CN109718062B - 辅助装置、辅助方法以及程序 - Google Patents

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Abstract

提供一种辅助装置、辅助方法及程序。辅助装置具备连接上半身带和左右膝带的线(110)以及马达(114)。马达在对把持物品的用户向后步行进行辅助时,在左腿的步行相位中,在第一区间中使第二线(110a2)产生第一阈值以上的张力,在除第一区间的第五区间中使第二线产生第二阈值以上的张力,在第二区间中使第一线(110a1)产生第一阈值以上的张力,在除第二区间的第六区间中使第一线产生比第二阈值小的张力,在右腿的步行相位中,在第三区间中使第四线(110a4)产生第一阈值以上的张力,在除第三区间的第七区间中使第四线产生第二阈值以上的张力,在第四区间中使第三线(110a3)产生第一阈值以上的张力,在除第四区间的第八区间中使第三线产生比第二阈值小的张力。

Description

辅助装置、辅助方法以及程序
技术领域
本公开涉及对穿着者的步行进行支援的辅助装置、辅助方法以及程序。
背景技术
例如,专利文献1公开了对用户关节的运动进行辅助的辅助装具。该辅助装具具备配设于大腿的大腿连杆、约束大腿连杆的大腿约束带、配设于小腿的小腿连杆、约束小腿连杆的小腿约束带、改变大腿连杆与小腿连杆的角度的膝辅助马达。专利文献2公开了具备具有工作部件的致动器的柔性外骨格套装(soft exosuit)。柔性外骨格套装通过致动器的动作,产生绕穿着柔性外骨格套装的用户的关节的力矩,辅助用户的动作。
在先技术文献
专利文献1:日本特开2009-213538号公报
专利文献2:日本特表2016-528940号公报
发明内容
例如需要根据是否持有货物等物品等的用户的状态来改变用户动作的辅助,但专利文献1以及2并没有记载针对上述状况的具体应对方法。
因此,本公开提供一种能够给予与用户状态对应的辅助的辅助装置、辅助方法以及程序。
本公开的非限定性的例示性的一技术方案涉及的辅助装置具备:装戴于用户的上半身的上半身带;装戴于所述用户的左膝的左膝带;装戴于所述用户的右膝的右膝带;在所述用户的前部连接所述上半身带和所述左膝带的第一线;在所述用户的后部连接所述上半身带和所述左膝带的第二线;在所述用户的前部连接所述上半身带和所述右膝带的第三线;在所述用户的后部连接所述上半身带和所述右膝带的第四线;以及至少一个马达,在对把持物品的所述用户背身步行进行辅助的第一辅助的情况下,所述至少一个马达,在所述用户左腿的步行相位的35%以上且90%以下的第一区间中,使所述第二线产生第一阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第二区间中,使所述第一线产生所述第一阈值以上的张力,在所述用户右腿的步行相位的35%以上且90%以下的第三区间中,使所述第四线产生所述第一阈值以上的张力,在所述右腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第四区间中,使所述第三线产生所述第一阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位中的除了所述第一区间以外的第五区间中,使所述第二线产生第二阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位中的除了所述第二区间以外的第六区间中,使所述第一线产生比所述第二阈值小的张力,在所述右腿的步行相位中的除了所述第三区间以外的第七区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力,在所述右腿的步行相位中的除了所述第四区间以外的第八区间中,使所述第三线产生比所述第二阈值小的张力,所述第一阈值比所述第二阈值大。
本公开的非限定性的例示性的一技术方案涉及的辅助方法是使用装戴于用户的多条线对所述用户的移动进行辅助的辅助方法,所述多条线中的第一线在所述用户的前部将装戴于所述用户的上半身的上半身带和装戴于所述用户的左膝的左膝带连接,所述多条线中的第二线在所述用户的后部将所述上半身带和所述左膝带连接,所述多条线中的第三线在所述用户的前部将所述上半身带和装戴于所述用户的右膝的右膝带连接,所述多条线中的第四线在所述用户的后部将所述上半身带和所述右膝带连接,所述辅助方法包括:在对把持物品的所述用户背身步行进行辅助的第一辅助的情况下,在所述用户左腿的步行相位的35%以上且90%以下的第一区间中,使所述第二线产生第一阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第二区间中,使所述第一线产生所述第一阈值以上的张力,在所述用户右腿的步行相位的35%以上且90%以下的第三区间中,使所述第四线产生所述第一阈值以上的张力,在所述右腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第四区间中,使所述第三线产生所述第一阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位中的除了所述第一区间以外的第五区间中,使所述第二线产生第二阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位中的除了所述第二区间以外的第六区间中,使所述第一线产生比所述第二阈值小的张力,在所述右腿的步行相位中的除了所述第三区间以外的第七区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力,在所述右腿的步行相位中的除了所述第四区间以外的第八区间中,使所述第三线产生比所述第二阈值小的张力,所述第一阈值比所述第二阈值大,所述第一线~所述第四线的张力由控制电路所控制的至少一个马达来调节。
本公开的非限定性的例示性的一技术方案涉及的程序是使计算机执行控制至少一个马达的处理的程序,所述至少一个马达使装戴于用户的多条线产生张力,所述多条线中的第一线在所述用户的前部将装戴于所述用户的上半身的上半身带和装戴于所述用户的左膝的左膝带连接,所述多条线中的第二线在所述用户的后部将所述上半身带和所述左膝带连接,所述多条线中的第三线在所述用户的前部将所述上半身带和装戴于所述用户的右膝的右膝带连接,所述多条线中的第四线在所述用户的后部将所述上半身带和所述右膝带连接,所述程序使所述计算机执行如下控制所述至少一个马达的处理,在对把持物品的所述用户背身步行进行辅助的情况下,使所述至少一个马达:在所述用户左腿的步行相位的35%以上且90%以下的第一区间中,使所述第二线产生第一阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第二区间中,使所述第一线产生所述第一阈值以上的张力,在所述用户的右腿的步行相位的35%以上且90%以下的第三区间中,使所述第四线产生所述第一阈值以上的张力,在所述右腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第四区间中,使所述第三线产生所述第一阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位中的除了所述第一区间以外的第五区间中,使所述第二线产生第二阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位中的除了所述第二区间以外的第六区间中,使所述第一线产生比所述第二阈值小的张力,在所述右腿的步行相位中的除了所述第三区间以外的第七区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力,在所述右腿的步行相位中的除了所述第四区间以外的第八区间中,使所述第三线产生比所述第二阈值小的张力,所述第一阈值比所述第二阈值大。
此外,上述的总括性或者具体的技术方案既可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序或者计算机可读取的记录盘等记录介质来实现,也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序以及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)等非易失性的记录介质。
根据本公开的辅助装置等,能够提供与用户的状态对应的辅助。从本说明书及附图中可知晓本公开的一个技术方案的进一步的优点和效果。该优点和/或效果可以分别由几个实施方式以及说明书和附图所公开的特征来提供,但无需实施一个或一个以上的特征而提供全部的优点和/或效果。
附图说明
图1是从前方观察实施方式涉及的辅助装置装戴于用户的例子的正视图。
图2是图1的辅助装置以及用户的后视图。
图3是表示实施方式涉及的辅助装置的功能性构成的框图。
图4是示意表示图1的辅助装置的各构成要素的配置的图。
图5是表示辅助装置辅助的用户的右腿的动作例的图。
图6A是表示实施方式涉及的辅助装置对用户的左腿的髋关节的弯曲进行辅助的情形的图。
图6B是表示实施方式涉及的辅助装置对用户的右腿的髋关节的弯曲进行辅助的情形的图。
图7A是表示实施方式涉及的辅助装置对用户的左腿的髋关节的伸展进行辅助的情形的图。
图7B是表示实施方式涉及的辅助装置对用户的右腿的髋关节的伸展进行辅助的情形的图。
图8是表示实施方式涉及的辅助装置具备的输入装置的输入部分的一例的图。
图9是表示装戴于用户的传感器等的配置的图。
图10A是表示接触传感器与用户的手之间的关系的图。
图10B是表示接触传感器的信号的例子的图。
图11是表示感压传感器的信号的例子的图。
图12是表示惯性计测装置的加速度传感器的信号的例子的图。
图13是从斜前方观察实施方式的变形例涉及的辅助装置装戴于用户的例子的立体图。
图14是图13的辅助装置以及用户的正视图。
图15是图13的辅助装置以及用户的后视图。
图16是示意表示图13的辅助装置的各构成要素的配置的图。
图17是表示图13的辅助装置的功能性构成的框图。
图18是表示图13的辅助装置中的线的配置的一变形例的图。
图19是表示图13的辅助装置中的线的配置的一变形例的图。
图20是表示图13的辅助装置中的线的配置的一变形例的图。
图21是表示图13的辅助装置中的线的配置的一变形例的图。
图22A是表示变形例涉及的辅助装置对用户的左腿的髋关节的弯曲进行辅助的情形的图。
图22B是表示变形例涉及的辅助装置对用户的右腿的髋关节的弯曲进行辅助的情形的图。
图23A是表示变形例涉及的辅助装置对用户的左腿的髋关节的伸展进行辅助的情形的图。
图23B是表示变形例涉及的辅助装置对用户的右腿的髋关节的伸展进行辅助的情形的图。
图24A是表示辅助装置辅助用户的工作的整体流程的一例的流程图的一部分。
图24B是表示辅助装置辅助用户的工作的整体流程的一例的流程图的一部分。
图25是表示对未把持物体的用户的前进步行进行辅助的辅助装置的工作的例子的图。
图26是表示对未把持物体的用户的后退步行进行辅助的辅助装置的工作的例子的图。
图27是表示对把持物体的用户的前进步行进行辅助的辅助装置的工作的例子的图。
图28是表示对把持物体的用户的后退步行进行辅助的辅助装置的工作的例子的图。
图29是表示在抑制挂绊的同时对把持物体的用户的前进步行进行辅助的辅助装置的工作的一例的图。
图30是表示在抑制挂绊的同时对保持物体的用户的后退步行进行辅助的辅助装置的工作的一例的图。
图31是表示在抑制挂绊的同时对把持物体的用户的前进步行进行辅助的辅助装置的工作的其他一例的图。
图32是表示在抑制挂绊的同时对保持物体的用户的后退步行进行辅助的辅助装置的工作的其他一例的图。
图33是表示2人的用户彼此相向共同边把持物体边搬运的动作的例子的图。
图34A是表示进行辅助以使得2人的用户的步调匹配的两个辅助装置的一方的工作的一例的图。
图34B是表示进行辅助以使得2人的用户的步调匹配的两个辅助装置的另一方的工作的一例的图。
标号说明
100、100a、100b、200 辅助装置
110、110a1~110a8 线
111 上半身带
112a 左膝带
112b 右膝带
114、114a1~114a8 马达
116、116a、116b 通信装置
120、120a、120b 控制部(控制电路)
125 存储部(存储器)
130 电源
140 输入装置(接口装置)
150 终端装置(接口装置)
302 感压传感器(传感器)
303 惯性计测装置(传感器)
具体实施方式
[成为本公开的基础的见解]
本公开的发明人也即是本发明人研究了“背景技术”中举出的专利文献1以及2所记载的技术,研究了支援也即是辅助用户步行的技术。本发明人着眼在了作为辅助装置的穿着者的用户的状态不总是相同。例如,对持有货物等物品的用户的辅助方法,需要使之与对未持有物品的用户的辅助方法不同。
首先,本发明人研究了通过经由线对用户提供由马达产生的力、从而对步行进行支援的辅助装置。本发明人为了使得能够进行对用户的腿的各种辅助,使辅助装置为如下结构:在用户左腿的髋关节前、用户左腿的髋关节后、用户右腿的髋关节前、用户右腿的髋关节后分别具备线。进一步,本发明人设为了这些线与装戴于用户的上半身带以及左膝带或者右膝带连接的结构,由此,设为了这些线装戴于用户的结构。这样,本发明人考察了简单结构的辅助装置。
例如专利文献1公开了包括安装于大腿侧部的棒状的大腿连杆和安装于小腿侧部的棒状的小腿连杆的辅助装具。与大腿连杆以及小腿连杆连接的膝辅助马达被驱动以改变大腿连杆与小腿连杆所成的角度,由此,辅助装具辅助用户的膝的屈伸动作。由于在用户右腿的侧部以及用户左腿的侧部分别安装大腿连杆、小腿连杆以及膝辅助马达,因此,专利文献1的辅助装具对用户来说是很大的构造。因此,辅助装具给与用户的负担较大。
在专利文献2中,通过配置在用户大腿前部的缆线对从用户的腰装戴到大腿以及小腿的柔性外骨格套装的连接部件赋予张力,由此,辅助用户的膝的屈伸动作。在专利文献2的柔性外骨格套装中,安装于用户的连接部件等对于用户来说是很大的结构。因此,柔性外骨格套装给与用户的负担较大。
另外,专利文献1以及2没有公开与用户的状态相应的辅助方法的详细内容。因此,本发明人对于使用如上所述的简单构成的辅助装置赋予与用户的状态对应的辅助的技术进行了如以下的研究设计。
本公开的一技术方案涉及的辅助装置具备:装戴于用户的上半身的上半身带;装戴于所述用户的左膝的左膝带;装戴于所述用户的右膝的右膝带;在所述用户的前部连接所述上半身带和所述左膝带的第一线;在所述用户的后部连接所述上半身带和所述左膝带的第二线;在所述用户的前部连接所述上半身带和所述右膝带的第三线;在所述用户的后部连接所述上半身带和所述右膝带的第四线;以及至少一个马达,在对把持物品的所述用户背身步行进行辅助的第一辅助的情况下,所述至少一个马达,在所述用户左腿的步行相位的35%以上且90%以下的第一区间中,使所述第二线产生第一阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第二区间中,使所述第一线产生所述第一阈值以上的张力,在所述用户右腿的步行相位的35%以上且90%以下的第三区间中,使所述第四线产生所述第一阈值以上的张力,在所述右腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第四区间中,使所述第三线产生所述第一阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位中的除了所述第一区间以外的第五区间中,使所述第二线产生第二阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位中的除了所述第二区间以外的第六区间中,使所述第一线产生比所述第二阈值小的张力,在所述右腿的步行相位中的除了所述第三区间以外的第七区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力,在所述右腿的步行相位中的除了所述第四区间以外的第八区间中,使所述第三线产生比所述第二阈值小的张力,所述第一阈值比所述第二阈值大。
根据上述技术方案,在第一线产生的张力能够对用户左腿提供使之弯曲的辅助力,在第三线产生的张力能够使用户右腿提供使之弯曲的辅助力。在第二线产生的张力能够对用户左腿提供使之伸展的辅助力,在第四线产生的张力能够对用户右腿提供使之伸展的辅助力。辅助装置通过在左腿的步行相位的第二区间中使第一线产生第一阈值以上的张力,对左腿的弯曲动作进行辅助,通过在右腿的步行相位的第四区间中使第三线产第一阈值以上的张力,对右腿的弯曲动作进行辅助,由此,对用户的背身步行、也即是后退步行进行辅助。进一步,辅助装置通过在左腿的步行相位的第六区间中使第一线的张力小于第二阈值,在右腿的步行相位的第八区间中使第三线的张力小于第二阈值,减弱弯曲动作的辅助,或者不辅助弯曲动作,由此,抑制对腿的伸展动作给与的影响。另外,辅助装置通过在左腿的步行相位的第一区间中使第二线产生第一阈值以上的张力,对左腿的伸展动作进行辅助,通过在右腿的步行相位的第三区间中使第四线产生第一阈值以上的张力,对右腿的伸展动作进行辅助,由此,对用户的后退步行进行辅助。进一步,辅助装置通过在左腿的步行相位的第五区间中使第二线的张力为第二阈值以上,对左腿的伸展动作进行辅助,通过在右腿的步行相位的第七区间中使第四线的张力为第二阈值以上,对右腿的伸展动作进行辅助。由此,把持物品的用户的身体重心可以维持在用户的直立状态的位置。由此,辅助装置能够在使把持物品的用户的姿势稳定的同时对后退步行进行辅助。也即是,辅助装置能够给与用户与用户的状态对应的辅助。此外,第一阈值也可以是使得用户能够认知为正由在线上产生的张力促进腿的动作的张力,例如也可以为40N(牛顿)。第二阈值也可是是使得用户无法认知的张力,也可以是线不松弛的程度的张力,例如也可以第一阈值的0.2~0.4倍的值或者10N。
在本公开的一技术方案涉及的辅助装置中,也可以为,在所述第一区间中,所述左腿从站立腿期向悬空腿期转变,在所述第二区间中,所述左腿从悬空腿期向站立腿期转变,在所述第三区间中,所述右腿从站立腿期向悬空腿期转变,在所述第四区间中,所述右腿从悬空腿期向站立腿期转变。
根据上述技术方案,辅助装置能够在左腿从站立腿期向悬空腿期转变的第一区间、右腿从站立腿期向悬空腿期转变的第三区间中,对伸展动作进行辅助,因此,能够有效地对用户的后退步行进行辅助。另外,辅助装置能够在左腿从悬空腿期向站立腿期转变的第二区间、右腿从悬空腿期向站立腿期转变的第四区间中,对弯曲动作进行辅助,因此,能够有效地对用户的后退步行进行辅助。
在本公开的一技术方案涉及的辅助装置中,也可以为,在所述第一辅助的情况下,所述第六区间的所述第一线的张力比所述第五区间的所述第二线的张力小,所述第八区间的所述第三线的张力比所述第七区间的所述第四线的张力小。
根据上述技术方案,能抑制左腿的步行相位的第六区间中的第一线的张力对由左腿的步行相位的第五区间中的第二线的张力进行的伸展动作的辅助产生的影响。另外,能抑制右腿的步行相位的第八区间中的第三线的张力对由由右腿的步行相位的第七区间中的第四线的张力进行的伸展动作的辅助产生的影响。由此,能有效进行将把持物品的用户的身体重心维持在用户的直立状态的位置的辅助。
在本公开的一技术方案涉及的辅助装置中,也可以为,在对把持物品的所述用户前向步行进行辅助的第二辅助的情况下,所述至少一个马达,在所述第一区间中,使所述第一线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第二区间中,使所述第二线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第三区间中,使所述第三线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第四区间中,使所述第四线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第五区间中,使所述第一线产生比所述第二阈值小的张力,在所述第六区间中,使所述第二线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第七区间中,使所述第三线产生比所述第二阈值小的张力,在所述第八区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力。
根据上述技术方案,辅助装置通过在左腿的步行相位的第一区间中使第一线产生第一阈值以上的张力,对左腿的弯曲动作进行辅助,通过在右腿的步行相位的第三区间中使第三线产生第一阈值以上的张力,对右腿的弯曲动作进行辅助,由此,对用户的步行进行辅助。进一步,辅助装置通过在左腿的步行相位的第五区间中使第一线的张力小于第二阈值,在右腿的步行相位的第七区间中使第三线的张力小于第二阈值,从而减弱弯曲动作的辅助,或者对弯曲动作不进行辅助,由此,抑制给与腿的伸展动作的影响。另外,辅助装置通过在左腿的步行相位的第二区间中使第二线产生第一阈值以上的张力,对左腿的伸展动作进行辅助,通过在右腿的步行相位的第四区间中使第四线产生第一阈值以上的张力,对右腿的伸展动作进行辅助,由此,对用户的步行进行辅助。进一步,辅助装置通过在左腿的步行相位的第六区间中使第二线的张力为第二阈值以上来对左腿的伸展动作进行辅助,通过在右腿的步行相位的第八区间中使第四线的张力为第二阈值以上来对右腿的伸展动作进行辅助。由此,把持物品的用户的身体重心可以维持在用户的直立状态的位置。由此,辅助装置能够使把持物品的用户的姿势稳定的同时对步行进行辅助。
在本公开的一技术方案涉及的辅助装置中,也可以为,在对所述用户拿起物品进行辅助的第三辅助的情况下,所述至少一个马达,使所述第二线以及所述第四线产生比第三阈值大的张力,所述第三阈值比所述第一阈值以及所述第二阈值大。
根据上述技术方案,在用户拿起物品时,辅助装置经由线张力施加辅助力以使左腿以及右腿伸展。接受这样的辅助力的用户容易从拿起物品的姿势向直立姿势转变。
在本公开的一技术方案涉及的辅助装置中,也可以为,在降低把持物品的所述用户挂绊的可能性、且对所述用户背身步行进行辅助的第四辅助的情况下,所述至少一个马达,在所述第五区间中,使所述第二线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第六区间中,使所述第一线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第七区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第八区间中,使所述第三线产生所述第二阈值以上的张力。
根据上述技术方案,辅助装置在用户的后退步行中,通过在左腿以及右腿的步行相位的第六区间以及第八区间中使第一线以及第三线的张力为第二阈值以上,对左腿以及右腿的弯曲动作进行辅助。由此,用户在第二区间以及第四区间的左腿以及右腿的弯曲动作之前接受上述辅助,因此,在弯曲动作时容易抬起左腿以及右腿。由此,辅助装置能够抑制用户在后退步行中抬起腿时脚跟挂到地面或者台阶等。
在本公开的一技术方案涉及的辅助装置中,也可以为,在降低把持所述物品的所述用户挂绊的可能性、且对所述用户前向步行进行辅助的第五辅助的情况下,所述至少一个马达,在所述第五区间中,使所述第一线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第六区间中,使所述第二线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第七区间中,使所述第三线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第八区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力。
根据上述技术方案,辅助装置在用户的前进步行中,通过在左腿的步行相位的第五区间中使第一线的张力为第二阈值以上来对左腿的弯曲动作进行辅助,通过在右腿的步行相位的第七区间中使第三线的张力为第二阈值以上来对右腿的弯曲动作进行辅助。由此,用户在第一区间的左腿的弯曲动作之前接受上述辅助,因此,在弯曲动作时容易抬起左腿,在第三区间的右腿的弯曲动作之前接受上述辅助,因此,在弯曲动作时容易抬起右腿。由此,辅助装置能够抑制用户在前进步行中抬起腿时腿尖挂到地面或者台阶等。
在本公开的一技术方案涉及的辅助装置中,也可以为,所述至少一个马达包括第一马达、第二马达、第三马达以及第四马达,所述第一线的第一端固定于所述左膝带,并且,所述第一线的第二端固定于所述第一马达,所述第二线的第一端固定于所述左膝带,并且,所述第二线的第二端固定于所述第二马达,所述第三线的第一端固定于所述右膝带,并且,所述第三线的第二端固定于所述第三马达,所述第四线的第一端固定于所述右膝带,并且,所述第四线的第二端固定于所述第四马达。
根据上述技术方案,辅助装置能够个别地控制第一线的张力、第二线的张力、第三线的张力以及第四线的张力。由此,辅助装置能够进行精细的辅助。
本公开的一技术方案涉及的辅助装置也可以为,还具备:第五线,其连接所述上半身带和所述左膝带,并且,在所述用户的前部沿与所述第一线延伸的方向交叉的方向延伸;第六线,其连接所述上半身带和所述左膝带,并且,在所述用户的后部沿与所述第二线延伸的方向交叉的方向延伸;第七线,其连接所述上半身带和所述右膝带,并且,在所述用户的前部沿与所述第三线延伸的方向交叉的方向延伸;以及第八线,其连接所述上半身带和所述右膝带,并且,在所述用户的后部沿与所述第四线延伸的方向交叉的方向延伸,在所述第一辅助的情况下,所述至少一个马达,在所述第一区间中,使所述第二线以及所述第六线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第二区间中,使所述第一线以及所述第五线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第三区间中,使所述第四线以及所述第八线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第四区间中,使所述第三线以及所述第七线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第五区间中,使所述第二线以及所述第六线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第六区间中,使所述第一线以及所述第五线产生比所述第二阈值小的张力,在所述第七区间中,使所述第四线以及所述第八线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第八区间中,使所述第三线以及所述第七线产生比所述第二阈值小的张力。
根据上述技术方案,在第一线产生的张力以及在第五线产生的张力能够对用户左腿提供使之弯曲的辅助力。在第二线产生的张力以及在第六线产生的张力能够对用户左腿提供使之伸展的辅助力。在第三线产生的张力以及在第七线产生的张力能够对用户右腿提供使之弯曲的辅助力。在第四线产生的张力以及在第八线产生的张力能够对用户右腿提供使之伸展的辅助力。由此,具备第一线~第八线的辅助装置能够进行与具备第一线~第四线的辅助装置同样的辅助。另外,具备第一线~第八线的辅助装置通过个别地控制第一线的张力~第八线的张力,能够增加辅助的变形方式。例如,在第一线产生的张力以及在第五线产生的张力既可以相同,也可以不同,能够实现各自的情况下的不同的辅助。
在本公开的一技术方案涉及的辅助装置中,也可以为,所述左腿的步行相位的50%的时间点与所述右腿的步行相位的0%的时间点对应,所述右腿的步行相位的50%的时间点与所述左腿的步行相位的0%的时间点对应。
本公开的一技术方案涉及的辅助装置也可以为,还具备控制电路以及存储器,所述存储器记录用于控制所述至少一个马达的程序,所述控制电路基于所述程序控制所述至少一个马达。
本公开的一技术方案涉及的辅助装置也可以为,还具备检测所述用户的步行周期的传感器,所述控制电路基于所述传感器的传感器值,算出所述左腿的步行相位以及所述右腿的步行相位。
根据上述技术方案,辅助装置能够基于与用户的步行周期对应的步行相位,辅助用户的步行。由此,辅助装置能够进行与用户的实际的步行相匹配的辅助。
本公开的一技术方案涉及的辅助装置也可以为,还具备接口装置,所述控制电路经由所述接口装置受理包括所述第一辅助的辅助方法的选择,基于所述辅助方法控制所述至少一个马达。
根据上述技术方案,辅助装置能够进行用户所希望的辅助方法的选择。
本公开的一技术方案涉及的辅助装置也可以为,还具备与其他辅助装置进行通信的通信装置,所述控制电路,算出作为所述其他辅助装置的用户的左腿以及右腿的步行相位的第二步行相位,以使得与作为基于所述传感器的传感器值算出的所述左腿以及所述右腿的步行相位的第一步行相位协调,指令所述其他辅助装置执行基于所述第二步行相位的辅助。
根据上述技术方案,辅助装置能够使辅助装置辅助的用户的步调与其他辅助装置辅助的用户的步调协调。由此,例如在装戴辅助装置的两个用户在共同把持一个物品的同时进行步行的情况下,辅助装置能够抑制在两个用户之间左腿以及右腿发送交错。由此,能实现两个用户的顺畅的步行。
本公开的一技术方案涉及的辅助方法是使用装戴于用户的多条线对所述用户的移动进行辅助的辅助方法,所述多条线中的第一线在所述用户的前部将装戴于所述用户的上半身的上半身带和装戴于所述用户的左膝的左膝带连接,所述多条线中的第二线在所述用户的后部将所述上半身带和所述左膝带连接,所述多条线中的第三线在所述用户的前部将所述上半身带和装戴于所述用户的右膝的右膝带连接,所述多条线中的第四线在所述用户的后部将所述上半身带和所述右膝带连接,所述辅助方法包括:在对把持物品的所述用户背身步行进行辅助的第一辅助的情况下,在所述用户左腿的步行相位的35%以上且90%以下的第一区间中,使所述第二线产生第一阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第二区间中,使所述第一线产生所述第一阈值以上的张力,在所述用户右腿的步行相位的35%以上且90%以下的第三区间中,使所述第四线产生所述第一阈值以上的张力,在所述右腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第四区间中,使所述第三线产生所述第一阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位中的除了所述第一区间以外的第五区间中,使所述第二线产生第二阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位中的除了所述第二区间以外的第六区间中,使所述第一线产生比所述第二阈值小的张力,在所述右腿的步行相位中的除了所述第三区间以外的第七区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力,在所述右腿的步行相位中的除了所述第四区间以外的第八区间中,使所述第三线产生比所述第二阈值小的张力,所述第一阈值比所述第二阈值大,所述第一线~所述第四线的张力由控制电路所控制的至少一个马达来调节。根据上述技术方案,能得到与本公开的一技术方案涉及的辅助装置同样的效果。
在本公开的一技术方案涉及的辅助方法中,也可以为,在所述第一区间中,所述左腿从站立腿期向悬空腿期转变,在所述第二区间中,所述左腿从悬空腿期向站立腿期转变,在所述第三区间中,所述右腿从站立腿期向悬空腿期转变,在所述第四区间中,所述右腿从悬空腿期向站立腿期转变。
在本公开的一技术方案涉及的辅助方法中,也可以为,在所述第一辅助的情况下,所述第六区间的所述第一线的张力比所述第五区间的所述第二线的张力小,所述第八区间的所述第三线的张力比所述第七区间的所述第四线的张力小。
在本公开的一技术方案涉及的辅助方法中,也可以为,在对把持物品的所述用户前向步行进行辅助的第二辅助的情况下,在所述第一区间中,使所述第一线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第二区间中,使所述第二线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第三区间中,使所述第三线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第四区间中,使所述第四线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第五区间中,使所述第一线产生比所述第二阈值小的张力,在所述第六区间中,使所述第二线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第七区间中,使所述第三线产生比所述第二阈值小的张力,在所述第八区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力。
在本公开的一技术方案涉及的辅助方法中,也可以为,在对所述用户拿起物品进行辅助的第三辅助的情况下,使所述第二线以及所述第四线产生比第三阈值大的张力,所述第三阈值比所述第一阈值以及所述第二阈值大。
在本公开的一技术方案涉及的辅助方法中,也可以为,在降低把持物品的所述用户挂绊的可能性、且对所述用户背身步行进行辅助的第四辅助的情况下,在所述第五区间中,使所述第二线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第六区间中,使所述第一线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第七区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第八区间中,使所述第三线产生所述第二阈值以上的张力。
在本公开的一技术方案涉及的辅助方法中,也可以为,在降低把持所述物品的所述用户挂绊的可能性、且对所述用户前向步行进行辅助的第五辅助的情况下,在所述第五区间中,使所述第一线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第六区间中,使所述第二线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第七区间中,使所述第三线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第八区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力。
在本公开的一技术方案涉及的辅助方法中,也可以为,所述第一线的第一端固定于所述左膝带,并且,所述第一线的第二端固定于所述至少一个马达中的第一马达,所述第二线的第一端固定于所述左膝带,并且,所述第二线的第二端固定于所述至少一个马达中的第二马达,所述第三线的第一端固定于所述右膝带,并且,所述第三线的第二端固定于所述至少一个马达中的第三马达,所述第四线的第一端固定于所述右膝带,并且,所述第四线的第二端固定于所述至少一个马达中的第四马达。
在本公开的一技术方案涉及的辅助方法中,也可以为,所述多条线还包括:第五线,其连接所述上半身带和所述左膝带,并且,在所述用户的前部沿与所述第一线延伸的方向交叉的方向延伸;第六线,其连接所述上半身带和所述左膝带,并且,在所述用户的后部沿与所述第二线延伸的方向交叉的方向延伸;第七线,其连接所述上半身带和所述右膝带,并且,在所述用户的前部沿与所述第三线延伸的方向交叉的方向延伸;以及第八线,其连接所述上半身带和所述右膝带,并且,在所述用户的后部沿与所述第四线延伸的方向交叉的方向延伸,在所述第一辅助的情况下,在所述第一区间中,使所述第二线以及所述第六线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第二区间中,使所述第一线以及所述第五线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第三区间中,使所述第四线以及所述第八线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第四区间中,使所述第三线以及所述第七线产生所述第一阈值以上的张力,在所述第五区间中,使所述第二线以及所述第六线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第六区间中,使所述第一线以及所述第五线产生比所述第二阈值小的张力,在所述第七区间中,使所述第四线以及所述第八线产生所述第二阈值以上的张力,在所述第八区间中,使所述第三线以及所述第七线产生比所述第二阈值小的张力。
在本公开的一技术方案涉及的辅助方法中,也可以为,所述左腿的步行相位的50%的时间点与所述右腿的步行相位的0%的时间点对应,所述右腿的步行相位的50%的时间点与所述左腿的步行相位的0%的时间点对应。
在本公开的一技术方案涉及的辅助方法中,也可以为,还包括:取得检测所述用户的步行周期的传感器的传感器值,基于所述传感器的传感器值,算出所述左腿的步行相位以及所述右腿的步行相位。
在本公开的一技术方案涉及的辅助方法中,也可以为,经由接口装置受理包括所述第一辅助的辅助方法的选择,基于所述辅助方法,使所述第一线~所述第四线产生张力。
在本公开的一技术方案涉及的辅助方法中,也可以为,算出作为其他辅助装置的用户的左腿以及右腿的步行相位的第二步行相位,以使得与作为基于所述传感器的传感器值算出的所述左腿以及所述右腿的步行相位的第一步行相位协调,指令所述其他辅助装置执行基于所述第二步行相位的辅助。
本公开的一技术方案涉及的程序是使计算机执行控制至少一个马达的处理的程序,所述至少一个马达使装戴于用户的多条线产生张力,所述多条线中的第一线在所述用户的前部将装戴于所述用户的上半身的上半身带和装戴于所述用户的左膝的左膝带连接,所述多条线中的第二线在所述用户的后部将所述上半身带和所述左膝带连接,所述多条线中的第三线在所述用户的前部将所述上半身带和装戴于所述用户的右膝的右膝带连接,所述多条线中的第四线在所述用户的后部将所述上半身带和所述右膝带连接,所述程序使所述计算机执行如下控制所述至少一个马达的处理,在对把持物品的所述用户背身步行进行辅助的情况下,使所述至少一个马达:在所述用户左腿的步行相位的35%以上且90%以下的第一区间中,使所述第二线产生第一阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第二区间中,使所述第一线产生所述第一阈值以上的张力,在所述用户的右腿的步行相位的35%以上且90%以下的第三区间中,使所述第四线产生所述第一阈值以上的张力,在所述右腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第四区间中,使所述第三线产生所述第一阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位中的除了所述第一区间以外的第五区间中,使所述第二线产生第二阈值以上的张力,在所述左腿的步行相位中的除了所述第二区间以外的第六区间中,使所述第一线产生比所述第二阈值小的张力,在所述右腿的步行相位中的除了所述第三区间以外的第七区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力,在所述右腿的步行相位中的除了所述第四区间以外的第八区间中,使所述第三线产生比所述第二阈值小的张力,所述第一阈值比所述第二阈值大。根据上述技术方案,能得到与本公开的一技术方案涉及的辅助装置同样的效果。
此外,上述的总括性或者具体的技术方案既可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序或者计算机可读取的记录盘等记录介质来实现,也可以通过系统、装置、方法、集成电路、计算机程序以及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等非易失性的记录介质。
[实施方式]
以下,参照附图对本公开的实施方式涉及的辅助装置等进行具体的说明。此外,以下说明的实施方式都表示概括的或具体的例子。在以下的实施方式中示出的数值、形状、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态、步骤(工序)、步骤的顺序等都是一个例子,宗旨不在于限定本公开。另外,关于以下的实施方式中的构成要素中未记载于表示最上位概念的独立权利要求的构成要素,作为任意的构成要素来说明。另外,在以下的实施方式的说明中,存在使用了大致平行、大致正交那样的带有“大致”的表达的情况。例如,大致平行是指不仅意味着是完全平行,还意味着实质上平行,即也意味着包含例如几%左右的差异。关于其他的带有“大致”的表达也是同样的。另外,各图是示意图,不一定是严格地图示的图。此外,在各图中,对于实质上相同的构成要素标注同一标号,有时省略或简略化重复的说明。
在本实施方式中,辅助装置100作为对在身体上装戴了辅助装置100的用户的步行进行支援的装置,对辅助装置100进行说明。具体而言,辅助装置100作为为了用户步行而主动地对用户的髋关节的屈伸进行支援的装置,对实施方式涉及的辅助装置100进行说明。在本实施方式中,所谓主动的支援可以包括:在用户为了在行进方向上步行而正进行髋关节的屈伸动作时,不仅辅助髋关节所需的屈伸力,还赋予用于引起屈伸动作的力;以及将髋关节的屈伸量物理地控制为所期望的屈伸量、也即是对用户的髋关节的动作进行物理方式的控制。在本说明书中,辅助装置100辅助用户还包括:主动地支援用户的动作以及辅助性地支援用户的动作。
[1.实施方式涉及的辅助装置的构成]
参照图1~图3对实施方式涉及的辅助装置100进行说明。此外,图1是从前方观察实施方式涉及的辅助装置100装戴于用户1的例子的正视图。图2是图1的辅助装置100以及用户1的后视图。图3是表示实施方式涉及的辅助装置100的功能性构成的框图。
如图1~图3所示,辅助装置100具备上半身带111、左膝带112a、右膝带112b以及多条线110。辅助装置100还具备多个马达114和多个力传感器(force sensor)115以及控制多个马达114的工作的控制部120。另外,辅助装置100也可以具备对多个马达114等供给电力的电源130。电源130例如也可以是一次电池或者二次电池等。
多条线110是线110a1~110a4。多条线110分别与上半身带111和左膝带112a或者上半身带111和右膝带112b连接。
多个马达114是马达114a1~114a4。线110a1与马达114a1连接。线110a2与马达114a2连接。线110a3与马达114a3。线110a4与马达114a4连接。
多个力传感器是力传感器115a1~115a4。力传感器115a1设于线110a1。力传感器115a2设于线110a2。力传感器115a3设于线110a3。力传感器115a4设于线110a4。
上半身带111装戴于用户1的上半身。上半身带111的例子具有带状的形状。上半身带111在端部附近具备固定件。固定件的例子是维克罗(Velcro)(注册商标)等的面搭扣、钩、带扣等紧固件或者带(钩环扣、维克罗((Velcro)注册商标)带)。例如,上半身带111卷绕于用户1的腰部,通过固定件维持卷绕的状态,由此装戴于用户1的腰。通过调节固定件的固定位置,被卷绕的上半身带111的内径变化。由此,由于能够调整上半身带111的长度,因此,腰部的腰围不同的各种用户1都能够装戴上半身带111。上半身带111的材料的例子是非伸缩性的材料。由此,上半身带111即便被多条线110拉拽也不易变形。在此,“上半身”是指包含用户的身体的从肩到腰的区域。图1和图2所示的上半身带111具有装戴于用户1的腰的腰带的结构。上半身带111例如也可以是装戴于用户1的腰以及/或者用户1的肩以及/或者用户1的胸部的结构。
此外,上半身带111也可以具有筒状的形状,在该情况下,筒状的形状的周长比用户1的腰部的腰围长。上半身带111具有用于将上半身带111的长度调整为用户1的腰的腰围的调整机构。调整机构例如是面搭扣,也可以通过配置成具有面搭扣的钩面的部位在筒状的外周从该外周分支、在筒状的外周面配置面搭扣的绒面的结构来实现。也即是,上半身带111在面搭扣的部分折回,与折回量相应地上半身带111所形成的筒的内径变化。
左膝带112a装戴于用户1的左腿的左膝附近,右膝带112b装戴于用户1的右腿的右膝附近。左膝带112a也可以在左腿装戴于从膝下到大腿部的区域的某一部位。右膝带112b也可以在右腿装戴于从膝下到大腿部的区域的某一部位。也即是,本说明书中,“膝”也可以包含从膝下到大腿部的区域。
膝带112a以及112b各自例如具有带状的形状,在端部附近具备固定件。固定件的例子是Velcro(注册商标)等的面搭扣、钩、带扣等紧固件或带。膝带112a以及112b分别装戴于用户的大腿部或膝上。例如,膝带112a以及112b卷绕于用户1的大腿部等,通过固定件维持被卷绕的状态,由此装戴于用户1的大腿部等。通过调节固定件的固定位置,被卷绕的膝带112a以及112b的内径变化。由此,由于能够调整膝带112a以及112b的长度,因此,能够供腿的腿围不同的各种用户1装戴。膝带112a以及112b也可以不装戴于膝关节。人的大腿部具有从膝到臀部逐渐地变粗这一特征。因此,通过在大腿部中在膝上装戴膝带112a以及112b,膝带112a以及112b在勒紧的情况下即使从线110受到拉拽力其滑动也会较小。另外,膝带112a以及112b的材料的例子是非伸缩性材料。由此,膝带112a以及112b即便被线拉拽也不易变形。
此外,膝带112a以及112b也可以具有筒状的形状,在该情况下,筒状的形状的周长比用户的大腿部的腿围长。膝带112a以及112b具有用于将膝带112a以及112b的长度调整为用户1的大腿部等的围度的调整机构。调整机构例如也可以是面搭扣,通过配置成面搭扣的具有钩面的部位在筒状的外周从该外周分支、面搭扣的绒面配置于筒状的外周面的构成来实现。也即是,在面搭扣的部分,膝带112a以及112b分别折回,与折回量相应地膝带112a以及112b形成的筒的内径变化。
多个马达114固定配置在上半身带111。在本实施方式中,多个马达114由4个马达114a1~114a4构成。例如,马达114a1~114a4也可以容纳在上半身带111具备的中空的容纳部111a1~111a4内。容纳部111a1~111a4既可以与上半身带111一体化,也可以相对于上半身带111能够拆装。图1以及图2所示,也可以设有多个容纳部111a1~111a4。在图1以及图2的例子中,容纳部111a1、111a2、111a3以及111a4分别配置在用户1的前部左侧、后部左侧、前部右侧以及后部右侧。马达114a1、114a2、114a3以及114a4分别容纳在容纳部111a1、111a2、111a3以及111a4。并且,马达114a1变更上半身带111与膝带112a之间的线110a1的长度,调节线110a1的张力,马达114a2变更上半身带111与膝带112b之间的线110a2的长度,调节线110a2的张力,马达114a3变更上半身带111与膝带112c之间的线110a3的长度,调节线110a3的张力,马达114a4变更上半身带111与膝带112d之间的线110a4的长度,调节线110a4的张力。
在本实施方式中,马达114a1~114a4分别具备滑轮、用于使滑轮旋转的驱动轴、对驱动轴进行旋转驱动的电动马达。马达114a1~114a4各自的滑轮缠绕线110a1~110a4中的对应的线。马达114a1~114a4和线110a1~110a4一一对应。马达114a1~114a4各自的滑轮、驱动轴以及电动马达容纳在容纳部111a1~111a4内。此外,马达114a1~114a4各自也可以具备电动马达,不具备滑轮以及驱动轴,上半身带111也可以具备与马达114a1~114a4分别对应的滑轮以及驱动轴。在该情况下,电动马达的旋转轴与滑轮的驱动轴以能够传递旋转驱动力方式相连接。此外,也可以代替马达114a1~114a4,例如使用线性致动器、或者空气压式或液压式的活塞等的能够调节上半身带111与膝带112a以及112b之间的线110a1~110a4的长度的装置。在这样的辅助装置100中,各线110a1~110a4的收卷部分以及马达114a1~114a4配置于上半身带111,在上半身带111的下方,配置有线110a1~110a4和膝带112a以及112b。因此,辅助装置100实现简单且小型的结构。
在本实施方式中,多条线110由4条线110a1~110a4构成。并且,线110a1与马达114a1连接,线110a2与马达114a2连接,线110a3与马达114a3连接,线110a4与马达114a4,以使得能够个别地调节线110a1~110a4的长度。
线110a1以及110a2各自的一方的端部固定于左膝带112a,线110a1的另一方的端部与马达114a1连接,线110a2的另一方的端部与马达114a2。也即是,线110a1的另一方的端部以及线110a2的另一方的端部是固定的。线110a1将左膝带112a与马达114a1连接,线110a2将左膝带112a与马达114a2连接。
线110a3以及110a4各自的一方的端部固定于右膝带112b,线110a3的另一方的端部与马达114a3连接,线110a4的另一方的端部与马达114a4连接。也即是,线110a3的另一方的端部以及线110a4的另一方的端部是固定的。线110a3将右膝带112b与马达114a3连接,线110a4将右膝带112b与马达114a4连接。
在本实施方式中,马达114a1~114a4分别通过使滑轮正转或者反转,将线110a1~110a4中的对应的线缠绕或者卷回到滑轮。如上所述的线110a1~110a4由上半身带111固定于用户1的腰,由膝带112a以及112b固定于用户的左右大腿部等。
如上所述,线110a1~110a4分别将上半身带111与左膝带112a或者右膝带112b连接。线110a1~110a4各自的向上半身带111的连接既可以是直接的连接,也可以是间接的连接。线110a1~110a4各自的向左膝带112a或者膝带112b的连接既可以是直接的连接,也可以是间接的连接。在上述的例子中,线110a1~110a4各自的一方的端部固定于左膝带112a或者右膝带112b,也即是直接连接,线110a1~110a4各自的另一方的端部经由对应的马达固定于上半身带111,也即是间接连接。但是,多条线110各自的向上半身带111的连接和多条线110各自的向左膝带112a或者右膝带112b的连接例如也可以是如以下那样的构成。
具体而言,也可以为,多条线110各自的一方的端部经由对应的马达与左膝带112a或者右膝带112b间接地连接,多条线110各自的另一方的端部与上半身带111直接地连接。或者,也可以为,多条线110各自的两方的端部与上半身带111、以及、左膝带112a或者右膝带112b直接地连接,在多条线110各自的中间配置马达、线性致动器、或者、空气压式或者液压式的活塞,使得能够调节线的长度。
或者,也可以为,多条线110各自的一方的端部与左膝带112a或者右膝带112b直接地连接,多条线110各自的另一方的端部经由对应的马达与左膝带112a或者右膝带112b间接地连接,多条线110分别配置为在左膝带112a或者右膝带112b与上半身带111之间往复移动。或者,也可以为,多条线110各自的一方的端部与上半身带111直接地连接,多条线110各自的另一方的端部经由对应的马达与上半身带111间接地连接,多条线110分别配置为在上半身带111与左膝带112a或者右膝带112b之间往复移动。
或者,也可以为,多条线110各自的两方的端部与马达连接,经由马达配置为轮状。此时,多条线110分别配置为在上半身带111与左膝带112a或者右膝带112b之间往复移动,多个马达114各自改变线的轮的周长。
在上述的任意构成中都为:多条线110各自与上半身带111和左膝带112a或者右膝带112b连接,以使得其张力由上半身带111和左膝带112a或者右膝带112b支承。由此,在马达114a1~114a4分别拉拽多条线110中对应的线时,在所对应的线产生使上半身带111与左膝带112a或者右膝带112b接近的张力。
另外,多个力传感器115由四个力传感器115a1~115a4构成。力传感器115a1检测线110a1的张力并输出给控制部120,力传感器115a2检测线110a2的张力并输出给控制部120,力传感器115a3检测线110a3的张力并输出给控制部120,力传感器115a4检测线110a4的张力并输出给控制部120。力传感器115a1在膝带112a中设于线110a1,力传感器115a2在膝带112a中设于线110a2,力传感器115a3在膝带112b中设于线110a3,力传感器115a4在膝带112b中设于线110a4。力传感器115a1~115a4也可以配置在上半身带111。力传感器115a1~115a4分别是能够检测线110a1~110a4中对应的线的张力的部件即可,例如也可以是应变仪式力传感器、压电式力传感器等。力传感器115a1~115a4和线110a1~110a4一对一地对应。
另外,线110a1~110a4各自既可以是金属制的线,也可以是非金属线。非金属线的例子是纤维线或纤维带。纤维线或纤维带的材料的例子是聚酯纤维、尼龙纤维、丙烯纤维、对位型芳族聚酰胺纤维、超高分子量聚乙烯纤维、PBO(聚对苯撑苯并二噁唑)纤维、聚芳酯纤维或碳纤维等。在本实施方式中设成4条连结带111b1~111b4分别沿着线110a1~110a4中对应的线、且从上半身带111到左膝带112a或右膝带112b地延伸。连结带111b1~111b4与线110a1~110a4一对一地对应。不限定于此,连结带111b1~111b4可与上半身带111以及左膝带112a或者右膝带112b一体化,由与它们同样的材料形成。例如,上半身带111、膝带112a及112b以及连结带111b1~111b4能够形成用户1所装戴的1个带辅助功能的套装。连结带111b1~111b4分别在内部含有线110a1~110a4中对应的线,并覆盖对应的线。有时将连结带111b1~111b4概括记载为连结带111b。
参照图1、图2以及图4,对线110a1~110a4的配置构成的详细进行说明。此外,图4是示意表示图1的辅助装置100的各构成要素的配置的图。线110a1在用户1的前部经由马达114a1连接上半身带111以及左膝带112a。线110a1在用户1的前部从左膝带112a向上方延伸。线110a2在用户1的后部经由马达114a2连接上半身带111以及左膝带112a。线110a2在用户1的后部从左膝带112a向上方延伸。线110a3在用户1的前部经由马达114a3连接上半身带111以及右膝带112b。线110a3在用户1的前部从右膝带112b向上方延伸。线110a4在用户1的后部经由马达114a4连接上半身带111以及右膝带112b。线110a4在用户1的后部从右膝带112b向上方延伸。这样,在用户1左腿的前部配置线110a1,在用户1左腿的后部配置线110a2,在用户1右腿的前部配置线110a3,在用户1右腿的后部配置线110a4。通过个别地拉拽线110a1~110a4,能够对左右腿赋予各种方向的力。
此外,在图1、图2以及图4的例子中,在用户1的前部,线110a1以及110a3彼此不交叉,但也可以交叉。在图1、图2以及图4的例子中,在用户1的后部,线110a2以及110a4彼此不交叉,但也可以交叉。
另外,通过马达114a1~114a4拉拽线110a1~110a4来对线110a1~110a4赋予张力,这些张力经由上半身带111和膝带112a以及112b传递至用户1的左右腿。为了线110a1~110a4的张力有效地传递至用户1的左右腿,上半身带111和膝带112a以及112b具有不会变形的刚性,也可以具有不伸长的伸缩性。形成上半身带111和膝带112a以及112b的材料的一例如上所述那样是非伸缩性的材料。这样的上半身带111和膝带112a以及112b无松弛地装戴于用户1而贴紧用户1的身体时,马达114a1~114a4的驱动力经由线110a1~110a4高效地传递至用户1的腿,有效地辅助用户1的腿的动作。此外,在本说明书中,所谓进行辅助,包含:为了用户进行预定动作而辅助用户的动作自身、和强迫用户的身体进行预定动作来引导身体的运动。
进一步,对辅助装置100对线110a1~110a4赋予的张力和该张力辅助的用户的动作之间的关系进行说明。例如,图5示出辅助装置100辅助的用户右腿的动作例。此外,图5示出了辅助装置100对悬空腿期的右腿提高辅助力的例子,但辅助装置100也可以对站立腿期的右腿赋予辅助力。另外,辅助装置100能够使用户的左腿也进行与右腿同样的动作。如图5所示,辅助装置100能够对用户的右腿髋关节赋予使之弯曲以及伸展的辅助力。髋关节的弯曲是使大腿部向前方向运动的动作,髋关节的伸展是使大腿部向后方向运动的动作。
进一步,参照图6A~图7B,对辅助装置100引导、也即是辅助的用户的动作与经由线110a1~110a4提供给用户的辅助力之间的关系进行说明。图6A表示实施方式涉及的辅助装置100辅助用户左腿的髋关节的弯曲的情形,图6B表示实施方式涉及的辅助装置100辅助用户右腿的髋关节的弯曲的情形。在图6A中,为了使左腿弯曲,控制部120驱动马达114a1,使线110a1的张力增加,也即是使线110a1产生张力。在图6B中,为了使右腿弯曲,控制部120驱动马达114a3,使线110a3的张力增加。控制部120既可以基于力传感器115a1~115a4的检测结果进行线的张力的控制,也可以基于马达114a1~114a4的驱动量进行线的张力的控制。控制部120的详细将在后面描述。
虽然不限定于此,但在本实施方式中,在弯曲前的平常时也对线110a1~110a4各自施加张力,该张力既可以是线不会松弛的程度、例如10N以下,或者也可以是5N以下。并且,为了使左腿以及右腿分别弯曲,线110a1以及110a3的张力分别例如被提高到40N以上且100N以下的值。以左腿为例进行说明。对于作为健康的20几岁~40几岁的成人男性的用户,使线110a1作用40N以上的张力。此时,用户能够明确地自我认识到弯曲方向力作用于左腿,并且,促进左腿的弯曲。当对线110a1作用超过80N的张力时,用户左腿向弯曲方向抬升。另外,在作用于线110a1的张力为20N以下的情况下,用户几乎感觉不到线110a1的张力产生的阻力地继续进行现状的动作。此外,上述张力的数值是一个例子,可以根据用户的年龄、性别、体格、体力、腿的动作的种类、对腿的辅助介入程度等来适当地变更。
图7A以及图7B表示实施方式涉及的辅助装置100对用户左腿以及右腿的髋关节的伸展进行辅助的情形。在图7A中,控制部120为了使左腿伸展而增加线110a2的张力。在图7B中,控制部120为了使右腿伸展而增加线110a4的张力。该伸展时的线的张力也可以与弯曲时的线的张力是同样的。
在上述中,控制部120为了辅助一条腿的一个动作而使一条线的张力增加。此时,控制部120也可以与用户的动作相匹配地控制与其他三条线对应的马达,调整其他三条线的张力,以使得将其他三条线的张力维持为现状。控制部120也可以控制与其他三条线对应的马达,以对三条线不作用张力。例如,控制部120也可以使与其他三条线对应的马达的工作停止。
上述那样的辅助装置100能够在用户步行期间,与用户的腿在站立腿期以及悬空腿期中产生的转矩相匹配地,对用户赋予作为弯曲以及伸展方向的辅助力的辅助转矩,辅助用户的步行动作。
进一步,参照图3对辅助装置100的控制部120及其外围的构成进行说明。辅助装置100除了线110、马达114、力传感器115以及控制部120之外,还具备通信装置116。通信装置116的例子是通信电路。通信装置116与不同于具备该通信装置116的辅助装置100的其他辅助装置所具备的通信装置进行无线通信,彼此之间交换信息。通信装置116的工作由控制部120控制。通信装置116的无线通信既可以应用Wi-Fi(注册商标)(Wireless Fidelity)等的无线LAN(Local Area Network),也可以应用Bluetooth(注册商标)、ZigBee(注册商标)等的近距离无线通信,还可以应用其他的任意的无线通信。此外,通信装置116也可以与其他辅助装置具备的通信装置进行有线通信。有线通信也可以应用现有的任意的有线通信。
控制部120控制辅助装置100整体的工作。控制部120决定对各线110a1~110a4提供的动作,进行用户1的髋关节的辅助控制。对各线110a1~110a4提供的动作是包括对各线110a1~110a4赋予张力的定时、张力的大小以及张力的赋予期间的线的工作模式。
控制部120从设于辅助装置100的输入装置140、或者辅助装置100外部的终端装置150取得由用户1等输入的指令,基于取得的指令,控制辅助装置100的辅助的实施以及停止。辅助装置100的输入装置140可以是按钮、开关、按键、触摸板或者声音识别装置的麦克风等。终端装置150既可以是装戴辅助装置100的用户1所携带的终端装置,也可以是例如智能电话、智能手表、平板电脑或者个人计算机。控制部120与输入装置140以及终端装置150既可以进行有线通信,也可以进行无线通信。该有线通信以及无线通信也可以应用任何上述的有线通信以及无线通信。这样的控制部120既可以具备有线或者无线的通信电路,也可以通过辅助装置100具备的通信装置116等的有线或者无线的通信电路进行有线通信或者无线通信。在此,输入装置140以及终端装置150是接口装置的一个例子。
例如图8中示出实施方式涉及的辅助装置100具备的输入装置140的输入部分的一个例子。输入装置140具备受理输入的6个物理按钮。6个按钮包括用于启动辅助装置100的启动(ON)按钮141、用于停止辅助装置100的关闭(OFF)按钮142、用于选择辅助装置100的工作模式中的通常步行模式的通常步行按钮143、用于选择搬运步行模式的搬运步行按钮144、前按钮145以及后按钮146等。前按钮145被用于为了选择辅助装置100辅助的步行中的前进步行而提高线110的张力等的设定值等。后按钮146被用于为了选择辅助装置100辅助的步行中的后退步行而降低线110的张力等的设定值等。在输入装置140的输入部分是触摸面板的情况下,各按钮也可以是画面上的图标。另外,前按钮145以及后按钮146也可以是标度盘(dial)、拖动钮、或者操纵杆等控制杆。在本实施方式中,输入装置140配置在上半身带111,但不限定于此,既可以配置于膝带112a或者112b,也可以配置于与上半身带111分离的用户1的身体的部分。另外,外部的终端装置150也可以具有与输入装置140同样的按钮的构成、或者画面上的图标的构成。工作模式的详细将在后面描述。
另外,在本实施方式中,如图9所示,在用户1装戴有接触传感器301、和感压传感器302及惯性计测装置303中的至少一方。此外,图9是表示装戴于用户1的传感器等的配置的图。接触传感器301、感压传感器302以及惯性计测装置303向控制部120输出检测结果。接触传感器301装戴于用户1的手,具体而言,装戴于用户1戴着的手套的手指肚部分等。接触传感器301既可以装戴于用户1的两手,也可以装戴于单手。接触传感器301检测用户1的手与物体的直接接触以及间接接触。接触传感器301的例子是与接触检测传感器、触觉传感器、接近传感器或者感压传感器302同样的传感器等。此外,接触传感器301也可以装戴于把持物体时能够接触的用户1的腕、胸、腹等。
感压传感器302装戴于用户1的脚底,具体而言,安装于用户1穿着的鞋底等。感压传感器302既可以装戴于用户1的两脚,也可以装戴于单脚。感压传感器302检测作用于用户1的脚底的压力、也即是载荷。感压传感器302的例子是静电电量式、压电式或者应变仪式的压力传感器。惯性计测装置303装戴于与用户1的移动联动的部分、例如上半身的腰等,具体而言,安装于上半身带111。惯性计测装置303包括加速度传感器以及陀螺仪传感器(也称为“角速度传感器”)。惯性计测装置303也可以包括加速度传感器,而不包括陀螺仪传感器。惯性计测装置303还可以包括地磁传感器。惯性计测装置303基于检测到的加速度以及角速度,检测用户1的各方向的加速度、移动方向、移动速度以及移动距离。在此,感压传感器302以及惯性计测装置303是检测用户的步行周期的传感器的一个例子。
接触传感器301、感压传感器302以及惯性计测装置303与控制部120经由有线通信或者无线通信交换信息。该有线通信以及无线通信也可以应用上述的任何有线通信以及无线通信。
如图3所示,控制部120具有把持识别部121、驱动控制部122、步行定时检测部123、线张力识别部124以及存储部125。包括把持识别部121、驱动控制部122、步行定时检测部123以及线张力识别部124的控制部120的构成要素也可以通过由CPU(Central ProcessingUnit,中央处理单元)或者DSP(Digital Signal Processor,数字信号处理器)等处理器、和RAM(Random Access Memory)以及ROM(Read-Only Memory)等存储器等构成的计算机系统构成。上述构成要素的一部分或者全部的功能也可以通过CPU或者DSP将RAM用作工作用的存储器并执行记录于ROM的程序来实现。另外,上述构成要素的一部分或者全部的功能也可以由电子电路或者集成电路等的专用的硬件电路实现。上述构成要素的一部分或者全部的功能也可以由上述的软件功能和硬件电路的组合来构成。程序也可以是作为应用程序通过经由互联网等的通信网的通信、移动通信标准的通信、其他无线网络、有线网络、或者广播等来提供的。控制部120构成的计算机系统以及/或者硬件电路例如既可以搭载于上半身带111,与马达114a1~114a4一起容纳在容纳部111a1~111a4内,也可以在其他部位嵌入上半身带111。在此,控制部120是控制电路的一个例子。
存储部125能够保存信息,并且,能够取出所保存的信息。存储部125存储用于控制部120的各构成要素执行处理的计算机程序、后述的各阈值、后述的线张力的输入描述等。存储部125例如可由ROM、RAM、闪速存储器等的半导体存储器、硬盘驱动器、或者SSD(SolidState Drive)等存储装置来实现。在本实施方式中,存储部125包含于控制部120,但也可是其他构成。在此,存储部125是存储器的一个例子。
把持识别部121检测用户1的手对物体的把持。把持识别部121基于从接触传感器301取得的传感器值的变化,检测用户1是否用其手把持着物体。例如如图10A以及图10B所示,在接触传感器301是压电式的传感器的情况下,把持识别部121检测与接触传感器301的检测传感器值对应的电压值成为小于预定值的时间点来作为用户1的手与物体接触的时间点、也即是用户1把持了物体的时间点。例如,在图10B的例子中,预定值是“VA”。此外,图10A是表示接触传感器与用户的手之间的关系的图。图10B是表示接触传感器的信号的例子的图。把持识别部121将检测结果输出给驱动控制部122。
步行定时检测部123为了决定对用户1进行辅助的定时,检测步行的定时。步行的定时可以包括对步行中的用户1开始辅助的定时、和确定1步中的站立腿期以及悬空腿期等的相(相位)的定时。驱动控制部122根据步行定时检测部123检测到的步行的定时,决定对用户1实施辅助的定时,控制马达的工作。
具体而言,步行定时检测部123推定装戴辅助装置100的用户1的步行周期,基于推定结果预测接下来的步行相位,对驱动控制部122输出基于预测的步行相位的辅助定时。步行周期是一条腿的脚跟接地、到下一次相同腿的脚跟接地为止的动作的时间间隔或者连续动作。步行周期包括站立腿期以及悬空腿期。
步行定时检测部123基于从感压传感器302或者惯性计测装置303的加速度传感器以及陀螺仪传感器取得的传感器值,检测用户1的脚跟接地的定时,实时地推定用户1的每1步的步行相位、也即是步行周期。此外,所谓的用户1的1步是指左右腿的任一方行进1步。例如,用户1的1步是左脚接地后到下一次左脚接地为止的期间。并且,步行定时检测部123基于推定的步行周期,预测接下来的1步的步行相位、站立腿期以及悬空腿期各自的开始时期以及持续时间,并输出给驱动控制部122。此外,在用户1携带的终端装置150具备惯性计测装置的情况下,步行定时检测部123也可以从终端装置150取得加速度传感器的传感器值以及陀螺仪传感器的传感器值。
在此,步行相位(gate phase)表示用户1行进1步的过程中的步行状态的时间上的定时。对于步行相位,用户1的一只脚接触地面时为0%,并且,下一次用户1的相同脚接触地面时为100%。并且,步行相位用0%~100%表示用户1的步行状态的定时。例如,步行相位的0%~100%的值也可以与从用户1的一只脚着地时到下一次用户1的相同脚着地为止的经过时间对应。具体而言,在从用户1的一只脚着地时到下一次用户1的相同脚着地时为止的时间为1sec(秒)的情况下,从用户1的脚接触地面时开始经过了0.5sec后的时刻的步行相位表示为50%。
更具体而言,步行定时检测部123在基于感压传感器302的传感器值决定用户1的脚接触地面的时间点的情况下,例如如图11所示,检测与感压传感器302的压力传感器值对应的电压值成为小于预定值的时间点来作为脚跟的接地定时。此外,图11是表示感压传感器302的信号的例子的图。并且,由感压传感器302计测预定值以上的压力值的期间意味着脚跟接地这一情况。例如,在图11的例子中,预定值为“VB”,感压传感器302配置于用户1的双脚。与基于配置于上半身带111等的惯性计测装置303的定时相比,步行定时检测部123经由感压传感器302取得鞋本身接地的定时,由此能够更可靠地推定步行周期。
另外,步行定时检测部123在使用惯性计测装置303的情况下,基于加速度传感器的信息决定用户1的脚接触了地面的时间点。基于加速度传感器的脚的着地时间点的推定方法例如可参照IEEE TRANSACTIONS ON BIOMEDICAL ENGINEERING,VOL.52,NO.3,2005年,p.488,Fig.1,p.489,Fig.2。此外,步行定时检测部123在基于惯性计测装置303的传感器值推定步行周期的情况下,也可以根据加速度传感器以及陀螺仪传感器的信号波形推定步行周期。例如,可以根据如图12所示的加速度传感器的信号波形推定步行周期。在图12的例子中,能够根据加速度传感器的信号波形推定用户1的脚的着地时间点,由此,能够推定步行周期。此外,图12是表示惯性计测装置303的加速度传感器的信号的例子的图。
此外,在用户1也可以装戴角度传感器(也称为“倾斜传感器”)。此时,角度传感器例如装戴于用户1的大腿部。并且,步行定时检测部123取得用户1的髋关节的角度来作为步行信息。步行定时检测部123基于用户1的髋关节的角度变化的周期,算出步行相位。
即使是在使用感压传感器302以及惯性计测装置303的某个的情况下,步行定时检测部123例如也可以从用户1的最近的3步的感压传感器302的传感器值或者惯性计测装置303的传感器值,推定每1步的步行相位的0%~100%的经过时间,算出3个经过时间的平均值。并且,步行定时检测部123也可以从经过时间的平均值预测接下来的1步的步行相位100%的时刻。进一步,步行定时检测部123也可以根据传感器的信号波形,推定每1步的步行相位的站立腿期以及悬空腿期的开始定时,在3步的期间算出开始定时的平均值。并且,步行定时检测部123也可以基于平均值,预测接下来的1步的站立腿期以及悬空腿期的开始定时。
或者,步行定时检测部123也可以根据用户1的最近1步的感压传感器302的传感器值或者惯性计测装置303的传感器值,推定1步的步行相位的0%~100%的经过时间,基于推定的经过时间,预测接下来的1步的步行相位100%的时刻。进一步,步行定时检测部123也可以根据传感器的信号波形推定1步的步行相位的站立腿期以及悬空腿期的开始定时,预测接下来的1步的站立腿期以及悬空腿期的开始定时。
线张力识别部124检测在各线110a1~110a4产生的张力。线张力识别部124基于从力传感器115a1~115a4取得的传感器值,检测各线110a1~110a4的张力。线张力识别部124将检测到的各线110a1~110a4的张力输出给驱动控制部122。
驱动控制部122基于从步行定时检测部123取得的用户1的预测到的步行相位的信息、和从把持识别部121取得的用户1对物体的把持信息,进行调节线110a1~110a4的张力的马达114a1~114a4的控制。驱动控制部122分别使马达114a1~114a4启动,分别使马达114a1~114a4停止,控制由马达114a1~114a4各自产生的线110a1~110a4的拉拽量以及拉拽力。由驱动控制部122进行的马达114a1~114a4各自的旋转量的控制以及旋转转矩的调整能够进行所对应的线的拉拽量以及拉拽力的控制。
具体而言,驱动控制部122基于从步行定时检测部123取得的步行定时的预测结果,决定对用户1进行的辅助的种类。辅助的种类包括如弯曲以及伸展那样的对用户1进行辅助的腿的动作。进一步,驱动控制部122根据辅助的种类,从线110a1~110a4中决定为了进行对用户1的动作辅助而应进行拉拽的线、赋予该线的张力以及拉拽该线的定时。
另外,驱动控制部122基于从把持识别部121取得的用户1是否把持物体的信息,对于同一辅助的种类也改变线的张力和拉拽线的定时之间的关系。
作为从步行定时检测部123取得的步行定时与辅助的种类之间的关系的辅助对应关系是预先设定的,例如保持于存储部15。作为被拉拽的线、线的张力、拉拽线的定时之间的关系的线-张力关系根据辅助的种类和用户1对物体的把持的有无而预先设定,例如保存于存储部125。另外,线-张力关系也可以基于辅助装置100的辅助下的控制实际状况来更新。驱动控制部122基于保存于存储部125的辅助对应关系以及线-张力关系的信息,决定对用户1进行的辅助的种类,对于所决定的辅助的种类对应的线的控制进行决定。驱动控制部122根据对所决定的线给与的张力以及拉拽的定时,进行连接于该线的马达的控制。
另外,驱动控制部122基于从线张力识别部124取得的各线110a1~110a4的张力的信息,控制马达114a1~114a4的工作,以使得各线110a1~110a4的张力成为预定的张力。另外,驱动控制部122也可以在从把持识别部121、步行定时检测部123以及线张力识别部124取得的信息的基础上,还与基于年龄、性别、体格以及体力等的用户1的信息、和对腿的辅助的介入程度等来改变线-张力关系来加以使用。
另外,驱动控制部122既可以经由通信装置116将具备驱动控制部122的辅助装置100的辅助内容发送给其他辅助装置,也可以从其他辅助装置取得其辅助内容。辅助内容的例子是用户的步行相位的预测结果、提供张力的线、给与的张力、向线给与张力的定时、向线给与张力的期间等。另外,驱动控制部122也可以经由通信装置116控制其他辅助装置。例如,在装戴辅助装置的2人的用户共同进行动作的情况下,驱动控制部122也可以通过控制具备驱动控制部122的辅助装置100以及其他辅助装置的辅助工作来使2人的用户的动作相协调。
[2.辅助装置的变形例]
在上述的辅助装置100中,上半身带111与膝带112a以及112b通过4条线110a1~110a4相连接,但线的数量不限定于此。例如,如图13~图17所示,线的数量也可以8条。此外,图13是从斜前方观察实施方式的变形例涉及的辅助装置200装戴于用户1的例子的立体图。图14是图13的辅助装置100以及用户1的正视图。图15是图13的辅助装置100以及用户1的后视图。图16是示意表示图13的辅助装置200的各构成要素的配置的图。图17是表示图13的辅助装置200的功能性结构的框图。
如图13~图17所示,变形例涉及的辅助装置200具备上半身带111、膝带112a以及112b、作为8条线的第一线110a1~第八线110a8。辅助装置200还具备与第一线110a1连接的马达114a1、与第二线110a2连接的马达114a2、与第三线110a3连接的马达114a3、与第四线110a4连接的马达114a4、与第五线110a5连接的马达114a5、与第六线110a6连接的马达114a6、与第七线110a7连接的马达114a7、与第八线110a8连接的马达114a8、以及、设于第一线110a1的力传感器115a1、设于第二线110a2的力传感器115a2、设于第三线110a3的力传感器115a3、设于第四线110a4的力传感器115a4、设于第五线110a5的力传感器115a5、设于第六线110a6的力传感器115a6、设于第七线110a7的力传感器115a7、设于第八线110a8的力传感器115a8、以及控制部120。
在上半身带111,在用户1的前部、左侧部、背部以及右侧部分别配置有容纳部111a1、111a2、111a3以及111a4。马达114a1以及114a3容纳在容纳部111a1,马达114a5以及114a6容纳在容纳部111a2,马达114a2以及114a4容纳在容纳部111a3,马达114a7以及114a8容纳在容纳部111a4。
第一线110a1以及第五线110a5在用户1的前部配置为沿彼此交叉的方向延伸,具体而言,配置为彼此交叉。第一线110a1以及第五线110a5各自的一方的端部固定于左膝带112a,第一线110a1的另一方的端部与马达114a1连接,第五线110a5的另一方的端部与马达114a5连接。也即是,第一线110a1连接左膝带112a和马达114a1,第五线110a5连接左膝带112a和马达114a5。
第二线110a2以及第六线110a6在用户1的后部配置为沿彼此交叉的方向延伸,具体而言,配置为彼此交叉。第二线110a2以及第六线110a6各自的一方的端部固定于左膝带112a,第二线110a2的另一方的端部与马达114a2连接,第六线110a6的另一方的端部与马达114a6。也即是,第二线110a2连接左膝带112a和马达114a2,第六线110a6连接左膝带112a和马达114a6。
第三线110a3以及第七线110a7在用户1的前部配置为沿彼此交叉的方向延伸,具体而言,配置为彼此交叉。第三线110a3以及第七线110a7各自的一方的端部固定于右膝带112b,第三线110a3的另一方的端部与马达114a3,第七线110a7的另一方的端部与马达114a7连接。也即是,第三线110a3连接右膝带112b和马达114a3,第七线110a7连接右膝带112b和马达114a7。
第四线110a4以及第八线110a8在用户1的后部配置为沿彼此交叉的方向延伸,具体而言,配置为彼此交叉。第四线110a4以及第八线110a8各自的一方的端部固定于右膝带112b,第四线110a4的另一方的端部与马达114a4,第八线110a8的另一方的端部与马达114a8连接。也即是,第四线110a4连接右膝带112b和马达114a4,第八线110a8连接右膝带112b和马达114a。
另外,第一线110a1以及第二线110a2从左膝带112a向上方且向用户1的右方延伸。具体而言,第一线110a1以及第二线110a2从左膝带112a向上方延伸,同时向用户1的右方延伸,例如从左膝带112a向右斜上方延伸。第五线110a5以及第六线110a6从左膝带112a向上方且向用户1的左方延伸。具体而言,第五线110a5以及第六线110a6从左膝带112a向上方延伸,同时向用户1的左方延伸,例如从左膝带112a向左斜上方延伸。第三线110a3以及第四线110a4从右膝带112b向上方且向用户1的左方延伸。具体而言,第三线110a3以及第四线110a4从右膝带112b向上方延伸,同时向用户1的左方延伸,例如从右膝带112b向左斜上方延伸。第七线110a7以及第八线110a8从右膝带112b向上方且向用户1的右方延伸。具体而言,第七线110a7以及第八线110a8从右膝带112b向上方延伸,同时向用户1的右方延伸,例如从右膝带112b向右斜上方延伸。
此外,两条线沿彼此交叉的方向延伸是指两条线延伸的方向交叉。进一步,两条线延伸的方向交叉是指两条线延伸的方向不平行,既可以在交点交叉,也可以没有交点而不交叉。由此,两条线实际既可以在交点交叉,也可以不交叉。这样的沿相互交叉的方向延伸的两条线在从用户1的外方观察用户1时,既可以相交,也可以不相交。在该两条线不相交的情况下,如图18以及图19所示,该两条线例如既可以延伸而形成V字状的形状,也可以相互分离地延伸。此外,图18以及图19分别是表示图13的辅助装置200中的线的配置的一变形例的图。
另外,在本变形例中,八条连结带111b1~111b8各自设置为沿第一线110a1~第八线110a8中对应的线、且从上半身带111延伸到左膝带112a或者右膝带112b。连结带111b1~111b8与第一线110a1~第八线110a8一对一地对应。
在本变形例中,关于沿彼此交叉的方向延伸的两条线的对,各线的对的两条线呈X字状交叉,但第一线110a1~第八线110a8的配置构成不限定于此。如图18所示,例如第一线110a1以及第五线110a5也可以配置为V字状。在该情况下,第一线110a1以及第五线110a5可以从左膝带112a向上方形成展宽的锥形状。进一步,在左膝带112a上,第一线110a1以及第五线110a5既可以如图18所示那样相互接近,也可以如图19所示那样相互分离。对于其他线的对也是同样的。
或者,如图20所示,例如第一线110a1以及第五线110a5也可以配置为使V字形状为上下相反的形状。在该情况下,第一线110a1以及第五线110a5可以从左膝带112a向上方形成向前端变细的锥形状。进一步,在上半身带111上,第一线110a1以及第五线110a5既可以如图20所示那样相互接近,也可以如图21所示那样相互分离。对于其他线的对也是同样的。此外,图20以及图21是表示图13的辅助装置200中的线的配置的变形例图。
在图13~图15中,从容纳部111a1延伸的第一线110a1和第三线110a3形成使V字形状为上下相反的形状,从容纳部111a2延伸的第五线110a5和第六线110a6形成使V字形状为上下颠倒的形状,从容纳部111a3延伸的第二线110a2和第四线110a4形成使V字形状为上下颠倒的形状,从容纳部111a4延伸的第七线110a7和第八线110a8形成使V字形状为上下颠倒的形状。但是,上半身带111上的第一线110a1~第八线110a8的配置不限定于上述配置。例如,第一线110a1的收卷部分和第三线110a3的收卷部分既可以分离配置为该两条线不交叉,也可以配置为该两条线呈X字状交叉。第五线110a5的收卷部分和第六线110a6的收卷部分既可以分离配置为该两条线不交叉,也可以配置为该两条线呈X字状交叉。第二线110a2的收卷部分和第四线110a4的收卷部分既可以分离地配置为该两条线不交叉,也可以配置为该两条线呈X字状交叉。第七线110a7的收卷部分和第八线110a8的收卷部分既可以分离地配置为该两条线不交叉,也可以配置为该两条线呈X字状交叉。
在如上所述的辅助装置200中,例如马达114a1使第一线110a1产生张力,马达114a5使第五线110a5产生张力。辅助装置200通过驱动马达114a1来增大第一线110a1的张力,从而在缩短膝与脚跟的距离的方向上使力作用于用户1的腿,辅助步行时的用户1的脚腕的动作,辅助装置200通过驱动马达114a5来增大第五线110a5的张力,从而在缩短膝与脚跟的距离的方向上使力作用于用户1的腿,辅助步行时的用户1的脚腕的动作。另外,辅助装置200通过将第一线110a1以及第五线110a5的张力设定为不同的值,能够生产与用户1的脚跟的左右的倾斜有关的力矩力,能够辅助用户1步行时的脚腕的动作。
辅助装置200能够对用户的左腿髋关节以及右腿髋关节赋予使之弯曲以及伸展的辅助力。参照图22A,示出了变形例涉及的辅助装置200辅助用户左腿的髋关节的弯曲的情形。参照图22B,示出变形例涉及的辅助装置200辅助用户右腿的髋关节的弯曲的情形。在图22A中,驱动控制部122为了使左腿弯曲而驱动马达114a1以及114a5,使第一线110a1以及第五线110a5的张力增加。在图22B中,驱动控制部122为了使右腿弯曲而驱动马达114a3以及114a7,使第三线110a3以及第七线110a7的张力增加。在本变形例中,第一线110a1以及第五线110a5的张力为同等的,但也可以不同。在本变形例中,第三线110a3以及第七线110a7的张力为同等的,但也可以不同。
参照图23A,示出了变形例涉及辅助装置200辅助用户左腿的髋关节的伸展的情形。参照图23B,示出了变形例涉及的辅助装置200辅助用户右腿的髋关节的伸展的情形。在图23A中,驱动控制部122为了使左腿伸展而增加第二线110a2以及第六线110a6的张力。在图23B中,驱动控制部122为了使右腿伸展而增加第四线110a4以及第八线110a8的张力。该伸展时的第二线110a2的张力也可以与弯曲时的第一线110a1的张力是同样的。该伸展时的第六线110a6的张力也可以与弯曲时的第五线110a5的张力是同样的。该伸展时的第四线110a4的张力也可以与弯曲时的第三线110a3的张力是同样的。该伸展时的第八线110a8的张力也可以与弯曲时的第七线110a7的张力是同样的。
在上述中,驱动控制部122为了辅助一个腿的一个动作而使两条线的张力增加。此时,驱动控制部122既可以与用户的动作相匹配地控制马达来调整线的张力,以使得其他六条线的张力不从现状的值变化,或者也可以停止六条线的马达以使得对六条线不作用张力。
[3.辅助装置的工作]
[3-1.辅助装置的整体工作]
接着,说明辅助装置的整体工作的流程。关于辅助装置的整体工作的流程,实施方式涉及的辅助装置100和变形例涉及的辅助装置200是同样的,因此,对实施方式涉及的辅助装置100的工作进行说明,省略变形例涉及的辅助装置200的工作的说明。图24A以及图24B示出辅助装置100辅助用户1的工作的整体流程的一个例子的流程图。
如图3、图24A以及图24B所示,在步骤S001中,辅助装置100的控制部120从用户取得、也即是受理工作模式的指令。控制部120基于取得的指令,决定辅助装置100的工作模式。具体而言,驱动控制部122从辅助装置100的输入装置140、或者终端装置150等受理辅助装置100实施的工作模式。工作模式的例子是通常前进步行模式、通常后退步行模式、搬运前进步行模式、搬运后退步行模式。通常前进步行模式是对用户不把持如货物的物品等物体而前向步行的动作进行辅助的模式。通常后退步行模式是对用户不把持如货物的物品等物体而背身步行的动作进行辅助的模式。搬运前进步行模式是对用户把持物体而前向步行的动作进行辅助的模式。搬运后退模式是对用户把持物体而背身步行的动作进行辅助的模式。
例如在图8所示的输入装置140中,通常前进步行模式通过通常步行按钮143以及前按钮145被按下而被决定。通常后退步行模式通过通常步行按钮143以及后按钮146被按下而被决定。搬运前进步行模式通过搬运步行按钮144以及前按钮145被按下而被决定。搬运后退步行模式通过搬运步行按钮144以及后按钮146被按下而被决定。
在步骤S002中,驱动控制部122判定所指令的工作模式是否与前进步行对应。驱动控制部122在对应的情况下(步骤S002:是),进入步骤S003,在不对应的情况下(步骤S002:否),进入步骤S023。
在步骤S003中,驱动控制部122判断被指令的工作模式是否与搬运步行对应。具体而言,驱动控制部122判断被指令的工作模式是否为搬运前进步行模式。控制部120在对应的情况下(步骤S003:是),进入步骤S004,在不对应的情况下(步骤S003:否),进入步骤S010。
在步骤S004中,控制部120的把持识别部121判定用户是否把持物体。把持识别部121基于从用户戴于手的接触传感器301取得的传感器值,检测用户对物体的把持的有无,将检测结果输出给驱动控制部122。把持识别部121在判定为有把持的情况下(步骤S004:是),进入步骤S005,在判定为无把持的情况下(步骤S004:否),进入步骤S008。
在步骤S005中,驱动控制部122取得步行定时检测部123预测的步行相位。进一步,在步骤S006中,驱动控制部122基于取得的步行相位,控制马达114a1~114a4,以与用户把持物体的同时前进步行的“有把持前进步行”对应的输入描述,使辅助装置100的线110a1~110a4产生张力。也即是,驱动控制部122通过使线110a1~110a4产生张力,辅助用户左腿以及右腿各自的弯曲以及伸展动作。此时,驱动控制部122基于从力传感器115a1取得的线110a1的张力来控制线110a1的张力,基于从力传感器115a2取得的线110a2的张力来控制线110a2的张力,基于从力传感器115a3取得的线110a3的张力来控制线110a3的张力,基于从力传感器115a4取得的线110a4的张力来控制线110a4的张力。由此,辅助装置100对正把持物体的用户的前进步行进行辅助、也即是进行有把持前进辅助。与有把持前进辅助对应的输入描述的详细将在后面进行描述。
输入描述在左腿的步行相位中包括使线产生张力的定时、使线产生张力的期间、以及该期间内的线的张力的值,在右腿的步行相位中包括使线产生张力的定时、使线产生张力的期间、以及该期间内的线的张力的值。输入描述是预先设定的,保存于存储部125。此外,在受到辅助装置100的辅助时,用户也可以经由输入装置140或者终端装置150调节线张力的产生定时、线张力的产生期间以及线张力的值。驱动控制部122也可以通过反映该调节结果来变更输入描述,并将其保存于存储部125。并且,驱动控制部122也可以使用变更后的输入描述来控制线张力。
接着,在步骤S007中,驱动控制部122判定是否从用户取得了停止辅助装置100的辅助的停止指令。驱动控制部122在取得了停止指令的情况下(步骤S007:是),停止辅助装置100而结束一系列的处理,在未取得停止指令的情况下(步骤S007:否),返回步骤S004。此外,停止指令也可以是改变工作模式的指令。
另外,在步骤S008中,驱动控制部122取得步行定时检测部123预测的步行相位。进一步,在步骤S009中,驱动控制部122基于取得的步行相位,控制马达114a1~114a4,以与用户不把持物体而前进步行的“无把持前进步行”对应的输入描述使辅助装置100的线110a1~114a4产生张力。驱动控制部122基于从力传感器115a1取得的线110a1的张力来控制线110a1的张力,基于从力传感器115a2取得的线110a2的张力来控制线110a2的张力,基于从力传感器115a3取得的线110a3的张力来控制线110a3的张力,基于从力传感器115a4取得的线110a4的张力来控制线110a4的张力,由此辅助用户左腿以及右腿各自的弯曲以及伸展动作。由此,辅助装置100对未把持物体的用户的前进步行进行辅助、也即是进行无把持前进辅助。与无把持前进辅助对应的输入描述的详细将在后面描述。驱动控制部122在步骤S009的处理后进入步骤S007。
另外,在步骤S010中,驱动控制部122取得步行定时检测部123预测的步行相位。进一步,在步骤S011中,驱动控制部122基于取得的步行相位,控制马达114a1~114a4,以与“无把持前进步行”对应的输入描述使辅助装置100的线110a1~114a4产生张力。步骤S011中的输入描述也可以与步骤S009中的输入描述相同。驱动控制部122基于从力传感器115a1取得的线110a1的张力来控制线110a1的张力,基于从力传感器115a2取得的线110a2的张力来控制线110a2的张力,基于从力传感器115a3取得的线110a3的张力来控制线110a3的张力,基于从力传感器115a4取得的线110a4的张力来控制线110a4的张力,由此辅助用户左腿以及右腿各自的弯曲以及伸展动作。由此,辅助装置100对未把持物体的用户的前进步行进行辅助。
接着,在步骤S012中,驱动控制部122判定是否从用户取得了停止辅助装置100的辅助的停止指令。驱动控制部122在取得了停止指令的情况下(步骤S012:是),停止辅助装置100而结束一系列处理,在未取得停止指令的情况下(步骤S012:否),返回步骤S010。此外,停止指令也可以是变更工作模式的指令。
另外,步骤S023~S032中的辅助装置100的工作除了进行辅助的步行是后退步行之外,与步骤S003~S012中的工作是同样的。具体而言,在步骤S023中,驱动控制部122在被指令的工作模式是搬运后退步行模式的情况下(步骤S023:是),进入步骤S024,在不是的情况下(步骤S023:否),进入步骤S030。
在步骤S024中,把持识别部121检测用户对物体的把持的有无,在判定为有把持的情况下(步骤S024:是),进入步骤S025,在判定为无把持的情况下(步骤S024:否),进入步骤S028。接着,在步骤S025中,驱动控制部122取得步行定时检测部123预测的步行相位。进一步,在步骤S026中,驱动控制部122基于取得的步行相位,以与用户把持物体的同时进行后退步的“有把持后退步行”对应的输入描述,使线110a1~114a4产生张力。由此,辅助装置100对正把持物体的用户的后退步行进行辅助,也即是进行有把持后退辅助。接着,在步骤S027中,驱动控制部122在从用户取得辅助的停止指令的情况下(步骤S027:是),停止辅助装置100而结束一系列处理,在未取得停止指令的情况下(步骤S027:否),返回步骤S024。
另外,在步骤S028中,驱动控制部122取得步行定时检测部123预测的步行相位。进一步,在步骤S029中,驱动控制部122基于取得的步行相位,以与用户未把持物体而后退步行的“无把持后退步行”对应的输入描述,使线110a1~114a4产生张力。由此,辅助装置100对未把持物体的用户的后退步行进行辅助,也即是进行无把持后退辅助。驱动控制部122在步骤S029的处理后返回步骤S027。
另外,在步骤S030中,驱动控制部122取得步行定时检测部123预测的步行相位。进一步,在步骤S031中,驱动控制部122基于取得的步行相位,以与“无把持后退步行”对应的输入描述,使各线110产生张力。步骤S031中的输入描述也可以与步骤S029中的输入描述相同。由此,辅助装置100进行无把持后退辅助。接着,在步骤S032中,驱动控制部122在从用户取得了辅助的停止指令的情况下(步骤S032:是),停止辅助装置100而结束一系列的处理,在未取得停止指令的情况下(步骤S032:否),返回步骤S030。
如上所述,辅助装置100根据用户选择的通常前进步行模式、通常后退步行模式、搬运前进步行模式或者搬运后退步行模式,对用户的步行动作进行辅助。进一步,在搬运前进步行模式以及搬运步行后退模式中,辅助装置100根据是否用户是否把持物体,变更使线110a1~110a4各自产生的张力的输入描述,进行与用户的状态相应的辅助。
[3-2-1.辅助装置的第一模式的工作的说明]
对辅助装置的第一模式的工作进行说明。第一模式的工作是未把持物品等物体、也即是未保持物品的状态下用户向前方以面朝前的方式步行时、辅助装置对用户的步行进行辅助的工作。关于第一模式的工作,在进行前进步行的用户左腿和右腿各自的弯曲以及伸展动作的辅助中,对使张力增加的线和使该线110的张力增加的定时之间的关系进行说明。此外,实施方式涉及的辅助装置100的工作和变形例涉及的辅助装置200的工作除了在弯曲以及伸展动作的辅助时产生张力的线110的数量以及张力的最大值不同这一点之外,其他是同样的。因此,以下对实施方式涉及的辅助装置100的工作进行说明,省略变形例涉及的辅助装置200的工作的说明。在此,第一模式的工作与无把持前进步行辅助对应。
辅助装置100的驱动控制部122基于与包括弯曲以及伸展的辅助的种类相应的线-张力关系,决定产生张力的线、该线的引张力、该线产生张力的定时以及期间,辅助用户的动作。例如,图25示出了对未把持物体的用户的前进步行进行辅助的辅助装置100的工作例。
在图25中,示出了用户的步行状态、各腿的步行相位、各腿的悬空腿期以及站立腿期之间的关系。进一步,各腿的步行相位、产生张力的线、该线的张力的状态也即是线张力的输入描述(profile)相关联地进行了表示。线张力的输入描述表示相对于使各线产生的最大张力(也称为张力增益)的线张力的比例。例如在各线的张力增益(gain)为100N的情况下,实际产生的张力以输入描述×张力增益来表示。并且,在步行相位0~100%的期间,辅助装置100使最大张力为100N,一边使线张力变化、一边产生该张力。
图25表示辅助装置100对于用户左腿以及右腿、对弯曲动作以及伸展动作都进行辅助的例子。如上所述,辅助装置100通过使线110a1产生张力,将弯曲动作的辅助力加于左腿,通过使线110a2产生张力,将伸展动作的辅助力加于左腿。辅助装置100通过使线110a3产生张力,将弯曲动作的辅助力加于右腿,通过使线110a4产生张力,将伸展动作的辅助力加于右腿。此外,辅助装置100也可以对于用户左腿以及右腿不是进行弯曲动作的辅助以及伸展动作的辅助,而是进行弯曲动作的辅助以及伸展动作的辅助中的一方。
在图25中,将右腿的步行相位作为基准,在右腿的步行相位中,将右腿的脚跟接地设为0%,将左腿的脚跟接地设为50%。不限定于此,但在本实施方式中,右腿的步行相位的0%与左腿的步行相位的50%是同时期。此外,在图25的例子中,为了便于说明,将右腿的步行相位作为基准,但任何腿的步行相位都可以为基准,不需要使一方的腿的步行相位为基准。
右腿的站立腿期是右腿的步行相位为0%以上且右腿的步行相位为60%以下的期间,右腿的悬空腿期是右腿的步行相位超过60%且右腿的步行相位小于100%的期间。
另外,左腿的悬空腿期是左腿的步行相位超过60%且左腿的步行相位小于100%的期间,左腿的站立腿期是左腿的步行相位为100%以上且左腿的步行相位为160%以下的期间。此外,在左腿的步行相位中,作为左腿的悬空腿期的左腿的步行相位超过60%且左腿的步行相位小于100%的期间包含于左腿的第一步行相位,作为左腿的站立腿期的左腿的步行相位为100%以上且左腿的步行相位为160%以下的期间包含于左腿的第一步行相位的下一次的左腿的第二步行相位。也即是,左腿的步行相位为100%以上且左腿的步行相位为160%以下的期间是左腿的第二步行相位为0%以上且左腿的第二步行相位为60%以下的期间。这样,在以下的说明中,使用100%以上的数值表示的步行相位意味着使用0%~100%的数值表示的步行相位的下一步行相位。另外,有时将在图25中使用超过100%的数值表示的步行相位用0%~100%的数值替换来表现。
在对用户的前进步行进行辅助的情况下,辅助装置100例如在左腿的步行相位的40%附近的定时对左腿给与弯曲的辅助力。左腿的上述定时是包含于左腿的站立腿期以及右腿的悬空腿期的定时。具体而言,上述定时是悬空腿期的右脚即将接地之前的定时,此时,用户身体的重心偏向前方。在对用户的前进步行进行辅助的情况下,辅助装置100例如在右腿的步行相位的40%附近的定时,对右腿给与弯曲的辅助力。右腿的上述定时是包含于左腿的悬空腿期以及右腿的站立腿期的定时。具体而言,上述定时是悬空腿期的左腿即将接地之前的定时,此时,用户身体的重心偏向前方。
另外,辅助装置100例如在左腿的步行相位的75%附近的定时,对左腿给与伸展的辅助力。左腿的上述定时是包含于左腿的悬空腿期以及右腿的站立腿期的定时。具体而言,上述定时是用户使悬空腿期的左腿向前方摆出的途中的定时,包含于用户身体的重心从后方向前方转变的过程。另外,辅助装置100例如在右腿的步行相位的75%附近的定时,对右腿给与伸展的辅助力。右腿的上述定时是包含于左腿的站立腿期以及右腿的悬空腿期的定时。具体而言,上述定时是用户使悬空腿期的右腿向前方摆出的途中的定时,包含于用户身体的重心从后方向前方转变的过程。
在辅助装置100对用户前进步行进行辅助的情况下,使线110a1~110a4分别产生第一阈值以上的张力。图25的例子中的线110a1~110a4各自的张力的一例是100N。此外,第一阈值也可以是使得用户能够通过在线产生的张力认知为正促进弯曲或者伸展的动作的张力。第一阈值的例子是100N的40%的40N。在图25的例子中,辅助装置100使线110a1~110a4各自在线张力的产生期间使所产生的线张力逐渐增加,在达到最大张力后,逐渐减少。辅助装置100使线110a1~110a4各自产生的线张力的输入描述形成凸曲线的波形。此外,在本例子中,最大张力为100N。
辅助装置100为了辅助左腿的弯曲动作,例如在作为左腿的步行相位的40%以上且85%以下的期间的第一区间整体中使线110a1连续产生张力。并且,辅助装置100在第一区间的至少一部中使线110a1产生第一阈值以上的张力。在第一区间内,左腿从站立腿期转变为悬空腿期。在从站立腿期向悬空腿期转变时,通过左腿受到弯曲动作的辅助力,用户能够容易地抬起左腿,能够容易且切实地步行。
另外,辅助装置100在作为第一区间以外的期间的第五区间中,在图25的例子中,使线110a1不产生张力,但也可以使之产生张力。例如,辅助装置100也可以在第五区间中使线110a1产生比第二阈值小的张力。第二阈值是比第一阈值小、例如使得用户无法认知的张力。这样的第二阈值例如也可以是线110a1不松弛程度的张力。第二阈值的例子是第一阈值的0.2~0.4倍的值、或者10N。
此外,第一区间的开始定时也可以是包含于左腿的步行相位的35%以上且55%以下的期间的定时。第一区间的结束定时也可以是包含于左腿的步行相位的80%以上且90%以下的期间的定时。线张力成为最大张力的定时在图25的例子中为左腿的步行相位的65%的定时,但也可以是包含于左腿的步行相位的60%以上且70%以下的期间的定时。由此,第一区间可以取得左腿的步行相位的35%以上且90%以下的期间。
辅助装置100为了辅助左腿的伸展动作,例如在作为左腿的步行相位的75%以上且120%以下的期间的第二区间整体中,使线110a2连续地产生张力。并且,辅助装置100在第二区间的至少一部中使线110a2产生第一阈值以上的张力。在第二区间内,左腿从悬空腿期转变为站立腿期。在从悬空腿期向站立腿期转变时,通过左腿受到伸展动作的辅助力,用户能够使左腿稳定地着地,能够容易且切实地进行步行。另外,辅助装置100在作为第二区间以外的期间的第六区间中,在图25的例子中,使线110a2不产生张力,但也可以使之产生比第二阈值小的张力。
此外,第二区间的开始定时也可以是左腿的步行相位的65%以上且90%以下的期间所包含的定时。第二区间的结束定时也可以是左腿的步行相位的110%以上且125%以下的期间所包含的定时。在图25的例子中,线张力成为最大张力的定时为左腿的步行相位的100%的定时,但也可以是左腿的步行相位的85%以上且100%以下的期间所包含的定时。由此,第二区间可以取左腿的步行相位的65%以上且125%以下的期间、也即是左腿的步行相位的0%以上且25%以下的期间以及左腿的步行相位的65%以上且小于100%的期间。
辅助装置100为了对右腿对弯曲动作进行辅助,例如在作为右腿的步行相位的40%以上且85%以下的期间的第三区间整体中,使线110a3连续地产生张力。并且,辅助装置100在第三区间的至少一部中使线110a3产生第一阈值以上的张力。在第三区间内,右腿从站立腿期转变为悬空腿期。另外,辅助装置100在作为第三区间以外的期间的第七区间中,在图25的例子中,使线110a3不产生张力,但也可以使之产生比第二阈值小的张力。
此外,第三区间的开始定时是右腿的步行相位的35%以上且55%以下的期间所包含的定时。第三区间的结束定时也可以是右腿的步行相位的80%以上且90%以下的期间所包含的定时。在图25的例子中,线张力成为最大张力的定时是右腿的步行相位的65%的定时,但也可以是右腿的步行相位的60%以上且70%以下的期间所包含的定时。由此,第三区间可以取右腿的步行相位的35%以上且90%以下的期间。
辅助装置100为了对右腿的伸展动作进行辅助,例如在作为右腿的步行相位的75%以上且120%以下的期间的第四区间整体内,使线110a4连续地产生张力。并且,辅助装置100在第四区间的至少一部中使线110a4产生第一阈值以上的张力。在第四区间内,右腿从悬空腿期转变为站立腿期。另外,辅助装置100在作为第四区间以外的期间的第八区间中,在图25的例子中,使线110a4不产生张力,但也可以使之产生比第二阈值小的张力。
此外,第四区间的开始定时也可以是右腿的步行相位的65%以上且90%以下的期间所包含的定时。第四区间的结束定时也可以是右腿的步行相位的110%以上且125%以下的期间所包含的定时。在图25的例子中,线张力成为最大张力的定时是右腿的步行相位的100%的定时,但也可以是右腿的步行相位的85%以上且100%以下的期间所包含的定时。由此,第四区间可以取右腿的步行相位的65%以上且125%以下的期间、也即是右腿的步行相位的0%以上且25%以下的期间以及右腿的步行相位的65%以上且小于100%的期间。
另外,如上所述,辅助装置100在与线张力的各输入描述对应的期间整体中使与该输入描述对应的线连续地产生了张力,但不限定于此。辅助装置100也可以在与输入描述对应的期间中将对线的张力的产生暂时中断。在这样的情况下,辅助装置100给与用户的腿的负荷降低,用户因辅助装置100的作用而感到的负担降低。
图25所示的线张力的输入描述考虑从驱动控制部122向马达输出信号后到实际在线产生张力为止的时间的延迟,设定为与所期望的时间点相比,线的张力在步行相位上早百分之几地上升。例如在图25的例子中,生成线张力的输入描述,以使得在比所期望的时间点早大约5%左右的定时,线的张力上升。另外,关于弯曲的辅助,辅助装置100进行辅助,以使得在脚的脚跟即将接地之前,弯曲的辅助结束。于是,考虑线张力的输出的延迟,为了使得弯曲的辅助的结束成为在各腿的步行相位上的大致100%的定时,线张力的输入描述被生成为在各腿的步行相位的80%以上且90%以下的期间所包含的定时结束。
[3-2-2.辅助装置的第二模式的工作的说明]
对辅助装置100的第二模式的工作进行说明。第二模式的工作是在未把持物体的状态下用户向后方背身步行时,辅助装置100对用户的步行进行辅助的工作。例如图26中示出对未把持物体的用户的后退步行进行辅助的辅助装置100的工作的例子。图26表示辅助装置100对于用户的左腿以及右腿,对弯曲动作以及伸展动作均进行辅助的例子。并且,辅助装置100使最大张力为100N,一边使线张力变化、一边产生张力。在此,第二模式的工作与无把持后退步行辅助对应。
在第二模式的工作中,辅助装置100将对于左腿以及右腿的弯曲动作的辅助以及伸展动作的辅助的定时从第一模式的工作进行变更。具体而言,辅助装置100使线110a1在作为左腿的步行相位的例如75%以上且120%以下的期间的第二区间整体中连续地产生张力。并且,辅助装置100在第二区间的至少一部中使线110a1产生第一阈值以上的张力。另外,辅助装置100在左腿的步行相位中在作为第二区间以外的期间的第六区间整体中,使线110a1产生比第二阈值小的张力。在图26的例子中,辅助装置100在第六区间整体中使线110a1的张力为0。
另外,辅助装置100使线110a2在作为左腿的步行相位的例如40%以上且85%以下的期间的第一区间整体中连续地产生张力。并且,辅助装置100在第一区间的至少一部中使线110a2产生第一阈值以上的张力。另外,辅助装置100在左腿的步行相位中在作为第一区间以外的期间的第五区间整体中,使线110a2产生比第二阈值小的张力。在图26的例子中,辅助装置100在第五区间整体中使线110a2的张力为0。
另外,辅助装置100使线110a3在作为右腿的步行相位的例如75%以上且120%以下的期间的第四区间整体中连续地产生张力。并且,辅助装置100在第四区间的至少一部中使线110a3产生第一阈值以上的张力。另外,辅助装置100在右腿的步行相位中在作为第四区间以外的期间的第八区间整体中,使线110a3产出比第二阈值小的张力。在图26的例子中,辅助装置100在第八区间整体中使线110a3的张力为0。
另外,辅助装置100使线110a4在作为右腿的步行相位的例如40%以上且85%以下的期间的第三区间整体中连接地产生张力。并且,辅助装置100在第三区间的至少一部中使线110a4产生第一阈值以上的线张力。另外,辅助装置100在右腿的步行相位中在作为第三区间以外的期间的第七区间整体中,使线110a4产生比第二阈值小的张力。在图26的例子中,辅助装置100在第七区间的整体中使线110a4的张力为0。
根据上述,辅助装置100在第二区间中给与使左腿弯曲的辅助力,在第四区间中给与使右腿弯曲的辅助力。在第二区间中,进行后退步行的用户的左腿从悬空腿期转变为站立腿期,在第四区间中,进行后退步行的用户的右腿从悬空腿期转变为站立腿期。由此,辅助装置100对用户向后方摆出左腿以及右腿的动作进行辅助。另外,辅助装置100在第一区间中给与使左腿伸展的辅助力,在第三区间中,给与使右腿伸展的辅助力。在第一区间中,进行后退步行的用户的左腿从站立腿期转变为悬空腿期,在第三区间中,进行后退步行的用户的右腿从站立腿期转变为悬空腿期。由此,辅助装置100对用户以左脚或者右脚为支点使身体向后方移动的动作进行辅助。因此,辅助装置100有效地对用户的后退步行进行辅助。
[3-2-3.辅助装置的第三模式的工作的说明]
对辅助装置100的第三模式的工作进行说明。第三模式的工作是在把持着物体的状态下用户向前方脸朝前(前向)步行时、辅助装置100辅助用户的步行的工作。例如,图27示出了对把持物体的用户前进步行进行辅助的辅助装置100的工作的例子。图27表示辅助装置100对于用户的左腿以及右腿,对弯曲动作以及伸展动作均进行辅助的例子。并且,辅助装置100使最大张力为100N,一边使线张力变化、一边产生张力。在此,第三模式的工作与有把持前进步行辅助对应。另外,第三模式的工作是第二辅助的一个例子。
在对把持物体的用户的前进步行中的弯曲动作进行辅助的情况下,辅助装置100使左腿的线110a1以及右腿的线110a3,与上述的不把持物体而前进步行的用户的情况同样地产生线张力。
在对左腿的伸展动作进行辅助的情况下,辅助装置100在作为左腿的步行相位的例如75%以上且120%以下的期间的第二区间整体中,使线110a2连续地产生张力。并且,辅助装置100在第二区间的至少一部中,使线110a2产生第一阈值以上的线张力。另外,辅助装置100在作为第二区间以外的期间的第六区间整体中,使线110a2连续地产生第二阈值以上且第四阈值以下的张力。第六区间中的线110a2的张力也可以比第五区间中的线110a1的张力大、比第一模式的工作下的第六区间中的线110a2的张力大。并且,辅助装置100在第二区间整体中,使线110a2连续地产生比第六区间的线张力大的张力。由此,在包含第二区间以及第六区间的整个期间中,辅助装置100使线110a2连续地产生第二阈值以上的张力。此外,第四阈值是小于线张力的最大张力的值。第四阈值的例子是最大张力×0.6倍。
在对右腿的伸展动作进行辅助的情况下,辅助装置100在作为右腿的步行相位的例如75%以上且120%以下的期间的第四区间整体中,使线110a4连续地产生张力。并且,辅助装置100在第四区间的至少一部中使线110a4产生第一阈值以上的线张力。另外,辅助装置100在作为第四区间以外的期间的第八区间整体中,使线110a4连续地产生第二阈值以上且第四阈值以下的张力。第八区间的线110a4的张力也可以比第七区间的线110a3的张力大、比第一模式的工作下的第八区间的线110a4的张力大。并且,辅助装置100在第四区间整体中使线110a4连续地产生比第八区间的线张力大的张力。由此,在包含第四区间以及第八区间的整个期间中,辅助装置100使线110a4连续产生第二阈值以上的张力。
根据上述,对于配置于用户后部的线110a2以及110a4,在辅助装置100辅助的整个期间中,产生第二阈值以上的张力。由此,用户在步行中左右的腿总是受到向后方拉拽的作用。另外,在用户在身体的前部把持着物体的情况下,用户身体的重心存在向前方移动的倾向。因此,在身体的前部把持物体的用户通过线110a2以及110a4的张力,受到在将身体重心维持在直立状态的重心位置的同时进行前进步行的作用。由此,用户能够以稳定的姿势进行步行。由此,用户能够以轻松的状态搬运物体。另外,在第五区间中,辅助左腿的弯曲的线110a1的张力小,因此,线110a2的张力产生的上述作用可以在抑制了来自线110a1的张力的影响的状态下得以实现。另外,在第七区间中,辅助右腿的弯曲的线110a3的张力小,因此,线110a4的张力产生的上述作用可以在抑制了来自线110a3的张力的影响的状态下得以实现。此外,在图27的例子中,第六区间以及第八区间的线张力大致一定,但也可以增减。
[3-2-4.辅助装置的第四模式的工作的说明]
对辅助装置100的第四模式的工作进行说明。第四模式的工作是在把持着物体的状态下用户向后方背身步行时、辅助装置100辅助用户的步行的工作。例如,图28示出了对把持物体的用户后退步行进行辅助的辅助装置100的工作的例子。图28表示辅助装置100对于用户的左腿以及右腿、对弯曲动作以及伸展动作均进行辅助的例子。并且,辅助装置100使最大张力为100N,一边使线张力变化、一边产生张力。在此,第四模式的工作与有把持后退步行辅助对应。另外,第四模式的工作是第一辅助的一个例子。
在第四模式的工作中,辅助装置100将对于左腿以及右腿的弯曲动作的辅助以及伸展动作的辅助的定时从第三模式的工作变更。该变更与从第一模式的工作向第二模式的工作的变更是同样的。
具体而言,辅助装置100使线110a1在左腿的步行相位的第二区间整体中连续地产生张力,在第二区间的至少一部中使之产生第一阈值以上的张力。另外,辅助装置100在左腿的步行相位的第六区间整体中,使线110a1产生比第二阈值小的张力,在图28的例子中,使线110a1的张力为0。
另外,辅助装置100使线110a2在左腿的步行相位的第一区间整体中连续地产生张力。具体而言,辅助装置100使线110a2在第一区间的至少一部中产生第一阈值以上的张力,在第一区间整体中使之连续地产生第二阈值以上的张力。另外,辅助装置100在左腿的步行相位的第五区间整体中,使线110a2连续地产生第二阈值以上且第四阈值以下的张力。第五区间的线110a2的张力也可以比第六区间的线110a1的张力大、比如图26所示的第二模式的工作下的第五区间的线110a2张力大。并且,辅助装置100在第一区间整体中使线110a2连续地产生比第五区间的线张力大的张力。这样的辅助装置100在包含第一区间以及第五区间的整个期间中,使线110a2连续地产生第二阈值以上的张力。
另外,辅助装置100使线110a3在右腿的步行相位的第四区间整个中连续地产生张力,在第四区间的至少一部中使之产生第一阈值以上的张力。另外,辅助装置100在右腿的步行相位的第八区间整体中,使线110a3产生比第二阈值小的张力,在图28的例子中,使线110a3的张力为0。
另外,辅助装置100使线110a4在右腿的步行相位的第三区间整体中连续地产生张力。具体而言,辅助装置100使线110a4在第三区间的至少一部中产生第一阈值以上的张力,在第三区间整体中,使之连续地产生第二阈值以上的张力。另外,辅助装置100在右腿的步行相位的第七区间整体中,使线110a4连续地产生第二阈值以上且第四阈值以下的张力。第七区间的线110a4的张力比第八区间的线110a3的张力大,比如图26所示的第二模式的工作下的第七区间的线110a4的张力大。并且,辅助装置100在第三区间整体中使线110a4连续地产生比第七区间的线张力大的张力。这样的辅助装置100在包含第三区间以及第七区间的整个期间中,使线110a4连续地产生第二阈值以上的张力。
根据上述,辅助装置100与第三模式的工作同样地在辅助装置100进行辅助的整个期间中,使线110a2以及110a4产生第二阈值以上的张力,由此,进行辅助以使得将用户身体的重心维持在直立状态的重心位置。进一步,辅助装置100与第二模式的工作同样地对用户后退步行进行辅助。由此,辅助装置100能够在将用户维持为稳定的姿势的同时对后退步行进行辅助。此外,在图28的例子中,第五区间以及第七区间的线张力大致一定,但也可以增减。
[3-2-5.抑制物体把持状态下的挂绊的辅助装置的工作的说明]
在上述中,使用图27以及图28对在把持着物体的状态下对前进步行以及后退步行的用户进行辅助的辅助装置100的工作进行了说明。为了在前进步行中以及后退步行中抑制用户挂到脚的脚尖或者脚跟而绊倒,辅助装置100也可以使用如以下说明的线张力的输入描述来进行工作。
首先,对在把持物体的用户前进步行时、作为在抑制用户挂绊的同时进行辅助的辅助装置100的工作之一的、第五模式的工作进行说明。例如,图29示出第五模式的工作的例子。图29是表示把持物体的用户前进步行时、在抑制用户挂绊的同时进行辅助的辅助装置100的工作的一例的图。
如图29所示,辅助装置100关于对左腿的伸展动作进行辅助的线110a2,在与左腿的步行相位的第六区间中的、左腿的悬空腿期相当的期间中,使得实质上不产生线张力,也即是使线张力比第二阈值小。辅助装置100例如在第六区间中的与左腿悬空腿期相当的左腿的步行相位的超过60%且小于75%的期间中,使线110a2的张力比第二阈值小。另外,辅助装置100例如在第六区间中的与左腿的站立腿期相当的左腿的步行相位的20%以上且60%以下的期间中,使线110a2连续地产生第二阈值以上且第四阈值以下的张力。
辅助装置100关于对右腿的伸展动作进行辅助的线110a4,与上述的线110a2的情况同样进行工作。具体而言,辅助装置100在右腿的步行相位的第八区间中的与右腿的悬空腿期相当的期间中,使线110a4的张力比第二阈值小。辅助装置100例如在第八区间中的与右腿的悬空腿期相当的右腿的步行相位的超过60%且小于75%的期间中使线110a4的张力比第二阈值小。另外,辅助装置100例如在第八区间中的与右腿的站立腿期相当的右腿的步行相位的20%以上且60%以下的期间中,使线110a4连续地产生第二阈值以上且第四阈值以下的张力。其他的线张力的输入描述与如图27所示的第三模式的工作是同样的。
根据上述,在除了第二区间以外的左腿的悬空腿期中,线110a2的张力被抑制得较低或者为0,以及在除了第四区间以外的右腿的悬空腿期中,线110a4的张力被抑制得较低或者为0。由此,用户能够容易抬起接地的腿,能够抑制抬起腿时脚尖绊到地面或者台阶等。另外,在左腿的悬空腿期,辅助装置100对左腿给与弯曲的辅助力,在右腿的悬空腿期,辅助装置100对右腿给与弯曲的辅助力。因此,用户更容易抬起腿。由此,辅助装置100能够抑制由挂绊(绊倒)引起的用户的摔倒。
另外,与第五模式同样的第六模式的工作是在把持物体的用户后退步行时在抑制挂绊的同时进行辅助的辅助装置100的工作之一。例如,图30示出了第六模式的工作的例子。图30是表示在把持物体的用户后退步行时抑制挂绊的同时进行辅助的辅助装置100的工作的一例的图。
在第六模式的工作中,也与第五模式的工作同样地,辅助装置100关于辅助左腿的伸展动作的线110a2,在左腿的步行相位的第五区间中的与左腿的悬空腿期相当的期间中,使线张力比第二阈值小。此时,辅助装置100例如在第五区间中,在左腿的步行相位的超过85%且小于100%的期间中,使线110a2的张力比第二阈值小,在0%以上且40%以下的期间中,使线110a2连续地产生第二阈值以上且第四阈值以下的张力。
另外,辅助装置100关于对右腿的伸展动作进行辅助的线110a4,在右腿的步行相位的第七区间中的与右腿的悬空腿期相当的期间中,使线张力比第二阈值小。此时,辅助装置100例如在第七区间中,在右腿的步行相位的超过85%且小于100%的期间中,使线110a4的张力比第二阈值小,在0%以上且40%以下的期间中,使线110a4连续地产生第二阈值以上且第四阈值以下的张力。其他的线张力的输入描述与如图28所示的第四模式的工作是同样的。
在如上所述的第六模式的工作中,用户也容易抬起接地的腿,能够抑制抬起腿时脚跟绊到地面或者台阶等。另外,在第五区间以及第七区间的悬空腿期中,辅助装置100分别对左腿以及右腿给与弯曲的辅助力。因此,用户更容易抬起腿。
另外,对在把持物体的用户前进步行时抑制挂绊的同时进行辅助的辅助装置100的工作之一、即第七模式的工作进行说明。例如,图31示出了第七模式的工作的例子。图31是表示对把持物体的用户前进步行进行辅助的辅助装置100的工作的其他一例的图。如图31所示,辅助装置100使对左腿的伸展动作进行辅助的线110a2在左腿的步行相位的第六区间整体中连续地产生第二阈值以上且第四阈值以下的线张力。另外,辅助装置100使对右腿的伸展动作进行辅助的线110a4在右腿的步行相位的第八区间整体中连续地产生第二阈值以上且第四阈值以下的线张力。
进一步,辅助装置100使对左腿的弯曲动作进行辅助的线110a1在左腿的步行相位的第五区间整体中,连续地产生第二阈值以上且第四阈值以下的线张力。第五区间的线110a1的张力比第一模式的工作下的第五区间的线110a1的张力大。因此,用户在转变到第一区间的弯曲动作时,变得容易抬起左腿。
另外,辅助装置100使对右腿的弯曲动作进行辅助的线110a3在右腿的步行相位的第七区间整体中连续地产生第二阈值以上且第四阈值以下的线张力。第七区间的线110a3的张力比第一模式的工作下的第七区间的线110a3的张力大。因此,用户在转变到第三区间的弯曲动作时,变得容易抬起右腿。其他的线张力的输入描述与如图27所示的第三模式的工作是同样的。
根据上述,辅助装置100在进行辅助的期间整体中,使线110a1~110a4分别连续地产生第二阈值以上的张力。并且,辅助装置100通过使进行从站立腿期转变到悬空腿期的弯曲动作之前的左腿以及右腿各自的线110a1以及110a3产张力,在该弯曲动作时用户容易抬起腿,能够抑制用户的挂到脚尖而绊倒。由此,辅助装置100能够抑制挂绊引起的用户的摔倒。如上所述的第七模式的工作是第五辅助的一个例子。
另外,与第七模式同样的第八模式的工作是在把持物体的用户后退步行时抑制挂绊的同时进行辅助的辅助装置100的工作之一。例如,图32示出了第八模式的工作的例子。图32是表示在把持物体的用户后退步行时抑制挂绊的同时进行辅助的辅助装置100的工作的其他一例的图。
在第八模式的工作中,也与第七模式的工作同样地,辅助装置100关于对左腿的弯曲动作进行辅助的线110a1,在左腿的步行相位的第六区间整体中,使之连续地产生第二阈值以上且第四阈值以下的线张力。第六区间的线110a1的张力比第二模式的工作下的第六区间的线110a1的张力大。另外,辅助装置100关于对右腿的弯曲动作进行辅助的线110a3,在右腿的步行相位的第八区间整体中,使之连续地产生第二阈值以上且第四阈值以下的线张力。第八区间的线110a3的张力比第二模式的工作下的第八区间的线110a3的张力大。由此,用户在第六区间以及第八区间后的第二区间以及第四区间中,在转变为弯曲动作时,变得容易抬起左腿以及右腿。其他的线张力的输入描述与如图28所示的第四模式的工作是同样的。
在如上所述的第八模式的工作中,用户变得容易抬起接地的腿,能够抑制抬起腿时脚跟绊到地面或者台阶等。如上所述的第八模式的工作是第四辅助的一个例子。
[3-3.辅助装置的工作的变形例1]
在上述中,对辅助装置100辅助装戴辅助装置100且把持物体的1个用户的工作的例子进行了说明,在变形例1中,辅助装置100对装戴辅助装置100且共同把持物体的两个用户的动作进行辅助。进一步,在本变形例中,辅助装置100在协调两个用户的步调的同时,对两个用户的步行进行辅助。
例如如图33所示,对用户U1以及U2彼此相向地共同把持物体A的同时进行搬运的动作进行说明。用户U1装戴辅助装置100a,前向步行。用户U2装戴辅助装置100b,背身步行。辅助装置100a的控制部120a和辅助装置100b的控制部120b经由各自的通信装置116a以及116b进行双向的无线通信。此外,例如在后述的上位控制部以及下位控制部预先决定好了的情况下等,也可以是从上位控制部向下位控制部的单向通信。
在彼此进行通信的控制部120a以及120b中,一方成为上位控制部,另一方成为下位控制部,上位的控制部向下位的控制部发送指令。上位控制部以及下位控制部既可以预先决定,也可以经由辅助装置100a以及100b的输入装置140、或者、向终端装置150的通过用户U1或者U2等进行的输入,任意地决定。例如在平坦的地面上步行的情况下,若能够视觉识别行进方向的用户U1的辅助装置100a的控制部120a为上位控制部,则能够实现顺畅的步行。在如台阶的具有高低差的地面上步行的情况下,若位于行进方向的前方的用户U2的辅助装置100b的控制部120b为上位控制部,则能够实现顺畅的步行。
例如在控制部120a为上位控制部的情况下,控制部120a基于控制部120a的步行定时检测部123预测的用户U1的步行相位,决定与有把持前进步行辅助对应的辅助装置100a的线张力的输入描述,控制辅助装置100a的各线110的张力。同时,控制部120a算出使之与用户U1的步行相位协调的用户U2的步行相位,并发送给控制部120b。也即是,控制部120a指令控制部120b执行基于算出的用户U2的步行相位的辅助。此外,用户U2的步行相位以用户U1的步行相位为基准来算出。
控制部120b基于从控制部120a取得的步行相位,决定与有把持后退步行辅助对应的辅助装置100b的线张力的输入描述,控制辅助装置100b的各线110的张力。此外,在控制部120b基于左脚以及右脚的感压传感器302的传感器值预测背身步行的用户U2的步行相位的情况下,感压传感器302也可以配置在左脚以及右脚的脚尖的脚底。由此,能够进行更准确的步行相位的预测。
控制部120a决定的线张力的输入描述的一例示于图34A,控制部120b决定的线张力的输入描述的一例示于图34B。此外,图34A以及图34B是表示进行辅助以使得两个用户U1以及U2的步调协调的两个辅助装置100a以及110b的工作的例子的图。
如图34A以及图34B所示,在使用户U1的步行相位与用户U2的步行相位协调的情况下,决定用户U2的步行相位,以使得用户U1的左腿和用户U2的右腿向相同方向移动,用户U1的右腿和用户U2的左腿向同方向移动。也即是,用户U2的左腿的站立腿期的开始定时和用户U1的右腿的站立腿期的开始定时被决定为相同的定时。用户U2的左腿的站立腿期的结束定时和用户U1的右腿的站立腿期的结束定时被决定为相同的定时。换言之,用户U2的左腿的步行相位被决定为从用户U1的左腿的步行相位错开50%的步行相位,用户U2的右腿的步行相位被决定为从用户U1的右腿的步行相位错开50%的步行相位。如上所述的用户U1以及U2的步行相位使用户U1和U2的步调相协调,抑制用户U1和U2的腿交错。
根据上述,具备作为下位控制部的控制部120b的辅助装置100b进行与具备作为上位控制部的控制部120a的辅助装置100a的线控制相协调的线控制、也即是协调的辅助。此外,上位控制部120a基于用户U1的步行相位算出了用户U2的步行相位,但不限定于此,也可以算出辅助装置100b中的线张力的输入描述,并发送给下位控制部120b。另外,在上述中,在两个辅助装置之间协调了辅助,但不限定于此,也可以在三个以上的辅助装置之间协调辅助。
[3-4.辅助装置的工作的其他变形例]
辅助装置100也可以对静止状态的用户拿起物体的动作进行辅助。这样的对静止状态的用户拿起物体的动作进行辅助的辅助装置100的工作是第九模式的工作。在此,第九模式的工作是第三辅助的一个例子。在第九模式的工作中,辅助装置100不辅助左腿以及右腿的弯曲动作,而辅助伸展动作。用户在拿起前方的物体时,从前屈的状态或者蹲下的状态转变为直立状态。用户通过从辅助装置100受到使两腿伸展的辅助力,从而变得容易进行上述转变。
辅助时,辅助装置100使线110a2以及110a4在相同定时产生比第三阈值大的张力。第三阈值是比第一阈值以及第二阈值大的值。第三阈值的例子是60N。对用户拿起物体的动作进行辅助的线110a2以及110a4的张力也可以比对在把持着物体的状态前进步行的用户进行辅助的线110a2以及110a4的张力大。此外,线110a2以及110a4的张力产生定时也可以彼此错开。另外,相同的定时不仅是指多个定时完全相同的情形,也包括多个定时存在差异、也即是时间差的情形。如上所述的辅助装置100能够对从拿起物体到搬运物体的用户的一系列动作进行辅助。
此外,在两个用户共同拿起一个物体的情况下,两个用户装戴的辅助装置100也可以使拿起的辅助的定时相协调。在该情况下,如变形例1中说明的那样,也可以为上位控制部决定上述定时,并将所决定的定时通知给下位控制部。
在实施方式以及变形例中的辅助装置的各工作中,辅助弯曲以及伸展动作时的线张力的输入描述以及最大张力设为无论哪条线均相同,但不限定于此。对于用户来说,髋关节的力矩臂以及腿的长度不同,因此,即使是在对相同的线给与相同的张力的情况下,髋关节受到的辅助转矩也因用户而不同。此外,辅助转矩由线张力×力矩臂来求出。因此,也可以对线给与根据用户而不同的张力。与瘦的用户相比,胖的用户的髋关节的力矩臂大。因此,例如也可以在如腰围100cm以上的胖的用户的情况下,使线的最大张力为60N,在如腰围70cm以下的瘦的用户的情况下,使线的最大张力为120N。由此,胖的用户以及瘦的用户受到的辅助转矩可以成为同等的。
另外,也可以根据用户的腿的长度,变更线张力。在弯曲以及伸展动作的辅助中,腿长的用户会受到大的线的张力的纵向、也即是上下方向的力分量,因此,也可以减小对腿长的用户的线的张力。这样,通过根据每个用户的体型以及腿的长度来调整线张力,能够对用户给与没有不合适的辅助转矩。
另外,使用户腿的前后的线张力为相同,但并不限定于此。例如也可以使配置于腿前侧的线的张力比配置于腿后侧的线的张力大。后侧的线经过用户的臀部,因此,用户后侧的力矩臂比前侧大,由此,在用户后侧作用于髋关节的辅助转矩比用户前侧大。因此,通过使前侧的线的张力更大,辅助装置能够在用户前后平衡性良好地进行弯曲以及伸展动作的辅助。
对弯曲以及伸展动作进行辅助时的线张力的产生期间设为无论哪条线都相同,但并不限定于此。例如,在图25的例子中,在同一腿,辅助弯曲动作的线张力的产生期间与辅助伸展动作的线张力的产生期间重叠,但也可以缩短某一方的产生期间以使得重叠期间变短。特别是,也可以调节产生期间,以使得在两个产生期间之间,产生第一阈值以上的线张力的期间不重叠。对于图26~图32、图34A以及图34B的例子也是同样的。由此,能抑制因用户同时感到弯曲以及伸展动作的辅助而造成的混乱。另外,两个产生期间的关系也可以根据用户的弯曲以及伸展动作的能力来决定。
另外,在图25~图32、图34A以及图34B中,线张力的输入描述的波形为凸曲线的波形,但并不限定于此。此外,图25~图32、图34A以及图34B所示的输入描述的波形是通过实验得到的波形,是用户能够有效且舒适地感受到辅助装置100的辅助帮助的波形。线张力的输入描述例如也可以使用矩形波、梯形波、三角波或者高斯波形等来生成。在矩形波的情况下,辅助装置100在线张力的产生期间整体中连续地产生最大张力。在梯形波的情况下,辅助装置100在除了线张力的产生期间的初期和终期以外的整体中,连续地产生最大张力。在由矩形以及梯形等的四边形的波形生成了输入描述的情况下,有时会引起线张力的急剧的上升或者急剧的下降。这样的张力变化有可能对用户给与辅助的违和感。于是,例如在使输入描述的波形为三角波的情况下,也可以设为使直到最大张力为止的线张力的上升逐渐变化的缓和的波形。由此,辅助装置100能够慎重地辅助用户的腿,也能够减少由急剧的线张力的变化引起的用户的摔倒等的危险性。
另外,在实际的人步行中,腿产生的弯曲以及伸展转矩会平滑且连续地变化。因此,输入描述的波形也可以应用高斯波形。高斯波形例如也可以是使用下述的式1所示的高斯函数、通过将多个高斯函数加在一起、也即是重叠来生成的波形。此时,多个高斯函数的重叠方法中,找出最接近实际的人步行时的腿的转矩的波形的重叠方法,并应用于输入描述的波形的生成。找到这些的方法,也称为高斯拟合。由此,能够以接近人的步行的形态给与辅助转矩,因此,能够实现更自然的辅助。
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具体而言,高斯函数具有μ、σ的变量(也称为参数)的对,通过这些两个参数,决定高斯函数的波形。由μ决定表示高斯函数的波峰的时间,由σ决定高斯函数的波宽度。由此,通过两个参数的各种组合,能生成各种高斯函数。
将人步行时在腿产生的转矩的振幅乘以高斯函数而得到的函数形成使横轴为时间(单位:秒)、使纵轴为转矩(单位:Nm)的波形。振幅的例子是人步行时的腿的最大转矩,例如是20Nm等。并且,使多个高斯函数重叠,找出最接近实际的人的步行时的腿的转矩以及时间的波形的重叠方法。此时,使用具有各种的两个参数μ、σ的n个高斯函数f1(x)、f2(x)、···、fn(x),对实际的人的步行数据进行高斯拟合,从而得到高斯函数。进一步,通过重叠所得到的多个高斯函数,能得到新的高斯函数。通过调整该新的高斯函数的两个参数μ、σ,能够生成线张力的输入描述。
另外,辅助装置也可以根据用户装戴辅助装置的时期,变更使线产生的最大张力。例如。在用户穿着薄的夏季,与用户穿着厚的冬季相比,用户的力矩臂小。由此,辅助装置即使对线给与相同的张力,在夏季用户的腿受到的转矩也比冬季小。因此,例如辅助装置也可以与冬期相比,将在夏季给与各线的张力增加到1.2倍等。
另外,如图13~图21所示的变形例涉及的辅助装置200的工作也与实施方式涉及的辅助装置100是同样的。关于上述的各工作,辅助装置200对第一线110a1的线张力的控制以及对第五线110a5的线张力的控制与辅助装置100对线110a1的线张力的控制是同样的。辅助装置200对第二线110a2的线张力的控制以及对第六线110a6的线张力的控制与辅助装置100对线110a2的线张力的控制是同样的。辅助装置200对第三线110a3的线张力的控制以及对第七线110a7的线张力的控制与辅助装置100对线110a3的线张力的控制是同样的。辅助装置200对第四线110a4的线张力的控制以及对第八线110a8的线张力的控制与辅助装置100对线110a4的线张力的控制是同样的。
辅助装置200在对弯曲或者伸展动作进行辅助时,使相同腿的两条线在相同的定时产生张力。因此,辅助装置200使第一线110a1产生的最大张力以及使第五线110a5产生的最大张力也可以与辅助装置100使线110a1产生的最大张力不同,例如也可以比辅助装置100使线110a1产生的最大张力小。辅助装置200使第二线110a2产生的最大张力以及使第六线110a6产生的最大张力也可以与辅助装置100使线110a2产生的最大张力不同,例如也可以比辅助装置100使线110a2产生的最大张力小。辅助装置200使第三线110a3产生的最大张力以及使第七线110a7产生的最大张力也可以与辅助装置100使线110a3产生的最大张力不同,例如也可以比辅助装置100使线110a3产生的最大张力小。辅助装置200使第四线110a4产生的最大张力以及使第八线110a8产生的最大张力也可以与辅助装置100使线110a4产生的最大张力不同,例如也可以比辅助装置100使线110a4产生的最大张力小。
辅助装置200使第一线110a1产生的最大张力以及使第五线110a5产生的最大张力与辅助装置100使线110a1产生的最大张力之间的关系根据辅助装置200的第一线110a1延伸的方向相对于辅助装置100的线110a1延伸的方向所成的角度以及辅助装置200的第五线110a5延伸的方向相对于辅助装置100的线110a1延伸的方向所成的角度而变化,可以根据这些角度来决定。辅助装置200使第二线110a2产生的最大张力以及使第六线110a6产生的最大张力与辅助装置100使线110a2产生的最大张力之间的关系根据辅助装置200的第二线110a2延伸的方向相对于辅助装置100的线110a2延伸的方向所成的角度以及辅助装置200的第六线110a6延伸的方向相对于辅助装置100的线110a2延伸的方向所成的度而变化,可以根据这些角度来决定。辅助装置200使第三线110a3产生的最大张力以及使第七线110a7产生的最大张力与辅助装置100使线110a3产生的最大张力之间的关系根据辅助装置200的第三线110a3延伸的方向相对于辅助装置100的线110a3延伸的方向所成的角度以及辅助装置200的第七线110a7延伸的方向相对于辅助装置100的线110a3延伸的方向所成的角度而变化,可以根据这些角度来决定。辅助装置200使第四线110a4产生的最大张力以及使第八线110a8产生的最大张力与辅助装置100使线110a4产生的最大张力之间的关系根据辅助装置200的第四线110a4延伸的方向相对于辅助装置100的线110a4延伸的方向所成的角度以及辅助装置200的第八线110a8延伸的方向相对于辅助装置100的线110a4延伸的方向所成的角度而变化,可以根据这些角度来决定。
在此,相同定时不仅是指多个定时完全相同的情形,也包括多个定时存在差异、也即是时间差的情形。上述差异既可以是步行相位的值的小于10%,也可以是5%以内。例如,差异为5%以内的情况下的例子是,在多个定时的步行相位的值的平均值的±5%以内的步行相位的值的范围内,包含全部定时的步行相位的值。
[4.实施例]
对于使用实施方式涉及的辅助装置100的辅助工作,进行了对三个模式的工作进行比较验证的实验。比较的工作是第一模式的工作、第三模式的工作、新的第十模式的工作。
在第十模式的工作中,辅助装置100对于线110a1以及110a3与第一模式的工作以及第三模式的工作同样地控制了线张力。另外,辅助装置100对于线110a2以及110a4,在辅助的期间整体中,使之连续地产生了最大张力。由此,辅助装置100的穿着者在辅助的期间整体中总是在两腿持续受到强的伸展动作的辅助力。
另外,在第三模式的工作中,在左腿的步行相位的第六区间中,将使线110a2产生的张力设为最大张力的20%。另外,在右腿的步行相位的第八区间中,将使线110a4产生的张力设为最大张力的20%。并且,在第一模式的工作、第三模式的工作以及第十模式的工作中,将使线110产生的最大张力设为了100N。
对A~D的四名被实验者进行了实验。此外,被实验者A、C以及D是男性,被实验者B是女性。在装戴了辅助装置100的被实验者A~D全部在身体前部用双手把持货物的同时进行前进步行时,分别接受了第一模式的工作、第三模式的工作以及第十模式的工作实现的3种辅助。并且,被实验者A~D从三个模式的工作中选择了一个能够最轻松地步行的最佳工作。其选择结果如下述的表1。根据下述的表1,可以说第三模式的工作对于把持货物的同时进行前进步行的穿着者能够有效地辅助步行。另外,第一模式的工作也可以说能够对穿着者的前进步行自身有效地进行辅助。
【表1】
被实验者 第一模式 第三模式 第十模式
A 最佳
B 最佳
C 最佳
D 最佳
表1:各模式的辅助工作的评价结果
[5.其他]
以上,基于实施方式以及变形例对一个或者多个实施方式涉及的辅助装置等进行了说明,但本公开并不是限定于实施方式以及变形例。只要不脱离本公开的宗旨,对本实施方式以及变形例实施了本领域技术人员能够想到的各种变形而得到的方式、组合不同的实施方式以及变形例中的构成要素而构建的方式也可以包含在一个或者多个实施方式的范围内。
例如,在实施方式以及变形例涉及的辅助装置中,控制部120使马达工作来使线产生张力的定时、以及关于张力的输入描述的步行相位的数值不限定于实施方式以及变形例记载的数值。上述定时以及关于张力的输入描述的步行相位的数值也可以相对于实施方式以及变形例记载的数值具有差异,例如也可以在行相位上具有百分之几的差异。
在实施方式以及变形例涉及的辅助装置中,在各线设有马达,但不限定于此,也可以一个马达连接于多条线。例如,在辅助装置200中,也可以一个马达拉拽线110a1以及104a5。也即是,辅助装置200也可以例如具备四个马达,以对两条线设有一个马达。
在实施方式以及变形例涉及的辅助装置中,连接上半身带111和膝带112a以及112b的线的数量是四条或者八条。也即是,在一个膝带连接有两条或者四条线。但是,连接于一个膝带的线的数量不限定于此。连接于一个膝带的线的数量也可以两条以上的任何数量。例如,与膝带的前部连接的线的数量和与后部连接的线的数量也可以不同。
本公开能够应用于对用户的方向转换动作进行辅助的装置。

Claims (28)

1.一种辅助装置,具备:
装戴于用户的上半身的上半身带;
装戴于所述用户的左膝的左膝带;
装戴于所述用户的右膝的右膝带;
在所述用户的前部连接所述上半身带和所述左膝带的第一线;
在所述用户的后部连接所述上半身带和所述左膝带的第二线;
在所述用户的前部连接所述上半身带和所述右膝带的第三线;
在所述用户的后部连接所述上半身带和所述右膝带的第四线;以及
至少一个马达,
在对把持物品的所述用户后退步行进行辅助的第一辅助的情况下,
所述至少一个马达,
在所述用户左腿的步行相位的35%以上且90%以下的第一区间中,使所述第二线产生第一阈值以上的张力,
在所述左腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第二区间中,使所述第一线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述用户右腿的步行相位的35%以上且90%以下的第三区间中,使所述第四线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述右腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第四区间中,使所述第三线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述左腿的步行相位中的除了所述第一区间以外的第五区间中,使所述第二线产生第二阈值以上的张力,
在所述左腿的步行相位中的除了所述第二区间以外的第六区间中,使所述第一线产生比所述第二阈值小的张力,
在所述右腿的步行相位中的除了所述第三区间以外的第七区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述右腿的步行相位中的除了所述第四区间以外的第八区间中,使所述第三线产生比所述第二阈值小的张力,
所述第一阈值比所述第二阈值大,所述步行相位表示所述用户行进1步的过程中的步行状态的时间上的定时。
2.根据权利要求1所述的辅助装置,
在所述第一区间中,所述左腿从站立腿期向悬空腿期转变,
在所述第二区间中,所述左腿从悬空腿期向站立腿期转变,
在所述第三区间中,所述右腿从站立腿期向悬空腿期转变,
在所述第四区间中,所述右腿从悬空腿期向站立腿期转变。
3.根据权利要求1所述的辅助装置,
在所述第一辅助的情况下,
所述第六区间的所述第一线的张力比所述第五区间的所述第二线的张力小,
所述第八区间的所述第三线的张力比所述第七区间的所述第四线的张力小。
4.根据权利要求1所述的辅助装置,
在对把持物品的所述用户前向步行进行辅助的第二辅助的情况下,
所述至少一个马达,
在所述第一区间中,使所述第一线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第二区间中,使所述第二线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第三区间中,使所述第三线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第四区间中,使所述第四线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第五区间中,使所述第一线产生比所述第二阈值小的张力,
在所述第六区间中,使所述第二线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第七区间中,使所述第三线产生比所述第二阈值小的张力,
在所述第八区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力。
5.根据权利要求1所述的辅助装置,
在对所述用户拿起物品进行辅助的第三辅助的情况下,
所述至少一个马达,
使所述第二线以及所述第四线产生比第三阈值大的张力,
所述第三阈值比所述第一阈值以及所述第二阈值大。
6.根据权利要求1所述的辅助装置,
在降低把持物品的所述用户挂绊的可能性、且对所述用户后退步行进行辅助的第四辅助的情况下,
所述至少一个马达,
在所述第五区间中,使所述第二线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第六区间中,使所述第一线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第七区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第八区间中,使所述第三线产生所述第二阈值以上的张力。
7.根据权利要求4所述的辅助装置,
在降低把持所述物品的所述用户挂绊的可能性、且对所述用户前向步行进行辅助的第五辅助的情况下,
所述至少一个马达,
在所述第五区间中,使所述第一线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第六区间中,使所述第二线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第七区间中,使所述第三线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第八区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力。
8.根据权利要求1所述的辅助装置,
所述至少一个马达包括第一马达、第二马达、第三马达以及第四马达,
所述第一线的第一端固定于所述左膝带,并且,所述第一线的第二端固定于所述第一马达,
所述第二线的第一端固定于所述左膝带,并且,所述第二线的第二端固定于所述第二马达,
所述第三线的第一端固定于所述右膝带,并且,所述第三线的第二端固定于所述第三马达,
所述第四线的第一端固定于所述右膝带,并且,所述第四线的第二端固定于所述第四马达。
9.根据权利要求1所述的辅助装置,还具备:
第五线,其连接所述上半身带和所述左膝带,并且,在所述用户的前部沿与所述第一线延伸的方向交叉的方向延伸;
第六线,其连接所述上半身带和所述左膝带,并且,在所述用户的后部沿与所述第二线延伸的方向交叉的方向延伸;
第七线,其连接所述上半身带和所述右膝带,并且,在所述用户的前部沿与所述第三线延伸的方向交叉的方向延伸;以及
第八线,其连接所述上半身带和所述右膝带,并且,在所述用户的后部沿与所述第四线延伸的方向交叉的方向延伸,
在所述第一辅助的情况下,所述至少一个马达,
在所述第一区间中,使所述第二线以及所述第六线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第二区间中,使所述第一线以及所述第五线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第三区间中,使所述第四线以及所述第八线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第四区间中,使所述第三线以及所述第七线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第五区间中,使所述第二线以及所述第六线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第六区间中,使所述第一线以及所述第五线产生比所述第二阈值小的张力,
在所述第七区间中,使所述第四线以及所述第八线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第八区间中,使所述第三线以及所述第七线产生比所述第二阈值小的张力。
10.根据权利要求1所述的辅助装置,
所述左腿的步行相位的50%的时间点与所述右腿的步行相位的0%的时间点对应,
所述右腿的步行相位的50%的时间点与所述左腿的步行相位的0%的时间点对应。
11.根据权利要求1所述的辅助装置,
还具备控制电路以及存储器,
所述存储器记录用于控制所述至少一个马达的程序,
所述控制电路基于所述程序控制所述至少一个马达。
12.根据权利要求11所述的辅助装置,
还具备检测所述用户的步行周期的传感器,
所述控制电路基于所述传感器的传感器值,算出所述左腿的步行相位以及所述右腿的步行相位。
13.根据权利要求11所述的辅助装置,
还具备接口装置,
所述控制电路经由所述接口装置受理包括所述第一辅助的辅助方法的选择,
基于所述辅助方法控制所述至少一个马达。
14.根据权利要求12所述的辅助装置,
还具备与其他辅助装置进行通信的通信装置,
所述控制电路,算出作为所述其他辅助装置的用户的左腿以及右腿的步行相位的第二步行相位,以使得与作为基于所述传感器的传感器值算出的所述左腿以及所述右腿的步行相位的第一步行相位协调,指令所述其他辅助装置执行基于所述第二步行相位的辅助。
15.一种辅助方法,使用装戴于用户的多条线对所述用户的移动进行辅助,
所述多条线中的第一线在所述用户的前部将装戴于所述用户的上半身的上半身带和装戴于所述用户的左膝的左膝带连接,
所述多条线中的第二线在所述用户的后部将所述上半身带和所述左膝带连接,
所述多条线中的第三线在所述用户的前部将所述上半身带和装戴于所述用户的右膝的右膝带连接,
所述多条线中的第四线在所述用户的后部将所述上半身带和所述右膝带连接,
所述辅助方法包括:
在对把持物品的所述用户后退步行进行辅助的第一辅助的情况下,
在所述用户左腿的步行相位的35%以上且90%以下的第一区间中,使所述第二线产生第一阈值以上的张力,
在所述左腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第二区间中,使所述第一线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述用户右腿的步行相位的35%以上且90%以下的第三区间中,使所述第四线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述右腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第四区间中,使所述第三线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述左腿的步行相位中的除了所述第一区间以外的第五区间中,使所述第二线产生第二阈值以上的张力,
在所述左腿的步行相位中的除了所述第二区间以外的第六区间中,使所述第一线产生比所述第二阈值小的张力,
在所述右腿的步行相位中的除了所述第三区间以外的第七区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述右腿的步行相位中的除了所述第四区间以外的第八区间中,使所述第三线产生比所述第二阈值小的张力,
所述第一阈值比所述第二阈值大,
所述第一线至所述第四线的张力由控制电路所控制的至少一个马达来调节,所述步行相位表示所述用户行进1步的过程中的步行状态的时间上的定时。
16.根据权利要求15所述的辅助方法,
在所述第一区间中,所述左腿从站立腿期向悬空腿期转变,
在所述第二区间中,所述左腿从悬空腿期向站立腿期转变,
在所述第三区间中,所述右腿从站立腿期向悬空腿期转变,
在所述第四区间中,所述右腿从悬空腿期向站立腿期转变。
17.根据权利要求15所述的辅助方法,
在所述第一辅助的情况下,
所述第六区间的所述第一线的张力比所述第五区间的所述第二线的张力小,
所述第八区间的所述第三线的张力比所述第七区间的所述第四线的张力小。
18.根据权利要求15所述的辅助方法,
在对把持物品的所述用户前向步行进行辅助的第二辅助的情况下,
在所述第一区间中,使所述第一线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第二区间中,使所述第二线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第三区间中,使所述第三线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第四区间中,使所述第四线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第五区间中,使所述第一线产生比所述第二阈值小的张力,
在所述第六区间中,使所述第二线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第七区间中,使所述第三线产生比所述第二阈值小的张力,
在所述第八区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力。
19.根据权利要求15所述的辅助方法,
在对所述用户拿起物品进行辅助的第三辅助的情况下,
使所述第二线以及所述第四线产生比第三阈值大的张力,
所述第三阈值比所述第一阈值以及所述第二阈值大。
20.根据权利要求15所述的辅助方法,
在降低把持物品的所述用户挂绊的可能性、且对所述用户后退步行进行辅助的第四辅助的情况下,
在所述第五区间中,使所述第二线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第六区间中,使所述第一线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第七区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第八区间中,使所述第三线产生所述第二阈值以上的张力。
21.根据权利要求18所述的辅助方法,
在降低把持所述物品的所述用户挂绊的可能性、且对所述用户前向步行进行辅助的第五辅助的情况下,
在所述第五区间中,使所述第一线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第六区间中,使所述第二线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第七区间中,使所述第三线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第八区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力。
22.根据权利要求15所述的辅助方法,
所述第一线的第一端固定于所述左膝带,并且,所述第一线的第二端固定于所述至少一个马达中的第一马达,
所述第二线的第一端固定于所述左膝带,并且,所述第二线的第二端固定于所述至少一个马达中的第二马达,
所述第三线的第一端固定于所述右膝带,并且,所述第三线的第二端固定于所述至少一个马达中的第三马达,
所述第四线的第一端固定于所述右膝带,并且,所述第四线的第二端固定于所述至少一个马达中的第四马达。
23.根据权利要求15所述的辅助方法,
所述多条线还包括:
第五线,其连接所述上半身带和所述左膝带,并且,在所述用户的前部沿与所述第一线延伸的方向交叉的方向延伸;
第六线,其连接所述上半身带和所述左膝带,并且,在所述用户的后部沿与所述第二线延伸的方向交叉的方向延伸;
第七线,其连接所述上半身带和所述右膝带,并且,在所述用户的前部沿与所述第三线延伸的方向交叉的方向延伸;以及
第八线,其连接所述上半身带和所述右膝带,并且,在所述用户的后部沿与所述第四线延伸的方向交叉的方向延伸,
在所述第一辅助的情况下,
在所述第一区间中,使所述第二线以及所述第六线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第二区间中,使所述第一线以及所述第五线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第三区间中,使所述第四线以及所述第八线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第四区间中,使所述第三线以及所述第七线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述第五区间中,使所述第二线以及所述第六线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第六区间中,使所述第一线以及所述第五线产生比所述第二阈值小的张力,
在所述第七区间中,使所述第四线以及所述第八线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述第八区间中,使所述第三线以及所述第七线产生比所述第二阈值小的张力。
24.根据权利要求15所述的辅助方法,
所述左腿的步行相位的50%的时间点与所述右腿的步行相位的0%的时间点对应,
所述右腿的步行相位的50%的时间点与所述左腿的步行相位的0%的时间点对应。
25.根据权利要求15所述的辅助方法,还包括:
取得检测所述用户的步行周期的传感器的传感器值,
基于所述传感器的传感器值,算出所述左腿的步行相位以及所述右腿的步行相位。
26.根据权利要求15所述的辅助方法,还包括:
经由接口装置受理包括所述第一辅助的辅助方法的选择,
基于所述辅助方法,使所述第一线至所述第四线产生张力。
27.根据权利要求25所述的辅助方法,还包括:
算出作为其他辅助装置的用户的左腿以及右腿的步行相位的第二步行相位,以使得与作为基于所述传感器的传感器值算出的所述左腿以及所述右腿的步行相位的第一步行相位协调,
指令所述其他辅助装置执行基于所述第二步行相位的辅助。
28.一种记录有程序的计算机可读取记录介质,所述程序使计算机执行控制至少一个马达的处理,所述至少一个马达使装戴于用户的多条线产生张力,
所述多条线中的第一线在所述用户的前部将装戴于所述用户的上半身的上半身带和装戴于所述用户的左膝的左膝带连接,
所述多条线中的第二线在所述用户的后部将所述上半身带和所述左膝带连接,
所述多条线中的第三线在所述用户的前部将所述上半身带和装戴于所述用户的右膝的右膝带连接,
所述多条线中的第四线在所述用户的后部将所述上半身带和所述右膝带连接,
所述程序使所述计算机执行如下控制所述至少一个马达的处理,
在对把持物品的所述用户后退步行进行辅助的情况下,使所述至少一个马达:
在所述用户左腿的步行相位的35%以上且90%以下的第一区间中,使所述第二线产生第一阈值以上的张力,
在所述左腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第二区间中,使所述第一线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述用户的右腿的步行相位的35%以上且90%以下的第三区间中,使所述第四线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述右腿的步行相位的0%以上且25%以下以及65%以上且小于100%的第四区间中,使所述第三线产生所述第一阈值以上的张力,
在所述左腿的步行相位中的除了所述第一区间以外的第五区间中,使所述第二线产生第二阈值以上的张力,
在所述左腿的步行相位中的除了所述第二区间以外的第六区间中,使所述第一线产生比所述第二阈值小的张力,
在所述右腿的步行相位中的除了所述第三区间以外的第七区间中,使所述第四线产生所述第二阈值以上的张力,
在所述右腿的步行相位中的除了所述第四区间以外的第八区间中,使所述第三线产生比所述第二阈值小的张力,
所述第一阈值比所述第二阈值大,所述步行相位表示所述用户行进1步的过程中的步行状态的时间上的定时。
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