KR102196104B1 - 어시스트 슈트 - Google Patents

Abstract

작업자의 배면을 따르게 하여 장착 가능한 편평 형상의 본체부(1)와, 본체부(1)로부터 작업자를 넘어 전방으로 연장되어 하물을 보유 지지하는 하물 작용부(3)와, 하물 작용부(3)를 승강 구동하는 승강 장치(M1)와, 승강 장치(M1)의 승강 구동을 컨트롤하는 제어 장치(C)와, 구동용 전원 장치(V)가 구비되고, 승강 장치(M1)와 제어 장치(C)와 전원 장치(V)는, 본체부(1)에 대하여, 본체부(1)의 편평면(F)을 따라 배열되는 상태로 설치되어 있다.

Description

어시스트 슈트{ASSISTIVE SUIT}

본 발명은 어시스트 슈트에 관한 것이다.

종래, 이러한 종류의 어시스트 슈트로서는, 제어 장치는 본체부의 가상 편평면(장착 대상의 작업자의 배면을 따른 가상의 편평면)을 따른 상단측의 위치에 설치되고, 승강 장치는, 본체부의 상하 중간부에 있어서, 본체부의 상기 편평면으로부터 후방측으로 크게 이격한 위치에 설치되어 있는 것이 있었다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

또한, 종래, 이러한 종류의 어시스트 슈트로서는, 설치부는 상면에서 보아 「C」자 형상의 일체의 띠 형상 부재로 구성되어 있고, 부재 양단부 사이의 간극을 통하여 작업자의 허리 둘레부에 장착할 수 있도록 구성되어 있는 것이 있었다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

구체적으로는, 작업자의 허리 둘레부의 후방 및 양측방에 걸쳐 띠 형상 부재가 둘러싸도록 장착되고, 상기 간극은 띠 형상 부재의 전측 부분에 위치하도록 구성되어 있다.

또한, 종래, 이러한 종류의 어시스트 슈트로서는 요동 아암부 그 자체가, 본체부에 설치된 상태에서, 횡축심 주위로 전후 방향으로만 요동 가능한 상태로 구성되어 있는 것이 있었다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

그리고, 작업자에게 어시스트 슈트를 장착한 상태에 있어서는, 요동 아암부는, 작업자의 넓적다리의 횡외방에 위치하도록 구성되어 있고, 맞닿음부는 요동 아암부의 요동 선단으로부터 횡내방(장착한 작업자의 넓적다리의 앞부분)으로 튀어나온 상태에서, 요동 아암부에 고착되어 있다.

종래, 예를 들어 공장이나 작업장에서 하물을 이동하거나, 개호 현장에 있어서 개호 대상의 개호를 행하거나 할 때에 이들 작업을 행하는 사람(이하 「작업자」라고 한다)의 근육이나 골격에 대한 부담이 문제되었다. 그래서, 작업자의 부담을 경감시키기 위하여, 동력에 의해 작업자의 동작을 보조하는 기술이 검토되어 왔다(예를 들어 특허문헌 1 및 2).

특허문헌 1에 기재된 휴대형 끌어올리기 시스템은 하물 끌어올리기 기구로부터 와이어로 끌어내려진 엔드·이펙터와, 당해 엔드·이펙터에 하물이 고정되었을 때에 와이어를 감아 올리는 모터를 구비하여 구성된다.

특허문헌 2에 기재된 파워 어시스트 로봇 장치는, 하물을 끌어올리는 리프터 장치를 갖고 구성되며, 이 리프터 장치가 하물을 끌어올릴 때에는, 공기압을 동력원으로 하는 공기압 인공 고무 근육이 사용된다.

또한, 특허문헌 1에 기재된 휴대형 끌어올리기 시스템은, 사람의 하지에 장착 가능한 다리 서포트로서, 대퇴 링크와 정강이 링크를 구비하여 구성된다.

또한, 특허문헌 2에 기재된 파워 어시스트 로봇 장치는, 좌우의 고관절 및 무릎 관절의 움직임을 보조하기 위하여 공기압 실린더가 사용된다.

일본 특허 공표 제2013-531593호 공보 일본 특허 공개 제2013-52192호 공보

상술한 종래의 어시스트 슈트에 의하면, 작업자가 본체부를 배면을 따르게 하여 장착한 경우, 제어 장치에 관해서는, 본체부를 따라 위치하고 있기 때문에, 작업자의 등으로부터의 간격이 적어, 작업자의 움직임의 장해가 되기 어렵기는 하지만, 승강 장치는 본체부의 상기 편평면으로부터 후방측으로 크게 이격한 위치에 설치되어 있기 때문에, 작업자와의 간격이 커진다.

작업자는, 어시스트 슈트를 배면에 장착하고 있음을 인식하며 움직이기는 하지만, 어시스트 슈트를 장착하지 않았을 때의 배면측의 상황과, 어시스트 슈트를 장착했을 때의 배면측의 상황이 크게 상이하기 때문에, 배면측으로의 돌출 상황을 오인해 버릴 우려가 있다.

그 결과, 당해 어시스트 슈트를 장착한 상태에서 보행하거나 이동하는 경우에, 어시스트 슈트의 배면 돌출 개소를, 타물에 부딪쳐 버리기 쉬워, 움직이기 어려운 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해소하여, 장착한 상태에서의 동작 용이함을 향상시킬 수 있는 어시스트 슈트를 제공하는 데 있다.

또한, 상술한 종래의 어시스트 슈트에 의하면, 작업자의 허리 둘레부에 안정적으로 장착시키는 데는, 띠 형상 부재에, 가요성의 부재를 사용하여, 예를 들어 장착할 때에는, 일시적으로 직경 확장 방향으로 변형시켜 허리 둘레부에 두르고, 직경 확장 조작을 해제하는 데 수반하여, 탄성 복원력의 작용으로 직경 축소 방향으로 복귀시켜, 허리 둘레부를 체결한다는 수순으로 장착시키게 된다.

띠 형상 부재는, 작업자와 어시스트 슈트의 주된 연결 개소이기 때문에, 큰 힘이 작용하는 개소이며, 안정된 장착 상태를 만드는 데는, 큰 체결력을 발휘할 수 있도록 구성할 필요가 있다. 그러나, 지나치게 강하게 체결하면 작업자에 대한 부담이 커져 움직이기 어려워지기 때문에, 띠 형상 부재의 탄성 성상의 설정이 매우 어렵다.

가령, 한사람의 작업자를 모델로 하여 적절한 체결력을 설정했다고 해도, 체결력은 작업자의 허리 둘레부의 형상이나 치수에 따라서도 상이한 상태로 작용하기 때문에, 복수의 작업자 모두에게 있어서 적절하게 되지 않을 우려가 있다.

예를 들어, 허리 둘레부가 굵은 사람에게 장착한 경우, 띠 형상 부재의 체결력이 지나치게 강하여, 움직이기 어려워지거나, 반대로 허리 둘레부가 가는 사람에게 장착한 경우, 띠 형상 부재의 체결력이 지나치게 약하여, 설치 상태가 불안정해질 우려가 있다.

게다가, 작업자의 허리 둘레부의 외주면의 선형이, 띠 형상 부재의 선형과 크게 상이한 경우에는 띠 형상 부재의 일부(예를 들어, 양단부)만 허리 둘레부의 국부에 강하게 꽉 눌려, 불쾌감을 수반할 우려도 있다.

즉, 상술한 종래의 어시스트 슈트에 의하면, 복수의 작업자에 대하여, 각각 적절한 장착 상태를 제공하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해소하여, 허리 둘레부의 형상이나 치수가 상이한 복수의 작업자에 대하여, 각각에 적절한 상태로 장착할 수 있는 어시스트 슈트를 제공하는 데 있다.

또한, 이러한 종류의 어시스트 슈트는, 장착할 때에는 장착 대상의 작업자의 후방측에 본체부를 배치한 상태에서, 그대로 전방으로 이동시켜 등에 맞닿게 하여, 예를 들어 허리 벨트나 어깨 벨트 등으로 몸에 고정하는 수순을 취하는 경우가 많다. 또한, 떼어 내는 경우에는 반대 수순이 실시된다.

상술한 종래의 어시스트 슈트에 의하면, 이 장착의 동작에 수반하여, 어시스트 슈트를 작업자의 후방측으로부터 전방으로 이동시킬 때에, 요동 아암부의 선단부로부터 횡내방으로 튀어나온 맞닿음부는, 넓적다리의 뒷부분에 맞닿기 때문에 간섭하여, 이동의 장해가 된다. 또한, 떼어 내는 경우에는 맞닿음부가 넓적다리의 앞부분에 맞닿기 때문에, 마찬가지로 이동의 장해가 된다.

그 결과, 탈착 시에는, 예를 들어 좌우 한쪽의 요동 아암부를 횡축심 주위로 요동시켜, 좌우의 맞닿음부끼리 전후로 이격하도록 조작하거나, 몸이나 다리를 틀어, 맞닿음부에 넓적다리가 닿지 않도록 피하면서 탈착하거나 하여, 매우 수고스럽기 마련이어서, 탈착하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해소하여 수고스럽지 않고 간단하게 탈착할 수 있는 어시스트 슈트를 제공하는 데 있다.

특허문헌 1 및 2에 기재된 기술은, 하물을 동력에 의해 끌어올려 작업자의 하물의 들어올리기 동작을 어시스트한다. 그러나, 어시스트력을 상황에 따라 조절하는 것까지 상정되어 있지 않다. 이로 인해, 예를 들어 하물을 들어올리는 작업자나 주위의 상황에 맞추어서 어시스트력을 조정하는 것이 용이하지 않다.

본 발명의 목적은, 상기 문제를 감안하여, 작업자의 작업을 상황에 맞추어서 보조하는 것이 가능한 어시스트 슈트를 제공하는 데 있다.

특허문헌 1에 기재된 기술은, 고관절이나 무릎의 관절을 펴거나 구부리거나할 때의 관절의 움직임을 어시스트하는 것까지 상정되어 있지 않다. 이로 인해, 구부리고 있던 무릎을 펼 때에 작업자의 동작을 보조할 수 없다. 또한, 특허문헌 2에 기재된 기술은, 고관절이나 무릎의 관절을 펴거나 구부리거나 할 때에 이들 관절의 움직임을 어시스트하지만, 어시스트력을 상황에 따라 조절하는 것까지 상정 되어 있지 않다. 이로 인해, 어시스트력이 작업자의 움직임과 대응하지 않은 경우에는 작업자가 위화감을 가질 가능성이 있다.

본 발명의 목적은, 상기 문제를 감안하여, 작업자의 움직임에 맞추어서 작업자의 일어서기 동작을 보조하는 것이 가능한 어시스트 슈트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 어시스트 슈트는, 작업자의 배면을 따르게 하여 장착 가능한 편평 형상의 본체부와,

상기 본체부로부터 작업자를 넘어 전방으로 연장되어 하물을 보유 지지하는 하물 작용부와,

상기 하물 작용부를 승강 구동하는 승강 장치와,

상기 승강 장치의 승강 구동을 컨트롤하는 제어 장치와,

구동용 전원 장치가 구비되고,

상기 승강 장치와 상기 제어 장치와 상기 전원 장치는, 상기 본체부에 대하여, 상기 본체부의 편평면을 따라 배열되는 상태로 설치되어 있다.

본 발명에 따르면, 본체부의 배면에 설치되어 있는 승강 장치나 제어 장치나 전원 장치 등의 각 장치가, 본체부의 편평면을 따라 배열되는 상태로 설치되어 있기 때문에, 각 장치끼리 본체부의 후방측에 겹쳐진 배치가 되는 것을 방지할 수 있어, 상기 각 장치가 본체부의 배면측으로 돌출되는 돌출량을 최소한으로 억제하여, 박형으로 구성할 수 있다.

따라서, 장착한 상태에서 작업자가 돌아다녀도, 어시스트 슈트의 배면 부분이 타물에 부딪치기 어려워진다.

그 결과, 장착한 상태에서의 동작 용이함이 향상된다.

본 발명에 있어서는, 상기 승강 장치와 상기 제어 장치와 상기 전원 장치는, 상기 본체부에 대하여, 상기 본체부의 종방향으로 배열되는 상태로 설치되어 있으면 바람직하다.

본 구성에 의하면, 승강 장치나 제어 장치나 전원 장치 등의 각 장치가, 본체부의 측방에 겹쳐진 배치가 되는 것을 방지할 수 있어, 상기 장치에 의한 횡폭 치수를 최소한으로 억제할 수 있다.

따라서, 장착한 상태에서 작업자가 돌아다녀도, 어시스트 슈트의 측면 부분이 타물에 부딪치기 어려워진다.

그 결과, 장착된 상태에서의 동작 용이함이 더욱 향상된다.

본 발명에 있어서는, 상기 승강 장치와 상기 제어 장치와 상기 전원 장치는, 상기 본체부에 대한 병설 순서가, 상방부터 상기 승강 장치, 상기 제어 장치, 상기 전원 장치의 순서가 되도록 설치되어 있으면 바람직하다.

본 구성에 의하면, 승강 장치가, 제어 장치나 전원 장치보다 상방측에 배치되어 있기 때문에, 승강 장치로부터 풀어내어져 하물 작용부를 끌어내린 상태에서 승강시키는 색상체(조작 와이어 등)의 길이를 짧게 할 수 있다.

나아가, 어시스트 슈트의 중추가 되는 제어 장치는, 상방을 승강 장치로, 하방을 전원 장치로 각각 가드되어 있기 때문에, 타물과의 충돌에 의한 파손을 방어하기 쉬워, 정상적인 기기 제어를 유지할 수 있다.

본 발명의 어시스트 슈트는 작업자의 등부에 설치되는 본체부와,

상기 본체부로부터 작업자를 넘어 전방으로 연장되어 하물을 보유 지지하는 하물 작용부와,

상기 본체부에 구비되고 상기 하물 작용부를 구동하는 구동 장치가 구비되고,

작업자의 허리 둘레부에 감음으로써 상기 본체부를 작업자의 등부에 설치하는 설치 벨트부가, 상기 본체부의 하부에 구비되고,

작업자의 허리 둘레부에 맞닿음 가능한 패드가, 상기 설치 벨트부의 주위 방향에서의 복수 개소에 구비되고,

상기 설치 벨트부의 주위 방향에 있어서의 상기 패드의 설치 위치를 변경 가능한 위치 변경 기구가 구비되어 있다.

본 발명에 따르면, 어시스트 슈트는, 설치 벨트부를 통하여 작업자에게 장착하도록 구성되어 있기 때문에, 작업자의 허리 둘레부에 설치 벨트부를 감음으로써 간단하게 장착할 수 있다. 또한, 설치 벨트부는 작업자의 허리 둘레부의 형상이나 치수에 맞게 장착할 수 있기 때문에, 허리 둘레부의 형상이나 치수가 상이한 복수의 작업자에 대해서도, 각각에 적절한 상태로 장착할 수 있다.

게다가, 설치 벨트부의 주위 방향의 복수 개소에 패드가 구비되어 있기 때문에, 강하게 감아도 패드에 의해 허리 둘레부에 작용하는 응력의 완화를 도모할 수 있어, 국부에 대한 응력 집중을 방지할 수 있다.

나아가, 위치 변경 기구가 설치되어 있기 때문에, 설치 벨트부에 대한 패드의 설치 위치는, 주위 방향으로 변경 가능해져, 작업자가 허리 둘레부 중 최적이라고 느끼는 위치에 패드를 위치시킬 수 있다.

따라서, 본 발명에 따르면, 움직이기 쉬우면서, 또한 작업자에게 부담이 적은 상태로 장착할 수 있는 어시스트 슈트를 제공할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서는, 상기 위치 변경 기구는, 상기 설치 벨트부 중 작업자의 양 옆구리부에 대응하는 부분에 구비한 벨트 길이 조정 기구로 구성되어 있으면 바람직하다.

본 구성에 의하면, 설치 벨트부에 대한 패드의 위치 변경을, 벨트 길이 조정 기구에 의해 실현시킬 수 있다.

또한, 패드의 위치 변경에 관해서는, 예를 들어 설치 벨트부에 슬라이드 기구를 통해 패드를 설치하는 것도 생각할 수 있지만, 이 구성에 비하여, 벨트 길이 조정 기구를 사용하는 본 발명의 구성에 의하면, 세트된 패드 위치가 부주의하게 변화하는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 당해 어시스트 슈트의 장착 상태에서 작업자가 움직여도, 패드가 당초에 세트한 위치로부터 어긋나지 않아, 적절한 장착 상태를 유지하기 쉬워진다.

본 발명의 어시스트 슈트는 작업자의 등부에 설치되는 본체부와, 상기 본체부로부터 연장되어 작업자의 다리부를 하방으로 가압함으로써 일어서기 동작의 어시스트가 가능한 다리 작용부와,

상기 본체부로부터 작업자를 넘어 전방으로 연장되어 하물을 보유 지지하는 하물 작용부와, 상기 본체부에 구비되고 상기 다리 작용부를 구동하는 구동 장치가 구비되고,

상기 다리 작용부는, 상기 본체부에 대하여 횡축심 주위로 전후 방향으로 요동 가능하게 지지된 요동 아암부와,

상기 요동 아암부의 선단측 부분에 설치되고 작업자의 넓적다리의 앞부분에 맞닿음 가능한 맞닿음부와,

상기 맞닿음부를, 작업자의 넓적다리에 맞닿는 작용 상태와, 작업자의 넓적다리의 횡외방으로 후퇴하는 비작용 상태로 전환 가능한 다리 작용부 전환 기구를 구비하고 있다.

본 발명에 따르면, 다리 작용부 전환 기구가 설치되어 있기 때문에, 예를 들어 어시스트 슈트의 탈착 시에는 맞닿음부를 일시적으로 상기 비작용 상태로 전환할 수 있다.

그 결과, 맞닿음부는 넓적다리의 횡외방으로 후퇴시킨 상태에서 어시스트 슈트를 전후 방향으로 이동시켜 탈착할 수 있게 되어, 맞닿음부가 이동의 장해가 되는 경우가 없어져, 간단하면서 또한 신속하게 탈착 조작을 행할 수 있게 된다.

또한, 장착 조작이 완료되면, 맞닿음부를 상기 작용 상태로 복귀시킴으로써, 넓적다리의 앞부분에 위치하고 맞닿음부 본래의 기능을 발휘할 수 있도록 세트할 수 있다.

본 발명에 있어서는, 상기 횡축심에 대한 상기 맞닿음부의 이격 거리를 변경 조정 가능한 위치 변경 기구가 구비되어 있으면 바람직하다.

본 구성에 의하면, 위치 변경 기구가 설치되어 있기 때문에, 요동 아암부의 회전 축심이 되는 횡축심에 대한 맞닿음부의 이격 거리를 변경 조정할 수 있게 된다.

그 결과, 넓적다리의 앞부분에 있어서 맞닿음부가 맞닿는 위치를, 길이 방향을 따라 변경 조정할 수 있게 된다.

맞닿음부의 위치 변경에 관해서는, 예를 들어 작업자의 체격이나 넓적다리의 길이나, 작업자의 기호 등이 그 요인이 된다.

일례로서, 작업자가 몸집이 작고, 넓적다리의 길이가 짧은 경우에는 위치 변경 기구에 의해 횡축심에 대한 맞닿음부의 이격 거리를 짧게 하여, 맞닿음부를 횡축심에 근접시킴으로써, 넓적다리의 길이에 대응한 짧은 회전 반경으로 할 수 있다.

또한, 작업자가 몸집이 크고, 넓적다리의 길이가 긴 경우에도 마찬가지로 맞닿음부를 최적의 위치에 맞게 세트할 수 있다.

이상과 같이, 본 구성에 의하면, 장착 대상의 작업자의 체격이나 기호에 맞게, 맞닿음부의 위치를 어저스트할 수 있게 되어, 여러 작업자에게 장착할 수 있게 된다.

본 발명에 있어서는, 상기 맞닿음부에는 작업자의 넓적다리의 앞 표면에 맞닿음 가능한 맞닿음면부가 구비되고, 작업자의 넓적다리 표면과 상기 맞닿음면부의 면끼리 맞닿는 상태로 상기 맞닿음부의 자세를 변경 조정 가능한 자세 변경 기구가 구비되어 있으면 바람직하다.

본 구성에 의하면, 맞닿음부에 맞닿음면부가 구비되어 있기 때문에, 넓적다리의 앞 표면에 맞닿게 할 때에, 점상이나 선상의 맞닿음부에 비하여, 넓은 면적에서 맞닿게 하는 것이 가능해져, 넓적다리에 대한 응력 전달을, 넓은 범위로 분산시킨 상태에서 실시할 수 있어, 단위 면적당 응력도 낮게 억제할 수 있다. 따라서, 장시간의 사용을 행해도, 넓적다리의 국부에 맞닿음부로부터의 응력 집중이 발생하기 어려워, 사용감의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 자세 변경 기구가 설치되어 있음으로써, 맞닿음면부가, 넓적다리의 표면을 따르기 쉬운 상태로 맞닿음부의 자세 변경을 도모할 수 있게 되어, 상술한 작용 효과를 보다 실현하기 쉬워진다.

본 발명의 어시스트 슈트는, 작업자가 등에 메는 위치에 배치되는 본체부와, 상기 본체부로부터 상기 작업자의 헤드부를 넘어, 상기 작업자의 전방 위치까지 연장되는 아암부와, 상기 아암부의 선단부로부터 와이어로 끌어내려, 상기 작업자가 손으로 하물을 보유 지지할 때에 상기 하물을 지지하는 하물 작용부와, 상기 본체부에 설치되고, 상기 작업자의 지시에 따라 상기 와이어를 감아 올리는 권상용 모터와, 상기 권상용 모터에 의한 상기 와이어의 권상량을 검출하는 권상량 검출부와, 상기 본체부에 설치되고, 상기 권상량에 기초하여 상기 권상용 모터의 권상 속도를 제어하는 모터 제어부를 구비하는 점에 있다.

이러한 특징의 구성으로 하면, 어시스트 슈트를 사용하여 하물을 들어올릴 때에, 하물의 높이에 따라 당해 하물을 들어올리는 속도를 변경하는 것이 가능해진다. 따라서, 예를 들어 작업자가 하물을 충분히 감시할 수 있는 경우에는 권상 속도를 빠르게 하여 작업의 효율화를 도모할 수 있다. 이와 같이 본 어시스트 슈트에 의하면, 상황에 맞게 어시스트력을 조정하여, 작업자의 작업을 보조하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 권상용 모터의 회전수를 검출하는 회전수 검출부를 구비하고, 상기 권상량 검출부는, 상기 권상용 모터의 회전수에 기초하여 상기 권상량을 검출하면 바람직하다.

이러한 구성으로 하면, 권상량을 검출하는 회전수 검출부를, 권상용 모터의 회전 제어를 행하기 위하여 사용되는 회전수 검출부와 병용할 수 있다. 따라서, 저비용이면서, 또한 콤팩트하게 어시스트 슈트를 구성하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 모터 제어부는, 상기 와이어의 권상 개시 시에는 서서히 권상 속도를 빠르게 하면서 미리 설정된 권상 속도에 도달하도록 제어하고, 상기 와이어의 권상 정지 시에는 상기 미리 설정된 권상 속도로부터 서서히 줄이면서 정지시키면 바람직하다.

이러한 구성으로 하면, 와이어의 권상 당초나 권상 종료 시에, 작업자가 받는 하물로부터의 반동을 저감시킬 수 있다. 따라서, 작업자의 부담을 경감시킬 수 있다.

또한, 상기 모터 제어부는, 상기 하물 작용부가 상기 작업자의 적어도 얼굴 앞을 통과할 때는, 상기 권상 속도를 상기 하물 작용부가 상기 얼굴에 도달할 때까지의 권상 속도보다도 저감하면 바람직하다.

이러한 구성으로 하면, 작업자의 얼굴 앞을 하물이 통과할 때에는 하물의 이동 속도를 저감시킬 수 있으므로, 작업자가 받는 공포감을 경감시키는 것이 가능해진다.

또한, 상기 모터 제어부는, 상기 하물 작용부와 상기 아암부의 선단부의 거리가 미리 설정된 거리 이하로 된 경우에, 상기 권상용 모터를 정지시키면 바람직하다.

이러한 구성으로 하면, 권상용 모터에 의한 와이어의 과잉의 권상을 방지할 수 있다. 따라서, 어시스트 슈트의 고장을 미연에 방지하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 권상량 검출부는, 상기 하물 작용부와 상기 아암부의 선단부의 거리가 상기 미리 설정된 거리 이하로 되어 상기 권상용 모터가 정지된 경우에, 상기 와이어의 권상량의 검출값을 캘리브레이션하면 바람직하다.

이러한 구성으로 하면, 하물 작용부와 아암부의 선단부의 거리가 미리 설정된 거리가 되었을 때를 기준으로, 권상량 검출부를 캘리브레이션하는 것이 가능해진다. 따라서, 권상량 검출부가, 와이어의 권상량을 고정밀도로 검출하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 모터 제어부는, 상기 하물의 중량과 상관없이, 상기 권상량에 기초하는 상기 권상 속도를 유지하면 바람직하다.

이러한 구성으로 하면, 하물의 중량과 상관없이 하물의 들어올리기 속도를 소기의 속도로 할 수 있으므로, 작업자에게 위화감을 주지 않고 할 수 있다. 또한, 하물의 중량과 상관없이, 효율적으로 작업을 행하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 모터 제어부는, 상기 권상 속도가 미리 설정된 허용 속도로부터 일탈하면서, 또한 상기 권상용 모터의 출력 토크가 미리 설정된 허용 토크로부터 일탈한 경우에, 상기 권상용 모터를 정지하면 바람직하다.

이러한 구성으로 하면, 와이어의 권상 시에, 예를 들어 어떠한 이물이 어시스트 슈트의 가동부에 혼입되거나, 말려들거나 하여 권상 속도가 급저하되는 동시에 권상용 모터의 출력 토크가 급상승한 경우는 권상용 모터를 정지할 수 있다. 따라서, 그 상태에서 이물을 제거하거나, 권상용 모터를 역회전시켜 이물을 제거하거나 하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 본체부로부터 상기 작업자의 측방을 통하여 대퇴부까지 연장되고, 당해 연장된 위치로부터 상기 대퇴부의 전측부에 맞닿음 가능하게 설치되는 다리 작용부와, 상기 작업자의 지시에 따라 상기 다리 작용부가 상기 전측부에 작용하는 하중을 조절하는 다리부용 모터를 구비하고, 상기 다리 작용부는, 상기 작업자가 구부린 상태의 무릎부를 펼 때에 상기 전측부를 가압하면 바람직하다.

이러한 구성으로 하면, 작업자가 하물을 들어올릴 때, 대퇴부의 전측부를 가압하여, 구부린 무릎부를 펴기 쉽게 할 수 있다. 따라서, 작업자의 무릎부에 대한 부담을 경감시키는 것이 가능해진다.

본 발명에 관한 어시스트 슈트는, 작업자가 등에 메는 위치에 배치되는 본체부와, 상기 본체부로부터 상기 작업자의 측방을 통하여 대퇴부까지 연장되고, 당해 연장된 위치로부터 상기 대퇴부의 전측부에 맞닿음 가능하게 설치되는 다리 작용부와, 상기 작업자의 지시에 따라 상기 다리 작용부가 상기 전측부에 작용하는 하중을 조절하는 다리부용 모터와, 상기 작업자의 몸통체와 상기 대퇴부가 이루는 각의 각도를 검출하는 검출부와, 상기 본체부에 설치되고, 검출된 상기 각도에 기초하여 상기 다리부용 모터의 출력 토크를 제어하는 모터 제어부를 구비한다.

이러한 특징 구성으로 하면, 작업자의 몸통체와 대퇴부가 이루는 각의 각도에 기초하여 무릎부의 전측부를 가압하는 하중을 변경할 수 있으므로, 작업자에게 위화감을 주지 않고 작업자의 무릎부의 전측부를 가압하는 것이 가능해진다. 따라서, 작업자의 움직임에 맞추어서 작업자의 일어서기 동작을 보조하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 다리 작용부는, 상기 작업자가 구부린 상태의 무릎부를 펼 때에 상기 전측부를 가압하면 바람직하다.

이러한 구성으로 하면, 작업자가 하물을 들어올릴 때 대퇴부의 전측부를 가압하여, 구부린 무릎부를 펴기 쉽게 할 수 있다. 따라서, 작업자의 무릎부에 대한 부담을 경감시키는 것이 가능해진다.

또한, 상기 모터 제어부는, 상기 작업자가 손에 드는 하물의 중량과 상관없이, 상기 각도에 기초하는 상기 출력 토크를 유지하면 바람직하다.

이러한 구성으로 하면, 하물의 중량과 상관없이 작업자의 무릎부의 전측부를 가압할 수 있으므로, 작업자에게 위화감을 주지 않고 할 수 있다. 또한, 하물의 중량과 상관없이, 효율적으로 작업을 행하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 모터 제어부는, 상기 다리부용 모터의 출력 토크가 미리 설정된 허용 토크로부터 일탈한 경우에, 상기 다리부용 모터를 정지하면 바람직하다.

이러한 구성으로 하면, 작업자의 무릎부의 전측부를 가압하고 있을 때에, 예를 들어 어떠한 이물이 어시스트 슈트의 가동부에 혼입되거나, 말려들거나 하여 다리부용 모터의 출력 토크가 급상승한 경우에는 다리부용 모터를 정지할 수 있다. 따라서, 그 상태에서 이물을 제거하거나, 다리부용 모터를 역회전시켜 이물을 제거하거나 하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 검출부는, 상기 본체부에 대하여 상기 다리 작용부가 회전하는 회전축에 설치된 포텐시오미터로 구성하는 것이 가능하다.

이러한 구성으로 하면, 간소한 구성으로 작업자의 무릎부의 굽힘 상태를 정확하게 검출할 수 있다. 이러한 포텐시오미터의 검출 결과에 기초하여 다리부용 모터의 출력 토크를 제어함으로써, 작업자에게 위화감을 주지 않고, 작업자의 움직임에 맞게 무릎부의 전측부를 가압하는 것이 가능해진다.

또한, 상기 본체부로부터 상기 작업자의 헤드부를 넘어, 상기 작업자의 전방 위치까지 연장한다

아암부와, 상기 아암부의 선단부로부터 와이어로 끌어내려져, 상기 작업자가 손으로 하물을 보유 지지할 때에 상기 하물을 지지하는 하물 작용부와, 상기 본체부에 설치되고, 상기 작업자의 지시에 따라 상기 와이어를 감아 올리는 권상용 모터를 구비하면 바람직하다.

이러한 구성으로 하면, 어시스트 슈트를 사용하여 하물을 들어올리기 쉽게 하는 것이 가능해진다.

도 1은 어시스트 슈트의 측면도이다.
도 2는 어시스트 슈트의 배면도이다.
도 3은 어시스트 슈트의 정면도이다.
도 4는 어시스트 슈트의 상면도이다.
도 5는 다리 작용부의 분해 사시도이다.
도 6은 하물의 들어올리기 상황을 도시하는 설명도이다.
도 7은 다른 실시 형태의 풀리를 도시하는 상면도이다.
도 8은 다른 실시 형태의 풀리를 도시하는 상면도이다.
도 9는 작업자가 장착한 상태에서의 어시스트 슈트의 측면도이다.
도 10은 작업자가 장착한 상태에서의 어시스트 슈트의 배면도이다.
도 11은 어시스트 슈트를 이용한 하물의 들어올리기에 대하여 도시하는 도면이다.
도 12는 어시스트 슈트를 이용한 하물의 들어올리기에 대하여 도시하는 도면이다.
도 13은 몸통체와 대퇴부가 이루는 각의 각도와 다리 작용부의 가압력의 관계를 도시하는 도면이다.
도 14는 하물의 위치와 권상 속도의 관계를 도시하는 도면이다.

〔제1 실시 형태〕

이하에 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

또한, 설명 중에 있어서의 「상」, 「하」, 「전」, 「후」, 「좌」, 「우」의 표기는, 특별히 설명이 없는 한, 당해 어시스트 슈트 S를 등에 장착한 작업자에 있어서의 방향에 기초한 『어시스트 슈트 S의 방향』을 의미하는 것이다.

또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 어시스트 슈트 S의 적시 부분에는, 합성 수지나 금속의 커버 부재가 설치되고, 가동 부분이나, 보호가 필요한 부분을 덮도록 구성되어 있다.

도 1 내지 4는, 본 발명의 어시스트 슈트의 하나의 실시 형태를 나타내는 것으로, 어시스트 슈트 S는, 작업자의 배면을 따르게 하여 장착 가능한 편평 형상의 본체부(1)와, 본체부(1)로부터 연장되어 작업자의 다리부를 하방으로 가압함으로써 일어서기 동작의 어시스트가 가능한 우측 및 좌측의 다리 작용부(2)와, 본체부(1)로부터 작업자를 넘어 전방으로 연장되어 하물을 보유 지지하기 위한 것으로 작업자가 손으로 들고 조작하는 우측 및 좌측의 하물 작용부(3)와, 상기 다리 작용부(2)나 하물 작용부(3)를 구동하는 구동 수단 M과, 구동 수단 M 등에 전기를 공급 가능한 배터리(전원 장치에 상당) V와, 구동 수단 M의 구동을 컨트롤하는 컨트롤 유닛(제어 장치에 상당) C를 구비하여 구성되어 있다.

작업자에 대한 어시스트 슈트 S의 장착은, 후술하는 바와 같이 본체부(1)에 구비한 허리 벨트(설치 벨트부에 상당)(4)와, 어깨 벨트(5)를 사용하여 실시할 수 있다(도 1, 도 4 참조).

본체부(1)는 도 2, 도 3에 도시한 바와 같이, 좌우로 간격을 두고 병설한 좌우 1쌍의 금속 파이프제 종프레임(6)과, 이들 1쌍의 종프레임(6)의 상하 중간부 및 하부에 걸쳐 각각 연결된 금속판제 횡프레임(7)을 구비하여, 편평한 프레임상의 일체물로서 구성되어 있다. 종프레임(6)과 횡프레임(7)의 일체 방법은, 예를 들어 용접이나 볼트 연결 등의 수단을 채용할 수 있다.

작업자에게 어시스트 슈트 S를 장착한 상태에서는, 1쌍의 종프레임(6)과, 1쌍의 횡프레임(7)으로 구성되는 직사각형을 포함하는 가상의 편평면 F가, 작업자의 배면을 따르게 된다(도 1 참조).

양 종프레임(6)은, 상하 중간부부터 하단까지의 종프레임 본체(6A)와, 종프레임 본체(6A)부터 상단까지 연장된 아암부(6B)를 구비하여 구성되어 있다.

종프레임 본체(6A)는, 좌우의 각 파이프가 대략 평행하게 배치되어 있는 것에 비하여, 아암부(6B)는, 양쪽의 상단이 전방 좌우 상방측으로 연장되어 확장되는 경사 상태로 형성되어 있다. 즉, 종프레임(6)은, 전장으로는 『く』의 글자 형상의 선형으로 형성되어 있다(도 1 내지 3 참조).

종프레임 본체(6A)의 횡간격은, 작업자의 어깨 넓이보다 좁게(예를 들어, 어깨 넓이의 절반) 설정되어 있다. 또한, 아암부(6B) 상단부에서의 횡간격은, 작업자의 어깨 넓이보다 넓게(예를 들어, 어깨 넓이의 2배) 설정되어 있다(도 2 참조).

평면에서 보면 상단부의 전후 위치는, 작업자의 어깨 위치보다도 전방으로 연장된 위치(예를 들어, 작업자의 발끝 라인 바로 위)에 설정되어 있다(도 1 참조).

양 아암부(6B)의 상단부에는 풀리부 P가 각각 개별로 설치되어 있다.

풀리부 P는, 풀리 본체 Pa와, 풀리 본체 Pa를 풀리 축심 Px 주위로 회전 가능하게 지지하는 풀리 지지체 Pb를 설치하여 구성되어 있고, 풀리 지지체 Pb가 아암부(6B)에 고정되어 있다.

이 풀리부 P를 통해 수하된 조작 와이어 W의 하단에 하물 작용부(3)가 각각 설치되어 있다.

풀리 본체 Pa는, 풀리 축심 Px가, 아암부(6B)의 상단측에서의 통 축심(6x) 방향에 대하여, 상면에서 보아 직교(또는 거의 직교)하면서, 또한 정면에서 보아 수평(또는 거의 수평)이 되도록, 아암부(6B)에 고정되어 있다(도 4 참조).

횡프레임(7)은, 평판의 외주연부를 플랜지상으로 굴곡 형성함으로써, 전체적인 단면 계수를 증가시켜, 굽힘 강성의 향상이 도모되어 있다(도 5 참조).

상하 양 횡프레임(7) 중 위에 배치되어 있는 제1 횡프레임(7A)에는, 도 1에 도시한 바와 같이 하물 작용부(3)를 승강 구동시키는 전동 윈치(승강 장치에 상당) M1이 설치되어 있다.

전동 윈치 M1은, 모터나 전동부의 축심이 본체부(1)의 편평면 F를 따르도록 형성되어 있음으로써 박형 설계가 가능해져, 본체부(1)로부터 후방으로의 돌출 치수를 가능한 한 감소시키고 있다.

전동 윈치 M1에는, 상술한 조작 와이어 W의 기단부가 연결되어 있다. 그리고, 전동 윈치 M1은, 하물 작용부(3)에 구비한 스위치(22)의 조작에 의해 권취 구동(또는 풀어내기 구동)할 수 있도록 형성되어 있다.

즉, 전동 윈치 M1에 의해 조작 와이어 W를 권취 구동(또는 풀어내기 구동)시키는 데 수반하여, 선단부에 설치된 하물 작용부(3)가 상승(또는 하강)한다.

상하 양 횡프레임(7) 중 아래에 배치되어 있는 제2 횡프레임(7B)에는, 도 2에 도시한 바와 같이 좌우의 다리 작용부(2)가 각각 개별로 설치되어 있다.

제2 횡프레임(7B)에는, 좌우 방향으로 간격을 둔 복수의 볼트 설치 구멍(8)이, 상하 2단으로 형성되어 있다. 이들 복수의 볼트 설치 구멍(8) 중으로부터 다리 작용부(2)를 설치하기 위한 볼트 설치 구멍(8)을 임의로 선택할 수 있어, 좌우의 다리 작용부(2)끼리의 간격을 조정하는데, 예를 들어 사용하는 작업자의 허리 폭이나 발 간격에 맞게, 좌우의 다리 작용부(2)를 적절하게 배치할 수 있다.

이와 관련하여, 당해 실시 형태에 있어서는, 볼트 설치 구멍(8)은, 좌우 10열, 상하 2단의 합계 20구멍 구비되어 있다(도 5 참조). 그리고, 한쪽의 다리 작용부(2)당 좌우 2열, 상하 2단의 합계 4개의 볼트(좌우의 다리 작용부(2)에서 합계 8개)를 사용하여, 제2 횡프레임(7B)에 대하여 다리 작용부(2)가 설치되어 있다.

또한, 제2 횡프레임(7B)의 상하측 플랜지에는, 도 3에 도시한 바와 같이 브래킷(9)이 설치되어 있고, 이 브래킷(9)에 대하여, 배터리 V가 고정되어 있다. 배터리 V는 제2 횡프레임(7B)의 후면측에 위치하도록 설치되어 있다.

상기 제1 횡프레임(7A)과 제2 횡프레임(7B) 사이의 공간에는 상기 컨트롤 유닛 C가 배치되어 있다. 컨트롤 유닛 C는 외형이 편평한 박형 직사각형 박스 형상으로 구성되어 있다. 컨트롤 유닛 C는, 편평면이 본체부(1)의 편평면 F를 따르는 자세로, 종프레임(6)에 구비한 브래킷(10)을 통하여 종프레임(6)에 설치되어 있다.

이와 같이, 당해 실시 형태의 어시스트 슈트 S에 있어서는, 본체부(1)의 후면측에, 본체부(1)의 종방향으로, 위부터 아래로, 전동 윈치 M1, 컨트롤 유닛 C, 배터리 V의 순서로 각각이 설치되어 있다. 따라서, 전동 윈치 M1이나 컨트롤 유닛 C나 배터리 V를, 본체부(1)의 후면측에, 전후 방향으로 겹쳐 배치하는 것에 비하여 박형으로 구성할 수 있다(도 1 참조). 나아가, 종방향으로 인접시켜 배치되어 있기 때문에, 본체부(1)의 횡폭 치수를 적게 할 수 있다(도 2 참조). 그 결과, 전체적인 콤팩트화가 실현되어 부피가 늘지 않기 때문에, 작업자가 당해 어시스트 슈트 S를 등에 장착해도 움직이기 쉽다.

또한, 당해 어시스트 슈트 S의 장착 상태에 있어서는, 전동 윈치 M1, 컨트롤 유닛 C, 배터리 V는, 작업자의 목과 넓적다리 사이의 높이 범위에 위치하도록 배치되어 있다. 따라서, 어시스트 슈트 S의 무게 중심이, 작업자의 무게 중심의 근방에 위치하기 쉬워, 장착 상태의 작업자가 위화감 없이 돌아다닐 수 있다.

또한, 전동 윈치 M1은, 컨트롤 유닛 C나 배터리 V보다 상방측에 배치되어 있기 때문에, 조작 와이어 W의 경로로서 하물 작용부(3)까지의 거리를 단축할 수 있어, 와이어량의 삭감을 도모할 수 있다.

나아가, 당해 어시스트 슈트 S의 중추가 되는 컨트롤 유닛 C는, 상방을 전동 윈치 M1로, 하방을 배터리 V로 각각 가드하고 있기 때문에, 타물과의 충돌에 의한 파손을 방어하기 쉬워, 정상적인 기기 제어를 유지할 수 있다.

배터리 V는, 전동 윈치 M1, 컨트롤 유닛 C 및 후술하는 다리 작용부(2)를 요동 구동시키는 좌우 1쌍의 전동 모터 M2, 센서류(도시하지 않음) 등에 대하여 전기의 공급을 행할 수 있도록 구성되어 있다.

컨트롤 유닛 C는, 하물 작용부(3)의 스위치(22)나, 센서류로부터의 신호를 받아, 각각에 대응하는 구동 수단 M의 구동 제어를 행할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 당해 실시 형태의 어시스트 슈트 S에 있어서는, 컨트롤 유닛 C는, 전동 윈치 M1이나 좌우 1쌍의 전동 모터 M2 등을 포함하는 구동 수단 M을 연결하는 삼각형의 내측 범위에 배치되어 있기 때문에(도 2 참조), 각 구동 수단 M과 컨트롤 유닛 C의 이격 거리를 최단으로 할 수 있다. 그 결과, 배선이 짧아져, 배선에 대한 노이즈 대책이 용이해짐과 함께, 배선의 쇼트나 단선의 리스크를 억제하기 쉬워진다.

다리 작용부(2)는 도 5에 도시한 바와 같이 상면에서 본 형상이 『L』자 형상인 허리부 프레임(2A)과, 허리부 프레임(2A)의 전단부에, 횡축심 X 주위로 전후 방향으로 요동 가능하게 지지된 요동 아암부(2B)와, 요동 아암부(2B)의 선단측 부분에 설치되어 작업자의 넓적다리의 앞부분에 맞닿음 가능한 맞닿음부(2C)를 구비하여 구성되어 있다.

허리부 프레임(2A)은, 『L』자 형상의 기단측의 1변 부분에는, 상술한 바와 같이 제2 횡프레임(7B)에 대한 복수의 설치용 볼트 삽입 관통 구멍(11)이 형성되어 있다. 또한, 『L』자 형상의 선단측의 1변 부분은, 요동 아암부(2B)를 횡축심 X 주위로 요동 구동시키는 기어 박스(12)가 내장되어 있다.

또한, 기어 박스(12)의 후방측에는, 요동 아암부(2B)의 구동용 전동 모터 M2가 연속 설치되어 있다. 전동 모터 M2는 회전 축심 Y가 전후 방향을 따르는 상태로 설치되어 있다.

그리고, 전동 모터 M2의 회전력은, 기어 박스(12)를 경유함으로써, 횡축심 X주위의 회전력으로서 변환되어 요동 아암부(2B)에 감속 상태로 전달된다.

전동 모터 M2는, 허리부 프레임(2A)에 형성된 창부(13)에 삽입 관통된 상태로 설치되어 있고, 서로의 스페이스를 공용함으로써, 공간 절약화가 도모되고 있다.

또한, 당해 실시 형태의 어시스트 슈트 S에 있어서는, 허리부 프레임(2A)을, 상하로 간격을 두고 병설한 2개의 프레임 부재로 구성하고, 이들 프레임 부재 사이의 공간을 창부(13)로서 구성되어 있다.

기어 박스(12)는 입력측에 1쌍의 베벨 기어(12a)를 사용하여 회전 축심 방향의 변환을 도모함과 함께, 그것으로부터 출력측에는 복수의 평기어(12b)를 평행하게 조합하여 전체를 박형으로 형성하고 있다. 허리부 프레임(2A)과 기어 박스(12)의 겸용화 및 기어 박스(12) 그 자체의 콤팩트화에 의해, 허리부 프레임(2A) 전체적인 공간 절약화가 도모되고 있다.

기어 박스(12)의 출력측 말단의 평기어(12c)는, 원주 방향에서의 약 반주 부분이 제거된 형상으로 형성되어 있고, 원주 방향에서의 외주 양단부가, 스토퍼(14)에 대하여 맞닿음으로써, 그 이상의 회전이 저지된다.

따라서, 출력측 말단의 평기어(12c)에 일체 연결된 요동 아암부(2B)도, 횡축심 X 주위로 약 반회전뿐인 회전이 허용된다.

그 결과, 기어에 대한 경량화와 기능의 겸용화를 도모할 수 있다.

요동 아암부(2B)는, 평기어(12c)의 회전축에 일체 회전 가능하게 설치된 대략 원판상의 아암 기단부(2Ba)와, 아암 기단부(2Ba)로부터 그 직경 방향을 따라 연장되는 아암 선단부(2Bb)를 구비하여 구성되어 있다. 따라서, 요동 아암부(2B)는 본체부(1)에 대하여, 허리부 프레임(2A)을 통하여 횡축심 X보다 하방측에서 횡축심 X 주위로 전후 요동 가능하게 지지되어 있다.

아암 기단부(2Ba)의 위치는, 당해 어시스트 슈트 S를 장착한 작업자의 양측방이면서, 또한 작업자의 허리 부분의 조금 전방에 위치하도록 설정되어 있다(도 1 참조).

또한, 아암 기단부(2Ba)에는, 그 외주부의 일부에, 아암 기단부(2Ba)의 직경 방향을 따르는 상태로 피봇축(다리 작용부 전환 기구의 일례)(15)이 설치되어 있고, 이 피봇축(15)을 통하여, 아암 선단부(2Bb)가 피봇축(15) 주위로 요동 가능하게 연결되어 있다.

아암 기단부(2Ba)에 대한 아암 선단부(2Bb)의 요동 범위는, 아암 기단부(2Ba)를 포함하는 가상 종면으로부터 횡외방의 범위에만 제한되어 있다(도 3 참조). 또한, 피봇축(15)에 밖에서 끼움 상태로 설치되어 있는 코일 스프링 K에 의해, 아암 선단부(2Bb)는 상기 가상 종면을 따르는 요동 한계 위치에 압박되어 있으며, 통상 시에는 요동 한계 위치에 위치하고 있다.

코일 스프링 K의 탄성 압박력은 작업자의 움직임을 저해하지 않을 정도의 작은 값으로 설정되어 있다.

이 아암 선단부(2Bb)가, 도 3에 도시한 바와 같이 요동 한계 위치에 있는 상태(도면 중의 실선 표시)를 「작용 상태」라고 하고, 횡외방으로 요동시키고 있는 상태(도면 중의 일점쇄선 표시)를 「비작용 상태」라고 한다.

작용 상태에 있어서는, 아암 선단부(2Bb)의 선단에 설치한 맞닿음부(2C)가, 당해 어시스트 슈트 S를 장착한 작업자의 넓적다리에 맞닿을 수 있는 상태에 있어, 작업자의 일어서기 동작을 어시스트하는 것이 가능해진다.

비작용 상태에 있어서는, 맞닿음부(2C)가, 작용자의 넓적다리의 횡외방으로 후퇴하는 상태에 있어, 어시스트 슈트 S의 탈착 시에 원활하게 행할 수 있게 된다.

아암 선단부(2Bb)는, 도 5에 도시한 바와 같이 선단측일수록 폭이 좁아지는 홈형재(예를 들어, 홈형강)로 구성되어 있고, 상기 맞닿음부(2C)를 설치하는 설치부(자세 변경 기구의 일례)(16)가 선단측에 설치되어 있다.

설치부(16)는 아암 선단부(2Bb)의 길이 방향으로 간격을 두고 형성한 2개의 볼트 삽입 통과 구멍(16A, 16B)으로 구성되어 있다.

당해 실시 형태에 있어서는, 선단측의 볼트 삽입 관통 구멍(16A)은, 둥근 구멍으로 구성되어 있고, 다른 쪽의 볼트 삽입 관통 구멍(16B)은, 참조 부호 16A의 볼트 삽입 관통 구멍을 중심으로 한 원호 형상의 긴 구멍으로 구성되어 있다.

따라서, 2개의 볼트 삽입 관통 구멍(16A, 16B)에 볼트를 삽입 관통하여 설치하는 맞닿음부(2C)를, 다른 쪽의 볼트 삽입 관통 구멍(16B)의 긴 구멍 범위 내에서 자세 조정할 수 있어, 작업자의 체형에 맞게 맞닿음부(2C)를 어저스트할 수 있다.

맞닿음부(2C)는, 설치부(16)를 따르게 하여 볼트 연결 가능한 대판상의 피설치부(17)와, 넓적다리의 앞 표면에 맞닿게 하는 만곡 형상의 맞닿음면부(18)를 일체로 구비하여 구성되어 있다.

피설치부(17)에는 아암 선단부(2Bb)의 2개의 볼트 삽입 관통 구멍(16A, 16B)의 피치에 맞게 길이 방향으로 간격을 두고 4개의 볼트 삽입 관통 구멍(위치 변경 기구의 일례)(17A)이 형성되어 있다.

이들 4개의 볼트 삽입 관통 구멍(17A) 중 아암 선단부(2Bb)의 볼트 삽입 관통 구멍(16A, 16B)에 대향시켜 볼트 연결하는 1쌍을 임의로 선택할 수 있고, 그것에 수반하여, 아암 선단부(2Bb)에 대한 맞닿음부(2C)의 설치 위치를, 아암 길이 방향을 따라 변경하는 것이 가능해진다. 그 결과, 요동 아암부(2B)의 회전 축심이 되는 횡축심 X에 대한 맞닿음부(2C)의 이격 거리를 변경 조정할 수 있다.

따라서, 작업자의 체형에 맞게 맞닿음부(2C)를 어저스트할 수 있다.

또한, 당해 실시 형태의 어시스트 슈트 S에 있어서는, 상기 횡축심 X와 맞닿음부(2C)의 이격 거리를 변경 조정하는 위치 변경 기구(볼트 삽입 관통 구멍(17A))를, 요동 기단측의 아암 선단부(2Bb)가 아니고, 요동 선단측에 위치하는 피설치부(17)에 형성한 것으로, 맞닿음부(2C)의 요동 반경으로부터 요동 선단측으로 아암 선단부(2Bb)의 선단부가 돌출된 상태로 되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 허리부 프레임(2A), 요동 아암부(2B) 및 맞닿음부(2C) 등, 큰 면 부분에는 창부(13)를 형성함으로써, 사용재량의 삭감 및 전체 중량의 경감이 가능해져, 그 결과, 어시스트 슈트 S의 비용 저감 및 장착 작업자에 대한 부담 경감에 의한 취급성의 향상을 실현할 수 있게 된다.

하물 작용부(3)는 전술한 바와 같이 기단부가 전동 윈치 M1에 연결된 좌우 1쌍의 조작 와이어 W의 선단부에 각각 설치되어 있다.

조작 와이어 W는, 도 2에 도시한 바와 같이 이너 와이어 Wa와, 그 외주부를 미끄럼 이동 가능하게 둘러싸는 아우터 튜브 Wb를 구비하여 구성되어 있다.

아우터 튜브 Wb는, 이너 와이어 Wa의 전장 중 전동 윈치 M1과 아암부(6B) 선단의 풀리부 P 사이의 범위에만 설치되어 있다.

이너 와이어 Wa는, 기단부가 전동 윈치 M1에 연결되고, 중간부를 풀리 본체 Pa로 지지된 상태에서 수하하고, 선단부가 하물 작용부(3)에 연결되어 있다.

좌우의 각 하물 작용부(3)는 좌우 대칭 형상을 하고 있고, 금속제의 훅부(20)의 외면에 합성 수지제의 그립부(21)를 일체적으로 설치하여 구성되어 있다.

훅부(20)는 금속제의 판재를 절곡하여 구성되어 있고, 평판상의 상측부(20a)와, 상측부(20a)의 외측부로부터 하방으로 연장된 상하 방향의 평판상의 횡측부(20b)와, 횡측부(20b)의 하부로부터 내측으로 연장된 평판상의 하측부(20c)와, 하측부(20c)의 내측부로부터 비스듬히 상방으로 연장된 돌출부(20d)를 구비하여 구성되어 있다. 이너 와이어 Wa의 선단이, 훅부(20)의 상측부(20a)의 전후 중앙에 있어서의 내측부에 연결되어 있다.

그립부(21)는 합성 수지제이며, 수평면상의 제1 상측부(21a)와, 제1 상측부(21a)로부터 비스듬히 후방으로 내려가는 경사면상의 제2 상측부(21b)와(도 1 참조), 제1 및 제2 상측부(21a, 21b)의 외측부로부터 하방으로 연장된 상하 방향에서 횡외측으로 조금 부풀어 오른 형상의 횡측부(21c)와, 제2 상측부(21b)에 형성된 노치부(21d)를 구비하여 구성되어 있다.

그립부(21)의 제1 및 제2 상측부(21a, 21b)가 훅부(20)의 상측부(20a)에 설치되고(접착되고), 그립부(21)의 횡측부(21c)가 훅부(20)의 횡측부(20b)에 설치되어 있고(접착되어 있고), 와이어(18)가 그립부(21)의 노치부(21d)를 통해 있다.

그립부(21)의 제1 상측부(21a)에는, 누름 버튼 형식의 상승 조작용(또는 하강 조작용)의 스위치(22)가 구비되어 있다.

당해 실시 형태의 어시스트 슈트 S에 있어서는, 우측의 그립부(21)의 스위치(22)는 상승 조작용으로서 구성되고, 좌측의 그립부(21)의 스위치(22)는 하강 조작용으로서 구성되어 있다.

또한, 스위치(22)는 도면에는 도시하지 않은 케이블에 의해 컨트롤 유닛 C에 전기적으로 접속되어 있고, 각 스위치(22)의 조작 신호를 송신할 수 있도록 구성되어 있다.

훅부(20)의 하측부(20c)를, 도 6에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 하물 N에 건 상태에서, 스위치(22)를 조작함으로써, 상승(또는 하강)시킬 수 있다.

허리 벨트(4)는 도 4에 도시한 바와 같이 허리부 프레임(2A)을 통하여 본체부(1)에 설치되어 있다. 작업자의 허리 부분을 둘러싸는 상태로 장착 가능하게 구성되어 있다.

구체적으로는, 허리 벨트(4)는 허리 부분의 후면 부분으로부터 좌우 양측면 부분에 이르는 후측 둘레부(4A)와, 허리 부분의 좌면 부분으로부터 전체면 부분에 이르는 좌측 둘레부(4B)와, 허리 부분의 우면 부분으로부터 전체면 부분에 이르는 우측 둘레부(4C)와, 좌측 둘레부(4B)의 전단과 우측 둘레부(4C)의 전단을 착탈 가능한 버클부(4D)를 구비하여 구성되어 있고, 버클부(4D)에 구비한 벨트 길이 조정 기구(도시하지 않음)에 의해, 작업자의 허리 둘레에 맞추어서 벨트의 길이를 조정할 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 허리 벨트(4)의 각 부(후측 둘레부(4A), 좌측 둘레부(4B), 우측 둘레부(4C))의 내주부에는, 허리 둘레부에 맞닿음 가능한 패드(23)가, 각각 일체로 설치되어 있다.

그리고, 후측 둘레부(4A)와 좌측 둘레부(4B)의 연결부 및 후측 둘레부(4A)와 우측 둘레부(4C)의 연결부에는, 각각 버클 방식으로 벨트의 길이를 조정할 수 있는 벨트 길이 조정 기구(위치 변경 기구의 일례)(24)가 구비되어 있다.

이 벨트 길이 조정 기구(24)가 설치되어 있음으로써, 좌측 둘레부(4B)와 우측 둘레부(4C)에 각각 설치되어 있는 패드(23)를, 장착 대상의 작업자의 체격에 맞게, 작업자의 양 옆구리부의 최적의 개소에 위치시킬 수 있다.

어깨 벨트(5)는 도 1에 도시한 바와 같이 좌우에 각각 설치되어 있고, 상단부는 제1 횡프레임(7A)에 설치되어 있고, 하단부는 허리 벨트(4)의 후측 둘레부(4A)에 설치되어 있다.

이들 허리 벨트(4)와 어깨 벨트(5)에 의해, 어시스트 슈트 S를 작업자의 등에 안정된 상태로 장착할 수 있다.

어시스트 슈트 S 및 하물 N의 중량은, 허리 벨트(4)를 통하여 주로 작업자의 허리부에 작용하고, 이 허리부에 의해 안정적으로 지지된다.

또한, 어깨 벨트(5)는 주로 본체부(1)가 작업자의 등부로부터 후방으로 이격되려는 상태를 방지하는 기능을 발휘한다.

이어서, 당해 어시스트 슈트 S를 장착한 작업자에 의한 하물 N을 들어올리기 수순에 대하여, 그 일례를 설명한다.

[1] 하물 N이 바닥 위의 낮은 위치에 놓여 있는 경우, 작업자는, 웅크린 자세를 취하여, 하물 작업부(3)를 하물 N에 걸게 한다.

그 때, 요동 아암부(2B)의 선단측에 설치되어 있는 맞닿음부(2C)는, 작업자의 넓적다리에 의해 밀려올라가기 때문에, 도 6에 도시한 바와 같이 요동 아암부(2B)의 전체가, 횡축심 X 주위로 후측으로부터 전상방측으로 요동한 상태로 되어 있다.

이와 관련하여, 컨트롤 유닛 C에는, 도면에는 도시하지 않은 센서로부터 요동 아암부(2B)의 요동 상태를 나타내는 신호가 송신되고 있다.

[2] 작업자가 하물 작용부(3)의 상승용 스위치(22)를 온 조작한다.

그 때, 컨트롤러 유닛 C는, 전동 윈치 M1에 권상 명령을 내리기 전에, 전동 모터 M2에 회전 명령을 내려, 요동 아암부(2B)를 원래대로인 세로 자세가 되도록 요동 제어한다. 그것에 수반하여, 맞닿음부(2C)가 작업자의 넓적다리를 꽉 눌러, 그 맞닿음력을 반력으로 하면서, 전동 모터 M2의 회전력은, 어시스트 슈트 S를 들어올리는 방향으로 작용한다. 따라서, 허리 벨트(4)를 통하여 작업자의 허리에 들어올리는 힘이 작용하여, 작업자의 일어서기를 어시스트할 수 있다(도 6 참조).

[3] 작업자가 일어서면, 전동 모터 M2 대신 전동 윈치 M1이 구동하여, 하물 N을 들어올릴 수 있다.

본 실시 형태의 어시스트 슈트 S에 의하면, 어시스트 슈트 S를 콤팩트하게 형성할 수 있기 때문에, 장착한 작업자가 움직이기 쉬워지면서, 또한 어시스트 슈트 S의 경량화나, 장착하기 쉬운 구조의 채용이나, 작업자의 체격에 맞게 최적의 장착 상태로 할 수 있는 어저스트 구조의 채용에 의해, 작업자에 대한 부담을 보다 경감시킬 수 있어, 어시스트 슈트 S 본래의 작용 「작은 힘으로 하물의 올리고 내리기를 행할 수 있다」를 원활하게 실천할 수 있다.

그 결과, 힘이 약한 작업자라도, 하물의 올리고 내리기 작업을 편하게 실시하는 것이 가능해진다.

〔제1 실시 형태의 다른 실시 형태〕

이하에 다른 실시 형태를 설명한다.

<1> 풀리부 P는, 앞선 실시 형태에서 설명한 구성에 한정하는 것은 아니고, 이하와 같이 구성하는 것이어도 된다.

즉, 앞선 실시 형태에 있어서는, 풀리 본체 Pa는, 풀리 축심 Px가, 아암(6B)의 상단측에서의 통 축심(6x) 방향에 대하여, 상면에서 보아 직교(또는 거의 직교)하면서, 또한 정면에서 보아 수평(또는 거의 수평)이 되도록, 아암부(6B)에 고정되어 있었지만, 예를 들어 도 7에 도시한 바와 같이 풀리 축심 Px가, 어시스트 슈트 S의 횡외방측일수록 낮아지는 경사 상태로 하여 아암부(6B)에 고정되어 있어도 된다.

이 실시 형태의 경우에는, 대상이 되는 하물 N의 횡폭이, 아암부(6B) 상단부에서의 횡간격(좌우의 풀리부 P끼리의 간격)보다 작은 경우에 유효하고, 좌우의 이너 와이어 Wa가 하방측일수록 간격이 좁아지도록 경사지는 상황에서의 승강 구동이 된다.

즉, 경사진 이너 와이어 Wa에 대하여 풀리 축심 Px가 직교(또는 거의 직교)하게 되고, 풀리 본체 Pa의 외주 홈의 측면이 이너 와이어 Wa와 스치기 어려워져, 마모 방지의 효과를 기대할 수 있다.

또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 아암부(6B)의 상기 통 축심(6x) 주위로 풀리부 P를 회전할 수 있는 기구가 구비되어 있으면, 하물 N의 횡폭에 따라 풀리 축심 Px의 각도가 최적의 상태(이너 와이어 Wa에 대하여 풀리 축심 Px가 직교(또는 거의 직교)하는 상태)가 되도록 추종시키는 것이 가능해진다.

또한, 다른 실시 형태로서는, 도 8에 도시한 바와 같이 상면에서 보아, 풀리 축심 Px가, 좌우 방향을 따르는 상태로 풀리부 P가 구성되어 있어도 된다.

또한, 이 경우도, 풀리 축심 Px가, 정면에서 보아 수평(또는 거의 수평)이 되도록 풀리부 P를 구성하거나, 또는 풀리 축심 Px가, 정면에서 보아 어시스트 슈트 S의 횡외방측일수록 낮아지는 경사 상태로 되도록 풀리부 P를 구성하거나, 또는 아암부(6B)의 상기 통 축심(6x) 주위로 풀리부 P를 회전할 수 있는 기구가 설치되어 있어도 된다.

<2> 본체부(1)에 설치되는 승강 장치 M1과, 제어 장치 C와, 전원 장치 V는, 앞선 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 본체부(1)에 대한 병설 순서가, 위부터 하방으로, 승강 장치 M1, 제어 장치 C, 전원 장치 V의 순서가 되도록 설치되어 있는 구성에 한정하는 것은 아니다.

예를 들어, 상하 일렬로 병설하는 것 대신에, 배면에서 보아 「く」자 배열이 되도록 병설되어 있거나, 일부의 장치끼리 좌우 방향으로 배열되는 배치여도 된다.

요컨대, 승강 장치 M1과, 제어 장치 C와, 전원 장치 V가, 본체부(1)의 편평면 F를 따라 병설되어 있으면 되고, 그 병설 방향은 적절히 변경이 가능하다.

또한, 가령 상하 일렬로 병설하는 경우라도, 병설 순서는 위부터 하방으로, 승강 장치 M1, 제어 장치 C, 전원 장치 V의 순서에 한정하는 것은 아니며, 예를 들어 위부터 하방으로, 승강 장치 M1, 전원 장치 V, 제어 장치 C의 순서여도 된다.

<3> 위치 변경 기구(24)는 앞선 실시 형태에서 설명한 버클식의 벨트 길이 조정 기구로 구성한 것에 한하지 않고, 예를 들어 패드(23)에, 설치 벨트부(4)를 삽입 관통 가능한 삽입 관통부를 형성하고, 그 삽입 관통부에 설치 벨트부(4)를 삽입 관통시킴으로써, 패드(23)를 설치 벨트부(4)의 길이 방향을 따라 슬라이드 가능하게 설치하는 구조를 채용해도 된다.

또한, 다른 수단으로서는, 설치 벨트부(4)에, 패드(23)의 설치 위치를 변경 가능한 걸림부를 설치함으로써 실현해도 된다.

이 경우의 걸림부에는, 예를 들어 매직 테이프(등록 상표)나, 볼트 연결부나, 기타 공지의 걸림 구조를 채용할 수 있다.

요컨대, 위치 변경 기구(24)는 설치 벨트부(4)의 주위 방향에 있어서의 패드(23)의 설치 위치를 변경 가능한 구성이면 되고, 이들을 포함하여 위치 변경 기구라고 총칭한다.

<4> 다리 작용부 전환 기구(15)는 앞선 실시 형태에서 설명한 요동 아암부(2B)의 기단측에 피봇축을 설치하여 구성한 것에 한하지 않고, 예를 들어 요동 아암부(2B)의 선단부측에 피봇축(15)을 설치하여 구성되어 있어도 된다.

또한, 요동 아암부(2B)에 설치하는 것 대신에, 맞닿음부(2C)에 설치되어 있어도 된다.

요컨대, 맞닿음부(2C)를, 작업자의 넓적다리에 맞닿는 작용 상태와, 작업자의 넓적다리의 횡외방으로 후퇴하는 비작용 상태로 전환 가능하게 구성되어 있으면 되고, 이들을 포함하여 다리 작용부 전환 기구(15)라고 총칭한다.

<5> 위치 변경 기구(17A)는, 앞선 실시 형태에서 설명한 볼트 삽입 관통 구멍에 의해 구성한 것에 한하지 않고, 예를 들어 요동 아암부(2B)와 맞닿음부(2C)를, 요동 아암부(2B)의 길이 방향을 따라 슬라이드 가능하게 연결하는 슬라이드 연결 기구에 의해 구성되어 있어도 된다.

요컨대, 횡축심 X에 대한 맞닿음부(2C)의 이격 거리를 변경 조정 가능하게 구성되어 있으면 되고, 이들을 포함하여 위치 변경 기구(17A)라고 총칭한다.

<6> 자세 변경 기구(16)는 앞선 실시 형태에서 설명한 볼트 삽입 관통 구멍(둥근 구멍)(16A)과 볼트 삽입 관통 구멍(원호상의 긴 구멍)으로 구성된 설치부로 구성한 것에 한하지 않고, 예를 들어 요동 아암부(2B)와 맞닿음부(2C)를 각도 변경 가능하게 연결하는 유니버설 조인트로 구성되어 있어도 된다.

요컨대, 작업자의 넓적다리 표면과 맞닿음면부(18)의 면끼리 맞닿는 상태로 맞닿음부(2C)의 자세를 변경 조정 가능하게 구성되어 있으면 되고, 이들을 포함하여 자세 변경 기구(16)라고 총칭한다.

또한, 상술한 바와 같이, 도면과의 대조를 편리하게 하기 위하여 부호를 기재했지만, 해당 기입에 의해 본 발명은 첨부 도면의 구성에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 다양한 형태로 실시할 수 있는 것은 물론이다.

〔제2 실시 형태〕

본 발명에 관한 어시스트 슈트는, 작업자에 의한 하물의 적재 작업이나 적하 작업의 보조를 행하는 기능을 구비하여 구성된다. 이하, 본 실시 형태의 어시스트 슈트(101)에 대하여 설명한다.

도 9에는 작업자(200)에 장착된 본 실시 형태의 어시스트 슈트(101)의 측면도가 도시된다. 도 10에는 작업자(200)에 장착된 본 실시 형태의 어시스트 슈트(101)의 배면도가 도시된다. 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 어시스트 슈트(101)는 본체부(110), 아암부(111), 하물 작용부(112), 권상용 모터(113), 권상량 검출부(114), 회전수 검출부(115), 권상용 모터 제어부(116), 다리 작용부(117), 다리부용 모터(118), 검출부(120), 다리용 모터 제어부(121)를 구비하여 구성된다. 특히, 권상량 검출부(114), 회전수 검출부(115), 권상용 모터 제어부(116), 검출부(120), 다리용 모터 제어부(121)는 어시스트 슈트(200)의 구동 제어에 관한 여러가지의 처리를 행하기 위하여, CPU를 중핵 부재로서 하드웨어 또는 소프트웨어 혹은 그 양쪽으로 구축되어 있다.

본체부(110)는 작업자(200)가 등에 메는 위치에 배치된다. 본체부(110)에는 허리 벨트(102)와 어깨 벨트(103)가 부설된다. 본 실시 형태에서는, 어시스트 슈트(101)는 허리 벨트(102)에 의해 작업자(200)의 허리에 고정되고, 보조적으로 어깨 벨트(103)로 작업자(200)가 등에 메는 형태로 장착된다.

아암부(111)는 본체부(110)로부터 작업자(200)의 헤드부를 넘어, 작업자(200)의 전방 위치까지 연장되어 설치된다. 아암부(111)는 본체부(110)를 사이에 두도록 2개의 중공 파이프를 사용하여 구성된다. 본체부(110)로부터 연장되어, 작업자(200)의 헤드부 근방에 도달한 위치에서, 헤드부와의 접촉을 방지하도록 2개의 아암부(111)의 간격을 서서히 넓히면서, 작업자(200)의 헤드부보다도 전측을 향하여 연장된다.

하물 작용부(112)는 아암부(111)의 선단부(111A)로부터 와이어(131)로 끌어내려져, 작업자(200)가 손으로 하물을 보유 지지할 때에 당해 하물을 지지한다. 아암부(111)의 선단부(111A)에는 풀리(132)가 설치된다. 와이어(131)는 아암부(111)의 직경 방향 내측의 중공 부분을 통하여, 본체부(10)에 내장되는 윈치(41)로부터 연장된다. 이로 인해, 와이어(131)는 풀리(132)를 통하여 하방을 향하여 인출되어, 와이어(131)의 선단측에 하물 작용부(112)가 설치된다. 하물 작용부(112)는 2개의 아암부(111)의 각각으로부터 끌어내려지므로, 1쌍으로 구성된다. 하물 작용부(112)는 작업자(200)가 적재 작업이나 적하 작업을 행하는 하물의 손잡이 부분에 걸리게 하여 지지할 수 있도록 구성되어 있다.

권상용 모터(113)는 본체부(110)에 설치되고, 작업자(200)의 지시에 따라 와이어(131)를 감아 올린다. 권상용 모터(113)는 본체부(110)에 내장되어 있다. 작업자(200)의 지시는 하물 작용부(112)에 설치된 버튼(133)을 누름으로써 행하여진다. 예를 들어, 작업자(200)가 오른손으로 드는 하물 작용부(112)에 설치된 버튼(133)을 누름으로써 권상용 모터(113)가 와이어(131)를 감아 올리고, 왼손으로 드는 하물 작용부(112)에 설치된 버튼(133)을 누름으로써 권상용 모터(113)가 와이어(131)를 풀어내도록 구성하는 것이 가능하다. 물론, 오른손으로 드는 하물 작용부(112)에 설치된 버튼(133)을 누름으로써 권상용 모터(113)가 와이어(131)를 풀어내고, 왼손으로 드는 하물 작용부(112)에 설치된 버튼(133)을 누름으로써 권상용 모터(113)가 와이어(131)를 권상하도록 구성하는 것도 가능하다. 권상용 모터(113)는 본체부(110)에 설치되는 배터리(140)로부터 출력되는 전력을 동력원으로 하여 구동된다.

권상량 검출부(114)는 권상용 모터(113)에 의한 와이어(131)의 권상량을 검출한다. 와이어(131)의 권상량이란, 권상용 모터(113)에 의해 와이어(131)를 감아 올린 길이 및 풀어낸 길이이다. 상술한 바와 같이 와이어(131)에 선단측에는 하물 작용부(112)가 설치되어 있기 때문에, 이 권상량에 의해 하물 작용부(112)의 이동 거리를 검출할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 본체부(110)에 권상용 모터(113)의 회전수를 검출하는 회전수 검출부(115)가 설치되고, 권상량 검출부(114)는 회전수 검출부(115)에 의해 검출된 권상용 모터(113)의 회전수에 기초하여 와이어(131)의 권상량을 검출하고 있다. 이로 인해, 예를 들어 회전수 검출부(115)는 공지의 홀 소자 등을 사용하여 구성하면 바람직하다.

본 발명의 모터 제어부에 상당하는 권상용 모터 제어부(116)는 본체부(110)에 설치되고, 권상량에 기초하여 권상용 모터(113)의 권상 속도를 제어한다. 권상용 모터 제어부(116)는 상술한 배터리(140)로부터 출력되는 전력을 권상용 모터(113)에 공급한다. 이때, 권상량 검출부(114)에 의해 검출된 와이어(131)의 권상량에 따라 권상용 모터(113)에 공급하는 전력을 조정하여, 권상용 모터(113)의 회전수를 제어한다. 권상용 모터 제어부(116)에 의한 권상용 모터(113)의 회전수 제어에 대해서는 후술한다.

다리 작용부(117)는 본체부(110)로부터 작업자(200)의 측방을 통하여 대퇴부까지 연장되고, 당해 연장된 위치로부터 대퇴부의 전측부에 맞닿음 가능하게 설치된다. 「본체부(110)로부터 작업자(200)의 측방을 통한다」란, 우측 다리용의 다리 작용부(117)는 본체부(110)로부터 오른쪽 대퇴부의 우측을 통하고, 좌측 다리용 다리 작용부(117)는 본체부(110)로부터 왼쪽 대퇴부의 좌측을 통하는 것을 의미한다. 좌우의 다리 작용부(117)는 대퇴부까지 연장되고, 그 위치부터 대퇴부의 전측부에 있어서의 무릎부보다 약간 위의 위치에 맞닿음 가능하게 굴곡되어 설치된다. 또한, 특히 다리 작용부(117)가 맞닿는 위치는, 대퇴부를 상하 방향에서 보아, 상하 방향 중앙부보다도 하측의 위치이면 된다.

다리부용 모터(118)는 작업자(200)의 지시에 따라 다리 작용부(117)가 대퇴부의 전측부에 작용하는 하중을 조절한다. 본 실시 형태에서는, 다리부용 모터(118)는 허리 벨트(102)에 좌우의 다리 작용부(117) 각각을 구동 가능하게 2개 설치된다. 작업자(200)의 지시는, 상술한 권상용 모터(113)와 마찬가지로, 하물 작용부(112)에 설치된 버튼(133)을 누름으로써 행하여진다. 예를 들어, 작업자(200)가 오른손으로 드는 하물 작용부(112)에 설치된 버튼(133)을 누름으로써, 다리 작용부(117)가 대퇴부의 전측부를 압박하도록 다리부용 모터(118)를 구동하면 된다. 물론, 왼손으로 드는 하물 작용부(112)에 설치된 버튼(133)을 누름으로써 다리부용 모터(118)를 구동하도록 구성하는 것도 가능하다. 다리부용 모터(118)도, 본체부(110)에 설치되는 배터리(140)로부터 출력되는 전력을 동력원으로 하여 구동된다. 또한, 좌우의 다리 작용부(117)는 각각 독립적으로 구동 가능하게 구성하는 것도 가능하다.

다리 작용부(117)는 작업자(200)가 구부린 상태의 무릎부를 펼 때에 전측부를 가압하도록 사용된다. 이에 의해, 작업자(200)가 웅크린 상태로부터 일어서기 쉬워진다.

검출부(120)는 작업자(200)의 몸통체와 대퇴부가 이루는 각의 각도를 검출한다. 작업자(200)가 웅크릴 때에는, 작업자(200)의 대퇴부의 전측부가 다리 작용부(117)를 눌러, 다리 작용부(117)는 본체부(110)에 대하여 소정의 회전축을 중심으로 하여 회동한다. 그래서, 검출부(120)로서, 본체부(110)에 대하여 다리 작용부(117)가 회전하는 회전축에 포텐시오미터를 설치해 두면 된다. 이에 의해, 포텐시오미터가 회전축의 회전각을 검출할 수 있고, 이 검출 결과에 기초하여 작업자(200)의 몸통체와 대퇴부가 이루는 각의 각도를 적절하게 검출하는 것이 가능해진다. 검출부(120)의 검출 결과는 후술하는 다리용 모터 제어부(121)에 전달된다.

다리용 모터 제어부(121)는 본체부(110)에 설치되고, 검출된 각도에 기초하여 다리부용 모터(118)의 출력 토크를 제어한다. 다리용 모터 제어부(121)는 상술한 배터리(140)로부터 출력되는 전력을 다리부용 모터(118)에 공급한다. 이때, 검출부(120)에 의해 검출된 작업자(200)의 몸통체와 대퇴부가 이루는 각의 각도에 따라 다리부용 모터(118)에 공급하는 전력을 조정하여, 다리부용 모터(118)의 회전수를 제어한다. 다리용 모터 제어부(121)에 의한 다리부용 모터(118)의 회전수 제어에 대해서는 후술한다.

이어서, 어시스트 슈트(101)의 동작에 대하여 도 11 및 도 12를 사용하여 설명한다. 먼저, 작업자(101)의 발밑에 배치되어 있는 하물을 들어올리는 데 있어서, 도 11의 #101에 도시된 바와 같이, 작업자(200)가 하물 작용부(112)에 설치된 버튼(133)을 눌러 하물 작용부(112)가 하물의 손잡이 부분에 걸릴 정도까지 와이어(131)를 풀어내어, 하물 작용부(112)를 하물의 손잡이 부분에 건다.

도 11의 #102에 도시된 바와 같이, 작업자(200)는 등줄기를 편다. 이 상태에서 작업자(200)는 하물 작용부(112)에 설치된 버튼(133)을 눌러, 다리부용 모터(118)가 구동된다. 이에 의해, 작업자(200)는 다리 작용부(117)로 대퇴부가 눌려, 어시스트 슈트(101)가 작업자(200)의 무릎을 펴는 동작을 어시스트하는 것이 가능해진다. 이때, 다리용 모터 제어부(121)는 무릎을 접어 몸이 낮은 위치에 있는 경우에는 도 13에 도시된 바와 같이 가압력이 강해지도록 제어하고, 무릎이 펴져 몸통체와 무릎 사이의 이루는 각의 각도가 커짐에 따라 가압력을 저감시키도록 제어하면 된다. 도 11의 #103에 도시된 바와 같이, 작업자(200)의 무릎이 펴지면, 작업자(200)는 하물 작용부(112)에 설치된 버튼(133)을 누르는 것을 중지하여, 다리부용 모터(118)의 구동을 정지시킨다. 또한, 도 11에서는 다리 작용부(117)에 의한 무릎부의 전측부를 가압하는 가압력의 대소를, 화살표의 길이로 나타내고 있다. 즉, 도 11의 #103보다도 도 11의 #102가 화살표의 길이가 더 길므로, 가압력은 도 11의 #103보다도 도 11의 #102가 더 큰 것을 나타내고 있다.

이어서, 작업자(200)는 이 상태에서 하물 작용부(112)에 설치된 버튼(133)을 눌러 권상용 모터(113)를 구동하여, 도 12의 #104에 도시된 바와 같이 와이어(131)를 감아 올린다. 이 경우, 권상용 모터 제어부(116)는 도 14에 도시된 바와 같이 와이어(131)의 권상 개시 시에는 서서히 권상 속도를 빨리 하면서 미리 설정된 권상 속도에 도달하도록 제어하면 된다. 또한, 이때, 권상량이 권상량 검출부(114)에 의해 검출된다. 권상량 검출부(114)의 검출 결과에 기초하여, 권상용 모터 제어부(116)는 하물 작용부(112)가 작업자(200)의 얼굴 앞을 통과할 때는, 도 12의 #105에 도시된 바와 같이 권상 속도를 하물 작용부(112)가 얼굴에 도달할 때까지의 권상 속도보다도 저감시키면 된다. 또한, 도 12에서는, 권상 속도의 대소를, 화살표의 길이로 나타내고 있다. 즉, 도 12의 #104보다도 도 12의 #105가 화살표의 길이가 더 짧으므로, 권상 속도는 도 12의 #104보다도 도 12의 #105가 더 느린 것을 나타내고 있다.

또한, 권상용 모터(113)가 와이어(31)를 감아 올려, 도 12의 #106에 도시된 바와 같이, 하물 작용부(112)와 아암부(111)의 선단부(111A)의 거리가 미리 설정된 거리 이하로 되면, 권상용 모터 제어부(116)는 작업자(200)가 하물 작용부(112)에 설치된 버튼(133)를 누르고 있는지 여부와 상관없이, 권상용 모터(113)를 정지시킨다. 이때, 권상용 모터 제어부(116)는 도 14에 도시된 바와 같이 와이어(131)의 권상 정지 시에는 미리 설정된 권상 속도로부터 서서히 줄어들면서 정지시킨다. 이에 의해, 하물의 중량에 따라 작업자(200)에 작용하는 반동을 저감시킬 수 있어, 작업자(200)의 신체적 부담을 경감시키는 것이 가능해진다. 또한, 이때, 권상량 검출부(114)는 와이어(131)의 권상량의 검출값을 캘리브레이션하면 바람직하다. 이에 의해, 권상량 검출부(114)가, 와이어(131)의 권상량을 계속하여 고정밀도로 검출하는 것이 가능해진다.

또한, 이 경우, 권상용 모터 제어부(116)는 하물의 중량과 상관없이, 권상용 모터(113)의 권상 속도를, 권상량 검출부(114)에 의해 검출된 권상량에 기초하는 권상 속도로 유지하고, 다리용 모터 제어부(121)는 하물의 중량과 상관없이, 다리부용 모터(118)의 출력 토크를, 검출부(120)에 의해 검출된 작업자(200)의 몸통체와 대퇴부가 이루는 각의 각도에 기초하는 출력 토크로 유지하면 바람직하다. 이에 의해, 하물의 중량이 여러가지에 걸치는 경우라도, 작업 효율이 악화되지 않고 작업자(200)가 작업을 행하는 것이 가능해진다.

또한, 권상용 모터 제어부(116)는 권상 속도가 미리 설정된 허용 속도로부터 일탈하면서, 또한 권상용 모터(113)의 출력 토크가 미리 설정된 허용 토크로부터 일탈한 경우에, 권상용 모터(113)를 정지하면 된다. 이에 의해, 와이어(131)의 권상 시에, 권상 속도가 급저하되는 동시에 권상용 모터(113)의 출력 토크가 급상승된 경우에는 어시스트 슈트(101)의 가동부에 어떠한 이물이 혼입되거나, 말려들거나 했다고 판단하여, 권상용 모터(113)를 정지할 수 있다. 따라서, 그 상태에서 이물을 제거하거나, 권상용 모터(113)를 역회전시켜 이물을 제거하거나 하는 것이 가능해진다.

또한, 다리용 모터 제어부(121)는 다리부용 모터(118)의 출력 토크가 미리 설정된 허용 토크로부터 일탈한 경우에, 다리부용 모터(118)를 정지하면 된다. 이에 의해, 작업자(200)의 무릎부의 전측부를 가압하고 있을 때에, 다리부용 모터(118)의 출력 토크가 급상승한 경우는 어시스트 슈트(101)의 가동부에 어떠한 이물이 혼입되거나, 말려들거나 했다고 판단하여, 다리부용 모터(118)를 정지할 수 있다. 따라서, 그 상태에서 이물을 제거하거나, 다리부용 모터(118)를 역회전시켜 이물을 제거하거나 하는 것이 가능해진다.

〔제2 실시 형태의 다른 실시 형태〕

상기 실시 형태에서는, 권상용 모터(113)의 회전수를 검출하는 회전수 검출부(115)를 구비하고, 권상량 검출부(114)는 회전수 검출부(115)에 의해 검출된 권상용 모터(113)의 회전수에 기초하여 권상량을 검출한다고 하여 설명했지만, 권상량 검출부(114)가 와이어(131)의 권상량을 검출하는 구성으로 하는 것도 가능하고, 와이어(131)의 권상량을 검출하는 별도의 기능부를 구비하고, 그 검출 결과에 기초하여 와이어(131)의 권상량을 검출하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 권상용 모터 제어부(116)는 와이어(131)의 권상 개시 시에는 서서히 권상 속도를 빠르게 하면서 미리 설정된 권상 속도에 도달하도록 제어하고, 와이어(131)의 권상 정지 시에는 미리 설정된 권상 속도로부터 서서히 줄이면서 정지시킨다고 하여 설명했지만, 권상용 모터 제어부(116)는 와이어(131)의 권상 시기와 상관없이, 항상 일정한 권상 속도가 되도록 제어하는 구성으로 하는 것도 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 권상용 모터 제어부(116)는 하물 작용부(112)가 작업자(200)의 얼굴 앞을 통과할 때는, 권상 속도를 하물 작용부(112)가 얼굴에 도달할 때까지의 권상 속도보다도 저감된다고 하여 설명했지만, 하물 작용부(112)가 얼굴 앞을 통과할 때도, 그때까지의 권상 속도로 제어하는 것도 가능하고, 얼굴로부터 이격한 위치여도 권상 속도를 변경하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 권상용 모터 제어부(116)는 하물 작용부(112)와 아암부(111)의 선단부(111A)의 거리가 미리 설정된 거리 이하로 된 경우에, 권상용 모터(113)를 정지시킨다고 하여 설명했지만, 하물 작용부(112)와 아암부(111)의 선단부(111A)의 거리와 상관없이, 기계적으로 하물 작용부(112)가 아암부(111)의 선단부(111A)에 도달했다고 판정되었을 때에, 권상용 모터 제어부(116)는 권상용 모터(113)를 정지시키도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 권상량 검출부(114)는 하물 작용부(112)와 아암부(111)의 선단부(111A)의 거리가 미리 설정된 거리 이하로 되어 권상용 모터(113)가 정지된 경우에, 와이어(131)의 권상량의 검출값을 캘리브레이션한다고 하여 설명했지만, 권상량 검출부(114)는 하물 작용부(112)와 아암부(111)의 선단부(111A)의 거리와 상관없이 캘리브레이션하지 않도록 구성하는 것도 가능하고, 예를 들어 작업자(200)의 조작에 따라 캘리브레이션하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 권상용 모터 제어부(116)는 하물의 중량과 상관없이, 권상량에 기초하는 권상 속도를 유지한다고 하여 설명했지만, 권상용 모터 제어부(116)는 하물의 중량에 따라 권상 속도를 변경하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 권상용 모터 제어부(116)는 권상 속도가 미리 설정된 허용 속도로부터 일탈하면서, 또한 권상용 모터(113)의 출력 토크가 미리 설정된 허용 토크로부터 일탈한 경우에, 권상용 모터(113)를 정지하면 된다고 하여 설명했지만, 권상 속도가 미리 설정된 허용 속도로부터 일탈한 경우 및 권상용 모터(113)의 출력 토크가 미리 설정된 허용 토크로부터 일탈한 경우의 적어도 한쪽이 성립되었을 때에, 권상용 모터(113)를 정지하도록 구성하는 것도 가능하다. 물론, 권상 속도가 미리 설정된 허용 속도로부터 일탈하면서, 또한 권상용 모터(113)의 출력 토크가 미리 설정된 허용 토크로부터 일탈한 경우에도 권상용 모터 제어부(116)는 권상용 모터(113)를 정지하지 않도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 어시스트 슈트(101)가 다리 작용부(117), 다리부용 모터(118), 검출부(120) 및 다리용 모터 제어부(121)를 구비하고 있다고 하여 설명했지만, 이들 기능부를 구비하지 않고 어시스트 슈트(101)를 구성하는 것도 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 다리 작용부(117)는 작업자(200)가 구부린 상태의 무릎부를 펼 때에 대퇴부의 전측부를 가압한다고 하여 설명했지만, 작업자(200)가 편 상태의 무릎부를 구부릴 때에 대퇴부의 전측부를 가압하도록 구성하는 것도 가능하다. 이에 의해, 작업자(200)가 하물을 들고 있는 경우에도 천천히 웅크릴 수 있으므로, 작업자(200)의 몸에 대한 부담을 경감시키는 것이 가능해진다.

상기 실시 형태에서는, 다리용 모터 제어부(121)는 작업자(200)가 손에 드는 하물의 중량과 상관없이, 작업자(200)의 몸통체와 대퇴부가 이루는 각의 각도에 기초하는 출력 토크를 유지한다고 하여 설명했지만, 다리용 모터 제어부(121)는 작업자(200)가 손에 드는 하물의 중량에 따라 다리부용 모터(118)의 출력 토크를 변경하도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 다리용 모터 제어부(121)는 다리부용 모터(118)의 출력 토크가 미리 설정된 허용 토크로부터 일탈한 경우에, 다리부용 모터(118)를 정지하면 된다고 하여 설명했지만, 다리부용 모터(118)의 출력 토크가 미리 설정된 허용 토크로부터 일탈한 경우에도, 다리용 모터 제어부(121)는 다리부용 모터(118)를 정지하지 않도록 구성하는 것도 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 검출부(120)로서 포텐시오미터를 사용하면 된다고 하여 설명했지만, 이것은 단순한 일례이며, 다른 기능부를 사용하여 작업자(200)의 몸통체와 대퇴부가 이루는 각의 각도를 검출하는 것도 당연히 가능하다.

상기 실시 형태에서는, 어시스트 슈트(1)가 아암부(111), 하물 작용부(112), 권상용 모터(113), 권상량 검출부(114) 및 권상용 모터 제어부(116)를 구비하고 있다고 하여 설명했지만, 이들 기능부를 구비하지 않고 어시스트 슈트(1)를 구성하는 것도 가능하다.

[산업상 이용가능성]

본 발명은 작업자의 작업(동작)을 보조하는 어시스트 슈트에 이용하는 것이 가능하다.

1: 본체부
2: 다리 작용부
2B: 요동 아암부
2C: 맞닿음부
3: 하물 작용부
4: 허리 벨트(설치 벨트부에 상당)
15: 피봇축(다리 작용부 전환 기구의 일례)
16: 설치부(자세 변경 기구의 일례)
17A: 볼트 삽입 관통 구멍(위치 변경 기구의 일례)
18: 맞닿음면부
23: 패드
24: 벨트 길이 조정 기구(위치 변경 기구의 일례)
C: 컨트롤 유닛(제어 장치에 상당)
F: 편평면
M1: 전동 윈치(승강 장치에 상당)
M2: 전동 모터(구동 장치에 상당)
X: 횡축심
V: 배터리(전원 장치에 상당)
101: 어시스트 슈트
110: 본체부
111: 아암부
111A: 선단부
112: 하물 작용부
113: 권상용 모터
114: 권상량 검출부
115: 회전수 검출부
116: 권상용 모터 제어부(모터 제어부)
117: 다리 작용부
118: 다리부용 모터
120: 검출부
121: 다리용 모터 제어부(모터 제어부)
131: 와이어
200: 작업자

Claims (23)

1. 작업자의 등을 따라 연장하는 종프레임(6)을 구비하고, 작업자의 배면을 따르게 하여 장착 가능한 편평 형상의 본체부(1)와,
   상기 본체부(1)로부터 연장되고 작업자의 다리부에 작용하는 다리 작용부(2, 117)와,
   상기 본체부(1)로부터 작업자를 넘어 전방으로 연장되어 하물을 보유 지지하는 하물 작용부(3)와,
   상기 다리 작용부(2, 117) 및 상기 하물 작용부(3)를 승강 구동하는 승강 장치(M)와,
   상기 승강 장치(M)의 승강 구동을 컨트롤하는 제어 장치(C)와,
   구동용 전원 장치(V)가 구비되고,
   상기 승강 장치(M)와 상기 제어 장치(C)와 상기 전원 장치(V)는, 상기 본체부(1)에 대하여, 상기 본체부(1)의 편평면(F)을 따라 배열되는 상태로 설치되어 있고, 또한, 종방향으로 인접한 상태로 설치되어 있고,
   상기 본체부를 작업자에 장착한 상태에서, 상기 편평면이 작업자의 배면을 따르게 되고,
   작업자가 몸을 구부릴 때, 상기 다리 작용부(2, 117)에 동력이 부여되지 않아, 상기 다리 작용부(2, 117)가 작업자의 다리부에 의해 상승되고,
   작업자가 일어설 때, 상기 다리 작용부(2, 117)에 동력이 부여되어, 상기 다리 작용부(2, 117)가 작업자의 다리부를 하방으로 조작하여 작업자의 일어서기를 보조하는, 어시스트 슈트.
2. 제1항에 있어서, 상기 승강 장치(M)와 상기 제어 장치(C)와 상기 전원 장치(V)는, 상기 본체부(1)에 대하여, 상기 본체부(1)의 종방향으로 배열되는 상태로 설치되어 있는, 어시스트 슈트.
3. 제2항에 있어서, 상기 승강 장치(M)와 상기 제어 장치(C)와 상기 전원 장치(V)는, 상기 본체부(1)에 대한 병설 순서가, 상방으로부터 상기 승강 장치(M), 상기 제어 장치(C), 상기 전원 장치(V)의 순서가 되도록 설치되어 있는, 어시스트 슈트.
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