，因此当从上肢支承部30取下上肢时，由于该性质而导致上肢支承部30以过大的势头向连结部20侧枢转移动。特别是在连结部20被固定配置于作业者200的肩部203侧的情况下，对作业者的肩部203侧的施力相对变大，作为其结果，对作业者的肩部203的负担可能变大。
[0066] 鉴于所述事项，基于谋求降低对作业者的负担的观点，优选的是使在辅助开启时被拉伸的拉伸弹簧的拉伸力相对降低。
[0067] 本申请发明人还专心研究了用于在辅助开启时谋求降低拉伸弹簧的拉伸力的优选方式。其结果，本申请发明人进一步新发现了下述的2个优选方式。以下，说明该优选方式。
[0068] (第一优选方式)
[0069] 首先，说明第一优选方式。在第一优选方式中，以弹性构件50A的一端51A被固定于上肢支承部30的情况为例。不限定于此，也能够采用弹性构件50A的一端被固定于连结部20侧的方式。
[0070] 图9是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的辅助关闭时的辅助设备的第一优选方式的俯视图。图10是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的辅助开启时的辅助设备的第一优选方式的俯视图。图11是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的辅助开启时的辅助设备的作为结构要素的弹性构件的拉伸长度的差异的俯视图。图12是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的辅助开启时的辅助设备的作为结构要素的弹性构件的拉伸长度的差异的详细俯视图。
[0071] 在一个方式中，优选的是，在上肢支承部30的以轴支承部40为基点的枢转动作时，弹性构件50A的另一端52A能够以接近轴支承部40的方式在连结部20中发生位置变化。此外，在弹性构件50A的一端被固定于连结部20侧的方式中，优选的是，弹性构件50A的另一端能够以接近轴支承部40的方式在上肢支承部30中发生位置变化。
[0072] 作为一例，与图7的方式相比，在图9的方式中，连结部20具备导轨构件21、固定型零件22、可动型零件23以及将固定型零件22与可动型零件23之间连接的弹性构件50B(还有时记载为B)。
[0073] 固定型零件22被设置于导轨构件21的与轴支承部40相反侧的另一端21b侧。可动型零件23以在固定型零件22与轴支承部40之间可动的方式被设置于导轨构件21。弹性构件50A对应于图7所示的弹性构件50，构成为其一端51A与上肢支承部30的另一端32侧连接、另一端52A与可动型零件23连接。
[0074] 另外，弹性构件50A在辅助关闭时能够对上肢支承部30向连结部20的可动型零件23侧施力。弹性构件50B在辅助关闭时能够对可动型零件23向固定型零件22侧施力。作为弹性构件50A、50B，可以是拉伸弹簧或橡胶构件等。
[0075] 在辅助关闭时，由于弹性构件50A具有上述的特性，因此因弹性构件50A不是拉伸状态而上肢支承部30的另一端32侧与可动型零件23的端部23a成为接近的状态。同样地，由于弹性构件50B具有上述的特性，因弹性构件50B不是拉伸状态而固定型零件22与可动型零件23成为接近的状态。由此，在辅助关闭时能够将上肢支承部30移动保持于能够用上肢201作业的区域X外的区域Y(参照图5和图6)。
[0076] 另一方面，在辅助开启时，使上肢201支承于上肢支承部30，使支承的上肢201向辅助开启时的能够用上肢作业的区域Z枢转，由此，如图10所示，能够使上肢支承部30以轴支承部40为基点以离开连结部20的方式枢转。
[0077] 此时，在本方式中，弹性构件50A的一端51A与上肢支承部30的另一端32侧连接，另一端52A与可动型零件23连接，因此在上肢支承部30的以轴支承部40为基点的枢转动作时，与弹性构件50A的另一端52A连接的可动型零件23能够以接近轴支承部40的方式在连结部20中发生位置变化。随之，一端连接于可动型零件23的弹性构件50B被拉伸。
[0078] 由此，如图11和图12所示，相比于弹性构件50的两端51、52分别被固定连接于上肢支承部30的另一端32侧和连结部20的固定侧零件22的情况(参照图7、图8)，弹性构件50A的被拉伸的状态的弹簧的长度可相对变短。其结果，能够使在辅助开启时被拉伸的拉伸弹簧的拉伸力相对降低。此外，在该情况下，以图11和图12所示的弹性构件50与弹性构件50A具有相同的弹簧常数为前提。
[0079] (第二优选方式)
[0080] 接着，说明第二优选方式。在第二优选方式中，以弹性构件50C的一端51C被固定于连结部20的情况为例。不限定于此，还能够采用弹性构件50C的一端被固定于上肢支承部30侧的方式。
[0081] 图13是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的辅助关闭时的辅助设备的第二优选方式的俯视图。图14是示意性地表示本发明的一个实施方式所涉及的辅助开启时的辅助设备的第二优选方式的俯视图。
[0082] 在一个方式中，优选的是，上肢支承部30还具有能够在长边方向上滑动的滑动构件34，弹性构件50C的另一端52C被安装于滑动构件34。此外，在弹性构件50C的一端被固定于上肢支承部30侧的情况下，优选的是，连结部20还具有能够在长边方向上滑动的滑动构件，弹性构件50C的另一端52C被安装于该滑动构件。
[0083] 作为一例，在图13的方式中，连结部20具备导轨构件21和固定型零件22。上肢支承部30具备连杆构件33和滑动构件34。固定型零件22被设置于导轨构件21的与轴支承部40相反侧的另一端21b侧。滑动构件34构成为能够在连杆构件33的两端33a、33b间滑动，构成为在辅助关闭时能够配置于连杆构件33的与轴支承部40相反侧的另一端33b侧。另外，弹性构件50C在辅助关闭时能够对上肢支承部30向连结部20的固定型零件22侧施力。作为弹性构件50C，可以是拉伸弹簧或橡胶构件等。
[0084] 在辅助关闭时，由于弹性构件50C具有上述的特性，因此因弹性构件50C不是拉伸状态而滑动构件34的安装有弹性构件50C的另一端52C的端部34a与安装有弹性构件50C的一端51C的固定型零件22成为接近的状态。由此，在辅助关闭时能够将上肢支承部30移动保持于能够用上肢201作业的区域X外的区域Y(参照图5和图6)。
[0085] 另一方面，在辅助开启时，使上肢201支承于上肢支承部30，使支承的上肢201向辅助开启时的能够用上肢作业的区域Z枢转，由此，如图14所示，能够使上肢支承部30以轴支承部40为基点以离开连结部20的方式枢转。
[0086] 在本方式中，弹性构件50C的一端51C被安装于固定型零件22，弹性构件50C的另一端52C被安装于能够在连杆构件33的两端33a、33b间滑动的滑动构件34。因此，在上肢支承部30的以轴支承部40为基点的枢转动作时，在辅助关闭时曾被配置于连杆构件33的与轴支承部40相反侧的另一端33b侧的滑动构件34能够以接近轴支承部40的方式在连杆构件33中发生位置变化。
[0087] 由此，相比于弹性构件50的两端51、52分别被固定连接于上肢支承部30的另一端32侧和连结部20的固定侧零件22的情况(参照图7、图8)，如图14所示，弹性构件50C的被拉伸的状态的弹簧的长度可相对变短。其结果，能够使在辅助开启时被拉伸的拉伸弹簧的拉伸力相对降低。此外，以图13和图14所示的弹性构件50C与图7、8所示的弹性构件50具有相同的弹簧常数为前提。
[0088] 根据以上的情况也可知，在第一优选方式和第二优选方式的任一个方式中，都通过在辅助开启时被拉伸的拉伸弹簧的拉伸力的降低化，上肢支承部30对连结部20侧的施力可相对变小。因此，当从上肢支承部30取下上肢时，由于其性质而上肢支承部30不会以过大的势头向连结部20侧枢转移动。其结果，即使在连结部20被固定配置于作业者200的肩部203侧的情况下，对作业者的肩部203侧的施力也相对变小，能够降低对作业者的肩部203的负担(参照图6)。
[0089] 此外，本发明不限定于例示的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种改进和设计上的变更。
[0090] 产业上的可利用性
[0091] 本发明的一个实施方式所涉及的辅助设备100能够适当地利用于汽车的组装。
