CN107788978A - 站起动作辅助装置、站起动作辅助方法以及程序 - Google Patents

Abstract

本公开涉及站起动作辅助装置、站起动作辅助方法以及程序，站起动作辅助装置(10)包括：计测用户的小腿的肌电值的第1传感器(11)；计测用户的膝关节角度的第2传感器(12)；处理器(15)，其至少基于所计测出的肌电值以及膝关节角度，判定是否能够开始站起动作的辅助，在判定为能够开始的情况下，输出指示信号，所述站起动作是用户从坐着的状态站起的动作；以及辅助机构(17)，辅助机构在从处理器(15)受理了指示信号的情况下，开始用户的站起动作的辅助。

Description

站起动作辅助装置、站起动作辅助方法以及程序

技术领域

本公开涉及辅助用户的站起动作的站起动作辅助装置等。

背景技术

以往，提出了安装于用户的下肢并通过使配置于该用户的膝盖或腰等的致动器进行驱动来辅助该用户的站起动作的站起动作辅助装置(腿辅助用具)(例如，参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2010-253048号公报

发明内容

然而，在上述专利文献1的站起动作辅助装置中，存在无法适当地辅助用户的站起动作这一问题。

因此，在本公开中，提供能够适当地辅助用户的站起动作的站起动作辅助装置。

本公开的非限定性且例示性的一个技术方案涉及的站起动作辅助装置，包括：第1传感器，其计测用户的小腿的肌电值；第2传感器，其计测所述用户的膝关节角度；处理器，其至少基于所计测出的所述肌电值以及膝关节角度，判定是否能够开始站起动作的辅助，在判定为能够开始的情况下，输出指示信号，所述站起动作是所述用户从坐着的状态站起的动作；以及辅助机构，所述辅助机构在从所述处理器受理了所述指示信号的情况下，开始所述用户的站起动作的辅助。

此外，这些总括性或具体的技术方案既可以通过系统、方法、集成电路、计算机程序或计算机可读取的记录介质来实现，也可以通过装置、系统、方法、集成电路、计算机程序和记录介质的任意组合来实现。计算机可读取的记录介质例如包括CD-ROM(Compact Disc-Read Only Memory)等非易失性记录介质。

根据本公开，能够适当地辅助用户的站起动作。从本说明书及附图中可知晓本公开的一个技术方案的附加的益处及优点。该益处和/或优点可以单独地由本说明书及附图所公开的各种实施方式及特征而得到，无需为了获得一个以上益处和/或优点而实施所有的实施方式及特征。

附图说明

图1A是实施方式1涉及的站起动作辅助装置的概略性的功能框图。

图1B是实施方式1涉及的站起动作辅助方法的概略性的流程图。

图2是实施方式1涉及的站起动作辅助装置的具体的功能框图。

图3是表示实施方式1涉及的肌电计测部所包含的肌电传感器的一例的图。

图4是表示实施方式1涉及的从放大器输出的计测电压、从整流电路输出的整流电压和从滤波电路输出的滤波处理电压各自的波形的一例的图。

图5A是表示实施方式1涉及的用户的上半身的躯干前倾角度的一例的图。

图5B是表示实施方式1涉及的躯干角度计测部被安装于用户的状态的一例的图。

图6是表示实施方式1涉及的在用户进行站起动作时由躯干角度计测部计测的角速度和躯干前倾角度的图。

图7是表示实施方式1涉及的辅助机构的具体构成的一例的图。

图8是表示实施方式1涉及的存储部所保存的信息的一例的图。

图9A是表示实施方式1涉及的存储部所保存的信息的另一例的图。

图9B是表示实施方式1涉及的存储部所保存的信息的另一例的图。

图10A是表示实施方式1涉及的胫骨前肌的肌电值的波形以及第1阈值的例子的图。

图10B是表示实施方式1涉及的躯干前倾角度的波形以及第3阈值的例子的图。

图11A是表示实施方式1涉及的站起动作辅助装置的处理的流程图的图。

图11B是图11A的步骤S130的更详细处理的流程图。

图12A是实施方式2涉及的站起动作辅助装置的概略性的功能框图。

图12B是表示实施方式2涉及的站起动作辅助方法的概略性的流程图的图。

图13是实施方式2的变形例1涉及的站起动作辅助装置的功能框图。

图14是表示实施方式2的变形例1涉及的膝角度计测部的配置以及膝关节角度的一例的图。

图15A是表示站起动作的辅助开始时用户失去了平衡的例子的图。

图15B是表示站起动作的失败的例子的图。

图16是表示实验的状况的图。

图17是表示即将站起动作之前的膝关节角度为65度和95度时的站起动作中的肌肉活动量的计测结果的一例的图。

图18是表示以多个膝关节角度的各膝关节角度进行站起动作时的胫骨前肌的肌肉活动量的最大值的图。

图19是表示实施方式2的变形例1涉及的由判定部进行的第1阈值的变更的例子的图。

图20是实施方式2的变形例1涉及的站起动作辅助装置的处理的流程图。

图21是表示实施方式2的变形例1涉及的步骤S132的详细处理的一例的图。

图22是表示实施方式2的变形例1涉及的步骤S132的详细处理的另一例的图。

图23是表示图20的步骤S130的更详细处理的流程图。

图24是实施方式2的变形例2涉及的站起动作辅助装置的功能框图。

图25是表示在进行站起动作的辅助时用户失去了平衡的例子的图。

图26是表示进行站起动作的辅助时的膝关节角度以及躯干大腿角度的变化的一例的图。

图27是实施方式2的变形例2涉及的站起动作辅助装置的处理的流程图。

图28是图27的步骤S180的更详细处理的流程图。

标号说明

10、100、100A、100B 站起动作辅助装置

11 第1传感器

12 第2传感器

15 处理器

17、107 辅助机构

101 肌电计测部

102 躯干角度计测部

103 计时器

104 存储部

105 判定部

106 辅助请求部

108 膝角度计测部

109 计测处理部

110 大腿角度计测部

具体实施方式

(成为本公开的基础的见解)

本发明人对于在“背景技术”一栏中记载的专利文献1的站起动作辅助装置，发现会产生以下的问题。

在专利文献1那样的安装于用户下肢的站起动作辅助装置中，在进行站起动作的辅助时，用户必须注意不会失去平衡而摔倒。作为失去平衡的主要原因，举例用户未能正确地采取由站起动作辅助装置设想的站起前的姿势。因此，站起动作辅助装置在开始辅助之前，需要识别用户的姿势，并判断用户是否能够不会摔倒地站起。因此，专利文献1的站起动作辅助装置在开始辅助之前，计测用户的各脚相对于腰位置的水平方向上的相对位置。并且，该站起动作辅助装置在该相对位置处于预先确定的范围内、且用户的各脚接地的情况下，开始用户的站起动作的辅助。

专利文献1的站起动作辅助装置通过接地传感器判断用户的各脚是否接地。然而，为了辅助站起动作，即使用户的各脚已接地，也需要用户腿上用劲并使小腿保持强刚性。如果虽然用户的各脚接地但小腿没有强刚性，则即使站起动作辅助装置通过开始站起动作的辅助使用户的膝盖伸展，也无法使用户站起，而会使小腿向前方移动。另外，即使小腿具有强刚性，如果用户的膝盖没有适当地弯曲，也会难以使用户站起。

为了解决这样的问题，本公开的一个技术方案涉及的站起动作辅助装置，包括：第1传感器，其计测用户的小腿的肌电值；第2传感器，其计测所述用户的膝关节角度；处理器，其至少基于所计测出的所述肌电值以及膝关节角度，判定是否能够开始站起动作的辅助，在判定为能够开始的情况下，输出指示信号，所述站起动作是所述用户从坐着的状态站起的动作；以及辅助机构，所述辅助机构在从所述处理器受理了所述指示信号的情况下，开始所述用户的站起动作的辅助。具体而言，所述处理器在所计测出的所述肌电值为第1阈值以上的第1条件和所计测出的所述膝关节角度为第2阈值以下的第2条件都满足的情况下，判定为能够开始所述用户的站起动作的辅助。

由此，基于用户的小腿的肌电值以及膝关节角度，判定是否能够开始该用户的站起动作的辅助，因此在用户的小腿具有强刚性且用户适当地弯曲着膝盖时，能够开始站起动作的辅助。因此，能够抑制站起动作的失败等的发生，适当地辅助用户的站起动作，能够使用户在稳定的状态下站起。

另外，所述第1传感器可以计测胫骨前肌的肌电值来作为所述小腿的肌电值。

由此，在用户的小腿具有强刚性的时机(timing)，能够更适当地开始站起动作的辅助，能够使用户在更稳定的状态下站起。

另外，所述第2阈值可以为60°以上且100°以下。

由此，在用户适当地弯曲着膝盖时，即在用户处于容易站起的状态时，能够开始站起动作的辅助。其结果是，能够进一步抑制站起动作的失败等的发生。

另外，由所述第2传感器计测的所述用户的膝关节角度可以是所述用户的左腿的膝关节角度和右腿的膝关节角度中的较小一方的角度。

由此，基于用户的左腿和右腿中的在站起动作时用劲的腿的膝关节角度，判定是否能够开始站起动作的辅助，因此能够使用户在更稳定的状态下站起。

本公开的一个技术方案涉及的站起动作辅助装置，具备：第1传感器，其计测用户的小腿的肌电值；第2传感器，其计测所述用户的膝关节角度；第3传感器，其计测所述用户的躯干前倾角度；处理器，其基于所计测出的所述肌电值、膝关节角度以及躯干前倾角度，判定是否能够开始所述站起动作的辅助，在判定为能够开始的情况下，输出指示信号；以及辅助机构，其在从所述处理器输出了所述指示信号的情况下，开始所述用户的站起动作的辅助。在此，例如，所述躯干前倾角度是铅直方向与所述用户的躯干之间的角度、且是所述躯干越向所述用户的前方倾倒就越大的角度。

在此，用户为了站起而需要使上半身(即躯干)向前倾斜。若在用户的上半身未充分向前倾斜的情况下开始站起动作的辅助，则存在用户向后方摔倒的危险。但是，在专利文献1的站起动作辅助装置中，未考虑用户上半身的姿势地开始站起动作的辅助。因此，存在发生上述那样的危险的可能性。

但是，在上述本公开的一个技术方案涉及的站起动作辅助装置中，如上所述，基于用户的小腿的肌电值、膝关节角度以及躯干前倾角度，判定是否能够开始该用户的站起动作的辅助。其结果是，在用户使上半身向前倾斜着时，能够开始站起动作的辅助。因此，能够抑制用户的摔倒等的发生，更适当地辅助用户的站起动作，能够使用户在更稳定的状态下站起。

另外，所述处理器可以在所计测出的所述肌电值为第1阈值以上的第1条件、所计测出的所述膝关节角度为第2阈值以下的第2条件、以及所计测出的所述躯干前倾角度为第3阈值以上的第3条件都满足的情况下，判定为能够开始所述用户的站起动作的辅助。

由此，在膝关节角度大且躯干前倾角度小的情况下，不开始用户的站起动作的辅助，在膝关节角度小且躯干前倾角度大的情况下，开始用户的站起动作的辅助。因此，能够抑制由于在用户将腿向前伸而增大膝关节角度增大时开始了站起动作的辅助而导致用户失去平衡并摔倒等的危险。进而，能够抑制由于在用户未将上半身向前倾斜时开始了站起动作的辅助而导致用户向后方摔倒等的危险。

另外，所述处理器可以进一步，以使所计测出的所述膝关节角度越小则第1阈值就越小的方式，设定所述第1阈值，在所计测出的所述肌电值为所述第1阈值以上的第1条件、所计测出的所述躯干前倾角度为第3阈值以上的第3条件都满足的情况下，判定为能够开始所述用户的站起动作的辅助。

由此，在膝关节角度大的情况下，如果用户的小腿没有较强的刚性，则不开始用户的站起动作的辅助，在膝关节角度小的情况下，即使用户的小腿的刚性弱，也可开始用户的站起动作的辅助。因此，能够抑制由于在用户将腿向前伸而增大膝关节角度时尽管用户的小腿的刚性不够强也开始了站起动作的辅助而导致用户失去平衡并摔倒等的危险。

另外，所述处理器可以进一步，在所计测出的所述肌电值和躯干前倾角度分别周期性地变化的情况下，输出用于促使所述用户弯曲膝盖的报告信号。

在小腿的肌电值和躯干前倾角度分别周期性地变化的情况下，用户处于虽然尝试站起但由于膝关节角度大而无法站起、反复进行该行为的状态。在这样的状况下，输出用于促使用户弯曲膝盖的报告信号。通过该报告信号，例如向用户提示促使弯曲膝盖的声音或文字。通过该提示，用户弯曲膝盖。当膝盖弯曲即膝关节角度变小时，第1阈值被设定得小，因此易于满足第1条件。其结果是，可判定为能够开始站起动作的辅助，用户能够接受由辅助机构进行的站起动作的辅助，能够容易地站起。

另外，所述站起动作辅助装置还可以具备第4传感器，所述第4传感器计测所述用户的躯干与大腿之间的角度即躯干大腿角度，所述处理器可以基于在所述站起动作时所计测出的所述膝关节角度和躯干大腿角度各自的变化，变更所述第1阈值。例如，所述处理器可以在所述站起动作时所计测出的所述躯干大腿角度的变化率大于所述膝关节角度的变化率的情况下，将所述第1阈值变更为更大的值。

在站起动作时所计测出的躯干大腿角度的变化率大于膝关节角度的变化率的情况下，设想为用户在站起动作时成为不稳定的状态。因此，在这样的情况下，通过将第1阈值变更为更大的值，在下次用户进行站起动作时，在使用该变更后的第1阈值判定出的时机开始站起动作的辅助。因此，能够使开始站起动作的辅助的时机延迟，其结果是，能够使用户在更稳定的状态下站起。

另外，本公开的一个技术方案涉及的站起动作辅助装置，也可以具备：第1传感器，其计测用户的小腿的肌电值；第2传感器，其计测所述用户的膝关节角度；以及处理器，其至少基于所计测出的所述肌电值以及膝关节角度，判定是否能够开始站起动作的辅助，在判定为能够开始的情况下，对辅助所述站起动作的辅助机构输出指示信号，所述站起动作是所述用户从坐着的状态站起的动作。

由此，与上述同样地，能够适当地辅助用户的站起动作，能够使用户在稳定的状态下站起。

以下，参照附图对实施方式进行具体说明。

此外，以下说明的实施方式都表示总括性或具体的例子。以下的实施方式中示出的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态、步骤、步骤的顺序等是一例，并非旨在限定本公开。另外，关于以下的实施方式中的构成要素中未记载在表示最上位概念的独立权利要求中的构成要素，作为任意的构成要素进行说明。

另外，各图是示意图，未必严格图示。另外，在各图中，对相同的构成部件标注相同的标号。

(实施方式1)

[概要]

图1A中示出本实施方式涉及的站起动作辅助装置的概略性的功能框图。如图1所示，站起动作辅助装置10具备第1传感器11、第3传感器12a、处理器15和辅助机构17。

第1传感器11计测用户小腿的肌电值。第3传感器12a计测该用户的躯干前倾角度。处理器15基于所计测出的肌电值以及躯干前倾角度，判定是否能够开始站起动作的辅助，在判定为能够开始的情况下，输出指示信号，所述站起动作是该用户从坐着的状态站起的动作。辅助机构17在从处理器15输出了指示信号的情况下，开始用户的站起动作的辅助。此外，本实施方式涉及的站起动作辅助装置10具备辅助机构17，但也可以不具备辅助机构17。

图1B中示出本实施方式涉及的站起动作辅助方法的概略性的流程图。在该站起动作辅助方法中，首先，第1传感器11计测用户小腿的肌电值(步骤S11)。接着，第3传感器12a计测该用户的躯干前倾角度(步骤S12a)。接着，处理器15基于所计测出的肌电值以及躯干前倾角度，判定是否能够开始站起动作的辅助，所述站起动作是该用户从坐着的状态站起的动作(步骤S13)。在此，在处理器15判定为能够开始的情况下(步骤S13：是)，辅助机构17开始该用户的站起动作的辅助(步骤S14)。

由此，基于用户的小腿的肌电值以及躯干前倾角度，判定是否能够开始该用户的站起动作的辅助，因此，在用户的小腿具有强刚性、且用户将上半身向前倾斜时，能够开始站起动作的辅助。因此，能够抑制用户的摔倒或站起动作的失败等的发生，适当地辅助用户的站起动作，能够使用户在稳定的状态下站起。

以下，对这样的站起动作辅助装置以及站起动作辅助方法的详细情况进行说明。

[装置构成]

图2中示出本实施方式涉及的站起动作辅助装置的具体的功能框图。如图2所示，站起动作辅助装置100具备肌电计测部101、躯干角度计测部102、计时器103、计测处理部109、存储部104、判定部105、辅助请求部106以及辅助机构107。此外，图2所示的站起动作辅助装置100是将图1A所示的站起动作辅助装置10进一步具体化而成的装置。另外，图2所示的肌电计测部101、躯干角度计测部102以及判定部105分别相当于图1A所示的第1传感器11、第3传感器12a以及处理器15。另外，图2所示的辅助机构107相当于图1A所示的辅助机构17。

[肌电计测部101]

肌电计测部101计测胫骨前肌的肌电值来作为上述的小腿的肌电值。即，肌电计测部101使用配置在用户下肢(具体是小腿)的电极来计测用户的胫骨前肌的肌电值。在此，肌电值既可以是从该电极直接获得的计测值，也可以是根据计测值进行了计算或处理而得到的值。此外，肌电计测部101计测用户两腿的胫骨前肌的肌电值。

图3中示出肌电计测部101所包含的肌电传感器的一例。肌电计测部101例如具备2个肌电传感器1011，一方的肌电传感器1011计测用户右腿的胫骨前肌的肌电值，另一方的肌电传感器1011计测用户左腿的胫骨前肌的肌电值。

如图3所示，肌电传感器1011例如具有2个电极1012a以及1012b、放大器1014、整流电路1013和滤波电路1015。

电极1012a以及1012b配置于用户的紧接胫骨前肌之上的皮肤。此外，胫骨前肌是位于小腿前面的外侧浅层的肌肉。例如，电极1012a与电极1012b之间的距离为10～30mm左右。

放大器1014例如是差动放大电路。放大器1014对使用电极1012a测定出的电位V1和使用电极1012b测定出的电位V2的差分电压进行放大，将放大后的差分电压作为计测电压进行输出。电位V1是地与电极1012a之间的电位差，电位V2是地与电极1012b之间的电位差。

整流电路1013通过对从放大器1014输出的计测电压进行全波整流，将全波整流后的计测电压作为整流电压进行输出。滤波电路1015通过对整流电压进行低频通过滤波(即低通滤波)处理，将低频通过滤波处理后的整流电压作为滤波处理电压进行输出。

肌电计测部101将从2个肌电传感器1011分别输出的滤波处理电压的平均值、最大值或最小值计测为胫骨前肌的肌电值。

图4中示出从放大器1014输出的计测电压、从整流电路1013输出的整流电压以及从滤波电路1015输出的滤波处理电压各自的波形的一例。此外，在图4中，纵轴是电压(μV)，横轴是时间(sec)。

放大器1014输出图4的(a)所示那样波形的计测电压。整流电路1013如图4的(b)所示，对图4的(a)所示的波形的计测电压进行全波整流。接着，滤波电路1015如图4的(c)所示，为了得到全波整流后的波形的包络线，对图4的(b)所示的全波整流后的波形进行低频通过滤波处理。

此外，经由低通滤波处理而通过的频带例如为2Hz以下的频带。通过该处理，整流电压所包含的大于2Hz的频率成分衰减。此外，将这样的低通滤波处理后的整流电压的波形也称为胫骨前肌的活动波形。将胫骨前肌的活动波形所包含的各时刻的值也称为该时刻的胫骨前肌的活动值。

另外，由肌电计测部101计测的肌电值如上述那样既可以是从电极1012a以及1012b直接获得的计测值，也可以是与该计测值相应的值。与该计测值相应的值是通过对直接获得的计测值进行放大、全波整流或低通滤波处理等处理而获得的值。

[躯干角度计测部102]

躯干角度计测部102计测用户上半身的躯干前倾角度。

图5A中示出用户上半身的躯干前倾角度的一例。躯干前倾角度如图5A所示那样是用户的躯干相对于铅直方向的角度601。即，躯干前倾角度是铅直方向与用户的躯干之间的角度，是躯干越向用户前方倾倒就越大的角度。此外，用户的躯干例如是用户的脊骨。

躯干角度计测部102的具体硬件的一例是9轴传感器。9轴传感器具有加速度传感器、角速度传感器以及地磁传感器。这些加速度传感器、角速度传感器以及地磁传感器分别具有加速度计测电路、角速度计测电路以及地磁计测电路。通过9轴传感器，能够计算躯干相对于铅直方向的角度来作为躯干前倾角度。另外，在仅使用9轴传感器的角速度传感器的情况下，通过进行校准(Calibration)和角速度传感器的计测值的累计，能够计算躯干前倾角度。

图5B中示出躯干角度计测部102被安装于用户的状态的一例。躯干角度计测部102配置于坐在椅子603上的用户的腰部。另外，如图5B所示，设定了传感器的x轴、y轴以及z轴。x轴例如是沿着铅直方向的轴，朝上是正向。y轴方向例如是与x轴垂直且沿着用户的左右方向的轴，朝左是正向。z轴方向例如是与x轴垂直且沿着用户的前后方向的轴，朝后是正向。加速度传感器计测x轴方向、y轴方向以及z轴方向的各方向上的躯干角度计测部102的加速度。地磁传感器计测x轴方向、y轴方向以及z轴方向的各方向上的地磁强度。角速度传感器计测躯干角度计测部102以x轴、y轴以及z轴的各轴为旋转中心进行旋转的角速度。

图6中示出在用户进行站起动作时由躯干角度计测部102计测的以y轴为旋转中心的角速度和躯干前倾角度。图6的坐标图中的实线表示由躯干角度计测部102的角速度传感器计测出的用户在站起动作时进行了前屈运动时的以y轴为旋转中心的角速度604。图6的坐标图中的虚线表示通过该计测出的角速度604的累计而获得的躯干前倾角度605。如该图6所示，躯干前倾角度605随着用户前屈而增大，在前屈后，随着回到原来的姿势而减小。

此外，角速度传感器直接计测角速度的变化量，通过由角速度计测电路对该变化量进行积分来计测角速度。躯干角度计测部102计测躯干前倾角度作为对初始角度加上由角速度传感器计测出的角速度的累计值而得到的值。初始角度既可以通过校准而设定，也可以预先保持在躯干角度计测部102所具有的内部存储器中。另外，躯干角度计测部102也可以通过校准对预先保持的初始角度进行修正。例如，站起动作辅助装置100指示用户沿着x轴方向(铅直方向)配置躯干角度计测部102，将指示后的由躯干角度计测部102计测的躯干前倾角度设定为初始角度(即0deg)。

另外，由躯干角度计测部102计测的躯干前倾角度既可以是根据从9轴传感器直接获得的计测值而算出的角度，也可以是根据与该计测值相应的值而算出的角度。与该计测值相应的值是通过对直接获得的计测值进行放大、整流或滤波处理等处理而获得的值。

[辅助请求部106]

辅助请求部106根据用户的动作或操作，向辅助机构107请求站起动作的辅助开始。例如，辅助请求部106通过按钮的操作来请求辅助开始，或者通过基于声音的操作来请求辅助开始。具体而言，当配置于站起动作辅助装置100的按钮被用户按下时，辅助请求部106向辅助机构107请求站起动作的辅助开始。或者，当用户说出关键字、且配置于站起动作辅助装置100的声音识别电路识别到该关键字时，辅助请求部106请求站起动作的辅助开始。

[辅助机构107]

辅助机构107通过辅助用户膝盖的伸展来辅助站起动作。这样的辅助机构107在从辅助请求部106接收到辅助开始的请求时，取得判定部105当前的判定结果。在该判定结果表示能够开始辅助的情况下，辅助机构107开始用户的站起动作的辅助。此外，表示能够开始辅助的判定结果被作为上述的指示信号从作为处理器的判定部105输出到辅助机构107。辅助机构107在从处理器受理了指示信号的情况下，开始用户的站起动作的辅助。

另外，辅助机构107如上述那样在从辅助请求部106接收到辅助开始的请求时，取得判定部105当前的判定结果，但也可以一直取得当前的判定结果。该情况下，辅助机构107在该当前的判定结果表示能够开始辅助时，若从辅助请求部106接收到辅助开始的请求，则开始用户的站起动作的辅助。

这样的辅助机构107例如是佩戴于用户下肢的机器人或辅助服。

图7中示出辅助机构107的具体构成的一例。如图7所示，辅助机构107具有上部骨架1061、下部骨架1062和动力部1063。上部骨架1061以相对于下部骨架1062自由转动的方式经由动力部1063与该下部骨架1062连接。

上部骨架1061固定于用户下肢的大腿。下部骨架1062固定于用户下肢的脚(foot)或小腿。上部骨架1061以及下部骨架1062分别具有固定用具1065以及1066，通过该固定用具固定于用户。固定用具1065以及1066例如是卷带(A hook and loop fastener，钩环扣)或带状物(belt)。固定用具1065以及1066也可以是绳状。动力部1063例如具有马达和电源。

在此，大腿相当于腿(leg)的膝盖之上的部分。小腿限定于腿(leg)的从膝盖到脚踝的部分。

如图7所示，动力部1063以上部骨架1061与下部骨架1062之间(或用户的膝盖)为中心，在使用户的膝盖伸展的方向(箭头1064的方向)上活动上部骨架1061。由此，能够辅助用户的站起动作。

此外，在辅助机构107是穿戴于用户的布状辅助服的情况下，上部骨架1061和下部骨架1062也可以分别包含在布中。

[计时器103]

计时器103对当前的时刻进行计时，将表示该计时到的时刻的时刻信号输出给计测处理部109。例如，计时器103每0.01秒输出表示当前时刻的时刻信号。

[存储部104]

存储部104是具有用于存储胫骨前肌的肌电值以及躯干前倾角度的存储区域的存储介质，例如包括硬盘或存储器等。

[计测处理部109]

计测处理部109取得由从计时器103输出的时刻信号表示的时刻、在该时刻由肌电计测部101计测出的胫骨前肌的肌电值、和在该时刻由躯干角度计测部102计测出的躯干前倾角度。并且，计测处理部109将该时刻、肌电值和躯干前倾角度进行关联地保存于存储部104。

图8中示出存储部104所保存的信息的一例。

计测处理部109将由时刻信号表示的时刻“13：45：30.00”、该时刻的胫骨前肌的肌电值“0.000639V”和该时刻的躯干前倾角度“18.32deg”进行关联地保存于存储部104。另外，计测处理部109例如也可以每0.01秒将此时的时刻、肌电值和躯干前倾角度进行关联地保存于存储部104。另外，计测处理部109也可以取得作为用户的识别信息的用户ID，将该用户ID与时刻、肌电值以及躯干前倾角度关联地保存于存储部104。另外，在计测股内侧肌的肌电值的情况下，计测处理部109也可以将该股内侧肌的肌电值也与计测出该肌电值的时刻关联地保存于存储部104。

图9A以及图9B中示出存储部104所保存的信息的另一例。

计时器103也可以取代如上述那样输出时刻信号而输出时钟信号。该情况下，计测处理部109基于该时钟信号每经过第1时间间隔(例如0.001秒)，算出该经过时的时刻，从肌电计测部101取得在该时刻计测出的胫骨前肌的肌电值。并且，计测处理部109如图9A所示那样，将取得了肌电值的取得顺序、该肌电值和在取得该肌电值时所算出的时刻进行关联地保存于存储部104。例如，计测处理部109将取得顺序“1”、最先取得的肌电值和基准时刻(例如，0sec)进行关联地保存。进而，计测处理部109将取得顺序“2”、第2个取得的肌电值和时刻“基准时刻+第1时间间隔”(sec)进行关联地保存。进而，计测处理部109将取得顺序“3”、第3个取得的肌电值和时刻“基准时刻+第1时间间隔×2”(sec)进行关联地保存。如此，计测处理部109将取得顺序“n”、第n个取得的肌电值和时刻“基准时刻+第1时间间隔×(n-1)”(sec)进行关联地保存(n为自然数)。

同样地，计测处理部109基于时钟信号每经过第2时间间隔(例如0.01秒)，算出该经过时的时刻，从躯干角度计测部102取得在该时刻计测出的躯干前倾角度。并且，计测处理部109如图9B所示那样，将取得了躯干前倾角度的取得顺序、该躯干前倾角度和在取得该躯干前倾角度时所算出的时刻进行关联地保存于存储部104。例如，计测处理部109将取得顺序“1”、最先取得的躯干前倾角度和基准时刻(例如0sec)进行关联地保存。进而，计测处理部109将取得顺序“2”、第2个取得的躯干前倾角度和时刻“基准时刻+第2时间间隔”(sec)进行关联地保存。进而，计测处理部109将取得顺序“3”、第3个取得的躯干前倾角度和时刻“基准时刻+第2时间间隔×2”(sec)进行关联地保存。如此，计测处理部109将取得顺序“n”、第n个取得的躯干前倾角度和时刻“基准时刻+第2时间间隔×(n-1)”(sec)进行关联地保存(n为自然数)。此外，第1时间间隔和第2时间间隔既可以不同，也可以相同。

[判定部105]

判定部105基于用户的胫骨前肌的肌电值和用户上半身的躯干前倾角度，判定用户的状态是否为可以开始站起动作的辅助的状态。换言之，判定部105使用用户的胫骨前肌的肌电值以及用户的躯干前倾角度这两方来判定是否能够开始用户的站起动作的辅助。更具体而言，判定部105在所计测出的肌电值为第1阈值以上的第1条件和所计测出的躯干前倾角度为第3阈值以上的第3条件都满足的情况下，判定为能够开始用户的站起动作的辅助。换言之，判定部105在(i)用户的胫骨前肌的肌电值为第1阈值以上且(ii)用户的上半身的躯干前倾角度为第3阈值以上时，判定为能够开始用户的站起动作的辅助。此外，判定部105既可以预先存储有第1阈值以及第3阈值，也可以从外部的记录介质读出第1阈值以及第3阈值。

在此，判定所使用的肌电值以及躯干前倾角度例如是存储部104所保存的与最新的时刻关联的肌电值以及躯干前倾角度。也就是说，判定部105每当与最新的时刻关联的肌电值以及躯干前倾角度被保存于存储部104时，通过参照存储部104来确定该最新的肌电值以及躯干前倾角度。并且，判定部105基于该确定出的肌电值以及躯干前倾角度，确定是否能够现在开始上述的辅助。

图10A中示出胫骨前肌的肌电值的波形以及第1阈值的例子，图10B中示出躯干前倾角度的波形以及第3阈值的例子。

如图10A所示，判定部105判定用户的胫骨前肌的肌电值是否为第1阈值(例如200μV)以上。进而，如图10B所示，判定部105判定用户的躯干前倾角度是否为第3阈值(例如23deg)以上。并且，判定部105在肌电值为第1阈值以上且躯干前倾角度为第3阈值以上的情况下，判定为能够开始用户的站起动作的辅助。此时，判定部105将上述的指示信号输出给辅助机构107。

此外，判定部105也可以不参照存储部104所保存的信息而直接从肌电计测部101以及躯干角度计测部102取得用户的胫骨前肌的肌电值和用户的躯干前倾角度。此时，判定部105也可以从肌电计测部101以及躯干角度计测部102取得对肌电值以及躯干前倾角度进行了计测的时刻。或者，判定部105也可以将第1时间间隔以及第2时间间隔存储于内部的存储器。该情况下，判定部105使用第1时间间隔以及第2时间间隔，算出用于取得用户的胫骨前肌的肌电值和用户上半身的躯干前倾角度的时刻。并且，判定部105也可以基于来自计时器103的时钟信号，在该算出的时刻取得肌电值以及躯干前倾角度，基于所取得的最新的肌电值以及躯干前倾角度，判定是否能够现在开始上述的辅助。

[站起动作辅助装置100的处理]

图11A中示出站起动作辅助装置100的处理的流程图。

(步骤S110)

肌电计测部101计测用户的胫骨前肌的肌电值。此外，该计测的肌电值是根据用户两腿的胫骨前肌的肌电值得到的值(例如，平均值、最小值或最大值等)。

(步骤S120)

躯干角度计测部102计测用户的躯干前倾角度。

(步骤S130)

判定部105基于通过步骤S110计测出的胫骨前肌的肌电值和通过步骤S120计测出的躯干前倾角度，判定是否能够开始站起动作的辅助。在通过判定部105判定为能够开始站起动作的辅助的情况下，站起动作辅助装置100进入步骤S140的处理。另一方面，在通过判定部105判定为不能开始站起动作的辅助的情况下，站起动作辅助装置100返回到步骤S110以及S120的处理。

(步骤S140)

辅助机构107确认是否从辅助请求部106发出站起动作的辅助开始的请求。在存在辅助开始的请求的情况下，站起动作辅助装置100进入步骤S150的处理。在没有辅助开始的请求的情况下，站起动作辅助装置100返回到步骤S110以及S120的处理。

(步骤S150)

辅助机构107开始用户的站起动作的辅助。

[判定部105的处理的详细情况]

图11B中示出图11A的步骤S130的更详细处理的流程图。

(步骤S131)

判定部105从存储部104取得胫骨前肌的肌电值。

(步骤S132)

判定部105判定通过步骤S131取得的胫骨前肌的肌电值是否为第1阈值以上。在此，胫骨前肌的肌电值为第1阈值以上这一情况表示胫骨前肌正在活动。

在判定为胫骨前肌的肌电值为第1阈值以上的情况下，判定部105进入步骤S133的处理。另一方面，在判定为胫骨前肌的肌电值小于第1阈值的情况下，判定部105返回到步骤S131的处理。在此，在返回到步骤S131的处理之后，判定部105取得新的胫骨前肌的肌电值。

此外，判定部105也可以不使用胫骨前肌的肌电值而使用胫骨前肌的肌电值的变化量来判定胫骨前肌是否正在活动。例如，判定部105也可以对胫骨前肌的肌电值的变化量为阈值以上这一情况进行检测，将对此时使用的肌电值进行了计测的时刻作为tb存储于存储部104。在此，在胫骨前肌的肌电值的变化量(Ib-Ia)为阈值以上时，将对肌电值Ib进行了计测的时刻设为tb。此外，在时刻ta早于时刻tb(ta<tb)的情况下，将在时刻ta所计测出的肌电值设为Ia，将在时刻tb所计测出的肌电值设为Ib。此外，在变化量为阈值以上的情况下，Ib>Ia的关系成立。

(步骤S133)

判定部105从存储部104取得躯干前倾角度。

(步骤S134)

判定部105判定通过步骤S133取得的躯干前倾角度是否为第3阈值以上。在判定为躯干前倾角度为第3阈值以上的情况下，站起动作辅助装置100进入步骤S140的处理。在判定为躯干前倾角度小于第3阈值的情况下，判定部105返回到步骤S131的处理。在此，判定部105在返回到步骤S131的处理并再次到达了步骤S133的处理时，重新取得肌电值以及躯干前倾角度。此外，判定部105也可以不使用躯干前倾角度而使用躯干前倾角度的变化量来判定该变化量是否为阈值以上。

[效果]

如此，在本实施方式中，基于用户的小腿的肌电值以及躯干前倾角度，判定是否能够开始该用户的站起动作的辅助，因此，在用户的小腿具有强刚性且用户将上半身向前倾斜时，能够开始站起动作的辅助。因此，能够抑制用户的摔倒或站起动作的失败等的发生，适当地辅助用户的站起动作，能够使用户在稳定的状态下站起。

另外，在本实施方式中，在所计测出的肌电值为第1阈值以上的第1条件和所计测出的躯干前倾角度为第3阈值以上的第3条件都满足的情况下，判定为能够开始用户的站起动作的辅助。因此，在用户的小腿具有强刚性且用户将上半身向前倾斜的时机，能够更适当地开始站起动作的辅助，能够使用户在更稳定的状态下站起。

(实施方式2)

在上述实施方式1涉及的站起动作辅助装置中，为了判定是否能够开始站起动作的辅助而计测用户的下肢的肌电值和躯干前倾角度。另一方面，本实施方式涉及的站起动作辅助装置取代计测躯干前倾角度而计测用户的膝关节角度。此外，膝关节角度也称为膝关节的角度。

[概要]

图12A中示出本实施方式涉及的站起动作辅助装置的概略性的功能框图。如图12A所示，站起动作辅助装置10具备第1传感器11、第2传感器12、处理器15和辅助机构17。

第1传感器11计测用户小腿的肌电值。第2传感器12计测该用户的膝关节角度。处理器15基于所计测出的肌电值以及膝关节角度，判定是否能够开始站起动作的辅助，在判定为能够开始的情况下，输出指示信号，所述站起动作是该用户从坐着的状态站起的动作。辅助机构17在从处理器15输出了指示信号的情况下，开始用户的站起动作的辅助。此外，本实施方式涉及的站起动作辅助装置10具备辅助机构17，但也可以不具备辅助机构17。

图12B中示出本实施方式涉及的站起动作辅助方法的概略性的流程图。在该站起动作辅助方法中，首先，第1传感器11计测用户小腿的肌电值(步骤S11)。接着，第2传感器12计测该用户的膝关节角度(步骤S12)。接着，处理器15基于所计测出的肌电值以及膝关节角度，判定是否能够开始站起动作的辅助，所述站起动作是该用户从坐着的状态站起的动作(步骤S13)。在此，在处理器15判定为能够开始的情况下(步骤S13：是)，辅助机构17开始该用户的站起动作的辅助(步骤S14)。

由此，基于用户的小腿的肌电值以及膝关节角度，判定是否能够开始该用户的站起动作的辅助，因此，在用户的小腿具有强刚性且用户适当地弯曲着膝盖时，能够开始站起动作的辅助。因此，能够抑制站起动作的失败等的发生，适当地辅助用户的站起动作，能够使用户在稳定的状态下站起。

例如，与上述实施方式1同样地，第1传感器11a计测胫骨前肌的肌电值来作为小腿的肌电值。并且，辅助机构17通过辅助用户膝盖的伸展来辅助其站起动作。

具体而言，处理器15在所计测出的肌电值为第1阈值以上的第1条件和所计测出的膝关节角度为第2阈值以下的第2条件都满足的情况下，判定为能够开始用户的站起动作的辅助。在此，例如，第2阈值为60°以上且100°以下。另外，由第2传感器12计测的用户的膝关节角度是用户的左腿的膝关节角度和右腿的膝关节角度中的较小一方的角度。

(变形例1)

在此，站起动作辅助装置10还可以与实施方式1同样地具备计测用户的躯干前倾角度的第3传感器12a。该情况下，处理器15基于所计测出的肌电值、膝关节角度以及躯干前倾角度，判定是否能够开始站起动作的辅助。

在本变形例中，不同于上述实施方式1，根据用户的膝关节的角度来变更在胫骨前肌是否正在活动的判定中使用的肌电值的第1阈值。

[装置构成]

图13中示出本变形例涉及的站起动作辅助装置的功能框图的一例。本变形例涉及的站起动作辅助装置100A具备图2所示的站起动作辅助装置100的各构成要素，并且还具备计测膝关节角度的膝角度计测部108。

[膝角度计测部108]

膝角度计测部108是计测用户的膝关节角度的第2传感器，例如由编码器(encoder)构成。

图14中示出膝角度计测部108的配置以及膝关节角度的一例。

例如由编码器构成的膝角度计测部108，如图14所示那样配置于具有马达的动力部1063，计测动力部1063的马达的旋转角度。并且，膝角度计测部108根据该旋转角度算出上部骨架1061与下部骨架1062所成的角度即膝关节角度θ。由此，可计测膝关节角度θ。

图15A中示出在站起动作的辅助开始时用户失去了平衡的例子，图15B中示出站起动作的失败的例子。

例如，如图15A所示，在膝关节角度大的状态下开始了站起动作的辅助的情况下，用户有时会失去平衡而摔倒。另外，如图15B所示，在膝关节角度大的状态下开始了站起动作的辅助的情况下，用户有时无法站起而维持坐姿状态并伸开了膝盖。但是，在本变形例涉及的站起动作辅助装置100A中，使用由膝角度计测部108计测的膝关节角度，判定是否能够开始站起动作的辅助。由此，能够降低上述的摔倒等危险。

在此，对为了导出膝关节角度与肌电值的关系而进行的实验进行说明。

图16示出实验的状况。在该实验中，如该图16所示，使用配置于下肢的肌电位传感器和运动传感器，对使即将站起动作之前的膝关节角度变化时的胫骨前肌的肌肉活动量进行了计测。此外，肌肉活动量相当于上述的肌电值。

图17示出即将站起动作之前的膝关节角度为65度和95度时的站起动作中的肌肉活动量的计测结果的一例。

如图17的(a)以及(b)所示，在用户以即将站起动作之前的膝关节角度为65度进行站起的情况下，相比于用户以该膝关节角度为95度进行站起的情况，站起动作时的肌肉活动量小。更具体而言，膝关节角度为65度的情况下的肌肉活动量的最大值约为0.06V，而在膝关节角度为95度的情况下，肌肉活动量的最大值约为0.3V。

图18中示出以多个膝关节角度的各膝关节角度进行站起动作时的胫骨前肌的肌肉活动量的最大值。如图18所示，膝关节角度越大，则站起动作所需的肌肉活动量的最大值就越大。

这表示：如果使用肌电值的第1阈值，则即使对于某膝关节角度而言能够正确地判定站起动作，但对于其他膝关节角度而言有时却无法正确地判定。更具体而言，在具有图18所示那样的膝关节角度与肌肉活动量的关系的状况下，例如，将第1阈值设定为0.15V。在这样的情况下，当在膝关节角度小于80度的状态下进行站起动作时，由于肌电值不会为0.15V以上，因此不会判定为能够开始站起动作的辅助。另一方面，将第1阈值设定为0.04V。在这样的情况下，当用户增大了膝关节角度时，即使不打算站起或者没有成为能够站起的状态，有时也会判定为能够开始站起动作的辅助。其结果是，根据膝关节角度不同，有时用户会摔倒，存在危险。因此，在本变形例中，根据膝关节角度来变更该第1阈值。

此外，由膝角度计测部108计测的膝关节角度既可以是使用从编码器直接获得的计测值而算出的角度，也可以是使用与该计测值相应的值而算出的角度。与该计测值相应的值是通过对直接获得的计测值进行放大、整流或滤波处理等处理而获得的值。

[判定部105]

本变形例涉及的判定部105根据由膝角度计测部108计测出的膝关节角度来变更第1阈值。即，判定部105以使所计测出的膝关节角度越小则第1阈值就越小的方式，设定该第1阈值。并且，判定部105在所计测出的肌电值为第1阈值以上的第1条件和所计测出的躯干前倾角度为第3阈值以上的第3条件都满足的情况下，判定为能够开始用户的站起动作的辅助。

图19中示出由判定部105进行的第1阈值的变更的例子。

例如如图19所示，判定部105，如果所计测出的膝关节角度大于第2阈值θ2(例如90deg)，则将第1阈值设定为tha＝300μV，如果所计测出的膝关节角度为第2阈值θ2以下，则将第1阈值设定为thb＝160μV。如此，第1阈值可根据膝关节角度切换为tha和thb。此外，判定部105既可以预先存储有第2阈值θ2，也可以从外部的记录介质读出第2阈值θ2。

[站起动作辅助装置100A的处理]

图20中示出站起动作辅助装置100A的处理的流程图。

站起动作辅助装置100A的处理与图11A所示的站起动作辅助装置100的处理同样地包含步骤S110～S150的处理，并且还包含步骤S160的处理。

(步骤S160)

膝角度计测部108计测用户的膝关节角度。此外，该计测的膝关节角度与肌电值同样地，是根据用户两腿的膝关节角度得到的值(例如，平均值、最小值或最大值等)。如此计测出的用户的膝关节角度在步骤S130的处理、更具体而言在图11B所示的步骤S132的处理中使用。也就是说，本变形例涉及的站起动作辅助装置100A的处理包含图11B所示的步骤S131～S134的处理。但是，在本变形例涉及的站起动作辅助装置100A的处理中，与上述实施方式1相比，判定部105中的判定胫骨前肌是否正在活动的处理(步骤S132)的具体内容不同。

图21中示出本变形例涉及的步骤S132的详细处理的一例。

(步骤S132a)

判定部105取得由膝角度计测部108计测出的膝关节角度。

(步骤S132b)

判定部105判定通过步骤S132a取得的膝关节角度是否为第2阈值θ2以下。在此，在判定为通过步骤S132a取得的膝关节角度为第2阈值θ2以下的情况下，判定部105进入步骤S132c的处理。另一方面，在判定为大于第2阈值θ2的情况下，判定部105进入步骤S132d的处理。

(步骤S132c)

判定部105判定通过步骤S131取得的胫骨前肌的肌电值是否为作为第1阈值而设定的阈值tha以上。在此，在判定为肌电值为阈值tha以上的情况下，判定部105判定为胫骨前肌正在活动，进行图11B所示的步骤S133以后的处理。另一方面，在判定为肌电值不为阈值tha以上的情况下，判定部105判定为胫骨前肌未在活动，进行图11B所示的步骤S131以后的处理。

(步骤S132d)

判定部105判定通过步骤S131取得的胫骨前肌的肌电值是否为作为第1阈值而设定的阈值thb(tha<thb)以上。在此，在判定为肌电值为阈值thb以上的情况下，判定部105判定为胫骨前肌正在活动，进行图11B所示的步骤S133以后的处理。另一方面，在判定为肌电值不为阈值thb以上的情况下，判定部105判定为胫骨前肌未在活动，进行图11B所示的步骤S131以后的处理。

在此，也可以从图21所示的处理中省去步骤S132d的处理。

图22中示出本变形例涉及的步骤S132的详细处理的另一例。

(步骤S132a)

判定部105取得由膝角度计测部108计测出的膝关节角度。

(步骤S132b)

判定部105判定通过步骤S132a取得的膝关节角度是否为第2阈值θ2以下。在此，在判定为通过步骤S132a取得的膝关节角度为第2阈值θ2以下的情况下，判定部105进入步骤S132c的处理。另一方面，在判定为大于第2阈值θ2的情况下，判定部105判定为胫骨前肌未在活动，进行图11B所示的步骤S131以后的处理。

(步骤S132c)

判定部105判定通过步骤S131取得的胫骨前肌的肌电值是否为第1阈值以上。在此，在判定为肌电值为第1阈值以上的情况下，判定部105判定为胫骨前肌正在活动，进行图11B所示的步骤S133以后的处理。另一方面，在判定为肌电值不为第1阈值以上的情况下，判定部105判定为胫骨前肌未在活动，进行图11B所示的步骤S131以后的处理。

如此，在步骤S132b中膝关节角度不为第2阈值θ2以下的情况下，判定部105不管肌电值的值如何都进入步骤S131的处理。即，本变形例涉及的判定部105在所计测出的肌电值为第1阈值以上的第1条件、所计测出的膝关节角度为第2阈值以下的第2条件、和所计测出的躯干前倾角度为第3阈值以上的第3条件都满足的情况下，判定为能够开始用户的站起动作的辅助。

另外，判定部105也可以以使第1阈值随着膝关节角度变大而连续地变大的方式设定该第1阈值。例如，判定部105也可以通过th1＝α×θ来设定第1阈值th1。在此，α为正的常数，θ为膝关节角度。例如，在第1阈值的初始值为200μV、第2阈值θ2为90deg的情况下，α的值被决定为200/90＝2.22。

在此，在用户想要站起时，小腿的肌电值以及躯干前倾角度发生变化。另外，在进行图21所示的流程图的处理的情况下，若第1阈值大、即用户的膝关节角度大，则用户无法容易地站起。在这样的情况下，用户反复尝试站起。其结果是，小腿的肌电值以及躯干前倾角度周期性地变化。

因此，判定部105在图20的步骤S130中所计测出的肌电值以及躯干前倾角度分别周期性地变化的情况下，输出用于促使用户弯曲膝盖的报告信号。

图23示出图20的步骤S130的更详细处理的流程图。

(步骤S201)

判定部105从存储部104取得胫骨前肌的肌电值。

(步骤S202)

判定部105进一步从存储部104取得躯干前倾角度。

(步骤S203)

判定部105判定通过步骤S201以及S201取得的肌电值以及躯干前倾角度是否周期性地变动。

(步骤S204)

在此，判定部105在判定为肌电值以及躯干前倾角度周期地变动时(步骤S203：是)，输出用于促使用户弯曲膝盖的报告信号。例如，接收到该报告信号的扬声器输出促使用户弯曲膝盖的声音。或者，接收到该报告信号的显示器显示促使用户弯曲膝盖的消息。其结果是，用户弯曲膝盖。也就是说，用户的膝关节角度变小。

(步骤S132)

接着，判定部105按照图21所示的流程图，判定胫骨前肌是否正在活动。在进行了步骤S204的报告的情况下，膝关节角度变小，成为第2阈值以下的可能性高。其结果是，在步骤S132c中，判定部105判定肌电值是否为第1阈值tha(tha<thb)以上。也就是说，判定部105将肌电值与小的第1阈值tha进行比较。另一方面，如果膝关节角度不为第2阈值以下，则在步骤S132d中，判定部105判定肌电值是否为第1阈值thb以上。也就是说，判定部105将肌电值与大的第1阈值thb进行比较。并且，在步骤S132c以及132d中通过判定部105判定为肌电值为第1阈值以上时(即，步骤S132：是)，进行图20所示的步骤S140的处理。也就是说，可开始站起动作的辅助。另一方面，在步骤S132c以及132d中通过判定部105判定为肌电值小于第1阈值时(即，步骤S132：否)，判定部105反复执行从图23所示的步骤S201起的处理。

如此，在小腿的肌电值和躯干前倾角度分别周期性地变化的情况下，用户处于如下状况：虽然尝试站起，但由于膝关节角度大，因此无法站起，反复进行该行为。因此，在这样的状况下，如上所述，可输出用于促使用户弯曲膝盖的报告信号。通过该报告信号，向用户提示促使弯曲膝盖的声音或文字。通过该提示，用户弯曲膝。当膝盖弯曲时，第1阈值变小，容易满足第1条件。其结果是，可判定为能够开始站起动作的辅助，用户能够接受由辅助机构107进行的站起动作的辅助，能够容易地站起。

[效果]

如此，在本变形例中，在由于膝关节角度大而不能正确地进行站起动作的辅助的状态下，由于判定胫骨前肌的活动的第1阈值变大，因此不容易判定为正在活动。也就是说，即使胫骨前肌的肌电值相同，相比于弯曲着膝盖时而在伸展着膝盖时，也能够减少判断为能够开始站起动作的辅助这一情况。其结果是，能够抑制图15A以及图15B所示的用户的摔倒以及站起动作的失败。

换言之，在本变形例中，以使所计测出的膝关节角度越小则第1阈值就越小的方式，设定该第1阈值，使用根据膝关节角度设定的第1阈值来判定是否能够开始用户的站起动作的辅助。由此，在膝关节角度大的情况下，如果用户的小腿没有更强的刚性，则不开始用户的站起动作的辅助，在膝关节角度小的情况下，即使用户的小腿的刚性弱，也可开始用户的站起动作的辅助。因此，能够抑制图15A所示例子那样的危险。即，在用户将腿向前伸而增大了膝关节角度时，能够抑制由于尽管用户的小腿的刚性不够强但却开始了站起动作的辅助而导致用户失去平衡并摔倒。另外，能够抑制图15B所示例子那样的站起动作的失败。即，在用户将腿向前伸而增大了膝关节角度时，能够抑制由于尽管用户的小腿的刚性不够强但却开始了站起动作的辅助而导致用户无法站起并以坐着的状态伸开了膝盖。

或者，在本变形例中，在所计测出的膝关节角度为第2阈值以下的第2条件和上述的第1条件以及第3条件都满足的情况下，判定为能够开始用户的站起动作的辅助。由此，在膝关节角度大的情况下，不开始用户的站起动作的辅助，在膝关节角度小的情况下，可开始用户的站起动作的辅助。因此，能够抑制图15A所示例子那样的危险，能够抑制图15B所示例子那样的站起动作的失败。

(变形例2)

在本变形例中，与上述实施方式1以及变形例1不同，基于站起动作辅助时的躯干大腿角度和膝关节角度，变更在胫骨前肌是否正在活动的判定中使用的肌电值的第1阈值th1。此外，躯干大腿角度是大腿与躯干之间的角度。

[装置构成]

图24中示出本变形例涉及的站起动作辅助装置的功能框图的一例。本变形例涉及的站起动作辅助装置100B具备图13所示的站起动作辅助装置100A的各构成要素，并且还具备计测大腿角度的大腿角度计测部110。

[大腿角度计测部110]

大腿角度计测部110与躯干角度计测部102同样地，例如由9轴传感器等构成，计测用户的大腿角度。例如，大腿角度计测部110具有2个9轴传感器，一方的9轴传感器配置于用户右腿的大腿，另一方的9轴传感器配置于用户左腿的大腿。并且，大腿角度计测部110将通过这些9轴传感器得到的以y轴为旋转中心的旋转角度的平均值、最小值或最大值计测为用户的大腿角度。大腿角度例如是铅直方向与用户的大腿之间的角度，在用户已站起(站立)的状态下约为180deg，在用户坐着的状态下约为90deg。

此外，由大腿角度计测部110计测的大腿角度既可以是使用从9轴传感器直接获得的计测值而算出的角度，也可以是使用与该计测值相应的值而算出的角度。与该计测值相应的值是通过对直接获得的计测值进行放大、整流或滤波处理等处理而获得的值。

[计测处理部109]

本变形例涉及的计测处理部109进行与上述实施方式1同样的处理，并且算出用户的躯干与大腿之间的角度即躯干大腿角度。也就是说，计测处理部109通过从由大腿角度计测部110计测的用户的大腿角度减去由躯干角度计测部102计测的用户的躯干前倾角度，算出上述的躯干大腿角度。由此，可计测躯干大腿角度。并且，计测处理部109将该计测出的躯干大腿角度通知给判定部105。

也就是说，本变形例涉及的站起动作辅助装置100B具备计测用户的躯干与大腿之间的角度即躯干大腿角度的第4传感器。此外，该第4传感器由躯干角度计测部102、大腿角度计测部110以及计测处理部109的一部分功能构成。

[判定部105]

本变形例涉及的判定部105进行与上述实施方式1同样的处理，并且基于在站起动作时所计测出的膝关节角度以及躯干大腿角度各自的变化，变更第1阈值th1。具体而言，判定部105在站起动作时所计测出的躯干大腿角度的变化率大于膝关节角度的变化率的情况下，将第1阈值th1变更为更大的值。

也就是说，判定部105在通过辅助机构107进行站起动作的辅助时，算出由膝角度计测部108计测的用户的膝关节角度的变化率，并且算出从计测处理部109通知的躯干大腿角度的变化率。并且，判定部105将进行站起动作的辅助时、即用户进行站起动作时的膝关节角度的最大的变化率与躯干大腿角度的最大的变化率进行比较。其结果是，判定部105在躯干大腿角度的最大的变化率大于膝关节角度的最大的变化率的情况下，将第1阈值th1变更为更大的值。变更后的第1阈值th1被用于用户下一次的站起动作的辅助开始的判定。

图25中示出在进行站起动作的辅助时用户失去了平衡的例子。

例如，在站起动作的辅助开始的时机过早的情况下，如图25所示，用户在该时机尚未使小腿具有强刚性，因此在刚开始辅助之后失去了平衡。此时，躯干大腿角度具有比膝关节角度θ更大变动的趋势。

图26中示出进行站起动作的辅助时的膝关节角度θ以及躯干大腿角度的变化的一例。

如图26所示，在站起动作的辅助开始的时机适当的情况下，用户能够稳定地进行站起动作。该情况下，躯干大腿角度和膝关节角度θ一起缓慢地增加。但是，在站起动作的辅助开始的时机过早的情况下，用户会进行不稳定的站起动作并失去平衡。此时，用户的躯干大腿角度相比于稳定的通常的站起动作时，会较大地发生变动。也就是说，躯干大腿角度比膝关节角度θ更快地增加。

但是，在本变形例涉及的站起动作辅助装置100B中，在躯干大腿角度的变化率大于膝关节角度θ的变化率的情况下，第1阈值th1被变更为更大的值。因此，在下一次开始站起动作的辅助时，能够使该辅助开始的时机延迟，能够在适当的时机开始站起动作的辅助。

[站起动作辅助装置100B的处理]

图27中示出本变形例涉及的站起动作辅助装置100B的处理的流程图。

站起动作辅助装置100B的处理与图11A所示的站起动作辅助装置100的处理同样地包含步骤S110～S150的处理，并且还包含步骤S170以及S180的处理。

(步骤S170)

站起动作辅助装置100B通过大腿角度计测部110、躯干角度计测部102以及膝角度计测部108，计测进行站起动作的辅助时的大腿角度、躯干前倾角度以及膝关节角度。此外，这些角度例如每经过上述的第2时间间隔进行计测。另外，此时，计测处理部109按在同一时刻所计测出的大腿角度和躯干前倾角度的组，算出与该组对应的躯干大腿角度。由此，例如每经过上述的第2时间间隔，计测躯干大腿角度以及膝关节角度。

(步骤S180)

判定部105基于通过步骤S170计测出的站起动作时的躯干大腿角度和膝关节角度各自的变化率，进行在胫骨前肌是否正在活动的判定中使用的第1阈值th1的变更处理。

[判定部105的处理的详细情况]

图28中示出图27的步骤S180的更详细处理的流程图。

(步骤S181)

判定部105从计测处理部109取得进行站起动作的辅助时的躯干大腿角度，从膝角度计测部108取得进行站起动作的辅助时的膝关节角度。此外，进行站起动作的辅助时例如是从开始站起动作的辅助到经过预先确定的时间为止的期间。也就是说，判定部105在该期间内，每经过上述的第2时间间隔，取得该经过时的躯干大腿角度以及膝关节角度。

(步骤S182)

判定部105判定进行站起动作的辅助时的躯干大腿角度的变动是否比膝关节角度的变动大。在判定为躯干大腿角度的变动大的情况下，判定部105进入步骤S183，在判定为躯干大腿角度的变动不大的情况下，判定部105结束第1阈值的变更处理。

具体而言，判定部105判定进行站起动作的辅助时的躯干大腿角度的最大的变化率是否大于此时的膝关节角度的最大的变化率。或者，判定部105也可以在相对于预定时间宽度内的膝关节角度的变化而躯干大腿角度较大地变化了预定值以上的情况下，判定为躯干大腿角度的变动大。

另外，判定部105在步骤S182的判定中，也可以仅根据用户的躯干大腿角度来进行该判定。具体而言，判定部105在预定时间宽度内的躯干大腿角度的变化大于预先确定的阈值的情况下，判定为躯干大腿角度的变动大。另外，用户在站起动作时失去了平衡的情况下，用户的身体会前后摇晃。因此，判定部105也可以在躯干前倾角度的变化不是单调增加而是具有极值的情况下，判定为躯干大腿角度的变动大。

如此，通过观察进行了站起动作的辅助时的用户的躯干大腿角度以及膝关节角度的变化，能够判断是否向用户正确地提供了站起动作的辅助。

(步骤S183)

在判定为躯干大腿角度的变动大的情况下，即在判定为未向用户提供正确的站起动作的辅助的情况下，判定部105使肌电值的第1阈值th1增大预定值。

[效果]

如此，在本变形例中，在站起动作的辅助时的躯干大腿角度的变动大的情况下，在下次的站起动作的辅助开始的判定中所使用的第1阈值th1被变更为大。因此，在下次的站起动作中，如果没有在小腿产生更大的刚性则不开始该站起动作的辅助。因此，能够在更适当的时机开始站起动作的辅助，能够降低在站起动作的辅助时用户失去了平衡这一危险。

即，在站起动作时所计测出的躯干大腿角度的变化率大于膝关节角度的变化率的情况下，设想为用户在站起动作时成为不稳定的状态。因此，在本变形例中，在站起动作时所计测出的躯干大腿角度的变化率大于膝关节角度的变化率的情况下，将第1阈值变更为更大的值。由此，在下次用户进行站起动作时，可在使用该变更后的第1阈值判定出的时机开始站起动作的辅助。因此，能够使开始站起动作的辅助的时机延迟，其结果是，能够使用户在更稳定的状态下站起。

(其他实施方式)

以上，基于各实施方式以及各变形例对一个或多个技术方案涉及的站起动作辅助装置进行了说明，但本公开并不限定于这些实施方式以及各变形例。在不脱离本公开的主旨的范围内，在上述各实施方式或各变形例中实施本领域技术人员能想到的各种变形而得到的方式、组合各实施方式以及各变形例中的构成要素而构成的方式，也可以包含在本公开的范围内。

例如，在上述各实施方式以及各变形例中，如图11A、图20以及图27所示，在判定为能够开始站起动作的辅助之后，判定是否存在站起动作的辅助开始的请求，但这些判定的顺序也可以反过来。

另外，在上述各实施方式以及各变形例中，示出了第1阈值、第2阈值以及第3阈值的具体的数值，但这些数值是一例，上述各阈值并不限定于这些数值，可以是任意的数值。

另外，在上述各实施方式以及各变形例中，计测了胫骨前肌的肌电值，但也可以取代胫骨前肌而计测股内侧肌等其他肌肉的肌电值。另外，也可以不计测两腿的肌电值而仅计测右腿或左腿的肌电值。同样地，也可以不计测两腿的大腿角度而仅计测右腿或左腿的大腿角度。例如，也可以计测用户的惯用腿的肌电值或大腿角度。

另外，在变形例2中，为了判定躯干大腿角度的变动是否大而判定了站起动作时的躯干大腿角度的最大的变化率是否大于站起动作时的膝关节角度的最大的变化率。但是，并不限定于这样的判定方法，也可以通过其他的判定方法来判定躯干大腿角度的变动是否大。例如，也可以判定进行站起动作的期间的一部分期间内的躯干大腿角度的变化率的平均是否大于该期间的一部分期间内的膝关节角度的变化率的平均。该期间的一部分期间也可以是进行站起动作的期间的除去最初和最后之外的途中的期间。

此外，在上述各实施方式以及各变形例中，各构成要素也可以通过由专用的硬件构成或执行适于各构成要素的软件程序来实现。各构成要素也可以通过CPU或处理器等程序执行部读出硬盘或半导体存储器等记录介质所记录的软件程序并执行来实现。在此，实现上述各实施方式或各变形例的站起动作辅助装置的软件程序是使计算机执行图1B、图11A、图11B、图12B、图20～图23、图27以及图28所示的流程图所包含的各步骤的程序。

另外，在本公开中，单元、装置、部件或者功能部的全部或者一部分、或者图1A、图2、图12A、图13以及图24所示的框图的功能块的全部或者一部分，也可以通过包含半导体装置、半导体集成电路(IC)或者LSI(large scale integration，大规模集成电路)的一个或多个电子电路来执行。LSI或者IC既可以集成到一个芯片上，也可以组合多个芯片而构成。例如，存储元件以外的功能块也可以集成到一个芯片上。在此，称为LSI或IC，但也可以根据集成的程度而改变称呼，称为系统LSI、VLSI(very large scale integration，超大规模集成电路)、或ULSI(ultra large scale integration，特大规模集成电路)。LSI制造后可编程的FPGA(Field Programmable Gate Array；现场可编程门阵列)或者可以进行LSI内部的接合关系的重构或者LSI内的电路划分的规划的可重构处理器(reconfigurableprocessor)也能够以相同的目的来使用。

进而，单元、装置、部件或者功能部的全部或者一部分的功能或者操作能够通过软件处理来执行。该情况下，软件被记录于一个或多个ROM、光盘、硬盘驱动器等非瞬时性记录介质，在软件被处理装置(processor)执行时，由该软件确定的功能被处理装置(processor)以及外围装置执行。系统或者装置也可以具备记录有软件的一个或多个非瞬时性记录介质、处理装置(processor)以及所需的硬件设备、例如接口。

本公开涉及的站起动作辅助装置能够适用于进行站起动作的辅助的例如辅助服或机器人等。

Claims (16)

1.一种站起动作辅助装置，包括：

第1传感器，其计测用户的小腿的肌电值；

第2传感器，其计测所述用户的膝关节角度；

处理器，其基于所计测出的所述肌电值以及膝关节角度，判定是否能够开始站起动作的辅助，在判定为能够开始的情况下，输出指示信号，所述站起动作是所述用户从坐着的状态站起的动作；以及

辅助机构，

所述辅助机构在从所述处理器受理了所述指示信号的情况下，开始所述用户的站起动作的辅助。

2.根据权利要求1所述的站起动作辅助装置，

所述第1传感器计测胫骨前肌的肌电值来作为所述小腿的肌电值。

3.根据权利要求1或2所述的站起动作辅助装置，

所述辅助机构通过辅助所述用户的膝盖的伸展来辅助所述站起动作。

4.根据权利要求1所述的站起动作辅助装置，

所述处理器在所计测出的所述肌电值为第1阈值以上的第1条件和所计测出的所述膝关节角度为第2阈值以下的第2条件都满足的情况下，判定为能够开始所述用户的站起动作的辅助。

5.根据权利要求4所述的站起动作辅助装置，

所述第2阈值为60°以上且100°以下。

6.根据权利要求1所述的站起动作辅助装置，

由所述第2传感器计测的所述用户的膝关节角度是所述用户的左腿的膝关节角度和右腿的膝关节角度中的较小一方的角度。

7.一种站起动作辅助装置，具备：

第1传感器，其计测用户的小腿的肌电值；

第2传感器，其计测所述用户的膝关节角度；

第3传感器，其计测所述用户的躯干前倾角度；

处理器，其基于所计测出的所述肌电值、膝关节角度以及躯干前倾角度，判定是否能够开始站起动作的辅助，在判定为能够开始的情况下，输出指示信号，所述站起动作是所述用户从坐着的状态站起的动作；以及

辅助机构，其在从所述处理器输出了所述指示信号的情况下，开始所述用户的站起动作的辅助。

8.根据权利要求7所述的站起动作辅助装置，

所述躯干前倾角度是铅直方向与所述用户的躯干之间的角度、且是所述躯干越向所述用户的前方倾倒就越大的角度。

9.根据权利要求8所述的站起动作辅助装置，

所述处理器在所计测出的所述肌电值为第1阈值以上的第1条件、所计测出的所述膝关节角度为第2阈值以下的第2条件、以及所计测出的所述躯干前倾角度为第3阈值以上的第3条件都满足的情况下，判定为能够开始所述用户的站起动作的辅助。

10.根据权利要求8所述的站起动作辅助装置，

所述处理器，

进一步，以使所计测出的所述膝关节角度越小则第1阈值就越小的方式，设定所述第1阈值，

在所计测出的所述肌电值为所述第1阈值以上的第1条件、所计测出的所述躯干前倾角度为第3阈值以上的第3条件都满足的情况下，判定为能够开始所述用户的站起动作的辅助。

11.根据权利要求10所述的站起动作辅助装置，

所述处理器进一步，在所计测出的所述肌电值和躯干前倾角度分别周期性地变化的情况下，输出用于促使所述用户弯曲膝盖的报告信号。

12.根据权利要求9～11中任一项所述的站起动作辅助装置，

所述站起动作辅助装置还具备第4传感器，所述第4传感器计测所述用户的躯干与大腿之间的角度即躯干大腿角度，

所述处理器基于在所述站起动作时所计测出的所述膝关节角度和躯干大腿角度各自的变化，变更所述第1阈值。

13.根据权利要求12所述的站起动作辅助装置，

所述处理器在所述站起动作时所计测出的所述躯干大腿角度的变化率大于所述膝关节角度的变化率的情况下，将所述第1阈值变更为更大的值。

14.一种站起动作辅助装置，具备：

第1传感器，其计测用户的小腿的肌电值；

第2传感器，其计测所述用户的膝关节角度；以及

处理器，其至少基于所计测出的所述肌电值以及膝关节角度，判定是否能够开始站起动作的辅助，在判定为能够开始的情况下，对辅助所述站起动作的辅助机构输出指示信号，所述站起动作是所述用户从坐着的状态站起的动作。

15.一种站起动作辅助方法，包括：

第1传感器计测用户的小腿的肌电值；

第2传感器计测所述用户的膝关节角度；

处理器至少基于所计测出的所述肌电值以及膝关节角度，判定是否能够开始站起动作的辅助，所述站起动作是所述用户从坐着的状态站起的动作；以及

在判定为能够开始的情况下，辅助机构开始所述用户的站起动作的辅助。

16.一种程序，用于使计算机执行：

取得用户的小腿的肌电值；

取得所述用户的膝关节角度；

至少基于所取得的所述肌电值以及膝关节角度，判定是否能够开始站起动作的辅助，在判定为能够开始的情况下，对辅助所述站起动作的辅助机构输出指示信号，所述站起动作是所述用户从坐着的状态站起的动作。