控制椅

文档序号:1147485 发布日期:2020-09-15 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 控制椅 () 是由 福永武央 小野正生 于 2020-01-17 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种控制椅,其包含:靠背部,其被基台支承为能够以沿所述靠背部的宽度方向中心线延伸的轴线为中心而转动;左臂保持部,其从靠背部的左侧部向前方突出,并被靠背部支承为能够以所述左臂保持部的基端部为中心而上下转动;右臂保持部,其从靠背部的右侧部向前方突出,并被靠背部支承为能够以所述右臂保持部的基端部为中心而上下转动;左腿保持部,其在基台的前侧从座部的前缘的左侧部附近向下方延伸,并被基台支承为能够以所述左腿保持部的上端部为中心而上下转动;以及右腿保持部,其在基台的前侧从座部的前缘的右侧部附近向下方延伸,并被所述基台支承为能够以所述右腿保持部的上端部为中心而上下转动。()

控制椅

技术领域

本发明涉及用于产生与使用者的动作相应的信号的控制椅。

背景技术

在日本特开平10-151223号公报中,公开了如下健康系统:包含向使用者提供适当的运动负荷并且对使用者的运动进行检测的运动负荷提供机构。在日本特开平10-151223号中,公开了在运动负荷提供机构中,计测使用者的运动(例如使用者的行走),并与该行走对应地使由影像单元显示的影像、由音响单元产生的声音和由风·香单元产生的风以及香味发生变化。并且,在日本特开平10-151223号公报的图5中,作为向使用者提供运动负荷并且对使用者的运动进行检测的运动负荷提供机构,公开了进行交替的脚踏动作(膝的屈伸)的器具。

发明内容

本发明的目的在于提供能够产生与使用者的躯干、左臂、右臂、左腿以及右腿各自的动作相应的信号的控制椅。

用于解决课题的方案

本发明的一实施方式提供一种控制椅,包含:座部,其支承于基台;靠背部,其从所述座部的后缘侧向上方或者斜上方延伸,并被所述基台支承为能够以沿所述靠背部的宽度方向中心线延伸的轴线为中心而转动;左臂保持部,其从所述靠背部的左侧部向前方突出,并被所述靠背部支承为能够以所述左臂保持部的基端部为中心而上下转动;右臂保持部,其从所述靠背部的右侧部向前方突出,并被所述靠背部支承为能够以所述右臂保持部的基端部为中心而上下转动;左腿保持部,其在所述基台的前侧从所述座部的前缘的左侧部附近向下方延伸,并被所述基台支承为能够以所述左腿保持部的上端部为中心而上下转动;右腿保持部,其在所述基台的前侧从所述座部的前缘的右侧部附近向下方延伸,并被所述基台支承为能够以所述右腿保持部的上端部为中心而上下转动;以及第一旋转角检测部、第二旋转角检测部、第三旋转角检测部、第四旋转角检测部以及第五旋转角检测部,它们对所述靠背部、所述左臂保持部、所述右臂保持部、所述左腿保持部以及所述右腿保持部各自的旋转角进行检测。

在该结构中,可以实现能够产生与使用者的躯干、左臂、右臂、左腿以及右腿各自的动作相应的信号的控制椅。

在本发明的一实施方式中,所述左臂保持部具备左前臂收容凹部以及左臂固定用气囊,该左臂固定用气囊设置于所述左前臂收容凹部的两侧壁内表面中的至少一方且能够膨胀收缩,所述右臂保持部具备右前臂收容凹部以及右臂固定用气囊,该右臂固定用气囊设置于所述右前臂收容凹部的两侧壁内表面中的至少一方且能够膨胀收缩。

在本发明的一实施方式中,所述左腿保持部具备左小腿收容凹部以及左腿固定用气囊,该左腿固定用气囊设置于所述左小腿收容凹部的两侧壁内表面中的至少一方且能够膨胀收缩,所述右腿保持部具备右小腿收容凹部以及右腿固定用气囊,该右腿固定用气囊设置于所述右小腿收容凹部的两侧壁内表面中的至少一方且能够膨胀收缩。

在本发明的一实施方式中,所述控制椅还包含设置于所述靠背部并用于将使用者的肩固定于所述靠背部的肩固定部,所述肩固定部具备:左肩压靠件,其从所述靠背部中的比与所述左臂保持部连结的连结部分靠上侧的左侧部向前方突出;右肩压靠件,其从所述靠背部中的比与所述右臂保持部连结的连结部分靠上侧的右侧部向前方突出;左肩按压用气囊,其设置于所述左肩压靠件中的与所述右肩压靠件对置的面且能够膨胀收缩;以及右肩按压用气囊,其设置于所述右肩压靠件中的与所述左肩压靠件对置的面且能够膨胀收缩。

附图说明

图1是示出具备本发明的一实施方式所涉及的控制椅的影像显示系统的结构的框图。

图2是示出控制椅的外观的立体图。

图3是图2的主视图。

图4是图2的后视图。

图5是图2的右视图。

图6是图2的左视图。

图7是图2的俯视图。

图8是图2的仰视图。

图9是用于说明靠背部向基台安装的安装结构的剖视图。

图10是用于说明靠背部向基台安装的安装结构的分解立体图。

图11是用于说明左臂保持部以及右臂保持部向靠背部安装的安装结构的切除了一部分后的局部放大俯视图。

图12是用于说明左腿保持部以及右腿保持部向基台安装的安装结构的切除了一部分后的局部放大俯视图。

图13是示出控制椅的电气结构的框图。

图14是示出从气泵到各气囊的空气回路的空气回路图。

图15是用于说明左臂保持部以及左腿保持部转动的情形的右视图。

图16A是示出靠背部处于中立位置的状态的示意性的俯视图。

图16B是示出靠背部向逆时针方向旋转的状态的示意性的俯视图。

图16C是示出靠背部向顺时针方向旋转的状态的示意性的俯视图。

图17是示出用于向中立位置对靠背部施力的另一结构例的局部放大立体图。

图18A是示出在图17的结构例中靠背部处于中立位置的状态的示意性的俯视图。

图18B是示出在图17的结构例中靠背部向逆时针方向旋转后的状态的示意性的俯视图。

图18C是示出在图17的结构例中靠背部向顺时针方向旋转后的状态的示意性的俯视图。

附图标记说明:

11 座部

12 靠背部

13 左臂保持部

14 右臂保持部

15 左腿保持部

16 右腿保持部

17 控制单元

18 遥控器

23 第一旋转轴

28 第一旋转角传感器

41 左侧支承构件

42 右侧支承构件

45 第一轴承构件

46 第二轴承构件

47 第三轴承构件

48 第四轴承构件

S1 左扶手部

51d 左前臂收容凹部

52A、52B 第一、第二气囊

53 第二旋转轴

54 第二旋转角传感器

55 右扶手部

55d 右前臂收容凹部

56A、56B 第三、第四气囊

57 第三旋转轴

58 第三旋转角传感器

60 肩固定部

61 左肩压靠件

62 右肩压靠件

63A、63B 第五、第六气囊

71 左腿载置部

71d 左小腿收容凹部

72A、72B 第七、第八气囊

73 第四旋转轴

74 第四旋转角传感器

75 右腿载置部

75d 右小腿收容凹部

76A、76B 第九、第十气囊

76B 第十气囊

77 第五旋转轴

78 第五旋转角传感器

80 控制部。

具体实施方式

以下,参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。

图1是示出具备本发明的一实施方式所涉及的控制椅的影像显示系统的结构的框图。

影像显示系统1包含控制椅2、显示控制装置3、以及显示装置4。控制椅2产生与坐在控制椅2的使用者的动作相应的信号。在该实施方式中,控制椅2产生与使用者的躯干(肩部、胸部、腹部以及腰部)、左臂、右臂、左腿以及右腿各自的动作相应的信号。

显示控制装置3使规定的影像内容在显示装置4显示。此时,显示控制装置3基于来自控制椅2的信号使在显示装置4显示的影像发生变化。例如,显示控制装置3基于来自控制椅2的信号使影像所包含的形象的动作发生变化。形象也可以是成为使用者的分身的形象(虚拟形象(avatar))。在该情况下,显示控制装置3例如与使用者的躯干(肩)、左臂、右臂、左腿以及右腿各自的动作相应地使虚拟形象的躯干(肩)、左臂、右臂、左腿以及右腿发生变化。

显示装置4可以是能够佩戴于使用者的头的头部佩戴型显示装置(头戴式显示器),也可以是不在使用者的头佩戴的类型的显示装置。具体而言,显示装置4可以是将影像投影于墙壁等的投影仪,也可以是由有机EL等构成的球面显示器,也可以是以从上方覆盖被施疗者的头部的方式配置且在内表面具有显示面的拱型(吊钟型)的显示装置。

以下,对控制椅2详细地进行说明。

图2是示出控制椅2的外观的立体图。图3是图2的主视图。图4是图2的后视图。图5是图2的右视图。图6是图2的左视图。图7是图2的俯视图。图8是图2的仰视图。

在以下的说明中,前后方向、左右方向以及上下方向分别是指在使用者以通常的姿态就坐于控制椅2时,从该使用者观察的情况下的前后方向、左右方向以及上下方向。图5的右视图是从正面观察控制椅2的情况下的右视图,因此在图5中呈现控制椅2的左侧面。同样地,图6的左视图是从正面观察控制椅2的情况下的左视图,因此在图5中呈现控制椅2的右侧面。

参照图2~图8,控制椅2包含座部11、靠背部12、左臂保持部13、右臂保持部14、左腿保持部15、右腿保持部16、以及控制单元17。

座部11由俯视下矩形形状的板状体构成,并设置于基台10上。基台10具备构成下框的4根下框构成构件、构成上框的4根上框构成构件、以及将下框与上框连结的4根连结构件。

4根下框构成构件包括前侧的下框构成构件10LF、后侧的下框构成构件10LB、左侧的下框构成构件10LL、以及右侧的下框构成构件10LR。前侧以及后侧的下框构成构件10LF、10LB的长度与座部11的左右方向的长度大致相等。左侧以及右侧的下框构成构件10LL、LR的长度比座部11的前后方向的长度长。

前侧的下框构成构件10LF将左侧的下框构成构件10LL的前端部与右侧的下框构成构件10LR的前端部连结。后侧的下框构成构件10LB将左侧的下框构成构件10LL的长度中间部与右侧的下框构成构件10LR的长度中间部连结。

4根上框构成构件包括前侧的上框构成构件10UF、后侧的上框构成构件10UB、左侧的上框构成构件10UL、以及右侧的上框构成构件10UR。前侧以及后侧的上框构成构件10UF、10UB的长度与座部11的左右方向的长度大致相等。左侧以及右侧的上框构成构件10UL、UR的长度与座部11的前后方向的长度大致相等。

前侧的上框构成构件10UF将左侧的上框构成构件10UL的前端部与右侧的上框构成构件10UR的前端部连结。后侧的上框构成构件10UB将左侧的上框构成构件10UL的后端部与右侧的上框构成构件10UR的后端部连结。

4根连结构件包括前左侧的连结构件10JFL、前右侧的连结构件10JFR、后左侧的连结构件10JBL、以及后右侧的连结构件10JBR。前左侧的连结构件10JFL将下框的前左拐角部与上框的前左拐角部连结。前右侧的连结构件10JFR将下框的前右拐角部与上框的前右拐角部连结。

后左侧的连结构件10JBL将上框的后左拐角部与左侧的下框构成构件10LL中的与该拐角部对应的部分连结。后右侧的连结构件10JBR将上框的后右拐角部与右侧的下框构成构件10LR中的与该拐角部对应的部分连结。

靠背部12从座部11的后缘侧向上方且向斜后方延伸。靠背部12被基台10支承为能够以沿靠背部12的宽度方向中心线延伸的轴线L1为中心而转动。

参照图4~图6、图8~图10对靠背部12向基台10安装的安装结构20进行说明。图9是用于说明安装结构20的剖视图。图10是用于说明安装结构20的分解立体图。

安装结构20包含基台侧支承板21、靠背侧支承板22、将两支承板21、22在上下方向上贯通的第一旋转轴23、用于将第一旋转轴23固定于靠背侧支承板22的键24、上下一对推力轴承25、26、以及六角螺母27。

基台侧支承板21由俯视下在大致前后方向上较长的矩形形状的板状体构成,并固定于基台10。具体而言,基台侧支承板21的前端固定于后侧的上框构成构件10UB的后表面的左右方向中央部。在基台侧支承板21形成有在厚度方向(大致上下方向)上贯通的轴贯穿孔21a。

靠背侧支承板22由与基台侧支承板21大致相同的形状的板状体构成,并固定于靠背部12。具体而言,靠背侧支承板22的前端固定于靠背部12的背面的下部宽度中央部。在俯视下,靠背侧支承板22以重叠于基台侧支承板21的正上方的方式配置。在靠背侧支承板22形成有在厚度方向(大致上下方向)上贯通的轴贯穿孔22a。在轴贯穿孔22a的周壁形成有沿大致上下方向延伸的键槽22b。

在第一旋转轴23的下端部形成有凸缘23a。在第一旋转轴23的上端部形成有螺纹部23b,该螺纹部23b在外周面形成有外螺纹。在第一旋转轴23的外周面形成有键槽23c。

第一旋转轴23从下方贯穿基台侧支承板21的轴贯穿孔21a以及靠背侧支承板22的轴贯穿孔22a,且六角螺母27与螺纹部23b螺纹嵌合。通过使键24嵌合于两键槽22b、23c,从而靠背侧支承板22以能够一体旋转的方式与第一旋转轴23连结。

下侧的推力轴承25夹设于第一旋转轴23的凸缘23a与基台侧支承板21之间。上侧的推力轴承26夹设于基台侧支承板21与靠背侧支承板22之间。

通过这样的安装结构20,靠背部12被基台10支承为能够以作为第一旋转轴23的中心轴线的轴线L1为中心而转动。在第一旋转轴23的附近设置有用于检测第一旋转轴23的旋转角(靠背部12的旋转角)的第一旋转角传感器28。需要说明的是,在图9以及图10中,省略了第一旋转角传感器28的图示。

参照图1~图8,在基台10的左侧的上框构成构件10UL的左侧面后端部安装有第一卡止部31。在靠背部12的左侧面的下端部安装有向左方向突出的棒状的第二卡止部32。并且,第一浮动防止弹簧33的一端卡止于第一卡止部31,第一浮动防止弹簧33的另一端卡止于第二卡止部32。

同样地,在基台10的右侧的上框构成构件10UR的右侧面后端部安装有第三卡止部35。在靠背部12的右侧面的下端部安装有向右方向突出的棒状的第四卡止部36。并且,第二浮动防止弹簧37的一端卡止于第三卡止部35,第二浮动防止弹簧37的另一端卡止于第四卡止部36。

通过第一浮动防止弹簧33以及第二浮动防止弹簧37,靠背部12以平常成为靠背部12的前表面朝向前方的姿态(中立位置)的方式被势力。由此,在不使用时,靠背部12被保持于中立位置。

靠背部12包含大致下半部的靠背下部12A、以及宽度比靠背下部12A的宽度宽的大致上半部的靠背上部12B。在从正面(或者背面)观察的情况下,靠背下部12A的左侧缘以及右侧缘分别位于比靠背上部12B的对应的左侧缘的下方延长线以及右侧缘的下方延长线靠内侧的位置。在靠背上部12B的上端部形成有向上方且向斜后方突出的突出部12C。突出部12C从正面观察时呈梯形形状。

参照图2~图8以及图11对左臂保持部13以及右臂保持部14的结构以及它们向靠背部12安装的安装结构进行说明。图11是用于说明左臂保持部13以及右臂保持部14向靠背部12安装的安装结构的切除了一部分后的局部放大俯视图。

在靠背下部12A的左侧部安装有用于支承左臂保持部13的左侧支承构件41。另外,在靠背下部12A的右侧部安装有用于支承右臂保持部14的右侧支承构件42。

左侧支承构件41由板状体构成,包括从靠背下部12A的左侧面向左方向突出的左方突出部41A、以及从左方突出部41A的突出端向前方(更准确而言向前方且向斜下方)突出的前方突出部41B。左方突出部41A形成为从正面观察时呈矩形。前方突出部41B形成为从侧面观察时呈在大致前后方向上较长的大致矩形。前方突出部41B的上端面形成为随着趋向前方而逐渐地接近前方突出部41B的下端面那样的弯曲面。在前方突出部41B形成有在厚度方向(左右方向)上贯通的轴贯穿孔41h。

右侧支承构件42由板状体构成,包括从靠背下部12A的右侧面向右方向突出的右方突出部42A、以及从右方突出部42A的突出端向前方(更准确而言向前方且向斜下方)突出的前方突出部42B。右方突出部42A形成为从正面观察时呈矩形。前方突出部42B形成为从侧面观察时呈在大致前后方向上较长的大致矩形。前方突出部42B的上端面形成为随着趋向前方而逐渐地接近前方突出部42B的下端面那样的弯曲面。在前方突出部42B形成有在厚度方向(左右方向)上贯通的轴贯穿孔42h。

左臂保持部13从靠背下部12A的左侧部向前方(更准确而言向前方且向斜下方)突出。左臂保持部13被左侧支承构件41支承为能够以左臂保持部13的基端部(后端部)为中心而上下转动。

左臂保持部13具备:左扶手部51,其具有沿大致前后方向延伸并且上方开口的左前臂收容凹部51d;以及第一、第二气囊52A、52B,它们分别设置于左前臂收容凹部51d的两侧壁内表面。左扶手部51包括俯视下在大致前后方向上较长的矩形形状的底壁部51A、以及分别从底壁部51A的两侧缘立起的左右一对侧壁部51B、51C。

侧壁部51B、51C从侧面观察时呈在大致前后方向上较长的大致矩形形状。侧壁部51B、51C的上端面形成为随着趋向前方而逐渐地接近侧壁部51B、51C的下端面那样的弯曲面。在两侧壁部51B、51C中的外侧(左侧)的侧壁部51B的后端部形成有将侧壁部51B在厚度方向(左右方向)上贯通的轴贯穿孔51h。

通过底壁部51A和侧壁部51B、51C而形成了左前臂收容凹部51d。在两侧壁部51B、51C的一方的内表面设置有第一气囊52A,在另一方的内表面设置有第二气囊52B。上述气囊52A、52B能够膨胀收缩,并设置为通过使它们膨胀而将使用者的左臂固定于左扶手部51。

在左侧支承构件41的轴贯穿孔41h以及左臂保持部13的轴贯穿孔51h贯穿有第二旋转轴53。第二旋转轴53与左扶手部51通过未图示的花键嵌合、键嵌合等连结结构以能够一体旋转的方式连结。由此,左臂保持部13被靠背部12支承为能够以第二旋转轴53的中心轴线L2为中心而旋转。在第二旋转轴53的附近设置有用于检测第二旋转轴53的旋转角(左臂保持部13的旋转角)的第二旋转角传感器54。

右臂保持部14从靠背下部12A的右侧部向前方(更准确而言向前方且向斜下方)突出。右臂保持部14被右侧支承构件42支承为能够以右臂保持部14的基端部(后端部)为中心而上下转动。

右臂保持部14具备:右扶手部55,其具有沿大致前后方向延伸并且上方开口的右前臂收容凹部55d;以及第三、第四气囊56A、56B,它们分别设置于右前臂收容凹部55d的两侧壁内表面。右扶手部55包括俯视下在大致前后方向上较长的矩形形状的底壁部55A、以及分别从底壁部55A的两侧缘立起的左右一对侧壁部55B、55C。

侧壁部55B、55C从侧面观察时呈在大致前后方向上较长的大致矩形形状。侧壁部55B、55C的上端面形成为随着趋向前方而逐渐地接近侧壁部55B、55C的下端面那样的弯曲面。在两侧壁部55B、55C中的外侧(右侧)的侧壁部55B的后端部形成有将侧壁部55B在厚度方向(左右方向)上贯通的轴贯穿孔55h。

通过底壁部55A和侧壁部55B、55C而形成了右前臂收容凹部55d。在两侧壁部55B、55C的一方的内表面设置有第三气囊56A,在另一方的内表面设置有第四气囊56B。上述气囊56A、56B能够膨胀收缩,并设置为通过使它们膨胀而将使用者的右臂固定于右扶手部55。

在右侧支承构件42的轴贯穿孔42h以及右臂保持部14的轴贯穿孔55h贯穿有第三旋转轴57。第三旋转轴57与右扶手部55通过未图示的花键嵌合、键嵌合等连结结构以能够一体旋转的方式连结。由此,右臂保持部14被靠背部12支承为能够以第三旋转轴57的中心轴线L3为中心而旋转。在第三旋转轴57的附近设置有用于检测第三旋转轴57的旋转角(右臂保持部14的旋转角)的第三旋转角传感器58。

参照图2~图8,在靠背上部12B设置有用于将使用者的肩(躯干)固定于靠背部12的肩固定部60。肩固定部60具备安装于靠背上部12B的左肩压靠件61、安装于靠背上部12B的右肩压靠件62、设置于左肩压靠件61的第五气囊63A、设置于右肩压靠件62的第六气囊63B。

左肩压靠件61由从侧面观察时呈大致矩形的板状体构成,并从靠背上部12B的左侧部向前方突出。右肩压靠件62由从侧面观察时呈大致矩形的板状体构成,并从靠背上部12B的右侧部向前方突出。左肩压靠件61以及右肩压靠件62的前侧的上下两个拐角部被倾斜地切除。

第五气囊63A设置于左肩压靠件61的内表面(与右肩压靠件62对置的面)。第六气囊63B设置于右肩压靠件62的内表面(与左肩压靠件61对置的面)。上述气囊63A、63B能够膨胀收缩,并设置为通过使它们膨胀而借助气囊63A、63B将使用者的肩固定于左肩压靠件61以及右肩压靠件62之间。这样一来,使用者的肩固定于左肩压靠件61以及右肩压靠件62之间,由此使用者的躯干固定于靠背部12。

参照图2~图8以及图12,对左腿保持部15以及右腿保持部16的结构以及它们向基台10安装的安装结构进行说明。图12是用于说明左腿保持部以及右腿保持部向基台安装的安装结构的切除了一部分后的局部放大俯视图。

在基台10的前侧的上框构成构件10UF的前表面的左侧部固定有在左右方向上具有轴贯穿孔的第一轴承构件45。在基台10的前侧的上框构成构件10UF的前表面的长度中央左侧位置固定有在左右方向上具有轴贯穿孔的第二轴承构件46。在基台10的前侧的上框构成构件10UF的前表面的右侧部固定有在左右方向上具有轴贯穿孔的第三轴承构件47。在基台10的前侧的上框构成构件10UF的前表面的长度中央右侧位置固定有在左右方向上具有轴贯穿孔的第四轴承构件48。

左腿保持部15在基台10的前侧从座部11的前缘的左侧部附近向下方延伸。左腿保持部15被基台10支承为能够以左腿保持部15的上端部为中心而上下转动。

左腿保持部15具备:左腿载置部71,其具有沿上下方向延伸并且前方开口的左小腿收容凹部71d;以及第七、第八气囊72A、72B,它们分别设置于左小腿收容凹部71d的两侧壁内表面。左腿载置部71包括主视下在上下方向上较长的矩形形状的底壁部71A、以及分别从底壁部71A的两侧缘向前方突出的左右一对侧壁部71B、71C。

侧壁部71B、71C从侧面观察时呈在前后方向上较长的大致矩形形状。侧壁部71B、71C的前侧上部的拐角部的端面形成为向外侧凸出的弯曲面。在底壁部71A形成有切除底壁部71A的上部的左侧后方的拐角部分而成的切除部71e。在底壁部71A的上部形成有将底壁部71A在左右方向上贯通、并且左端在切除部71e的朝左的内侧面开口的轴贯穿孔71h。在轴贯穿孔71h的周面形成有沿左右方向延伸的键槽71f。

通过底壁部71A和侧壁部71B、71C而形成了左小腿收容凹部71d。在两侧壁部71B、71C的一方的内表面设置有第七气囊72A,在另一方的内表面设置有第八气囊72B。上述气囊72A、72B能够膨胀收缩,并设置为通过使它们膨胀而将使用者的左小腿固定于左腿载置部71。

在第一轴承构件45、左腿保持部15的轴贯穿孔71h以及第二轴承构件46贯穿有第四旋转轴73。在第四旋转轴73的外周面形成有键槽73a。通过使键70嵌合于两键槽71f、73a,从而第四旋转轴73与左腿载置部71以能够一体旋转的方式连结。由此,左腿保持部15被基台10支承为能够以第四旋转轴73的中心轴线L4为中心而旋转。在第四旋转轴73的附近设置有用于检测第四旋转轴73的旋转角(左腿保持部15的旋转角)的第四旋转角传感器74。

右腿保持部16在基台10的前侧从座部11的前缘的右侧部附近向下方延伸。右腿保持部16被基台10支承为能够以右腿保持部16的上端部为中心而上下转动。

右腿保持部16具备:右腿载置部75,其具有沿上下方向延伸并且前方开口的右小腿收容凹部75d;以及第九、第十气囊76A、76B,它们分别设置于右小腿收容凹部75d的两侧壁内表面。右腿载置部75包括主视下在上下方向上较长的矩形形状的底壁部75A、以及分别从底壁部75A的两侧缘向前方突出的左右一对侧壁部75B、75C。

侧壁部75B、75C从侧面观察时呈在前后方向上较长的大致矩形形状。侧壁部75B、75C的前侧上部的拐角部的端面形成为向外侧凸出的弯曲面。在底壁部75A形成有切除底壁部75A的上部的右侧后方的拐角部分而成的切除部75e。在底壁部75A的上部形成有将底壁部75A在左右方向上贯通、并且右端在切除部75e的朝右的内侧面开口的轴贯穿孔75h。在轴贯穿孔75h的周面形成有沿左右方向延伸的键槽75f。

通过底壁部75A和侧壁部75B、75C而形成了右小腿收容凹部75d。在两侧壁部75B、75C的一方的内表面设置有第九气囊76A,在另一方的内表面设置有第十气囊76B。上述气囊76A、76B能够膨胀收缩,并设置为通过使它们膨胀而将使用者的右小腿固定于右腿载置部75。

在第三轴承构件47、右腿保持部16的轴贯穿孔75h以及第四轴承构件48贯穿有第五旋转轴77。在第五旋转轴77的外周面形成有键槽77a。通过使键79嵌合于两键槽75f、77a,从而第五旋转轴77与右腿载置部75以能够一体旋转的方式连结。由此,右腿保持部16被基台10支承为能够以第五旋转轴77的中心轴线L5为中心而旋转。在第五旋转轴77的附近设置有用于检测第五旋转轴77的旋转角(右腿保持部16的旋转角)的第五旋转角传感器78。

如图4~图6以及图8所示,控制单元17安装于基台10。控制单元17控制第一~第十气囊52A、52B、56A、56B、63A、63B、72A、72B、76A、76B。控制单元17与第一~第十气囊52A、52B、56A、56B、63A、63B、72A、72B、76A、76B经由在图2~图8中未图示的空气管而连接。

在控制单元17经由电缆而连接有遥控器18(参照图13)。遥控器18用于供使用者对控制椅2进行操作。在遥控器18设置有一个或者多个操作键等。在本实施方式中,为了便于说明,在遥控器18设置有用于产生开启指令的开启键、以及用于产生关闭指令的关闭键。

图13是示出控制单元17的结构的框图。图14是示出从气泵到各气囊的空气回路的空气回路图。

控制单元17具备:气泵91;第一、第二以及第三主电磁阀92、93、94;第一、第二以及第三副电磁阀95、96、97;控制部80;以及多个驱动电路81、82、83、84、85、86、87。如图14所示,各主电磁阀92、93、94由具有输入端口P1、输出端口P2以及排气端口P3的三端口电磁阀构成。如图14所示,各副电磁阀95、96、97由具有输入端口P4以及输出端口P5的自保持型的两端口电磁阀(开闭阀)构成。在本实施方式中,各副电磁阀95、96、97由具有开线圈和闭线圈的双螺线管型的自保持阀构成。

多个驱动电路81~87包含:气泵91的驱动电路81;针对第一、第二以及第三主电磁阀92、93、94的驱动电路82、83、84;以及针对第一、第二以及第三副电磁阀95、96、97的驱动电路85、86、87。

控制部80包含微型计算机。微型计算机具备CPU、存储器(RAM、ROM、非易失性存储器)等。在存储器中除了CPU的程序之外还存储有各种数据。在控制部80连接有遥控器18、第一~第五旋转角传感器28、54、58、74、78以及各驱动电路81~87。例如能够使用旋转编码器等旋转角传感器来作为第一~第五旋转角传感器28、54、58、74、78。在本实施方式中,使用正交编码器来作为第一~第五旋转角传感器28、54、58、74、78。

参照图14,气泵91经由空气管101与第一、第二以及第三主电磁阀92、93、94的输入端口P1连接。第一主电磁阀92的输出端口P2经由空气管102与第一~第四气囊52A、52B、56A、56B连接。第二主电磁阀93的输出端口P2经由空气管103与第五以及第六气囊63A、63B连接。第三主电磁阀94的输出端口P2经由空气管104与第七~第十气囊72A、72B、76A、76B连接。

第一、第二以及第三主电磁阀92、93、94的排气端口P3分别经由空气管105、106、107与第一、第二以及第三副电磁阀95、96、97的输入端口P4连接。

回到图13,控制部80基于来自遥控器18的开启指令或者关闭指令对驱动电路81~87进行驱动控制,由此对泵91以及电磁阀92~97进行控制。对由控制部80进行的泵91以及电磁阀92~97的控制方法具体地进行说明。

平常时,泵91为关闭状态,各主电磁阀92~94的输入端口P1与输出端口P2处于非连接状态,各主电磁阀92~94的输出端口P2与排气端口P3处于连接状态,副电磁阀95~97处于开状态。

当从遥控器18输入开启指令时,控制部80驱动泵91,且向所有主电磁阀92~94的线圈通电,向所有副电磁阀95~97的闭线圈通电。由此,各主电磁阀92~94的输入端口P1与输出端口P2成为连接状态,各主电磁阀92~94的输出端口P2与排气端口P3成为非连接状态,各副电磁阀95~97成为闭状态。

由此,从气泵91经由空气管101、第一主电磁阀92以及空气管102向第一~第四气囊52A、52B、56A、56B供给空气。另外,从气泵91经由空气管101、第二主电磁阀93以及空气管103向第五以及第六气囊63A、63B供给空气。并且,从气泵91经由空气管101、第三主电磁阀94以及空气管104向第七~第十气囊72A、72B、76A、76B供给空气。

由此,所有气囊52A、52B、56A、56B、63A、63B、72A、72B、76A、76B膨胀。

当从输入开启指令起经过规定时间时,控制部80停止泵91的驱动,且停止向所有主电磁阀92~94的线圈的通电,停止向所有副电磁阀95~97的闭线圈的通电。规定时间设定为适于所有气囊52A、52B、56A、56B、63A、63B、72A、72B、76A、76B成为膨胀状态的时间。由此,各主电磁阀92~94的输入端口P1与输出端口P2成为非连接状态,各主电磁阀92~94的输出端口P2与排气端口P3成为连接状态。

对于各副电磁阀95~97,即使停止向闭线圈的通电也保持闭状态,因此各气囊52A、52B、56A、56B、63A、63B、72A、72B、76A、76B维持膨胀状态。

之后,当从遥控器18输入关闭指令时,控制部80向所有副电磁阀95~97的开线圈通电规定的短时间。由此,各副电磁阀95~97成为开状态。即使向开线圈的通电停止,各副电磁阀95~97也保持开状态。

由此,第一~第四气囊52A、52B、56A、56B内的空气经由空气管102、第一主电磁阀92、空气管105以及第一副电磁阀95向外部排出。另外,第五以及第六气囊63A、63B内的空气经由空气管103、第二主电磁阀93、空气管106以及第二副电磁阀96向外部排出。并且,第七~第十气囊72A、72B、76A、76B内的空气经由空气管104、第三主电磁阀94、空气管107以及第三副电磁阀97向外部排出。

由此,所有气囊52A、52B、56A、56B、63A、63B、72A、72B、76A、76B收缩。

控制部80在从输入开启指令到输入关闭指令的期间基于来自第一~第五旋转角传感器28、54、58、74、78的输出信号,运算并输出第一旋转轴23、第二旋转轴53、第三旋转轴57、第四旋转轴74以及第五旋转轴78的旋转角(旋转轴从基准位置起的旋转量)以及旋转方向。

使用者就座于控制椅2,将左小腿嵌入左腿载置部71,并且将右小腿嵌入右腿载置部75。另外,使用者将左前臂嵌入左扶手部51,并且将右前臂嵌入右扶手部55。然后,使用者操作遥控器18的开启键。由此,所有气囊52A、52B、56A、56B、63A、63B、72A、72B、76A、76B膨胀,因此左小腿、右小腿、左前臂以及右前臂分别固定于左腿载置部71、右腿载置部75、左扶手部51以及右扶手部55。另外,肩固定于左肩压靠件61与右肩压靠件62之间。

在该状态下,当使用者移动左臂时,如图15所示,能够使左臂保持部13以轴线L2为中心而转动。同样地,当使用者移动右臂时,能够使右臂保持部14以轴线L3为中心而转动。

另外,当使用者移动左腿时,如图15所示,能够使左腿保持部15以轴线L4为中心而转动。同样地,当使用者移动右腿时,能够使右腿保持部16以轴线L5为中心而转动。

另外,当使用者移动肩(躯干)时,如图16A、图16B以及图16C所示,能够使靠背部12以轴线L1为中心而转动。

使用者的肩(躯干)、左臂、右臂、左腿以及右腿的动作由第一~第五旋转角传感器28、54、58、74、78来检测,且作为表示各部的动作的信号(表示旋转角以及旋转方向的信号)从控制部80输出。

使用者在操作结束时操作遥控器18的关闭键。由此,所有气囊52A、52B、56A、56B、63A、63B、72A、72B、76A、76B收缩,因此使用者能够容易地从左腿载置部71、右腿载置部75、左扶手部51以及右扶手部55分别移出左小腿、右小腿、左前臂以及右前臂。另外,使用者能够容易地从左肩压靠件61与右肩压靠件62之间移出肩。

根据前述的控制椅2,能够产生与使用者的躯干、左臂、右臂、左腿以及右腿各自的动作相应的信号。

以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明还能够通过其他方式来实施。例如在前述的实施方式中,用于相对于基台10向中立位置对靠背部12施力的第一浮动防止弹簧33以及第二浮动防止弹簧37由向前方对靠背部12的两侧面的下端部施力的拉伸螺旋弹簧构成。但是,如图17所示,用于向中立位置对靠背部12施力的第一浮动防止弹簧以及第二浮动防止弹簧也可以是用于相对于基台10向前方对靠背部12背面下部的两侧部施力的左右一对压缩螺旋弹簧33A、37A。

具体而言,在基台10的后侧的上框构成构件10UB的后表面上端部的左侧部安装有支承构件111。支承构件111由板状体构成,包括固定于上框构成构件10UB的后表面的固定部111A、从固定部111A的上端向大致后方延伸的横行部111B、以及从横行部111B的后端向大致上方延伸的立起部111C。在靠背部12的背面下部的左侧部与支承构件111的立起部111C之间夹设有由压缩螺旋弹簧构成的第一浮动防止弹簧33A。

在基台10的后侧的上框构成构件10UB的后表面上端部的右侧部安装有支承构件112。支承构件112由板状体构成,包括固定于上框构成构件10UB的后表面的固定部112A、从固定部112A的上端向大致后方延伸的横行部112B、以及从横行部112B的后端向大致上方延伸的立起部112C。在靠背部12的背面下部的右侧部与支承构件112的立起部112C之间夹设有由压缩螺旋弹簧构成的第二浮动防止弹簧37A。

在使用如图17所示的浮动防止弹簧33A、37A的情况下,在使用者例如移动肩(躯干)时,如图18A、图18B以及图18C所示,能够使靠背部12以轴线L1为中心而转动。

另外,在前述的实施方式中,在左前臂收容凹部51d的两侧壁的内表面分别设置有气囊52A、52B,但也可以仅在左前臂收容凹部51d的两侧壁的内表面的任一方设置气囊。同样地,也可以仅在右前臂收容凹部55d的两侧壁的内表面的任一方设置气囊。

同样地,也可以仅在左小腿收容凹部71d的两侧壁的内表面的任一方设置气囊。同样地,也可以仅在右小腿收容凹部75d的两侧壁的内表面的任一方设置气囊。

另外,在前述的实施方式中,设置了3组主电磁阀92~94与副电磁阀95~97的对。但是,也可以针对所有气囊仅设置1组共用的主电磁阀与副电磁阀的对。另外,也可以针对各气囊各设置1组主电磁阀与副电磁阀的对。另外,也可以将所有气囊分为与前述的实施方式不同的任意的组,并针对每组设置主电磁阀与副电磁阀的对。

对本发明的实施方式详细地进行了说明,但这些只不过是为了明确本发明的技术的内容而使用的具体例,不应解释为本发明限定于这些具体例,本发明的范围仅由随附的权利请求的范围来限定。

本申请与2019年3月8日在日本专利局提出的日本特愿2019-43025号对应,在此通过引用而加入该申请的所有内容。

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