CN110192968A - 步行辅助装置 - Google Patents

步行辅助装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110192968A
CN110192968A CN201910137412.2A CN201910137412A CN110192968A CN 110192968 A CN110192968 A CN 110192968A CN 201910137412 A CN201910137412 A CN 201910137412A CN 110192968 A CN110192968 A CN 110192968A
Authority
CN
China
Prior art keywords
walking
user
load
handle
drive control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910137412.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110192968B (zh
Inventor
金谷学
柴田由之
竹内真司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JTEKT Corp
Original Assignee
JTEKT Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2018164901A external-priority patent/JP7155765B2/ja
Application filed by JTEKT Corp filed Critical JTEKT Corp
Publication of CN110192968A publication Critical patent/CN110192968A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110192968B publication Critical patent/CN110192968B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0274Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the upper limbs
    • A61H1/0277Elbow
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0237Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the lower limbs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0274Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the upper limbs
    • A61H1/0281Shoulder
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/04Wheeled walking aids for patients or disabled persons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4041Interfaces with the user related to strength training; Details thereof characterised by the movements of the interface
    • A63B21/4045Reciprocating movement along, in or on a guide
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4041Interfaces with the user related to strength training; Details thereof characterised by the movements of the interface
    • A63B21/4047Pivoting movement
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/03516For both arms together or both legs together; Aspects related to the co-ordination between right and left side limbs of a user
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/03516For both arms together or both legs together; Aspects related to the co-ordination between right and left side limbs of a user
    • A63B23/03533With separate means driven by each limb, i.e. performing different movements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/03575Apparatus used for exercising upper and lower limbs simultaneously
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/04Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for lower limbs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/12Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/12Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
    • A63B23/1209Involving a bending of elbow and shoulder joints simultaneously
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B26/00Exercising apparatus not covered by groups A63B1/00 - A63B25/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62BHAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
    • B62B5/00Accessories or details specially adapted for hand carts
    • B62B5/06Hand moving equipment, e.g. handle bars
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/04Wheeled walking aids for patients or disabled persons
    • A61H2003/043Wheeled walking aids for patients or disabled persons with a drive mechanism
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H3/04Wheeled walking aids for patients or disabled persons
    • A61H2003/046Wheeled walking aids for patients or disabled persons with braking means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/01Constructive details
    • A61H2201/0173Means for preventing injuries
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/01Constructive details
    • A61H2201/0173Means for preventing injuries
    • A61H2201/0176By stopping operation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12Driving means
    • A61H2201/1207Driving means with electric or magnetic drive
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12Driving means
    • A61H2201/1207Driving means with electric or magnetic drive
    • A61H2201/1215Rotary drive
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12Driving means
    • A61H2201/1253Driving means driven by a human being, e.g. hand driven
    • A61H2201/1261Driving means driven by a human being, e.g. hand driven combined with active exercising of the patient
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/14Special force transmission means, i.e. between the driving means and the interface with the user
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/1635Hand or arm, e.g. handle
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1657Movement of interface, i.e. force application means
    • A61H2201/1664Movement of interface, i.e. force application means linear
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1657Movement of interface, i.e. force application means
    • A61H2201/1664Movement of interface, i.e. force application means linear
    • A61H2201/1669Movement of interface, i.e. force application means linear moving along the body in a reciprocating manner
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1657Movement of interface, i.e. force application means
    • A61H2201/1676Pivoting
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5007Control means thereof computer controlled
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5061Force sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5064Position sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5069Angle sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5071Pressure sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5079Velocity sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5082Temperature sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5084Acceleration sensors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5097Control means thereof wireless
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2203/00Additional characteristics concerning the patient
    • A61H2203/04Position of the patient
    • A61H2203/0406Standing on the feet
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2205/00Devices for specific parts of the body
    • A61H2205/06Arms
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2205/00Devices for specific parts of the body
    • A61H2205/06Arms
    • A61H2205/065Hands
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2230/00Measuring physical parameters of the user
    • A61H2230/04Heartbeat characteristics, e.g. E.G.C., blood pressure modulation
    • A61H2230/06Heartbeat rate
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2230/00Measuring physical parameters of the user
    • A61H2230/25Blood flowrate, e.g. by Doppler effect
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2230/00Measuring physical parameters of the user
    • A61H2230/50Temperature
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B2022/0094Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements for active rehabilitation, e.g. slow motion devices
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/005Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters
    • A63B21/0058Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices using electromagnetic or electric force-resisters using motors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/40Interfaces with the user related to strength training; Details thereof
    • A63B21/4027Specific exercise interfaces
    • A63B21/4033Handles, pedals, bars or platforms
    • A63B21/4035Handles, pedals, bars or platforms for operation by hand
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B22/0002Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements involving an exercising of arms
    • A63B22/001Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements involving an exercising of arms by simultaneously exercising arms and legs, e.g. diagonally in anti-phase
    • A63B22/0012Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements involving an exercising of arms by simultaneously exercising arms and legs, e.g. diagonally in anti-phase the exercises for arms and legs being functionally independent
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B22/00Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements
    • A63B22/20Exercising apparatus specially adapted for conditioning the cardio-vascular system, for training agility or co-ordination of movements using rollers, wheels, castors or the like, e.g. gliding means, to be moved over the floor or other surface, e.g. guide tracks, during exercising
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63BAPPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/04Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for lower limbs
    • A63B23/0405Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for lower limbs involving a bending of the knee and hip joints simultaneously
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62BHAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
    • B62B5/00Accessories or details specially adapted for hand carts
    • B62B5/0026Propulsion aids
    • B62B5/0033Electric motors
    • B62B5/0036Arrangements of motors
    • B62B5/004Arrangements of motors in wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62BHAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
    • B62B5/00Accessories or details specially adapted for hand carts
    • B62B5/0026Propulsion aids
    • B62B5/0069Control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62BHAND-PROPELLED VEHICLES, e.g. HAND CARTS OR PERAMBULATORS; SLEDGES
    • B62B5/00Accessories or details specially adapted for hand carts
    • B62B5/04Braking mechanisms; Locking devices against movement
    • B62B5/0404Braking mechanisms; Locking devices against movement automatic

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

本发明提供一种步行辅助装置(10),其具有框架(50);设置有固定把手(20FR、20FL)、可动把手(20R、20L)的轨道(30R、30L);前轮(60FR、60FL);作为驱动轮的后轮(60RR、60RL);驱动器(64R、64L);电池(B)、以及驱动控制器(40),并且与把持固定把手(20FR、20FL)或者可动把手(20R、20L)而步行的使用者一同前进或者后退,在所述步行辅助装置(10)中,具有能够在对伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作施加负荷的训练模式、与减轻伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作的负荷的辅助模式之间进行切换的动作模式切换器。

Description

步行辅助装置
技术领域
本发明涉及步行辅助装置。
背景技术
为了使能够独立步行的使用者进行更高品质的步行,不依靠于步行器,在使躯干笔直的正确姿势下,与腿同步地正确摆臂这一点是非常重要的。
例如,对于日本特开2017-12546号公报所记载的手推车(相当于步行辅助装置)而言,根据使用者把持车把(相当于固定把手)而推动手推车的力亦即车把力的大小及其方向,针对手推车产生对行进方向的移动进行辅助的辅助力。另外,手推车具有旋转角传感器以及倾斜角传感器,能够基于各种使用状况下的车辆主体的行进方向与倾斜角等信息,以使使用者能够稳定地推动手推车而步行的方式,驱动车轮来行进。
日本特开2017-12546号公报所记载的手推车以使用者“推动”或者“拉动”手推车为前提,与施加于该手推车的力对应地驱动车轮。即,手推车对使用者施加于手推车的力进行辅助而行进。因此,使用者在使用手推车时,始终从手推车受到辅助,从而被减轻身体对手推车的负荷。特别是在老年人、步行时需要辅助的人进行步行的情况下,大多使用这种具备对步行进行辅助的功能的手推车。然而,这种手推车虽然增加步行机会而容易行动,但另一方面由于对使用者施加于手推车的力进行辅助,减轻使用者所承受的身体上的负荷,所以会降低使用者的肌肉力量而使体力缓缓衰减。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种能够辅助使用者的步行且能够施加适度的负荷而维持使用者的体力的步行辅助装置。
本发明的一个方式的步行辅助装置具有:
框架;
臂部,其设置于上述框架,具有能够供使用者把持的把持部;
多个车轮,它们设置于上述框架的下端,包括至少一个驱动轮;
驱动器,其驱动上述驱动轮而使步行辅助装置前进或者后退;
电池,其成为上述驱动器的电源;
驱动控制器,其控制上述驱动器;以及
动作模式切换器。
上述步行辅助装置与把持上述把持部而步行的使用者一同前进或者后退,
在上述步行辅助装置中,
上述动作模式切换器能够在对伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作施加负荷的训练模式、与减轻伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作的负荷的辅助模式之间进行切换。
根据上述方式的步行辅助装置,在将步行辅助装置的动作模式切换至训练模式的情况下,在使用者把持把持部而使步行辅助装置前进或者后退时,步行辅助装置能够对伴随步行而产生的使用者的身体的动作(步行、摆臂)施加负荷。另外,在切换至辅助模式的情况下,在使用者把持把持部而使步行辅助装置前进或者后退时,步行辅助装置能够对伴随步行而产生的使用者的身体的动作(步行)减轻负荷。由此,能够在对使用者的步行进行辅助的同时,施加适度的负荷而抑制使用者的体力的衰减(维持体力)。
上述方式的步行辅助装置也可以进一步具有:
状态检测器,其检测上述把持部的状态、上述步行辅助装置的状态、使用者的身体状态、使用者的周围的气氛环境状态中的至少一个状态;和
负荷量/辅助量变更器,其在上述训练模式的情况下,基于来自上述状态检测器的检测信号变更上述负荷的大小,在上述辅助模式的情况下,基于来自上述状态检测器的检测信号变更辅助力的大小。
根据上述方式,步行辅助装置具有状态检测器,能够取得使用者对把持部进行把持的状态、步行辅助装置的状态、使用者的身体状态、使用者的周围的气氛环境状态中的至少一个信息。步行辅助装置能够基于所取得的信息,利用负荷量/辅助量变更器对训练模式下的负荷的大小和辅助模式下的辅助力的大小进行变更。由此,步行辅助装置能够根据各种状态而适当地对使用者的步行进行辅助,并且能够抑制体力的衰减。
附图说明
通过以下参照附图对实施方式进行描述,本发明的上述及其它特征和优点会变得更加清楚,其中,对相同的元件标注相同的标记,其中,
图1是对第一实施方式所涉及的步行辅助装置的整体结构进行说明的立体图。
图2是对可动把手、固定把手以及轨道的结构和功能进行说明的立体图。
图3是从图2中的III-III方向观察的可动把手的剖视图。
图4是从图2中的IV-IV方向观察的可动把手的剖视图。
图5是将图2中的固定把手放大而成的立体图。
图6是从图5中的VI-VI方向观察的固定把手的剖视图。
图7是对第一实施方式所涉及的步行辅助装置的驱动控制器的输入输出进行说明的框图。
图8是对基于各检测器的输出而决定的步行辅助装置的动作模式进行说明的图。
图9是表示图8中的从判定模式向各动作模式转移的条件和向判定模式返回的条件的图。
图10是对第一实施方式所涉及的步行辅助装置的驱动控制器的整体处理的顺序进行说明的流程图。
图11是对步行辅助装置的驱动控制器中的辅助模式1与训练模式4的处理的顺序进行说明的流程图。
图12是对步行辅助装置的驱动控制器中的辅助模式2与训练模式3的处理的顺序进行说明的流程图。
图13是对步行辅助装置的驱动控制器中的训练模式1的处理的顺序进行说明的流程图。
图14是对步行辅助装置的驱动控制器中的训练模式2的处理的顺序进行说明的流程图。
图15是对步行辅助装置的驱动控制器中的转弯的判定、和步行辅助装置的行进速度与使用者的步行速度的偏差判定的处理的顺序进行说明的流程图。
图16是对基于身体状态、气氛环境状态以及车身状态而转移动作模式的模式转移条件进行说明的图。
图17是对自动地切换动作模式的情况下的向各动作模式转移的条件进行说明的图。
图18是对第二实施方式所涉及的步行辅助装置的整体结构进行说明的立体图。
图19是表示使用者佩戴了三轴加速度传感器的一个例子的左视图。
图20是对第二实施方式所涉及的步行辅助装置的驱动控制器的输入输出进行说明的框图。
图21是从右脚跟接地开始到右脚跟再次接地为止的一个步行周期的说明图。
图22是对目的类负荷图案的一个例子进行说明的图。
图23是对肌肉类负荷图案的一个例子进行说明的图。
图24是对第二实施方式所涉及的步行辅助装置的驱动控制器的整体处理的顺序进行说明的流程图。
图25是表示“训练种类选择处理”的子处理的顺序的子流程图。
图26是表示“训练模式4下的处理2”的子处理的顺序的子流程图。
图27是表示“训练模式3下的处理2”的子处理的顺序的子流程图。
图28是表示“训练模式1下的处理2”的子处理的顺序的子流程图。
图29是表示训练种类选择画面的一个例子的图。
图30是表示目的类训练选择画面的一个例子的图。
图31是表示肌肉类训练选择画面的一个例子的图。
图32是表示另一实施方式所涉及的步行辅助装置的存储器所存储的步行周期/肌肉活动相关信息的一个例子的图。
具体实施方式
以下,基于将本发明所涉及的步行辅助装置具体化而成的第一实施方式以及第二实施方式,参照附图来进行详细的说明。首先,基于图1~图17对第一实施方式进行说明。此外,在图中记载有X轴、Y轴、Z轴的情况下,各轴相互正交。而且,在图1中,Z轴方向表示从前轮60FR朝向后轮60RR的方向,X轴方向表示框架50的从左向右的方向。另外,在框架50中,将X轴方向设为“右”,将相对于X轴方向相反的相反方向设为“左”,将Z轴方向的相反方向设为“前”,将Z轴方向设为“后”。另外,将Y轴方向设为“上”,将Y轴方向的相反方向设为“下”。
另外,对于绕X轴、Y轴、Z轴的各轴的角速度而言,将从X轴方向观察时的相对于旋转的角速度作为俯仰角速度,将从Y轴方向观察时的相对于旋转的角速度作为偏航角速度,将从Z轴方向观察时的相对于旋转的角速度作为侧倾角速度。此外,对于各个角速度的大小而言,将从X轴、Y轴、Z轴各自的方向观察时相对于顺时针的旋转的角速度的大小设为“正”,将从X轴、Y轴、Z轴各自的方向观察时相对于逆时针的旋转的角速度的大小设为“负”。
使用图1对用于实施本发明的第一实施方式所涉及的步行辅助装置10的简要结构进行说明。图1是对第一实施方式所涉及的步行辅助装置10进行说明的图。步行辅助装置10具有:轨道30R、30L(臂部,相当于把手引导器);驱动控制器40;框架50;前轮60FR、60FL;后轮60RR、60RL;驱动器64R、64L(例如电动马达);控制面板70;电池B;以及再生电力回收器65。
如图1所示,框架50相对于左右方向呈对称的形状,在框架50的右侧以沿着框架50的前后方向延伸的方式设置有轨道30R,在框架50的左侧以沿着框架50的前后方向延伸的方式设置有轨道30L。使用者从框架50的敞开侧进入轨道30R和轨道30L之间,对步行辅助装置10进行操作。前轮60FR、60FL是设置于框架50的前方下端的从动轮(转向自如的脚轮)。
另外,在框架50设置有对外部空气温度进行检测的外部空气温度传感器54、对X轴Y轴Z轴各自的轴向上的步行辅助装置10的倾斜度进行检测的三轴加速度/角速度传感器52。后轮60RR、60RL是设置于框架50的后方下端的驱动轮,经由带62而由驱动器64R、64L分别驱动。在图1所示的例子中,示出了作为驱动轮的后轮为左右一对,且各自独立地由驱动器进行驱动的例子。利用该后轮60RR、60RL,能够使步行辅助装置10前进、后退、右转弯、左转弯。
轨道30R具有:能够供使用者把持的可动把手20R(相当于把持部);和固定把手20FR(相当于把持部)。轨道30L具有:能够供使用者把持的可动把手20L(相当于把持部);和固定把手20FL(相当于把持部)。可动把手20R设置于轨道30R并能够沿着轨道30R与使用者的步行的手臂摆动相配合地在前后方向上移动。另外,可动把手20L设置于轨道30L并能够沿着轨道30L与使用者的步行的手臂摆动相配合地在前后方向上移动。
在框架50上的轨道30R、30L分别设置有固定把手20FR、20FL。此外,轨道30R、30L并不限定于朝上方向弯曲成凹状的形状,也可以形成为直线形状。
如图1所示,控制面板70例如设置于框架50的上部、且是使用者容易进行操作的位置。控制面板70具有主开关72、辅助量调整电位器74a、负荷量调整电位器74b、模式手动切换器76a、模式自动切换器开关76b、以及监视器78(相当于显示器)。
作为动作模式,步行辅助装置10具有:对伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作施加负荷的训练模式;和减轻伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作的负荷的辅助模式。动作模式切换器76具有模式手动切换器76a、模式自动切换器开关76b、以及模式自动切换器76AT(参照图7)。模式手动切换器76a通过使用者的手动操作,对步行辅助装置10的动作模式进行切换。模式手动切换器76a能够选择“辅助模式”、“训练模式1”、“训练模式2”、“训练模式3、4”这四个动作模式的状态(参照图9)。
模式自动切换器开关76b是允许驱动控制器40自动地切换动作模式的开关。在模式自动切换器开关76b开启的情况下,驱动控制器40的模式自动切换器76AT基于由模式手动切换器76a选择的信息和图16以及图17的条件,自动地切换动作模式。
辅助量调整电位器74a是对辅助模式下的辅助力的大小(辅助量)进行调整的电位器,负荷量调整电位器74b是对训练模式下的负荷的大小(负荷量)进行调整的电位器。
监视器78是显示动作模式信息的监视器,除了显示动作模式信息之外,例如也显示电池B的充电量、步行履历、使用者的身体状态的信息、使用者的身体信息履历、周围的气氛环境状态、负荷量/辅助量、步行辅助装置10的动作履历、车身的状态等。
使用图2~图6,对步行辅助装置10的构造进行详细的说明。此外,步行辅助装置10除了控制面板70、驱动控制器40、电池B以及再生电力回收器65之外,在框架50的左右是对称的构造,因此省略左侧的说明而主要对右侧的构造进行说明。图2是对可动把手20R、固定把手20FR以及轨道30R的结构和功能进行说明的立体图。另外,图3是从图2的III-III方向观察的可动把手20R的剖视图。图4是从图2的IV-IV方向观察的可动把手20R的剖视图。图5是将图2的固定把手20FR放大而成的立体图。图6是从图5的VI-VI方向观察的固定把手20FR的剖视图。
如图2所示,轨道30R具有可动把手20R、滑轮PB、PF、以及线材W。轨道30R具有朝上方向弯曲成凹状的形状,并具有轨道狭缝部38,该轨道狭缝部38沿着前后方向朝上方向开口并作为可动把手20R的可动范围。另外,轨道30R在前后方向上的两端分别设置有滑轮PB、PF。线材W挂饶于在前方配置的滑轮PF和在后方配置的滑轮PB,并使它们各自的旋转联动。另外,相对于滑轮PF同轴地设置有马达32R、右把手位置检测器34R(例如编码器)以及把手移动限制器35R。如图4所示,在锚定部22B的线材连接部WA固定有线材W,在线材孔WH插通有线材W,该线材W未固定于线材孔WH。而且,在锚定部22B连接有可动把手20R。由此,马达32R通过使滑轮PF旋转而使线材W在滑轮间旋转,能够对可动把手20R的移动进行辅助或者对可动把手20R的移动施加负荷。右把手位置检测器34R将伴随可动把手20R在轨道30R上的移动而产生的滑轮PF的旋转量向驱动控制器40输出。
如图3所示,可动把手20R具有把手轴部21a、轴部嵌入孔21b、滑块22、抓握部26a、开关抓握部26b、以及制动杆BKL。另外,滑块22由把手保持部22A和锚定部22B构成。
如图3所示,施力器24的一端与把手轴部21a连接,另一端与轴部嵌入孔21b的底部连接。在把手轴部21a的连接有施力器24的端部,沿圆周方向设置有凸缘部21c。另外,在轴部嵌入孔21b的开口的内侧壁面,设置有内凸缘部20c。由此,抓握部26a能够不与把手轴部21a分离地,沿着把手轴部21a的长边方向上下滑动。即,可动把手20R具有能够在突出方向上伸缩的伸缩机构。
在把手轴部21a的未连接有施力器24的一侧,设置有把手支承轴JK。对于把手支承轴JK而言,轴的前端形成为大致球状,与设置于把手保持部22A的凹部形成球节。由此,可动把手20R相对于把手保持部22A能够在由开口限制的范围内向前后左右倾斜(参照图3、图4)。对其倾斜量进行检测的右把手倾斜检测器33R设置在把手保持部22A的开口,并且从前后左右相对于把手支承轴JK进行配置。右把手倾斜检测器33R例如也可以是在把手支承轴JK侧面和把手保持部22A的开口之间设置弹簧,对因该弹簧的伸缩伸长所产生的压力进行检测的压力传感器。
如图3所示,开关抓握部26b以借助抓握施力器28(例如弹簧)在抓握部26a与开关抓握部26b之间产生规定的缝隙的方式设置。对于把持检测器25R而言,若使用者把持可动把手20R,则开关抓握部26b向抓握部26a侧移动而施加压力从而使把持检测器25R开启,若未被施加压力则把持检测器25R关闭。把持检测器25R例如可以是压力开关或按钮开关。
如图3所示,在抓握部26a的局部设置有心率体温传感器27a。心率体温传感器27a在使用者把持了可动把手20R(20L)的情况下,以规定周期对使用者的心率和体温进行测量。使用者的心率例如也可以通过使用红外线对手上的进行把持的部分的血液流动进行测定来测量。另外,使用者的体温例如也可以通过对与温度变化对应地变化的热敏电阻中的电阻的变化、使用者进行把持的部分所发出的红外线的变化进行测定来测量。
制动杆BKL的一端与抓握部26a的前侧下方连接。具有如下机构:若使用者把持制动杆BKL而将其向抓握部26a侧拉动,则将前轮60FR、60FL、后轮60RR、60RL的旋转锁定并维持该锁定状态,若进一步拉动则解除锁定(省略图示)。
如图2所示,在轨道30R设置有对可动把手20R相对于框架50的移动进行允许与禁止的把手移动限制器35R。例如,把手移动限制器35R具有将马达32R的旋转锁定的锁定机构,通过将马达32R的旋转锁定来禁止把手的移动,通过将马达32R的旋转的锁定解除来允许把手相对于轨道(即,相对于框架)的移动。
如图2和图4所示,在设置于锚定部22B的线材孔WH插通有线材W的一方,线材W的另一方与线材连接部WA连接(被固定)。另外,对于可动把手20R而言,将把手保持部22A与锚定部22B连接的变细的部分在轨道狭缝部38中滑动,从而可动把手20R能够在轨道30R上移动。
信号缆线36的一方与锚定部22B连接,另一方与驱动控制器40连接,将来自把持检测器25R和右把手倾斜检测器33R的检测信号向驱动控制器40传递。信号缆线36例如只要是柔性缆线等具有柔软性的缆线即可。驱动控制器40能够基于来自右把手位置检测器34R的检测信号,对可动把手20R在轨道30R上的位置进行检测。驱动控制器40能够基于来自右把手倾斜检测器33R的检测信号,对可动把手20R朝向前后左右的哪一方向倾斜多少程度进行检测。驱动控制器40能够基于来自把持检测器25R的检测信号,对可动把手20R是否正由使用者把持进行检测。
如图5所示,固定把手20FR(20FL)具有抓握部26Fa和开关抓握部26Fb。心率体温传感器27b在使用者把持了可动把手20R的情况下,以规定周期对使用者的心率和体温进行测量。心率体温传感器27b对使用者的心率和体温的测量与心率体温传感器27a相同,因此省略说明。
如图6所示,开关抓握部26Fb以借助抓握施力器28(例如弹簧)在抓握部26Fa与开关抓握部26Fb之间产生规定的缝隙的方式设置。对于把持检测器25FR而言,若使用者把持固定把手20FR则开关抓握部26Fb向抓握部26Fa侧移动而施加压力,从而把持检测器25FR开启,并输出与压力成比例的检测信号,若未被施加压力则把持检测器25FR关闭。把持检测器25FR例如只要是压敏传感器等输出与被施加的压力成比例的检测信号的装置即可。
使用图7~图17,对步行辅助装置10的功能以及各动作模式下的处理进行详细的说明。
图7是对步行辅助装置10(参照图1)中的驱动控制器40(例如具备CPU的控制装置)的输入输出进行说明的框图。如图7所示,驱动控制器40基于来自状态检测器80的输入信息、存储于存储器44的信息、以及来自控制面板70的输入信息,对马达32R、32L、把手移动限制器35R、35L、以及驱动器64R、64L进行控制。
驱动控制器40以成为使步行辅助装置10行进的作为目标的目标行进速度(VR、VL)的方式对驱动器64R、64L进行控制,并对作为驱动轮的后轮60RR、60RL进行驱动。此外,目标行进速度VR是基于使用者的动作而使步行辅助装置10中的后轮60RR行进的目标行进速度,目标行进速度VL是基于使用者的动作而使步行辅助装置10中的后轮60RL行进的目标行进速度(参照图1)。
如图7所示,状态检测器80由把持部状态检测器81、身体状态检测器82、车身状态检测器83、以及气氛环境状态检测器84构成。
把持部状态检测器81由可动把手作用力检测器81a、可动把手移动量检测器81b、以及固定把手作用力检测器81c构成。
可动把手作用力检测器81a具有把持检测器25R、25L、右把手倾斜检测器33R、以及左把手倾斜检测器33L。可动把手作用力检测器81a对使用者的可动把手20R、20L(参照图1)的把持的有无、和将使用者所把持的可动把手20R、20L向前方推动的力以及向后方拉动的力亦即可动把手作用力进行检测,并将与所检测到的状态对应的信号输出至驱动控制器40。
可动把手移动量检测器81b具有右把手位置检测器34R、和左把手位置检测器34L。可动把手移动量检测器81b对使用者把持可动把手20R、20L并摆动手臂而步行时的可动把手20R、20L相对于轨道30R、30L(参照图1)在规定时间的移动量进行检测,并将与所检测到的量对应的信号输出至驱动控制器40。
可动把手移动量检测器81b对使用者把持可动把手20R、20L并摆动手臂而步行时的可动把手20R、20L相对于轨道30R、30L沿前后方向移动的幅度亦即移动幅度DR、DL(相当于摆臂幅度)进行检测,并将与所检测到的状态对应的信号输出至驱动控制器40。
固定把手作用力检测器81c具有把持检测器25FR、25FL。固定把手作用力检测器81c对使用者的固定把手20FR、20FL的把持的有无、和将使用者所把持的固定把手20FR(20FL)(参照图1)向前方推动的力以及向后方拉动的力亦即固定把手作用力进行检测,并将与所检测到的状态对应的信号输出至驱动控制器40。
身体状态检测器82是对使用者的身体状态进行检测的装置,具有心率体温传感器27a、27b和身体信息履历82a。身体状态检测器82利用心率体温传感器27a、27b对使用者的身体状态、例如使用者的心率、体温进行检测,并将与所检测到的状态对应的信号输出至驱动控制器40。
身体状态检测器82在身体信息履历82a中存储使用者的身体信息的履历(例如,心率、体温、步数)。此外,对于步数而言,例如将使用者沿前后方向往复摆动一次手臂的情况下的步数作为2步,基于来自可动把手移动量检测器81b的信息而计算步数。
车身状态检测器83是对包含步行辅助装置10的动作履历在内的步行辅助装置10的状态进行检测的装置,具有行进速度取得器56R、行进速度取得器56L、三轴加速度/角速度传感器52、以及动作履历信息58。
行进速度取得器56R和行进速度取得器56L分别与驱动器64R、64L连接,将与后轮60RR、60RL(参照图1)各自的朝向前方或者后方行进的行进速度(VdR、VdL)相当的检测信号输出至驱动控制器40。
三轴加速度/角速度传感器52针对X轴Y轴Z轴这三个方向的轴的每一个测量加速度,并且对以三个方向各自的轴为中心的旋转的角速度进行测量。三轴加速度/角速度传感器52例如在步行辅助装置10在倾斜面行进的情况下,将与车辆的X轴Y轴Z轴各自相对于倾斜面的倾斜度对应的检测信号输出至驱动控制器40。另外,三轴加速度/角速度传感器52也对施加于步行辅助装置10的车身的加速度的变化(对车身的冲击)进行检测,并将与所检测到的加速度的变化对应的信号输出至驱动控制器40。另外,三轴加速度/角速度传感器52也对步行辅助装置10的车身的俯仰角速度、偏航角速度、侧倾角速度进行检测,并将与所检测到的角速度对应的信号输出至驱动控制器40。
车身状态检测器83在动作履历信息58中存储步行辅助装置10的动作履历(例如,步行距离、步行时间),并对步行辅助装置10的状态(例如,步行辅助装置的行进速度、车身的倾斜度、行进速度)进行检测。
气氛环境状态检测器84是对使用者的周围的气氛环境状态(例如,外部空气温度)进行检测的装置,具有外部空气温度传感器54。气氛环境状态检测器84利用外部空气温度传感器54对外部空气温度进行检测,将与所检测到的状态对应的信号输出至驱动控制器40。
驱动控制器40基于可动把手20R、20L(参照图1、图2)的移动量,对可动把手20R、20L相对于框架50朝向前方向的移动速度亦即前方评价速度(VRhf、VLhf)、和可动把手20R、20L相对于框架50朝向后方向的移动速度亦即后方评价速度(VRhb、VLhb)进行计算。此外,对于可动把手20R、20L相对于框架50的移动速度的大小而言,将前方向的移动的情况设为“正”,将后方的情况设为“负”。
前方评价速度(VRhf、VLhf)或者后方评价速度(VRhb、VLhb)例如是根据使用者向前方或者后方摆动手臂的情况下的可动把手(20R、20L)的移动速度来计算的。具体而言,根据以下的顺序来导出。此外,在左右的可动把手中进行相同的处理,因此仅对右侧的可动把手20R的前方评价速度(VRhf)和后方评价速度(VRhb)进行说明。
右侧的可动把手20R的前方评价速度(VRhf)的导出:驱动控制器40基于以规定间隔测量出的可动把手20R的移动量,求出可动把手20R的移动速度。驱动控制器40仅对所求出的可动把手20R的移动速度中的、可动把手20R向前方移动的前方移动速度(移动速度的大小为“正”)进行积分(积分处理)。驱动控制器40将进行了积分的可动把手20R的前方移动速度除以规定时间(平均处理),从而导出前方评价速度(VRhf)。
右侧的可动把手20R的后方评价速度(VRhb)的导出:驱动控制器40基于以规定间隔测量出的可动把手20R的移动量,求出可动把手20R的移动速度。驱动控制器40仅对所求出的可动把手20R的移动速度中的、可动把手20R向后方移动的后方移动速度(移动速度的大小为“负”)进行积分(积分处理)。驱动控制器40将进行了积分的可动把手20R的后方移动速度除以规定时间(平均处理),从而导出后方评价速度(VRhb)。
负荷量/辅助量变更器74具有辅助量调整电位器74a和负荷量调整电位器74b。辅助量调整电位器74a将与辅助模式下的对辅助力的大小(辅助量)进行调整的调整量(辅助调整量)对应的检测信号输出至驱动控制器40。负荷量调整电位器74b将与训练模式下的对负荷的大小(负荷量)进行调整的调整量(负荷调整量)对应的检测信号输出至驱动控制器40。在辅助模式的情况下,负荷量/辅助量变更器74基于来自状态检测器80的信息和辅助调整量对辅助量进行变更。在训练模式的情况下,负荷量/辅助量变更器74基于来自状态检测器80的信息和负荷调整量对负荷量进行变更。
负荷量/辅助量变更器74具有学习器74c,基于使用气氛环境状态检测器84检测到的使用者的周围的气氛环境状态、使用车身状态检测器83检测到的步行辅助装置10的动作履历、以及使用身体状态检测器82检测到的使用者的身体状态,在训练模式的情况下调整负荷量,在辅助模式的情况下调整辅助量。学习器74c中的学习器例如基于在存储器44存储的使用者的过去的使用履历(步行时间、步行距离、负荷量、辅助量)、使用者的过去的身体信息履历(心率、体温、步数)来决定适当的负荷量、适当的辅助量。由此,不会对使用者过度施加负荷,也不会对使用者过度进行辅助,因此能够更加适当地抑制使用者的体力的衰减(维持体力)。
存储器44是存储信息的装置,与驱动控制器40的请求对应地进行信息的存储和读出。存储器44对在状态检测器80中取得的信息、驱动控制器40的运算结果、步行辅助装置10的动作履历、使用者步行过程中的过去的辅助模式下的辅助量、训练模式下的负荷量等信息进行存储。
控制面板70提供使用者对步行辅助装置10进行操作所需的开关类和监视器78。使用者使主开关72成为开启的状态,从而使步行辅助装置10成为能够行进的状态。使用者利用辅助量调整电位器74a和负荷量调整电位器74b,能够对训练模式下的负荷量和辅助模式下的辅助量进行调整。另外,使用者通过对模式手动切换器76a进行切换,从而能够选择希望的动作模式(“辅助模式”、“训练模式1”、“训练模式2”、“训练模式3、4”)。在模式自动切换器开关76b开启的情况下,驱动控制器40在使用者所选择的动作模式和规定的动作模式之间自动地切换动作模式。
使用图8~图17,对驱动控制器40(参照图7)中的步行辅助装置10(参照图1)的动作模式的判定、和基于判定出的动作模式进行的处理进行详细的说明。
图8是对基于各检测器的输出而决定的步行辅助装置10的动作模式进行说明的状态迁移图。图9是表示图8中的从判定模式JDM向各动作模式转移的条件和向判定模式JDM返回的条件的图。图10是对步行辅助装置10的驱动控制器40的整体处理的顺序进行说明的流程图。
图8是对基于各检测器的输出而决定的步行辅助装置10的动作模式进行说明的图。如图8所示,步行辅助装置10具有由判定模式JDM、辅助模式1(AM1)、辅助模式2(AM2)、训练模式1(TR1)、训练模式2(TR2)、训练模式3(TR3)、训练模式4(TR4)构成的动作模式。
对于驱动控制器40而言,若主开关72(参照图7)处于开启(电源开启)的状态,则读出存储于存储器44的动作履历并将其写入动作履历信息58。之后,驱动控制器40使步行辅助装置10移至判定模式JDM。在移至判定模式JDM后,驱动控制器40利用状态检测器80取得各状态,并使步行辅助装置10移至基于所取得的各状态而进行的动作模式。对于驱动控制器40而言,若主开关72处于关闭(电源关闭)的状态,则将动作履历信息58中的与动作履历有关的信息(例如,步行距离、步行时间)存储于存储器44并结束动作。
如图8所示,动作模式由固定把手把持模式FXHM和可动把手把持模式FRHM构成。固定把手把持模式FXHM是使用者把持固定把手20FR、20FL(参照图1),使步行辅助装置10行进而步行的情况。可动把手把持模式FRHM是使用者把持可动把手20R、20L(参照图1),使步行辅助装置10行进而步行的情况。
固定把手把持模式FXHM是使用者把持着固定把手20FR、20FL,从而不摆动手臂的无摆臂步行模式NHM1。可动把手把持模式FRHM由虽把持着可动把手20R、20L但不摆动手臂的无摆臂步行模式NHM2和摆动手臂的有摆臂步行模式YHM构成。
对于可动把手把持模式FRHM中的无摆臂步行模式NHM2而言,使用者虽然把持着可动把手20R、20L,但却固定于轨道30R、30L(参照图1)的规定的位置,从而相当于固定把手把持模式FXHM(无摆臂步行模式NHM1)。有摆臂步行模式YHM是使用者把持可动把手20R、20L,并使可动把手20R、20L沿着轨道30R、30L的前后方向移动而使步行辅助装置10行进来步行的情况。
固定把手把持模式FXHM由辅助模式1(AM1)和训练模式4(TR4)构成。可动把手把持模式FRHM中的无摆臂步行模式NHM2由辅助模式2(AM2)和训练模式3(TR3)构成。可动把手把持模式FRHM中的有摆臂步行模式YHM由训练模式1(TR1)和训练模式2(TR2)构成。
辅助模式1(AM1)和辅助模式2(AM2)能够减轻步行辅助装置10的使用者的身体的动作的负荷。具体而言,能够以与使伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行)成为无负荷状态的动作(步行)的辅助力相比增大了规定量的辅助力,使步行辅助装置10行进。由此,能够减轻伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行)的负荷。
在训练模式1(TR1)中,一边使再生电力回收器65进行动作一边使步行辅助装置10行进。再生电力回收器65与后轮60RR、60RL连接(参照图1),将旋转能量转换为电力来进行回收(参照图1、图7)。另外,在训练模式1(TR1)中,能够利用马达32R、32L对可动把手20R、20L的前后方向的移动施加负荷,从而使步行辅助装置10行进。由此,能够对伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行、摆臂)施加负荷。
在训练模式2(TR2)中,相对于可动把手20R、20L为无负荷,能够以使伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行)成为无负荷状态的动作的辅助力,使步行辅助装置10行进。由此,能够减轻伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行)的负荷。
在训练模式3(TR3)中,一边使再生电力回收器65进行动作一边使步行辅助装置10行进。因此,与辅助模式2(AM2)相比,使用者为了使步行辅助装置10行进,需要以更强的力推动或者拉动步行辅助装置10。由此,能够对伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行)施加负荷。
在训练模式4(TR4)中,一边使再生电力回收器65进行动作一边使步行辅助装置10行进。因此,与辅助模式1(AM1)相比,使用者为了使步行辅助装置10行进,需要以更强的力推动或者拉动步行辅助装置10。由此,能够对伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行)施加负荷。
图9是表示图8中的从判定模式JDM向各动作模式转移的条件和向判定模式JDM返回的条件的图。在图9中,条件C1~条件C6是图8中的从判定模式JDM向各动作模式转移的条件,条件CR1~条件CR6是从各动作模式向判定模式JDM返回的条件。此外,在图9中,“-”表示状态为“0”或者“1”中的任一个均可。
向各动作模式的转移是通过模式手动切换器76a(参照图7)、可动把手(20R、20L)的状态(参照图1)、以及固定把手(20FR、20FL)的状态(参照图1)来判定的。从各动作模式向判定模式JDM返回的条件是通过当前的动作模式、可动把手(20R、20L)的状态、以及固定把手(20FR、20FL)的状态来判定的。
在图9中,对于可动把手把持状态而言,在利用把持检测器25R、25L(参照图3)检测到使用者正把持可动把手20R、20L中的任一方的情况下成为“1=有把持”,在检测到未把持两方的情况下成为“0=无把持”。
对于固定把手把持状态而言,在利用把持检测器25FR、25FL(参照图6)检测到使用者正把持固定把手20FR、20FL中的任一方的情况下成为“1=有把持”,在检测到未把持两方的情况下成为“0=无把持”。
对于可动把手20R、20L处的摆臂的状态而言,在从右把手位置检测器34R和左把手位置检测器34L的任一方输出伴随可动把手20R、20L的移动而产生的检测信号的情况下成为“1=有”,在不是这样的情况下成为“0=无”。
驱动控制器40在条件C1~条件C6中的任一个成立的情况下,使动作模式成为与各条件对应的动作模式。以下,对从判定模式JDM朝向各动作模式转移的判定进行详细的说明。
在模式手动切换器76a的选择为“辅助模式”,可动把手把持状态为“0=无把持”,摆臂状态为“0=无”,固定把手把持状态为“1=有把持”的情况下,条件C1成立,驱动控制器40使动作模式从判定模式JDM向辅助模式1(AM1)迁移。
在模式手动切换器76a的选择为“辅助模式”,可动把手把持状态为“1=有把持”,摆臂状态为“0=无”,固定把手把持状态为“0=无把持”的情况下,条件C2成立,驱动控制器40使动作模式从判定模式JDM向辅助模式2(AM2)迁移。
在模式手动切换器76a的选择为“训练模式1”,可动把手把持状态为“1=有把持”,摆臂状态为“1=有”,固定把手把持状态为“0=无把持”的情况下,条件C3成立,驱动控制器40使动作模式从判定模式JDM向训练模式1(TR1)迁移。
在模式手动切换器76a的选择为“训练模式2”,可动把手把持状态为“1=有把持”,摆臂状态为“1=有”,固定把手把持状态为“0=无把持”的情况下,条件C4成立,驱动控制器40使动作模式从判定模式JDM向训练模式2(TR2)迁移。
在模式手动切换器76a的选择为“训练模式3”,可动把手把持状态为“1=有把持”,摆臂状态为“0=无”,固定把手把持状态为“0=无把持”的情况下,条件C5成立,驱动控制器40使动作模式从判定模式JDM向训练模式3(TR3)迁移。
在模式手动切换器76a的选择为“训练模式3”,可动把手把持状态为“0=无把持”,摆臂状态为“0=无”,固定把手把持状态为“1=有把持”的情况下,条件C6成立,驱动控制器40使动作模式从判定模式JDM向训练模式4(TR4)迁移。
驱动控制器40在条件CR1~条件CR6中的任一个成立的情况下,使当前的动作模式(参照图8)结束并移至判定模式JDM。以下,对从各动作模式向判定模式JDM转移的判定进行详细的说明。
在当前的模式为“辅助模式1(AM1)”,固定把手把持状态为“0=无把持”的情况下,不论其他的状态如何,条件CR1都成立,驱动控制器40使动作模式从辅助模式1(AM1)向判定模式JDM迁移。
在当前的模式为“辅助模式2(AM2)”,可动把手把持状态为“0=无把持”的情况下,不论其他的状态如何,条件CR2都成立,驱动控制器40使动作模式从辅助模式2(AM2)向判定模式JDM迁移。
在当前的模式为“训练模式1(TR1)”,可动把手把持状态为“0=无把持”的情况下,不论其他的状态如何,条件CR3都成立,驱动控制器40使动作模式从训练模式1(TR1)向判定模式JDM迁移。
在当前的模式为“训练模式2(TR2)”,可动把手把持状态为“0=无把持”的情况下,不论其他的状态如何,条件CR4都成立,驱动控制器40使动作模式从训练模式2(TR2)向判定模式JDM迁移。
在当前的模式为“训练模式3(TR3)”,可动把手把持状态为“0=无把持”的情况下,不论其他的状态如何,条件CR5都成立,驱动控制器40使动作模式从训练模式3(TR3)向判定模式JDM迁移。
在当前的模式为“训练模式4(TR4)”,固定把手把持状态为“0=无把持”的情况下,不论其他的状态如何,条件CR6都成立,驱动控制器40使动作模式从训练模式4(TR4)向判定模式JDM迁移。
图10是对步行辅助装置10(参照图1)的驱动控制器40(参照图7)的整体处理的顺序进行说明的流程图。使用图10的流程图对步行辅助装置10的驱动控制器40的处理顺序进行说明。此外,对于各处理中的动作模式,为了便于说明,除了必要的情况外,省略图8的附图标记。
驱动控制器40的整体处理由状态检测器80对各状态的取得(步骤S100)、基于所取得的各状态而进行的动作模式的判定(步骤S200)、使步行辅助装置10行进的目标行进速度的计算(步骤S170、步骤S300~步骤S800)、以及以成为目标行进速度的方式对作为驱动轮的后轮60RR、60RL(参照图1)进行驱动(步骤S180)的处理构成。此外,驱动控制器40在被启动的情况下,以规定时间间隔(例如几[ms]间隔)执行整体处理。
以下,对步骤S100(状态检测器80对各状态的取得)进行详细的说明。
在步骤S100中,驱动控制器40取得来自状态检测器80(把持部状态检测器81、身体状态检测器82、车身状态检测器83、气氛环境状态检测器84)的信息(检测信号),将所检测到的各种状态(输入状态)存储于存储器44。驱动控制器40基于由状态检测器80取得的信息,计算前方评价速度VRhf、VLhf和后方评价速度VRhb、VLhb,并将其存储于存储器44。驱动控制器40使状态检测器对各状态的取得(步骤S100)结束,并向整体处理返回。
例如,驱动控制器40在步骤S100中,检测以下的输入状态,并将其存储于存储器44。
[把持部状态(固定把手20FR、20FL和可动把手20R、20L的状态)]
固定把手把持状态:使用者是否把持着固定把手20FR、20FL中的任一方。
固定把手作用力:将使用者所把持的固定把手20FR、20FL向前方推动的力以及向后方拉动的力。
可动把手把持状态:使用者是否正把持着可动把手20R、20L中的任一方。
可动把手作用力:将使用者所把持的可动把手20R、20L向前方推动的力以及向后方拉动的力。
摆臂的状态:使用者是否正把持可动把手20R、20L中的任一方而将手臂沿着前后方向摆动。
移动幅度(DR、DL):使用者把持可动把手20R、20L并摆动手臂而步行时的可动把手20R、20L相对于轨道30R、30L沿前后方向移动的幅度(相当摆臂幅度)。
前方评价速度(VRhf、VLhf):可动把手20R、20L相对于框架50朝向前方向的移动速度。
后方评价速度(VRhb、VLhb):可动把手20R、20L相对于框架50朝向后方向的移动速度。
[使用者的身体状态]
心率、体温:使用者使用步行辅助装置10时的心率、体温。
[步行辅助装置10的车身状态]
行进速度(VdR、VdL):后轮60RR、60RL各自的朝向前方或者后方行进的行进速度。
加速度:针对施加于步行辅助装置10的X轴Y轴Z轴这三个方向的轴各自的加速度。
角速度:以X轴Y轴Z轴的三个方向各自的轴为中心的旋转的角速度。
累积的步行时间:存储于存储器44的使用者通过步行辅助装置10进行步行的累积时间。
累积的步行距离:存储于存储器44的使用者通过步行辅助装置10进行步行的累积距离。
[周围的气氛环境状态]
外部空气温度:步行辅助装置10的周围的外部空气的温度。
[来自控制面板70的输出信息]
主开关72的状态:是步行辅助装置10的主开关,且是开启(动作)或者关闭(停止)的状态。
模式手动切换器76a的状态:由使用者选择的步行辅助装置10的动作模式。
模式自动切换器开关76b的状态:开关开启(动作模式自动切换动作)或者关闭(动作模式自动切换停止)的状态。
辅助调整量:辅助模式下的对辅助力的大小进行调整的调整量。
负荷调整量:训练模式下的对负荷的大小进行调整的调整量。
在步骤S200(基于所取得的各状态而进行动作模式的判定)中,驱动控制器40读出存储于存储器44的由状态检测器取得的各状态,基于这些信息,依据图9对条件成立的动作模式(参照图8)进行判定,然后进入步骤S110(参照图10)。
在步骤S110中,驱动控制器40在判定出的动作模式为辅助模式1(AM1)的情况下(是),进入步骤S300,在不是辅助模式1(AM1)的情况下(否),进入步骤S120。
在步骤S120中,驱动控制器40在判定出的动作模式为训练模式4(TR4)的情况下(是),进入步骤S400,在不是训练模式4(TR4)的情况下(否),进入步骤S130。
在步骤S130中,驱动控制器40在判定出的动作模式为辅助模式2(AM2)的情况下(是),进入步骤S500,在不是辅助模式2(AM2)的情况下(否),进入步骤S140。
在步骤S140中,驱动控制器40在判定出的动作模式为训练模式3(TR3)的情况下(是),进入步骤S600,在不是训练模式3(TR3)的情况下(否),进入步骤S150。
在步骤S150中,驱动控制器40在判定出的动作模式为训练模式1(TR1)的情况下(是),进入步骤S700,在不是训练模式1(TR1)的情况下(否),进入步骤S160。
在步骤S160中,驱动控制器40在判定出的动作模式为训练模式2(TR2)的情况下(是),进入步骤S800,在不是训练模式2(TR2)的情况下(否),进入步骤S170。
在步骤S170中,驱动控制器40设定为步行辅助装置10的目标行进速度=0(判定模式),然后进入步骤S180。
在步骤S180中,驱动控制器40以使步行辅助装置10的目标行进速度(VR、VL)在前进的情况下成为前进的目标行进速度亦即目标前进速度(VfdR、VfdL)、在后退的情况下成为后退的目标行进速度亦即目标后退速度(VbdR、VbdL)、除此之外为“0”的方式,分别控制驱动器64R、64L而对后轮60RR与后轮60RL进行驱动,从而结束整体处理。
图11是对步行辅助装置10的驱动控制器40的辅助模式1(AM1)的处理的顺序进行说明的流程图(参照图1、图7、图8)。使用图11的流程图对步骤S300(辅助模式1下的处理)进行说明。
在步骤S310中,驱动控制器40基于来自固定把手作用力检测器81c的信息,在使用者对固定把手20FR、20FL的作用力为前方向的情况下(是),进入步骤S320,在使用者对固定把手20FR、20FL的作用力不为前方向的情况下(否),进入步骤S330。
在步骤S320中,驱动控制器40计算与对固定把手20FR、20FL的作用力和由负荷量/辅助量变更器74导出的辅助量对应的目标前进速度(VfdR、VfdL),然后结束辅助模式1下的处理(步骤S300),并向整体处理返回。
在步骤S330中,驱动控制器40计算与对固定把手20FR、20FL的作用力和由负荷量/辅助量变更器74导出的辅助量对应的目标后退速度(VbdR、VbdL),然后结束辅助模式1下的处理(步骤S300),并向整体处理返回。
在辅助模式1(AM1)(参照图8)中,能够以与使伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行)成为无负荷状态的动作的辅助力相比增大了规定量的辅助力,使步行辅助装置10行进。由此,能够减轻伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行)的负荷。
图11是对步行辅助装置10的驱动控制器40的训练模式4(TR4)的处理的顺序进行说明的流程图(参照图1、图7、图8)。使用图11的流程图对步骤S400(训练模式4下的处理)进行说明。此外,使再生电力回收器65进行动作,不与使用者的作用力对应地对步行辅助装置10产生辅助力。
在步骤S410中,驱动控制器40基于来自固定把手作用力检测器81c的信息,在使用者对固定把手20FR、20FL的作用力为前方向的情况下(是),进入步骤S420,在使用者对固定把手20FR、20FL的作用力不为前方向的情况下(否),进入步骤S430。
在步骤S420中,驱动控制器40计算与对固定把手20FR、20FL的作用力对应的目标前进速度(VfdR、VfdL),然后结束训练模式4下的处理(步骤S400),并向整体处理返回。
在步骤S430中,驱动控制器40计算与对固定把手20FR、20FL的作用力对应的目标后退速度(VbdR、VbdL),然后结束训练模式4下的处理(步骤S400),并向整体处理返回。
在训练模式4(TR4)(参照图8)中,一边使再生电力回收器65进行动作一边使步行辅助装置10行进,因此与辅助模式1(AM1)相比,使用者为了使步行辅助装置10行进,需要以更强的力推动或者拉动步行辅助装置10。由此,能够对伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行)施加负荷。
图12是对步行辅助装置10的驱动控制器40的辅助模式2(AM2)的处理的顺序进行说明的流程图(参照图1、图7、图8)。使用图12的流程图,对步骤S500(辅助模式2下的处理)进行说明。
在步骤S510中,驱动控制器40对马达32R、32L进行驱动,利用把手移动限制器35R、35L对可动把手20R、20L在轨道30R、30L上的移动进行限制而将其固定于规定的位置,然后进入步骤S520。
在步骤S520中,驱动控制器40基于来自可动把手作用力检测器81a的信息,在使用者对可动把手20R、20L的作用力为前方向的情况下(是),进入步骤S530,在使用者对可动把手20R、20L的作用力不为前方向的情况下(否),进入步骤S540。
在步骤S530中,驱动控制器40计算与对可动把手20R、20L的作用力和由负荷量/辅助量变更器74导出的辅助量对应的目标前进速度(VfdR、VfdL),然后结束辅助模式2下的处理(步骤S500),并向整体处理返回。
在步骤S540中,驱动控制器40计算与对可动把手20R、20L的作用力和由负荷量/辅助量变更器74导出的辅助量对应的目标后退速度(VbdR、VbdL),然后结束辅助模式2下的处理(步骤S500),并向整体处理返回。
在辅助模式2(AM2)中,能够以与使伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行)成为无负荷状态的动作的辅助力相比增大了规定量的辅助力,使步行辅助装置10行进。由此,能够减轻伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行)的负荷。
图12是对步行辅助装置10的驱动控制器40的训练模式3(TR3)的处理的顺序进行说明的流程图(参照图1、图7、图8)。使用图12的流程图,对步骤S600(训练模式3下的处理)进行说明。此外,使再生电力回收器65进行动作,不与使用者的作用力对应地对步行辅助装置10产生辅助力。
在步骤S610中,驱动控制器40对马达32R、32L进行驱动,利用把手移动限制器35R、35L对可动把手20R、20L在轨道30R、30L上的移动进行限制而将其固定于规定的位置,然后进入步骤S620。
在步骤S620中,驱动控制器40基于来自可动把手作用力检测器81a的信息,在使用者对可动把手20R、20L的作用力为前方向的情况下(是),进入步骤S630,在使用者对可动把手20R、20L的作用力不为前方向的情况下(否),进入步骤S640。
在步骤S630中,驱动控制器40计算与对可动把手20R、20L的作用力对应的目标前进速度(VfdR、VfdL),然后结束训练模式3下的处理(步骤S600),并向整体处理返回。
在步骤S640中,驱动控制器40计算与对可动把手20R、20L的作用力对应的目标后退速度(VbdR、VbdL),然后结束训练模式3下的处理(步骤S600),并向整体处理返回。
在训练模式3(TR3)(参照图8)中,一边使再生电力回收器65进行动作一边使步行辅助装置10行进,因此与辅助模式2(AM2)相比,使用者为了使步行辅助装置10行进,需要以更强的力推动或者拉动步行辅助装置10。由此,能够对伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行)施加负荷。
图13是对步行辅助装置10的驱动控制器40的训练模式1(TR1)的处理的顺序进行说明的流程图(参照图1、图7、图8)。使用图13的流程图,对步骤S700(训练模式1下的处理)进行说明。使再生电力回收器65进行动作,不对使用者的作用力产生辅助力。
在步骤S705中,驱动控制器40从存储器44取得步行辅助装置10的行进速度(VdR、VdL),然后进入步骤S710。
在步骤S710中,驱动控制器40以向可动把手20R、20L的移动施加由负荷量/辅助量变更器74导出的负荷量的负荷的方式控制马达32R、32L,然后进入步骤S715。
在步骤S715中,驱动控制器40基于来自可动把手移动量检测器81b的信息,在右侧的可动把手20R与左侧的可动把手20L的两方均移动、即存在左右两方的手臂摆动的情况下(是),进入步骤S720,当不存在左右两方的手臂摆动的情况下(否),进入步骤S725。
在步骤S720中,驱动控制器40基于左右的可动把手20R、20L的评价速度(VRhf、VRhb、VLhf、VLhb),决定前方向的评价速度Vhfd和后方向的评价速度Vhbd,然后进入步骤S1200(转弯的判定)。此外,在右侧的可动把手20R的移动量为“正”,左侧的可动把手20L的移动量为“负”的情况(使用者的右臂朝前方向摆动,左臂朝后方向摆动的情况)下,前方向的评价速度Vhfd被决定为前方评价速度VRhf,后方向的评价速度Vhbd被决定为后方评价速度VLhb。另外,在右侧的可动把手20R的移动量为“负”,左侧的可动把手20L的移动量为“正”的情况(使用者的左臂朝前方向摆动,右臂朝后方向摆动的情况)下,前方向的评价速度Vhfd被决定为前方评价速度VLhf,后方向的评价速度Vhbd被决定为后方评价速度VRhb。
在步骤S725中,驱动控制器40基于来自可动把手移动量检测器81b的信息,在仅右侧的可动把手20R正在移动、即为右臂摆动的情况下(是),进入步骤S730,在不为右臂摆动的情况下(否),进入步骤S735。
在步骤S730中,驱动控制器40基于右侧的可动把手20R的评价速度(前方评价速度VRhf、后方评价速度VRhb),决定前方向的评价速度(Vhfd=VRhf)和后方向的评价速度(Vhbd=VRhb),然后进入步骤S760。
在步骤S735中,驱动控制器40基于左侧的可动把手20L的评价速度(前方评价速度VLhf、后方评价速度VLhb),决定前方向的评价速度(Vhfd=VLhf)和后方向的评价速度(Vhbd=VLhb),然后进入步骤S760。
在步骤S740中,驱动控制器40在步行辅助装置10的行进方向为右转弯的情况下(是),进入步骤S745,在行进方向不为右转弯的情况下(否),进入步骤S750。
在步骤S745中,驱动控制器40设定为步行辅助装置10的右驱动轮亦即后轮60RR的目标行进速度VdR’=VdR-ΔVr(规定的速度),并设定为左驱动轮亦即后轮60RL的目标行进速度VdL’=VdL+ΔVr(规定的速度),然后进入步骤S1300(步行辅助装置的行进速度与使用者的步行速度的偏差判定)。此外,ΔVr是与行进速度(VdR、VdL)对应的规定的速度,预先存储于存储器44。
在步骤S750中,驱动控制器40在步行辅助装置10的行进方向为左转弯的情况下(是),进入步骤S755,在行进方向不为左转弯的情况下(否),进入步骤S760。
在步骤S755中,驱动控制器40设定为步行辅助装置10的右驱动轮亦即后轮60RR的目标行进速度VdR’=VdR+ΔVr(规定的速度),并设定为左驱动轮亦即后轮60RL的目标行进速度VdL’=VdL-ΔVr(规定的速度),然后进入步骤S1300(步行辅助装置的行进速度与使用者的步行速度的偏差判定)。
在步骤S760中,驱动控制器40设定为步行辅助装置10的右驱动轮亦即后轮60RR的目标行进速度VdR’=VdR,并设定为左驱动轮亦即后轮60RL的目标行进速度VdL’=VdL,然后进入步骤S1300(步行辅助装置的行进速度与使用者的步行速度的偏差判定)。
在步骤S765中,驱动控制器40在步行辅助装置10的行进速度与使用者的步行速度相同的情况下(是),进入步骤S770,在步行辅助装置10的行进速度与使用者的步行速度不相同的情况下(否),进入步骤S775。
在步骤S770中,驱动控制器40设定为步行辅助装置10的右驱动轮亦即后轮60RR的目标前进速度VfdR=VdR’,并设定为左驱动轮亦即后轮60RL的目标前进速度VfdL=VdL’,然后结束训练模式1下的处理(步骤S700),并返回至整体处理。
在步骤S775中,驱动控制器40在步行辅助装置10的行进速度比使用者的步行速度小的情况下(是),进入步骤S780,在步行辅助装置10的行进速度不比使用者的步行速度小的情况下(否),进入步骤S785。
在步骤S780中,驱动控制器40设定为步行辅助装置10的右驱动轮亦即后轮60RR的目标前进速度VfdR=VdR’+ΔVd(规定的速度),并设定为左驱动轮亦即后轮60RL的目标前进速度VfdL=VdL’+ΔVd(规定的速度),然后结束训练模式1下的处理(步骤S700),并返回至整体处理。此外,ΔVd是与目标行进速度(VdR’、VdL’)对应的规定的速度,预先存储于存储器44。
在步骤S785中,驱动控制器40设定为步行辅助装置10的右驱动轮亦即后轮60RR的目标前进速度VfdR=VdR’-ΔVd,并设定为左驱动轮亦即后轮60RL的目标前进速度VfdL=VdL’-ΔVd,然后结束训练模式1下的处理(步骤S700),并返回至整体处理。
在训练模式1(TR1)(参照图8)中,能够利用马达32R、32L对可动把手20R、20L的前后方向的移动施加负荷,从而使步行辅助装置10行进。由此,能够对伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(摆臂)施加负荷。
即便在可动把手作用力检测器81a与可动把手移动量检测器81b的检测中、可动把手20R和可动把手20L中的任一方产生了不良状况的情况下,驱动控制器40也能够通过上述的控制,利用另一方的可动把手使步行辅助装置10行进。
对于驱动控制器40而言,在使用者希望使步行辅助装置10向右转弯的情况下,使左手的可动把手20L相比右侧的可动把手20R更大幅度地前后摆动,因此判定为右转弯,以使左驱动轮亦即后轮60RL比目标行进速度增大了规定的速度(ΔVr)的方式对驱动器64L进行控制,以使右驱动轮亦即后轮60RR比目标行进速度减小了规定的速度(ΔVr)的方式对驱动器64R进行控制。
对于驱动控制器40而言,在使用者希望使步行辅助装置10向左转弯的情况下,使右手的可动把手20R相比左侧的可动把手20L更大幅度地前后摆动,因此判定为左转弯,以使右驱动轮亦即后轮60RR比目标行进速度增大了规定的速度(ΔVr)的方式对驱动器64R进行控制,以使左驱动轮亦即后轮60RL比目标行进速度减小了规定的速度(ΔVr)的方式对驱动器64L进行控制。
即便在可动把手作用力检测器81a和可动把手移动量检测器81b的检测中、可动把手20R和可动把手20L中的任一方产生了不良状况的情况下,驱动控制器40也能够通过上述的控制,对利用另一方的可动把手使步行辅助装置10行进的行进速度和使用者的步行速度的偏差进行修正。
在步行辅助装置10的行进速度(VdR、VdL)与使用者的步行速度相同的情况下,若使用者前后摆动的手臂的摆动速度的大小相同,则前方向的评价速度Vhfd与后方向的评价速度Vhbd的大小相同。另一方面,在步行辅助装置10的行进速度比使用者的步行速度小的情况下,根据使用者的步行速度与步行辅助装置10的行进速度之差,前方向的评价速度Vhfd的大小比后方向的评价速度Vhbd的大小大。因此,驱动控制器40为了对步行辅助装置的行进速度和使用者的步行速度的偏差进行修正,在使用者的步行速度比步行辅助装置10的行进速度大的情况下,设定为步行辅助装置的右驱动轮亦即后轮60RR的目标行进速度VdR’=VdR’+ΔVd(规定的速度),并设定为左驱动轮亦即后轮60RL的目标行进速度VdL’=VdL’+ΔVd(规定的速度)。由此,能够对步行辅助装置的行进速度和使用者的步行速度的偏差进行修正。
图14是对步行辅助装置10的驱动控制器40的训练模式2(TR2)的处理的顺序进行说明的流程图(参照图1、图7、图8)。使用图14的流程图,对步骤S800(训练模式2下的处理)进行说明。此外,训练模式2的处理除了以对可动把手的移动施加负荷的方式进行的马达(32R、32L)的控制(步骤S710)之外,与步骤S700(训练模式1下的处理)相同。
在步骤S805中,驱动控制器40从存储器44取得步行辅助装置10的行进速度(VdR、VdL),然后进入步骤S815。
在步骤S815中,驱动控制器40基于来自可动把手移动量检测器81b的信息,在右侧的可动把手20R和左侧的可动把手20L的两方均移动、即存在左右两方的手臂摆动的情况下(是),进入步骤S820,当不存在左右两方的手臂摆动的情况下(否),进入步骤S825。
在步骤S820中,驱动控制器40基于左右的可动把手20R、20L的评价速度(VRhf、VRhb、VLhf、VLhb),决定前方向的评价速度Vhfd和后方向的评价速度Vhbd,然后进入步骤S1200(转弯的判定)。此外,在右侧的可动把手20R的移动量为“正”,左侧的可动把手20L的移动量为“负”的情况(使用者的右臂朝前方向摆动,左臂朝后方向摆动的情况)下,前方向的评价速度Vhfd被决定为前方评价速度VRhf,后方向的评价速度Vhbd被决定为后方评价速度VLhb。另外,在右侧的可动把手20R的移动量为“负”,左侧的可动把手20L的移动量为“正”的情况(使用者的左臂朝前方向摆动,右臂朝后方向摆动的情况)下,前方向的评价速度Vhfd被决定为前方评价速度VLhf,后方向的评价速度Vhbd被决定为后方评价速度VRhb。
在步骤S825中,驱动控制器40基于来自可动把手移动量检测器81b的信息,在仅右侧的可动把手20R正在移动、即为右臂摆动的情况下(是),进入步骤S830,在不为右臂摆动的情况下(否),进入步骤S835。
在步骤S830中,驱动控制器40基于右侧的可动把手20R的评价速度(前方评价速度VRhf、后方评价速度VRhb),决定前方向的评价速度(Vhfd=VRhf)和后方向的评价速度(Vhbd=VRhb),然后进入步骤S860。
在步骤S835中,驱动控制器40基于左侧的可动把手20L的评价速度(前方评价速度VLhf、后方评价速度VLhb),决定前方向的评价速度(Vhfd=VLhf)和后方向的评价速度(Vhbd=VLhb),然后进入步骤S860。
在步骤S840中,驱动控制器40在步行辅助装置10的行进方向为右转弯的情况下(是),进入步骤S845,在行进方向不为右转弯的情况下(否),进入步骤S850。
在步骤S845中,驱动控制器40设定为步行辅助装置10的右驱动轮亦即后轮60RR的目标行进速度VdR’=VdR-ΔVr(规定的速度),并设定为左驱动轮亦即后轮60RL的目标行进速度VdL’=VdL+ΔVr(规定的速度),然后进入步骤S1300(步行辅助装置的行进速度和使用者的步行速度的偏差判定)。此外,ΔVr是与行进速度(VdR、VdL)对应的规定的速度,预先存储于存储器44。
在步骤S850中,驱动控制器40在步行辅助装置10的行进方向为左转弯的情况下(是),进入步骤S855,在行进方向不为左转弯的情况下(否),进入步骤S860。
在步骤S855中,驱动控制器40设定为步行辅助装置10的右驱动轮亦即后轮60RR的目标行进速度VdR’=VdR+ΔVr(规定的速度),并设定为左驱动轮亦即后轮60RL的目标行进速度VdL’=VdL-ΔVr(规定的速度),然后进入步骤S1300(步行辅助装置的行进速度和使用者的步行速度的偏差判定)。
在步骤S860中,驱动控制器40设定为步行辅助装置10的右驱动轮亦即后轮60RR的目标行进速度VdR’=VdR,并设定为左驱动轮亦即后轮60RL的目标行进速度VdL’=VdL,然后进入步骤S1300(步行辅助装置的行进速度和使用者的步行速度的偏差判定)。
在步骤S865中,驱动控制器40在步行辅助装置10的行进速度与使用者的步行速度相同的情况下(是),进入步骤S870,在步行辅助装置10的行进速度与使用者的步行速度不相同的情况下(否),进入步骤S875。
在步骤S870中,驱动控制器40设定为步行辅助装置10的右驱动轮亦即后轮60RR的目标前进速度VfdR=VdR’,并设定为左驱动轮亦即后轮60RL的目标前进速度VfdL=VdL’,然后结束训练模式2下的处理(步骤S800),并返回至整体处理。
在步骤S875中,驱动控制器40在步行辅助装置10的行进速度比使用者的步行速度小的情况下(是),进入步骤S880,在步行辅助装置10的行进速度不比使用者的步行速度小的情况下(否),进入步骤S885。
在步骤S880中,驱动控制器40设定为步行辅助装置10的右驱动轮亦即后轮60RR的目标前进速度VfdR=VdR’+ΔVd(规定的速度),并设定为左驱动轮亦即后轮60RL的目标前进速度VfdL=VdL’+ΔVd(规定的速度),然后结束训练模式2下的处理(步骤S800),并返回至整体处理。此外,ΔVd是与目标行进速度(VdR’、VdL’)对应的规定的速度,预先存储于存储器44。
在步骤S885中,驱动控制器40设定为步行辅助装置10的右驱动轮亦即后轮60RR的目标前进速度VfdR=VdR’-ΔVd,并设定为左驱动轮亦即后轮60RL的目标前进速度VfdL=VdL’-ΔVd,然后结束训练模式2下的处理(步骤S800),并返回至整体处理。
在训练模式2(TR2)(参照图8)中,相对于可动把手20R、20L为无负荷,能够以使伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行)成为无负荷状态的动作的辅助力,使步行辅助装置10行进。
即便在可动把手作用力检测器81a和可动把手移动量检测器81b的检测中、可动把手20R和可动把手20L中的任一方产生了不良状况的情况下,驱动控制器40也能够通过上述的控制,利用另一方的可动把手使步行辅助装置10行进。
对于驱动控制器40而言,在使用者希望使步行辅助装置10向右转弯的情况下,使左手的可动把手20L相比右侧的可动把手20R更大幅度地前后摆动,因此判定为右转弯,以使左侧的后轮60RL比目标行进速度增大了规定的速度(ΔVr)的方式对驱动器64L进行控制,以使右侧的后轮60RR比目标行进速度减小了规定的速度(ΔVr)的方式对驱动器64R进行控制。
即便在可动把手作用力检测器81a和可动把手移动量检测器81b的检测中、可动把手20R和可动把手20L中的任一方的信息产生了不良状况的情况下,驱动控制器40也能够通过上述的控制,基于另一方的可动把手的信息对使步行辅助装置10行进的行进速度与使用者的步行速度的偏差进行修正。
在步行辅助装置10的行进速度(VdR、VdL)与使用者的步行速度相同的情况下,若使用者前后摆动的手臂的摆动速度的大小相同,则前方向的评价速度Vhfd与后方向的评价速度Vhbd的大小相同。另一方面,在步行辅助装置10的行进速度比使用者的步行速度小的情况下,根据使用者的步行速度与步行辅助装置10的行进速度之差,前方向的评价速度Vhfd的大小比后方向的评价速度Vhbd的大小大。因此,驱动控制器40为了对步行辅助装置的行进速度与使用者的步行速度的偏差进行修正,在使用者的步行速度比步行辅助装置10的行进速度大的情况下,设定为步行辅助装置的右驱动轮亦即后轮60RR的目标行进速度VdR’=VdR’+ΔVd(规定的速度),并设定为左驱动轮亦即后轮60RL的目标行进速度VdL’=VdL’+ΔVd(规定的速度)。由此,能够对步行辅助装置的行进速度与使用者的步行速度的偏差进行修正。
图15是对步行辅助装置10的驱动控制器40的转弯的判定的处理的顺序进行说明的流程图(参照图1、图7)。使用图15的流程图,对步骤S1200(转弯的判定)进行说明。
在步骤S1210中,驱动控制器40从存储器44取得右侧的可动把手20R的移动幅度DR、和左侧的可动把手20L的移动幅度DL,然后进入步骤S1220。
在步骤S1220中,驱动控制器40在右侧的可动把手20R的移动幅度DR与左侧的可动把手20L的移动幅度DL之差的绝对值|DR-DL|小于Derr的情况下(是,判定为直线前进),进入步骤S1230,在|DR-DL|不小于预先设定的Derr的情况下(否),进入步骤S1240。此外,Derr是预先决定的规定的值,存储于存储器44。
在步骤S1230中,驱动控制器40将步行辅助装置10的行进方向设定为“直线前进”,然后结束转弯的判定(步骤S1200),并且在步骤S700中被调用的情况下进入步骤S740,在步骤S800中被调用的情况下进入步骤S840。
在步骤S1240中,驱动控制器40在移动幅度DR比移动幅度DL大的情况下(是,判定为左转弯),进入步骤S1250,在移动幅度DR不比移动幅度DL大的情况下(否,判定为右转弯),进入步骤S1260。
在步骤S1250中,驱动控制器40将步行辅助装置10的行进方向设定为左转弯,然后结束转弯的判定(步骤S1200),并且在步骤S700中被调用的情况下进入步骤S740,在步骤S800中被调用的情况下进入步骤S840。
在步骤S1260中,驱动控制器40将步行辅助装置10的行进方向设定为右转弯,然后结束转弯的判定(步骤S1200),并且在步骤S700中被调用的情况下进入步骤S740,在步骤S800中被调用的情况下进入步骤S840。
驱动控制器40在使用者希望使步行辅助装置10向右转弯的情况下,使左手的可动把手20L相比右侧的可动把手20R更大幅度地前后摆动,因此判定为右转弯。另外,驱动控制器40在使用者希望使步行辅助装置10向左转弯的情况下,使右手的可动把手20R相比左侧的可动把手20L更大幅度地前后摆动,因此判定为左转弯。
图15是对步行辅助装置10的驱动控制器40中的步行辅助装置10的行进速度与使用者的步行速度的偏差判定的处理的顺序进行说明的流程图(参照图1、图7)。使用图15的流程图,对步骤S1300(步行辅助装置的行进速度与使用者的步行速度的偏差判定)进行说明。
在步骤S1320中,驱动控制器40对第一判定条件、即前方向的评价速度Vhfd与后方向的评价速度Vhbd之差的绝对值|Vhfd+Vhbd|是否比预先设定的ΔVerr小进行判定。驱动控制器40在绝对值|Vhfd+Vhbd|比ΔVerr小的情况下,将第一判定条件判定为“是”,在不是这样的情况下,判定为“否”。另外,驱动控制器40基于把持部状态检测器81的信息,对第二判定条件、即可动把手20R、20L是否正向轨道(30R、30L)的轨道狭缝部38的前方端附近或者后端部附近移动进行判定。驱动控制器40在可动把手20R、20L的两方未向各自的轨道狭缝部38的前方端附近或者后端部附近移动的情况下,将第二判定条件判定为“是”,在不是这样的情况下,判定为“否”。驱动控制器40在第一判定条件为“是”,并且第二判定条件也为“是”的情况下(是),进入步骤S1330,在不是这样的情况下(否),进入步骤S1340。此外,由于将前方向的评价速度Vhfd设为“正”,将后方向的评价速度Vhbd设为“负”,从而它们的差即为它们的和(Vhfd+Vhbd)。
在步骤S1330中,驱动控制器40将步行辅助装置的行进速度设定为“与使用者的步行速度相同”,然后结束步行辅助装置的行进速度与使用者的步行速度的偏差判定(步骤S1300),并且在步骤S700中被调用的情况下进入步骤S765,在步骤S800中被调用的情况下进入步骤S865。
在步骤S1340中,驱动控制器40对第一判定条件、即前方向的评价速度的绝对值|Vhfd|是否比后方向的评价速度的绝对值|Vhbd|大进行判定。驱动控制器40在判定为绝对值|Vhfd|比绝对值|Vhbd|大的情况下,将第一判定条件判定为“是”,在不是这样的情况下,判定为“否”。另外,驱动控制器40基于把持部状态检测器81的信息,对第二判定条件、即可动把手20R或者可动把手20L是否正向各自的轨道(30R、30L)的轨道狭缝部38的前方端附近移动进行判定。驱动控制器40在可动把手20R或者可动把手20L正向各自的轨道狭缝部38的前方端附近移动的情况下,将第二判定条件判定为“是”,在不是这样的情况下,判定为“否”。
在步骤S1350中,驱动控制器40将步行辅助装置的行进速度设定为“比使用者的步行速度小”,然后结束步行辅助装置的行进速度与使用者的步行速度的偏差判定(步骤S1300),并且在步骤S700中被调用的情况下进入步骤S765,在步骤S800中被调用的情况下进入步骤S865。
在步骤S1360中,驱动控制器40将步行辅助装置的行进速度设定为“比使用者的步行速度大”,然后结束步行辅助装置的行进速度与使用者的步行速度的偏差判定(步骤S1300),并且在步骤S700中被调用的情况下进入步骤S765,在步骤S800中被调用的情况下进入步骤S865。
此外,对于步骤S1320与步骤S1340中的判定而言,也可以仅以第一判定条件或者第二判定条件进行判定。
在步行辅助装置10的行进速度(VdR、VdL)与使用者的步行速度相同的情况下,若使用者前后摆动的手臂的摆动速度的大小相同,则前方向的评价速度Vhfd与后方向的评价速度Vhbd的大小相同。另一方面,在步行辅助装置10的行进速度比使用者的步行速度小的情况下,根据使用者的步行速度与步行辅助装置10的行进速度之差,前方向的评价速度Vhfd的大小比后方向的评价速度Vhbd的大小大。在步行辅助装置10的行进速度比使用者的步行速度大的情况下,根据使用者的步行速度与步行辅助装置10的行进速度之差,前方向的评价速度Vhfd的大小比后方向的评价速度Vhbd的大小小。驱动控制器40在步行辅助装置10的行进速度(VdR、VdL)比使用者的步行速度小的情况下,使步行辅助装置10的行进速度(VdR、VdL)增加,在步行辅助装置10的行进速度比使用者的步行速度大的情况下,使步行辅助装置10的行进速度减少。由此,能够对步行辅助装置10的行进速度与使用者的步行速度的偏差进行修正,从而能够根据使用者前后摆动的手臂的摆动速度,适当地控制步行者依靠步行辅助装置10的行进。
图16是对基于身体状态、气氛环境状态以及车身状态而转移动作模式的模式转移条件进行说明的图。图17是对自动地切换动作模式的情况下的向各动作模式转移的条件进行说明的图。在模式自动切换器开关76b开启的情况下,驱动控制器40基于由模式手动切换器76a选择的信息,在图10的步骤S200(基于所取得的各状态而进行的动作模式的判定)中,根据图9、图16、图17中所示的条件来判定动作模式。
驱动控制器40在条件S1~条件S6中的任一个成立的情况下,使动作模式变为与各条件对应的动作模式。此外,在图16与图17中,“-”表示状态为“0”或者“1”中的任一个均可。
在图16中,模式转移条件是基于身体状态、气氛环境状态、以及车身状态而决定的。驱动控制器40仅在全部的状态均为“1”的情况下,将模式转移条件设为“1=无异常”,在任一条件为“0”的情况下,设为“0=有异常”。
身体状态例如是使用者的心率、体温。驱动控制器40将由心率体温传感器27a、27b取得的心率、体温与预先存储于存储器44的规定的值进行比较,将超过该规定的值的情况设为“异常=0”,将除此以外的情况设为“正常=1”。
气氛环境状态例如是外部空气温度。驱动控制器40将由外部空气温度传感器54取得的外部空气温度与预先存储于存储器44的规定的值进行比较,将超过该规定的值的情况设为“不适=0”,将除此以外的情况设为“舒适=1”。
车身状态例如是车身的倾斜度、对车身的冲击(施加于车身的加速度的变化)、步行距离、步行时间。驱动控制器40基于由三轴加速度/角速度传感器52取得的信息,与预先存储于存储器44的规定的值进行比较,在车身的倾斜度超过规定的值的情况下设为“有=0”,将除此以外的情况设为“无=1”。驱动控制器40基于由三轴加速度/角速度传感器52取得的信息,与预先存储于存储器44的规定的条件进行比较,将满足条件的情况设为对车身的冲击“有=0”,将除此以外的情况设为“无=1”。
驱动控制器40基于存储于存储器44的步行距离的履历,将步行距离比规定的距离长的情况设为“长=0”,将除此以外的情况设为“短=1”。驱动控制器40基于存储于存储器44的步行时间的履历,将步行时间比规定的时间长的情况设为“长=0”,将除此以外的情况设为“短=1”。
在图17中,驱动控制器40基于条件S1~条件S6,在图8中的辅助模式1(AM1)与训练模式4(TR4)之间、辅助模式2(AM2)与训练模式3(TR3)之间、或者训练模式1(TR1)与训练模式2(TR2)之间进行切换。
条件S1与条件S2是对训练模式1(TR1)与训练模式2(TR2)之间的动作模式的判定进行切换的条件。在模式手动切换器76a为“训练模式1”,可动把手把持状态为“1=有把持”,摆臂状态为“1=有”,固定把手把持状态为“0=无把持”,模式转移条件为“1=无异常”的情况下,条件S1成立,从而驱动控制器40使动作模式从训练模式2(TR2)向训练模式1(TR1)迁移。在模式手动切换器76a为“训练模式1”,可动把手把持状态为“1=有把持”,摆臂状态为“1=有”,固定把手把持状态为“0=无把持”,模式转移条件为“0=有异常”的情况下,条件S2成立,从而驱动控制器40使动作模式从训练模式1(TR1)向训练模式2(TR2)迁移。
条件S3与条件S4是对辅助模式2(AM2)与训练模式3(TR3)之间的动作模式的判定进行切换的条件。在模式手动切换器76a为“训练模式3”,可动把手把持状态为“1=有把持”,摆臂状态为“0=无”,固定把手把持状态为“0=无把持”,模式转移条件为“1=无异常”的情况下,条件S3成立,从而驱动控制器40使动作模式从辅助模式2(AM2)向训练模式3(TR3)迁移。在模式手动切换器76a为“训练模式3”,可动把手把持状态为“1=有把持”,摆臂状态为“0=无”,固定把手把持状态为“0=无把持”,模式转移条件为“0=有异常”的情况下,条件S4成立,从而驱动控制器40使动作模式从训练模式3(TR3)向辅助模式2(AM2)迁移。
条件S5与条件S6是对辅助模式1(AM1)与训练模式4(TR4)之间的动作模式的判定进行切换的条件。在模式手动切换器76a为“训练模式3”,可动把手把持状态为“0=无把持”,摆臂状态为“0=无”,固定把手把持状态为“1=有把持”,模式转移条件为“1=无异常”的情况下,条件S5成立,从而驱动控制器40使动作模式从辅助模式1(AM1)向训练模式4(TR4)迁移。在模式手动切换器76a为“训练模式3”,可动把手把持状态为“0=无把持”,摆臂状态为“0=无”,固定把手把持状态为“1=有把持”,模式转移条件为“0=有异常”的情况下,条件S6成立,从而驱动控制器40使动作模式从训练模式4(TR4)向辅助模式1(AM1)迁移。
接下来,基于图18~图31对将本发明所涉及的步行辅助装置具体化而成的第二实施方式进行说明。此外,在以下的说明中,与上述图1~图17的第一实施方式所涉及的步行辅助装置10的结构等相同的附图标记表示与第一实施方式所涉及的步行辅助装置10的结构等相同或者相当的部分。
使用图18对用于实施本发明的第二实施方式所涉及的步行辅助装置85的简要结构进行说明。图18是对第二实施方式所涉及的步行辅助装置85进行说明的图。如图18所示,第二实施方式所涉及的步行辅助装置85的结构以及控制处理等与第一实施方式所涉及的步行辅助装置10的结构以及控制处理等几乎相同。但是,对于第二实施方式所涉及的步行辅助装置85而言,在收纳驱动控制器40的壳体的上端配置有作为对使用者的腿的移动进行摄像的摄像装置的一个例子而发挥功能的照相机55。另外,照相机55如后述那样与驱动控制器40电连接(参照图20)。
作为照相机55,能够使用对通常的图像进行摄像,并且实时测量从照相机55到使用者的腿的深度信息的深度照相机。具体而言,作为照相机55,例如能够使用具备RGB彩色影像用照相机、进深测定用的红外线照相机以及红外线发光部的照相机。这样,通过将深度照相机用作照相机55,能够在对使用者的腿的移动、即步行状态的RGB图像进行摄像的同时,实时测量从照相机55到使用者的腿的深度信息。
其结果是,如后述那样,设置于驱动控制器40的步行状态决定部86(参照图20)基于从照相机55输入的使用者的步行图像的图像处理结果、和从照相机55到使用者的腿的深度信息,决定使用者的一条腿、例如右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比(参照图21)。
这里,一个步行周期中的步行状态的“时间百分比”是表示步行者的腿的动作状态相当于一个步行周期中的哪个相位的指标信息。例如,如图21所示,使用作为如下数值指标的时间百分比,该数值指标是将右腿的一个步行周期的右脚跟接地的开始点~该右脚跟再次接地的结束点设为“0%”~“100%”时的数值指标。而且,设置于驱动控制器40的步行状态决定部86(参照图20)基于使用者的步行图像的图像处理结果和从照相机55到使用者的腿的深度信息,对所取得的右腿的动作状态相当于一个步行周期中的百分之多少的数值数据(相位)进行判定处理,从而决定一个步行周期中的步行状态的时间百分比。
此外,与腿的动作状态相当的数值数据也可以通过对照相机55的摄像图像进行滤波处理而转换为数值。另外,表示一个步行周期中的相位的时间百分比并不限定于“0%”~“100%”的数值表现,只要能够表示腿的动作状态相当于一个步行周期中的哪个相位,则也可以是其他的数值表现。另外,一个步行周期中的步行状态的时间百分比并不一定限定为数值上的指标,也可以是文字等符号上的指标、图像等非数值/非符号的数据的匹配等。
另外,如图19所示,也可以代替照相机55或者与照相机55一同地,借助带97等将三轴加速度传感器96佩戴于步行辅助装置85的使用者95的腰部。三轴加速度传感器96构成为能够测定使用者95步行过程中的腰部的前后方向、左右方向、以及铅垂方向的各加速度。而且,三轴加速度传感器96也可以构成为将使用者95步行过程中的腰部的前后方向、左右方向、以及铅垂方向的各加速度的测定结果通过无线等向驱动控制器40实时发送。
另外,驱动控制器40构成为能够从三轴加速度传感器96接收使用者95步行过程中的腰部的前后方向、左右方向以及铅垂方向的各加速度的测定结果(参照图20)。而且,设置于驱动控制器40的步行状态决定部86(参照图20)基于使用者95步行过程中的腰部的前后方向、左右方向以及铅垂方向的各加速度,取得使用者的一条腿、例如右腿的动作状态。
而且,设置于驱动控制器40的步行状态决定部86也可以对所取得的右腿的动作状态相当于一个步行周期的百分之多少的数值数据(相位)进行判定处理,从而决定一个步行周期中的步行状态的时间百分比(参照图21)。此外,驱动控制器40也可以对从三轴加速度传感器96接收到的、使用者95步行过程中的腰部的前后方向、左右方向、以及铅垂方向的各加速度的数值数据进行运算处理,从而决定一个步行周期中的步行状态的时间百分比。
图20是对步行辅助装置85(参照图18)中的驱动控制器40的输入输出进行说明的框图。如图20所示,步行辅助装置85的驱动控制器40的输入输出的结构是与第一实施方式所涉及的步行辅助装置10的驱动控制器40几乎相同的结构。但是,在以下方面,与第一实施方式所涉及的步行辅助装置10的驱动控制器40不同。
在步行辅助装置85中,构成状态检测器80的把持部状态检测器81由可动把手作用力检测器81a、可动把手移动量检测器81b、固定把手作用力检测器81c、以及上述照相机55构成。而且,照相机55与驱动控制器40电连接。如上述那样,照相机55将使用者的步行图像的图像处理结果和从照相机55到使用者的腿的深度信息输出至驱动控制器40。另外,构成可动把手移动量检测器81b的右把手位置检测器34R与左把手位置检测器34L按照每一规定时间将各可动把手20R、20L相对于各轨道30R、30L的移动位置、移动量、移动速度输出至驱动控制器40。
此外,如图20所示,也可以使借助带97等佩戴于使用者95的腰部的三轴加速度传感器96(参照图19)包含在把持部状态检测器81中。另外,三轴加速度传感器96也可以通过无线等与驱动控制器40连接。如上述那样,三轴加速度传感器96也可以将使用者95步行过程中的腰部的前后方向、左右方向、以及铅垂方向的各加速度的测定结果通过无线等输出至驱动控制器40。
另外,驱动控制器40具有步行状态决定部86,该步行状态决定部86以将使用者的一条腿、例如右腿的一个步行周期设为“100%”时的时间百分比,决定一个步行周期中的步行状态的时间百分比(参照图21)。步行状态决定部86根据从可动把手移动量检测器81b输入的各可动把手20R、20L相对于各轨道30R、30L的移动位置、移动量、移动速度,以将使用者把持各可动把手20R、20L并摆动手臂而步行时的一条腿、例如右腿的一个步行周期设为“100%”时的时间百分比,决定一个步行周期中的步行状态的时间百分比(参照图21)。
例如,如图21所示,步行状态决定部86在左可动把手20L向前方移动而移动速度首次变为“0”时,作为使用者的右脚跟接地的状态、即作为将一个步行周期设为“100%”时的时间百分比的初始值,使一个步行周期中的步行状态的时间百分比为“0%”。而且,步行状态决定部86在右可动把手20R向前方移动而移动速度变为“0”时,作为使用者的左脚跟接地的状态、即作为将一个步行周期设为“100%”时的时间百分比的中央值,使一个步行周期中的步行状态的时间百分比为“50%”。
之后,步行状态决定部86在左可动把手20L向前方移动而移动速度变为“0”时,作为使用者的右脚跟接地的状态、即作为将一个步行周期设为“100%”时的时间百分比的最大值,使一个步行周期中的步行状态的时间百分比为“100%”。而且,步行状态决定部86如此地反复,根据各可动把手20R、20L相对于各轨道30R、30L的移动位置(相当于手臂的位置)、移动量(相当于摆臂幅度)、移动速度(相当于摆臂速度),以将一条腿、例如右腿的一个步行周期设为“100%”时的时间百分比,决定一个步行周期中的步行状态的时间百分比(%)。因此,对于时间百分比(%)而言,将一个步行周期设为“100%”。
这里,基于图21对使用者的一条腿、例如右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比进行说明。此外,左腿的一个步行周期相对于右腿的一个步行周期延迟半周期进行相同的移动,因此以下对右腿的一个步行周期进行说明。如图21所示,右腿的一个步行周期是将从右脚跟接地起开始到该右脚跟再次接地为止的时间段作为一个步行周期。而且,将一个步行周期被设为“100%”时的时间百分比(以下,简称为时间百分比)为“0%”~“60%”的时间段作为脚部支承期(日文:立脚期),呈右脚部接地的状态。而且,将时间百分比为“60%”~“100%”的时间段作为脚部悬空期(日文:遊脚期),呈右脚部离地、左脚部接地的状态。
因此,如图21所示,在右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比为“0%”~“10%”时,呈左右的双脚部接地的双脚支承的步行状态。另外,在右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比为“10%”~“50%”时,呈左脚部离地、仅右脚部接地的单脚支承的步行状态。另外,在右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比为“50%”~“60%”时,再次呈左右的双脚部接地的双脚支承的步行状态。而且,在右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比为“60%”~“100%”时,呈右脚部离地、仅左脚部接地的单脚支承的步行状态。
另外,如图20所示,步行状态决定部86根据从照相机55输入的使用者的步行图像的图像处理结果、和从照相机55到使用者的腿的深度信息,决定使用者把持各固定把手20FR、20FL而步行时或者各可动把手20R、20L的移动被锁定时的一条腿、例如右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比(参照图21)。
例如,步行状态决定部86在使用者的右腿向前方移动而右脚跟首次接地时,将一个步行周期中的步行状态的时间百分比设为“0%”。而且,步行状态决定部86在使用者的右腿向前方移动而左脚跟接地时,将一个步行周期中的步行状态的时间百分比设为“50%”。接着,步行状态决定部86在使用者的右腿向后方移动而使得脚尖离地时,将一个步行周期中的步行状态的时间百分比设为“60%”。之后,步行状态决定部86在使用者的右腿向前方移动而使得右脚跟接地时,将一个步行周期中的步行状态的时间百分比设为“100%”,如此地反复,从而决定一条腿、例如右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比(%)。
此外,步行状态决定部86也可以根据从三轴加速度传感器96通过无线等输入的使用者95步行过程中的腰部的前后方向、左右方向、以及铅垂方向的各加速度,决定使用者把持各固定把手20FR、20FL而步行时或者各可动把手20R、20L的移动被锁定时的一条腿、例如右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比(参照图21)。这里,利用佩戴于使用者的腰部的三轴加速度传感器96来决定一条腿、例如右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比(参照图21)的方法是公知的(例如,参照日本特开2017-148287号公报等),因此省略说明。
此外,步行状态决定部86也可以根据从可动把手移动量检测器81b输入的各可动把手20R、20L相对于各轨道30R、30L的移动位置、移动量、移动速度,以将使用者步行时的针对左腿与右腿各自的一个步行周期设为“100%”时的时间百分比,决定一个步行周期中的步行状态的时间百分比。另外,步行状态决定部86也可以根据从照相机55输入的使用者的步行图像的图像处理结果、和从照相机55到使用者的左腿与右腿各自的深度信息,以将使用者步行时的针对左腿与右腿各自的一个步行周期设为“100%”时的时间百分比,决定一个步行周期中的步行状态的时间百分比。
并且,步行状态决定部86也可以根据从三轴加速度传感器96通过无线等输入的使用者95步行过程中的腰部的前后方向、左右方向、以及铅垂方向的各加速度,以将使用者步行时的针对左腿与右腿各自的一个步行周期设为“100%”时的时间百分比,决定一个步行周期中的步行状态的时间百分比。由此,步行状态决定部86能够决定使用者步行时的针对左腿与右腿各自的一个步行周期中的步行状态的时间百分比,驱动控制器40能够高精度地掌握使用者的步行状态、身体状态。
另外,如图20所示,触摸面板77配置在监视器78的显示画面上,且与驱动控制器40电连接。触摸面板77配置在监视器78的显示画面上,使用压力检测方式、电阻膜方式、电容方式、电磁感应方式等。因此,触摸面板77如果检测到使用者的手指等与触摸面板77接触,则通过压力、电阻、电容、弹性波的能量等的变化来检测手指等所接触到的监视器78的显示画面上的坐标位置,并将其输出至驱动控制器40。
另外,驱动控制器40具有训练种类决定部87,该训练种类决定部87决定显示于监视器78的多个训练种类中的使用者所选择的训练种类。例如,如后述那样,使用者在按下显示于监视器78的多个训练种类中的希望的训练种类后,按下确定按钮90A(参照图29)。由此,训练种类决定部87判定(决定)为选择了在使用者按下触摸面板77的位置上显示的训练种类,并将其作为执行的训练种类而存储于未图示的RAM(参照图25)。
另外,存储器44具有目的类负荷图案存储部44A、和肌肉类负荷图案存储部44B。在目的类负荷图案存储部44A中,存储有针对训练的目的种类而预先设定的与一个步行周期对应的多个目的负荷图案。例如,如图22所示,在目的类负荷图案存储部44A中,存储有以步行状态的改善为目的的针对每种目的设定的多个目的负荷图案。
具体而言,在目的类负荷图案存储部44A中,存储有以“防止绊倒”为目的的目的负荷图案101A、以“提高步行速度”为目的的目的负荷图案101B、以“防止膝部弯折”为目的的目的负荷图案101C等。具体而言,例如,对于以“防止绊倒”为目的的目的负荷图案101A而言,在右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比为0%~约3%以及50%~约53%时,负荷急剧增加,之后在约3%~约8%以及约53%~约58%时,负荷缓缓增加,之后在约8%~约15%以及约58%~约65%时,负荷急剧减少。
因此,以“防止绊倒”为目的的目的负荷图案101A如图21所示被设定为:在双脚支承之时,施加负荷。其结果是,在双脚支承时,能够使步行辅助装置85稳定,能够抑制从双脚支承向单脚支承转移时的跌倒等,从而能够安全地进行步行训练。
另外,对于以“提高步行速度”为目的的目的负荷图案101B而言,在右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比为20%~约50%以及70%~约100%时,负荷逐渐增加,之后在约50%~约53%以及约0%~约3%时,负荷急剧减少。因此,以“提高步行速度”为目的的目的负荷图案101B被设定为:仅左脚或者右脚接地的单脚支承时的负荷比双脚接地的双脚支承时的负荷大。
其结果是,在仅单脚接地的单脚支承时,与双脚接地的双脚支承时相比,呈容易打破身体平衡的状态,但通过使单脚支承时的负荷(第一负荷)比双脚支承时的负荷(第二负荷)大,能够使单脚支承时的步行辅助装置85稳定。由此,能够抑止使用者加快步行速度的步行训练时的跌倒,能够提高步行训练的安全性。
另外,在肌肉类负荷图案存储部44B中,存储有针对腿部肌肉的种类而预先设定的与一个步行周期对应的多个负荷图案。例如,如图23所示,在肌肉类负荷图案存储部44B中,存储有以分别独立地锻炼左腿和右腿的肌肉为目的的针对每种腿部肌肉设定的各肌肉负荷图案102A~102E等。例如,肌肉负荷图案102A以锻炼左腿和右腿的“股内侧肌和股外侧肌”为目的,肌肉负荷图案102B以锻炼左腿和右腿的“股直肌”为目的,肌肉负荷图案102C以锻炼左腿和右腿的“股二头肌”为目的。另外,肌肉负荷图案102D以锻炼左腿和右腿的“胫骨前肌”为目的,肌肉负荷图案102E以锻炼左腿和右腿的“比目鱼肌”为目的。
具体而言,例如,对于肌肉负荷图案102A而言,在右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比为0%~约3%以及50%~约53%时,负荷急剧增加,之后在约3%~约12%以及约53%~约62%时,负荷缓缓增加,之后在约12%~约15%以及约62%~约65%时,负荷急剧减少。因此,肌肉负荷图案102A如图21所示被设定为:在向双脚支承的状态以及单脚支承转移时,施加负荷。
接下来,使用图24~图28的流程图对如上述那样构成的步行辅助装置85的驱动控制器40的处理顺序进行说明。图24是表示步行辅助装置85的驱动控制器40的整体处理的图。如图24所示,步行辅助装置85的驱动控制器40所执行的整体处理是与第一实施方式所涉及的步行辅助装置10的驱动控制器40所执行的整体处理(参照图10)几乎相同的处理顺序。
其中,在步骤S120中,驱动控制器40在所判定的动作模式为训练模式4(TR4)的情况下(S120:是),代替上述步骤S400,而进入步骤S210。在步骤S210中,驱动控制器40执行后述的“训练种类选择处理”的子处理,之后进入步骤S1400。在步骤S1400中,驱动控制器40执行后述的“训练模式4下的处理2”的子处理,之后进入上述步骤S180,在如上这些方面不同。
另外,在步骤S140中,驱动控制器40在所判定的动作模式为训练模式3(TR3)的情况下(S140:是),代替上述步骤S600,而进入步骤S210。在步骤S210中,驱动控制器40执行后述的“训练种类选择处理”的子处理,之后进入步骤S1500。在步骤S1500中,驱动控制器40执行后述的“训练模式3下的处理2”的子处理后,进入上述步骤S180,在如上这些方面不同。
另外,在步骤S150中,驱动控制器40在所判定的动作模式为训练模式1(TR1)的情况下(S150:是),代替上述步骤S700,而进入步骤S210。在步骤S210中,驱动控制器40执行后述的“训练种类选择处理”的子处理,之后进入步骤S1600。在步骤S1600中,驱动控制器40执行后述的“训练模式1下的处理2”的子处理,之后进入上述步骤S180,在如上这些方面不同。
接下来,基于图25对在上述步骤S210中驱动控制器40所执行的“训练种类选择处理”的子处理进行说明。如图25所示,在步骤S1011中,驱动控制器40判定训练种类是否已选择完毕。具体而言,驱动控制器40从未图示的RAM读出表示普通训练的选择的普通标志、表示目的类训练的选择的目的类标志、以及表示肌肉类训练的选择的肌肉类标志,并判定其中一个标志是否被设定成“开启”。
此外,步行辅助装置85的驱动控制器40在启动时将普通标志、目的类标志、以及肌肉类标志设定成“关闭”,而存储于未图示的RAM。另外,步行辅助装置85的驱动控制器40在通过使用者对模式手动切换器76a的手动操作而将步行辅助装置85的动作模式切换时,将普通标志、目的类标志、以及肌肉类标志设定成“关闭”,而再次存储于未图示的RAM。
而且,驱动控制器40在判定为训练种类已选择完毕的情况、即判定为普通标志、目的类标志、或者肌肉类标志中的任一个标志被设定为开启的情况下(S1011:是),结束该子处理。
另一方面,在判定为训练种类未选择完毕的情况、即判定为普通标志、目的类标志、以及肌肉类标志被设定为全部关闭的情况下(S1011:否),驱动控制器40进入步骤S1012。在步骤S1012中,驱动控制器40将训练种类选择画面88A(参照图29)显示于监视器78。
这里,基于图29对训练种类选择画面88A的一个例子进行说明。如图29所示,在监视器78的显示画面中,沿上下方向配置而显示有表示训练种类的“普通训练”、“目的类训练”、以及“肌肉类训练”的各文字。另外,各选择按钮91A~91C配置于“普通训练”、“目的类训练”、以及“肌肉类训练”的各文字的左侧,并以白圈来显示。并且,确定按钮90A配置并显示于“肌肉类训练”的文字的右下方。
例如,“普通训练”是在上述第一实施方式所涉及的步行辅助装置10中执行的训练,并且是在使用者步行的期间施加恒定的负荷的训练。“目的类训练”是以步行状态的改善为目的的针对每种目的设定的训练。“肌肉类训练”是以分别独立地锻炼腿部肌肉为目的的针对每种腿部肌肉设定的训练。
另外,驱动控制器40在各选择按钮91A~91C中的任一个经由触摸面板77(参照图20)被按下的情况下,在所按下的选择按钮之中显示黑圆点,将选择了显示于黑圆点的右侧的训练的主旨报告给使用者。
接着,如图25所示,在步骤S1013中,驱动控制器40判定确定按钮90A是否经由触摸面板77(参照图20)被按下。而且,在判定为确定按钮90A未被按下的情况下(S1013:否),驱动控制器40再次执行步骤S1012及其以后的处理。
另一方面,在判定为确定按钮90A经由触摸面板77被按下的情况下(S1013:是),驱动控制器40将在各选择按钮91A~91C中的显示有黑圆点的选择按钮的右侧显示的训练作为选择出的训练而存储于未图示的RAM,之后进入步骤S1014。例如,如图29所示,在选择按钮91A被按下而显示黑圆点的状态下,按下了确定按钮90A的情况下,驱动控制器40将“普通训练”作为选择出的训练而存储于未图示的RAM,之后进入步骤S1014。因此,步骤S1012~步骤S1013的处理作为训练种类决定部87(参照图20)的一个例子而发挥功能。
在步骤S1014中,驱动控制器40读出从未图示的RAM选择出的训练,判定是否为“普通训练”。而且,在判定为选择出的训练是“普通训练”的情况下(S1014:是),驱动控制器40进入步骤S1015。在步骤S1015中,驱动控制器40从未图示的RAM读出普通标志,将普通标志设定为开启,而再次存储于未图示的RAM,之后结束该子处理。
另一方面,在判定为选择出的训练不是“普通训练”的情况下(S1014:否),驱动控制器40进入步骤S1016。在步骤S1016中,驱动控制器40判定选择出的训练是否是“目的类训练”。而且,在判定为选择出的训练是“目的类训练”的情况下(S1016:是),驱动控制器40进入步骤S1017。在步骤S1017中,驱动控制器40从未图示的RAM读出目的类标志,将目的类标志设定为开启,而再次存储于未图示的RAM,之后进入步骤S1018。
在步骤S1018中,驱动控制器40将目的类训练选择画面88B(参照图30)显示于监视器78。这里,基于图30对目的类训练选择画面88B的一个例子进行说明。如图30所示,在监视器78的显示画面中,沿上下方向配置并显示有以步行状态的改善为目的的多种训练的目的。
例如,沿上下方向配置并显示有表示训练的目的的“防止绊倒”、“提高步行速度”、以及“防止膝部弯折”的各文字。另外,各选择按钮92A~92C配置于“防止绊倒”、“提高步行速度”、以及“防止膝部弯折”的各文字的左侧,并以白圈来显示。并且,确定按钮90A配置并显示于“防止膝部弯折”的文字的右下方。
另外,驱动控制器40在各选择按钮92A~92C中的任一个经由触摸面板77(参照图20)被按下的情况下,在所按下的选择按钮之中显示黑圆点,将选择了显示于黑圆点的右侧的训练的目的的主旨报告给使用者。
接着,如图25所示,在步骤S1019中,驱动控制器40判定确定按钮90A是否经由触摸面板77(参照图20)被按下。而且,在判定为确定按钮90A未被按下的情况下(S1019:否),驱动控制器40再次执行步骤S1018及其以后的处理。
另一方面,在判定为确定按钮90A经由触摸面板77被按下的情况下(S1019:是),驱动控制器40将在各选择按钮92A~92C中的显示有黑圆点的选择按钮的右侧显示的训练的目的作为选择出的训练的目的而存储于未图示的RAM,之后进入步骤S1020。例如,如图30所示,在选择按钮92A被按下而显示有黑圆点的状态下,按下了确定按钮90A的情况下,驱动控制器40将“防止绊倒”作为选择出的训练的目的而存储于未图示的RAM,之后进入步骤S1020。
在步骤S1020中,驱动控制器40从RAM再次读出所选择出的训练的目的,并从设置于存储器44的目的类负荷图案存储部44A(参照图20)读出与该训练的目的对应地预先设定的目的负荷图案,并将其作为执行的目的负荷图案而存储于未图示的RAM,之后结束该子处理。例如,如图30所示,在选择出的训练的目的为“防止绊倒”的情况下,驱动控制器40如图22所示地从目的类负荷图案存储部44A(参照图20)读出与“防止绊倒”对应的目的负荷图案101A,并将其作为执行的目的负荷图案而存储于未图示的RAM,之后结束该子处理。
另一方面,在上述步骤S1016中判定为选择出的训练不为“目的类训练”的情况下(S1016:否),驱动控制器40进入步骤S1021。在步骤S1021中,驱动控制器40从未图示的RAM读出肌肉类标志,将肌肉类标志设定为开启,而再次存储于未图示的RAM,之后进入步骤S1022。
在步骤S1022中,驱动控制器40将肌肉类训练选择画面88C(参照图31)显示于监视器78。这里,基于图31对肌肉类训练选择画面88C的一个例子进行说明。如图31所示,在监视器78的显示画面的中央部,沿上下方向配置有作为以分别独立地锻炼腿部肌肉为目的的多种训练的对象的肌肉名,并显示有被显示为可选择的选择窗口88D。
例如,在选择窗口88D中,表示训练对象的肌肉的“股内侧肌和股外侧肌”、“股直肌”、“股二头肌”、“胫骨前肌”、“比目鱼肌”等各肌肉名沿上下方向配置,并以可选择的方式被显示。另外,各选择按钮93A~93E等配置于“股内侧肌和股外侧肌”、“股直肌”、“股二头肌”、“胫骨前肌”、“比目鱼肌”等各肌肉名的左侧,并以白圈显示。并且,确定按钮90A配置并显示于选择窗口88D的右下方。
另外,驱动控制器40在各选择按钮93A~93E等中的任一个经由触摸面板77(参照图20)被按下的情况下,在所按下的选择按钮之中显示黑圆点,将显示于黑圆点的右侧的肌肉名的腿部肌肉被选择作为训练的对象的主旨报告给使用者。
接着,如图25所示,在步骤S1023中,驱动控制器40判定确定按钮90A是否经由触摸面板77(参照图20)被按下。而且,在判定为确定按钮90A未被按下的情况下(S1023:否),驱动控制器40再次执行步骤S1022及其以后的处理。
另一方面,在判定为确定按钮90A经由触摸面板77被按下的情况下(S1023:是),驱动控制器40将在各选择按钮93A~93E等中的显示有黑圆点的选择按钮的右侧显示的肌肉名的腿部肌肉,作为选择出的训练对象的肌肉而存储于未图示的RAM,之后进入步骤S1024。例如,如图31所示,在选择按钮93A被按下而显示有黑圆点的状态下,按下了确定按钮90A的情况下,驱动控制器40将“股内侧肌和股外侧肌”作为选择出的训练对象的肌肉而存储于未图示的RAM,之后进入步骤S1024。
在步骤S1024中,驱动控制器40再次从RAM读出所选择出的训练对象的肌肉,并从设置于存储器44的肌肉类负荷图案存储部44B(参照图20)读出以锻炼该训练对象的肌肉为目的的肌肉负荷图案,并将其作为执行的肌肉负荷图案存储于未图示的RAM,之后结束该子处理。例如,如图31所示,在选择出的训练对象的肌肉为“股内侧肌和股外侧肌”的情况下,驱动控制器40如图23所示地从肌肉类负荷图案存储部44B(参照图20)读出与“股内侧肌和股外侧肌”对应的肌肉负荷图案102A,并将其作为执行的肌肉负荷图案而存储于未图示的RAM,之后结束该子处理。
接下来,基于图26对在上述步骤S1400中驱动控制器40所执行的“训练模式4下的处理2”的子处理进行说明。此外,使再生电力回收器65进行动作,不与使用者的作用力对应地对步行辅助装置85产生辅助力。
如图26所示,在步骤S1411中,驱动控制器40从未图示的RAM读出表示普通训练的选择的普通标志,判定普通标志是否被设定成“开启”。而且,在判定为普通标志被设定成“开启”的情况下(S1411:是),驱动控制器40进入步骤S1412。
在步骤S1412~步骤S1414中,驱动控制器40执行上述步骤S410~步骤S430(参照图11)的处理,之后结束该子处理,并向整体处理(参照图24)返回。
因此,当使用者在上述步骤S210中选择了“普通训练”的情况下,驱动控制器40在训练模式4(TR4)(参照图8)中,一边使再生电力回收器65(参照图20)进行动作一边以恒定负荷使步行辅助装置85行进。其结果是,与辅助模式1(AM1)(参照图8)相比,使用者为了使步行辅助装置85行进,需要以更强的力推动或者拉动步行辅助装置85来步行。由此,能够对伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行)施加负荷。
另一方面,在上述步骤S1411中判定为普通标志被设定成“关闭”的情况下(S1411:否),驱动控制器40进入步骤S1415。在步骤S1415中,驱动控制器40(步行状态决定部86(参照图20))根据从照相机55(参照图20)输入的使用者的步行图像的图像处理结果、和从照相机55到使用者的腿的深度信息,决定使用者把持各固定把手20FR、20FL而步行时的一条腿、例如右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比(参照图21),并将其作为当前的步行状态的时间百分比而存储于未图示的RAM,之后进入步骤S1416。
此外,驱动控制器40(步行状态决定部86(参照图20))也可以根据从三轴加速度传感器96(参照图20)通过无线等输入的使用者95步行过程中的腰部的前后方向、左右方向、以及铅垂方向的各加速度,决定使用者把持各固定把手20FR、20FL而步行时的一条腿、例如右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比(参照图21),并将其存储于未图示的RAM,之后进入步骤S1416。
在步骤S1416中,驱动控制器40从未图示的RAM读出表示目的类训练的选择的目的类标志,判定目的类标志是否被设定成“开启”。而且,在判定为目的类标志被设定成“开启”的情况下(S1416:是),驱动控制器40进入步骤S1417。在步骤S1417中,驱动控制器40基于来自固定把手作用力检测器81c的信息,判定使用者对各固定把手20FR、20FL的作用力是否为前方向。
而且,在基于来自固定把手作用力检测器81c的信息而判定为使用者对各固定把手20FR、20FL的作用力为前方向的情况下(S1417:是),驱动控制器40进入步骤S1418。在步骤S1418中,驱动控制器40读出在上述步骤S1415中存储于未图示的RAM的当前的步行状态的时间百分比。而且,驱动控制器40从在上述步骤S1020中存储于未图示的RAM的目的负荷图案,读出与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷,计算与该负荷对应的目标前进速度(VfdR、VfdL),并将其存储于未图示的RAM,之后结束该子处理,向整体处理(参照图24)返回。
另一方面,在基于来自固定把手作用力检测器81c的信息而判定为使用者对各固定把手20FR、20FL的作用力不为前方向、即为后方向的情况下(S1417:否),驱动控制器40进入步骤S1419。在步骤S1419中,驱动控制器40读出在上述步骤S1415中存储于未图示的RAM的当前的步行状态的时间百分比。而且,驱动控制器40从在上述步骤S1020中存储于未图示的RAM的目的负荷图案,读出与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷,计算与该负荷对应的目标后退速度(VbdR、VbdL),并将其存储于未图示的RAM,之后结束该子处理,向整体处理(参照图24)返回。
因此,当使用者在上述步骤S1018~步骤S1019中选择了训练的目的的情况下,驱动控制器40基于与选择出的训练目的对应的目的负荷图案,一边使再生电力回收器65(参照图20)进行动作,一边以与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷使步行辅助装置85行进。
其结果是,使用者为了使步行辅助装置85行进,需要与对应于训练目的的负荷相对应地,把持各固定把手20FR、20FL并推动或者拉动步行辅助装置85而步行。由此,使用者通过选择“防止绊倒”等训练目的,能够在最佳的时机向与所希望的训练目的对应的腿部肌肉施加负荷,能够有效地锻炼与训练目的对应的腿部肌肉。
另一方面,在上述步骤S1416中判定为目的类标志被设定成“关闭”的情况下(S1416:否),驱动控制器40判定为肌肉类标志被设定成“开启”,然后进入步骤S1420。在步骤S1420中,驱动控制器40基于来自固定把手作用力检测器81c的信息,判定使用者对各固定把手20FR、20FL的作用力是否为前方向。
而且,在基于来自固定把手作用力检测器81c的信息,判定为使用者对各固定把手20FR、20FL的作用力为前方向的情况下(S1420:是),驱动控制器40进入步骤S1421。在步骤S1421中,驱动控制器40读出在上述步骤S1415中存储于未图示的RAM的当前的步行状态的时间百分比。而且,驱动控制器40从在上述步骤S1024中存储于未图示的RAM的肌肉负荷图案,读出与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷,计算与该负荷对应的目标前进速度(VfdR、VfdL),并将其存储于未图示的RAM,之后结束该子处理,向整体处理(参照图24)返回。
另一方面,在基于来自固定把手作用力检测器81c的信息而判定为使用者对各固定把手20FR、20FL的作用力不为前方向、即为后方向的情况下(S1420:否),驱动控制器40进入步骤S1422。在步骤S1422中,驱动控制器40读出在上述步骤S1415中存储于未图示的RAM的当前的步行状态的时间百分比。而且,驱动控制器40从在上述步骤S1024中存储于未图示的RAM的肌肉负荷图案,读出与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷,计算与该负荷对应的目标后退速度(VbdR、VbdL),并将其存储于未图示的RAM,之后结束该子处理,向整体处理(参照图24)返回。
因此,当使用者在上述步骤S1022~步骤S1023中选择了训练对象的肌肉的情况下,驱动控制器40基于与选择出的训练对象的肌肉对应的肌肉负荷图案,一边使再生电力回收器65(参照图20)进行动作,一边以与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷使步行辅助装置85行进。
其结果是,使用者为了使步行辅助装置85行进,需要与对应于训练对象的肌肉的负荷相对应地,把持各固定把手20FR、20FL并推动或者拉动步行辅助装置85而步行。由此,使用者通过选择“股内侧肌和股外侧肌”等想要锻炼的腿部肌肉,能够在最佳的时机向腿的想要锻炼的肌肉施加负荷,能够有效地对腿的想要锻炼的肌肉进行锻炼。
接下来,基于图27对在上述步骤S1500中驱动控制器40所执行的“训练模式3下的处理2”的子处理进行说明。此外,使再生电力回收器65进行动作,不与使用者的作用力对应地对步行辅助装置85产生辅助力。
如图27所示,在步骤S1511中,驱动控制器40执行上述步骤S610的处理,然后进入步骤S1512。具体而言,驱动控制器40对各把手移动限制器35R、35L进行驱动,对各可动把手20R、20L相对于各轨道30R、30L、即相对于框架50的移动进行限制(锁定),将其固定于规定的位置,然后进入步骤S1512。
在步骤S1512中,驱动控制器40从未图示的RAM读出表示普通训练的选择的普通标志,判定普通标志是否被设定成“开启”。而且,在判定为普通标志被设定成“开启”的情况下(S1512:是),驱动控制器40进入步骤S1513。在步骤S1513~步骤S1515中,驱动控制器40执行上述步骤S620~步骤S640(参照图11)的处理,之后结束该子处理,并向整体处理(参照图24)返回。
因此,当使用者在上述步骤S210中选择了“普通训练”的情况下,驱动控制器40在训练模式3(TR3)(参照图8)中,一边使再生电力回收器65(参照图20)进行动作一边以恒定负荷使步行辅助装置85行进。其结果是,与辅助模式2(AM2)(参照图8)相比,使用者为了使步行辅助装置85行进,需要以更强的力推动或者拉动步行辅助装置85来步行。由此,能够对伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(步行)施加负荷。
另一方面,在上述步骤S1512中判定为普通标志被设定成“关闭”的情况下(S1512:否),驱动控制器40进入步骤S1516。在步骤S1516中,驱动控制器40(步行状态决定部86(参照图20))根据从照相机55(参照图20)输入的使用者的步行图像的图像处理结果、和从照相机55到使用者的腿的深度信息,决定使用者把持各可动把手20R、20L而步行时的一条腿、例如右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比(参照图21),并将其作为当前的步行状态的时间百分比而存储于未图示的RAM,之后进入步骤S1517。
此外,驱动控制器40(步行状态决定部86(参照图20))也可以根据从三轴加速度传感器96(参照图20)通过无线等输入的使用者95步行过程中的腰部的前后方向、左右方向、以及铅垂方向的各加速度,决定使用者把持各可动把手20R、20L而步行时的一条腿、例如右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比(参照图21),并将其存储于未图示的RAM,之后进入步骤S1517。
在步骤S1517中,驱动控制器40从未图示的RAM读出表示目的类训练的选择的目的类标志,判定目的类标志是否被设定成“开启”。而且,在判定为目的类标志被设定成“开启”的情况下(S1517:是),驱动控制器40进入步骤S1518。在步骤S1518中,驱动控制器40基于来自可动把手作用力检测器81a的信息,判定使用者对各可动把手20R、20L的作用力是否为前方向。
而且,在基于来自可动把手作用力检测器81a的信息而判定为使用者对各可动把手20R、20L的作用力为前方向的情况下(S1518:是),驱动控制器40进入步骤S1519。在步骤S1519中,驱动控制器40读出在上述步骤S1516中存储于未图示的RAM的当前的步行状态的时间百分比。而且,驱动控制器40从在上述步骤S1020中存储于未图示的RAM的目的负荷图案,读出与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷,计算与该负荷对应的目标前进速度(VfdR、VfdL),并将其存储于未图示的RAM,之后结束该子处理,向整体处理(参照图24)返回。
另一方面,在基于来自可动把手作用力检测器81a的信息而判定为使用者对各可动把手20R、20L的作用力不为前方向、即为后方向的情况下(S1518:否),驱动控制器40进入步骤S1520。在步骤S1520中,驱动控制器40读出在上述步骤S1516中存储于未图示的RAM的当前的步行状态的时间百分比。而且,驱动控制器40从在上述步骤S1020中存储于未图示的RAM的目的负荷图案,读出与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷,计算与该负荷对应的目标后退速度(VbdR、VbdL),并将其存储于未图示的RAM,之后结束该子处理,向整体处理(参照图24)返回。
因此,当使用者在上述步骤S1018~步骤S1019中选择了训练的目的的情况下,驱动控制器40基于与选择出的训练目的对应的目的负荷图案,一边使再生电力回收器65(参照图20)进行动作,一边以与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷使步行辅助装置85行进。
其结果是,使用者为了使步行辅助装置85行进,需要与对应于训练目的的负荷相对应地,把持被固定的各可动把手20R、20L并推动或者拉动步行辅助装置85来步行。由此,使用者通过选择“防止绊倒”等训练目的,能够在最佳的时机向与所希望的训练目的对应的腿部肌肉施加负荷,能够有效地锻炼与训练目的对应的腿部肌肉。
另一方面,在上述步骤S1517中判定为目的类标志被设定成“关闭”的情况下(S1517:否),驱动控制器40判定为肌肉类标志被设定成“开启”,然后进入步骤S1521。在步骤S1521中,驱动控制器40基于来自可动把手作用力检测器81a的信息,判定使用者对各可动把手20R、20L的作用力是否为前方向。
而且,在基于来自可动把手作用力检测器81a的信息而判定为使用者对各可动把手20R、20L的作用力为前方向的情况下(S1521:是),驱动控制器40进入步骤S1522。在步骤S1522中,驱动控制器40读出在上述步骤S1516中存储于未图示的RAM的当前的步行状态的时间百分比。而且,驱动控制器40从在上述步骤S1024中存储于未图示的RAM的肌肉负荷图案,读出与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷,计算与该负荷对应的目标前进速度(VfdR、VfdL),并将其存储于未图示的RAM,之后结束该子处理,向整体处理(参照图24)返回。
另一方面,在基于来自可动把手作用力检测器81a的信息而判定为使用者对各可动把手20R、20L的作用力不为前方向、即为后方向的情况下(S1521:否),驱动控制器40进入步骤S1523。在步骤S1523中,驱动控制器40读出在上述步骤S1516中存储于未图示的RAM的当前的步行状态的时间百分比。而且,驱动控制器40从在上述步骤S1024中存储于未图示的RAM的肌肉负荷图案,读出与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷,计算与该负荷对应的目标后退速度(VbdR、VbdL),并将其存储于未图示的RAM,之后结束该子处理,向整体处理(参照图24)返回。
因此,当使用者在上述步骤S1022~步骤S1023中选择了训练对象的肌肉的情况下,驱动控制器40基于与选择出的训练对象的肌肉对应的肌肉负荷图案,一边使再生电力回收器65(参照图20)进行动作,一边以与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷使步行辅助装置85行进。
其结果是,使用者为了使步行辅助装置85行进,需要与对应于训练对象的肌肉的负荷相对应地,把持被固定的各可动把手20R、20L并推动或者拉动步行辅助装置85来步行。由此,使用者通过选择“股内侧肌和股外侧肌”等想要锻炼的腿部肌肉,能够在最佳的时机向腿的想要锻炼的肌肉施加负荷,能够有效地锻炼腿的想要锻炼的肌肉。
接下来,基于图28对在上述步骤S1600中驱动控制器40所执行的“训练模式1下的处理2”的子处理进行说明。此外,使再生电力回收器65进行动作,不对使用者的作用力产生辅助力。如图28所示,在步骤S1611中,驱动控制器40执行上述步骤S705的处理,然后进入步骤S1612。具体而言,驱动控制器40从存储器44取得步行辅助装置85的行进速度(VdR、VdL),并将其存储于未图示的RAM,之后进入步骤S1612。
在步骤S1612中,驱动控制器40从未图示的RAM读出表示普通训练的选择的普通标志,判定普通标志是否被设定成“开启”。而且,在判定为普通标志被设定成“开启”的情况下(S1612:是),驱动控制器40进入步骤S1613。在步骤S1613中,驱动控制器40执行上述步骤S710的处理,之后进入后述的步骤S1618。具体而言,驱动控制器40以向各可动把手20R、20L的移动施加由负荷量/辅助量变更器74(参照图20)导出的负荷量的负荷的方式控制各马达32R、32L,然后进入后述的步骤S1618。
因此,当使用者在上述步骤S210中选择了“普通训练”的情况下,驱动控制器40在训练模式1(TR1)(参照图8)中,使再生电力回收器65(参照图20)进行动作,并利用各马达32R、32L对各可动把手20R、20L的前后方向的移动施加恒定的负荷,使步行辅助装置85行进。
其结果是,与训练模式2(TR2)(参照图8)相比,使用者为了使步行辅助装置85行进,需要以更强的力使各可动把手20R、20L前后移动。由此,能够对伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作(摆臂步行)施加负荷。另外,能够对越野行走等撑着手杖而步行的状态进行模拟,能够通过与腿同步地正确摆臂的更高品质的自然步行来进行锻炼腿部肌肉的训练。
另一方面,在上述步骤S1612中判定为普通标志被设定成“关闭”的情况下(S1612:否),驱动控制器40进入步骤S1614。在步骤S1614中,驱动控制器40(步行状态决定部86(参照图20))根据从可动把手移动量检测器81b输入的各可动把手20R、20L相对于各轨道30R、30L的移动位置、移动量、移动速度,决定使用者把持各可动把手20R、20L并摆动手臂而步行时的一条腿、例如右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比(参照图21),并将其作为当前的步行状态的时间百分比而存储于未图示的RAM,之后进入步骤S1615。
在步骤S1615中,驱动控制器40从未图示的RAM读出表示目的类训练的选择的目的类标志,判定目的类标志是否被设定成“开启”。而且,在判定为目的类标志被设定成“开启”的情况下(S1615:是),驱动控制器40进入步骤S1616。
在步骤S1616中,驱动控制器40读出在上述步骤S1614中存储于未图示的RAM的当前的步行状态的时间百分比。而且,驱动控制器40从在上述步骤S1020中存储于未图示的RAM的目的负荷图案,读出与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷。接着,驱动控制器40一边使再生电力回收器65(参照图20)进行动作,一边以对各可动把手20R、20L的移动施加与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷的方式控制马达32R、32L,然后进入后述的步骤S1618。
因此,当使用者在上述步骤S1018~步骤S1019中选择了训练的目的的情况下,驱动控制器40基于与选择出的训练目的对应的目的负荷图案,一边使再生电力回收器65(参照图20)进行动作,一边利用各马达32R、32L对各可动把手20R、20L的前后方向的移动施加与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷,使步行辅助装置85行进。
其结果是,使用者为了使步行辅助装置85行进,需要与对应于训练目的的负荷相对应地,使各可动把手20R、20L前后移动来步行,并向前方推动步行辅助装置85。由此,使用者通过选择“防止绊倒”等训练目的,能够在最佳的时机向与所希望的训练目的对应的腿部肌肉施加负荷,能够有效地锻炼与训练目的对应的腿部肌肉。另外,能够对越野行走等撑着手杖而步行的状态进行模拟,能够通过与腿同步地正确摆臂的更高品质的自然步行,进行有效地锻炼与训练目的对应的腿部肌肉的训练。
另一方面,在上述步骤S1615中判定为目的类标志被设定成“关闭”的情况下(S1615:否),驱动控制器40判定为肌肉类标志被设定成“开启”,然后进入步骤S1617。在步骤S1617中,驱动控制器40读出在上述步骤S1614中存储于未图示的RAM的当前的步行状态的时间百分比。
而且,驱动控制器40从在上述步骤S1024中存储于未图示的RAM的肌肉负荷图案,读出与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷。接着,驱动控制器40一边使再生电力回收器65(参照图20)进行动作,一边以对各可动把手20R、20L的移动施加与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷的方式控制马达32R、32L,然后进入后述的步骤S1618。
因此,当使用者在上述步骤S1022~步骤S1023中选择了训练对象的肌肉的情况下,驱动控制器40基于与选择出的训练对象的肌肉对应的肌肉负荷图案,一边使再生电力回收器65(参照图20)进行动作,一边利用各马达32R、32L对各可动把手20R、20L的前后方向的移动施加与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷,使步行辅助装置85行进。
其结果是,使用者为了使步行辅助装置85行进,需要与对应于训练对象的肌肉的负荷相对应地,使各可动把手20R、20L前后移动来步行,并向前方推动步行辅助装置85。由此,使用者通过选择“股内侧肌和股外侧肌”等想要锻炼的腿部肌肉,能够在最佳的时机向腿的想要锻炼的肌肉施加负荷,能够有效地锻炼腿的想要锻炼的肌肉。另外,能够对越野行走等撑着手杖而步行的状态进行模拟,能够通过与腿同步地正确摆臂的更高品质的自然步行,进行有效地锻炼腿的想要锻炼的肌肉的训练。
接着,如图28所示,在步骤S1618~步骤S1622中,驱动控制器40执行上述步骤S715~步骤S735(参照图13)的处理。而且,在步骤S1623中,驱动控制器40执行上述步骤S1200(参照图15)的处理。之后,在步骤S1624~步骤S1628中,驱动控制器40执行上述步骤S740~步骤S760(参照图13)的处理。
而且,在步骤S1629中,驱动控制器40执行上述步骤S1300(参照图15)的处理。接着,在步骤S1630~步骤S1634中,驱动控制器40执行上述步骤S765~步骤S785(参照图13)的处理,之后结束该子处理,向整体处理(参照图24)返回。
对本发明的实施方式的效果进行说明。
如以上说明的那样,在将步行辅助装置的动作模式切换至训练模式的情况下,在使用者对把持部进行把持而使步行辅助装置前进或者后退时,步行辅助装置能够对伴随步行而产生的使用者的身体的动作(步行、摆臂)施加负荷。另外,在切换至辅助模式的情况下,在使用者对把持部进行把持而使步行辅助装置前进或者后退时,步行辅助装置能够对伴随步行而产生的使用者的身体的动作(步行)减轻负荷。由此,能够在辅助使用者的步行的同时,施加适度的负荷而抑制使用者的体力的衰减(维持体力)。
本发明的步行辅助装置并不限定于在上述第一实施方式以及上述第二实施方式中说明的结构、构造、形状、处理顺序等,能够在不变更本发明的要旨的范围内进行各种变更、追加、删除。
(A)在上述第一实施方式以及上述第二实施方式中,对将各步行辅助装置10、85形成为四轮车而设置有两个驱动轮的例子进行了说明,但也可以使步行辅助装置形成为三轮车,使左右的二轮为驱动轮,使剩下的一轮为脚轮。另外,本发明也能够应用于对独立步行进行辅助的步行车、对老年人的步行进行辅助且能够装载货物的老人车、手推车。
(B)在上述第一实施方式以及上述第二实施方式的说明中,使用积分进行评价速度的计算,但也可以通过其他的方法来求出。
(C)在上述第二实施方式所涉及的步行辅助装置85中,驱动控制器40利用三轴加速度/角速度传感器52对步行辅助装置85所行进的倾斜面的倾斜角进行检测。而且,当步行辅助装置85正在倾斜面行进的情况下,驱动控制器40也可以在各训练模式1、3、4中,根据倾斜面的倾斜角而调整再生电力回收器65、各马达32R、32L所产生的负荷。
例如,当步行辅助装置85正在上倾倾斜面行进的情况下,驱动控制器40也可以在各训练模式1、3、4中,根据倾斜角而使再生电力回收器65、各马达32R、32L所产生的负荷相比与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷而减少。
另外,当步行辅助装置85正在下倾倾斜面行进的情况下,驱动控制器40也可以在各训练模式1、3、4中,根据倾斜角而使再生电力回收器65、各马达32R、32L所产生的负荷相比与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷而增加。由此,步行辅助装置85能够使各训练模式1、3、4下的负荷在倾斜面的情况下也为恒定,能够有效地锻炼腿的想要锻炼的肌肉。
(D)在上述第二实施方式所涉及的步行辅助装置85中,驱动控制器40从动作履历信息58读出各训练模式1、3、4下的步行距离、或步行时间、或者经过时间。而且,驱动控制器40也可以根据步行距离、或步行时间、或者经过时间,调整再生电力回收器65、各马达32R、32L所产生的负荷。
例如,在各训练模式1、3、4下的步行时间超过规定时间(例如,约15分钟)的情况下,也可以使再生电力回收器65、各马达32R、32L所产生的负荷减少至约50%~30%。由此,驱动控制器40能够与各训练模式1、3、4下的经过时间对应地变更负荷的大小,能够根据腿部肌肉的疲劳而有效地进行训练。
(E)在上述第二实施方式所涉及的步行辅助装置85中,驱动控制器40也可以将由行进速度取得器56R和行进速度取得器56L检测到的朝向前方的行进速度作为使用者的步行速度而存储于未图示的RAM。而且,驱动控制器40也可以在各训练模式1、3、4中,与使用者的步行速度对应地变更再生电力回收器65、各马达32R、32L所产生的负荷。
例如,也可以在各训练模式1、3、4中,在使用者的步行速度较快时、即步行辅助装置85的行进速度在规定速度以上、例如在时速3km~4km以上的情况下,使再生电力回收器65、各马达32R、32L所产生的负荷相比与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷而增加约30%~50%左右。另外,例如也可以在各训练模式1、3、4中,在使用者的步行速度较慢时、即步行辅助装置85的行进速度不足规定速度、例如不足时速1km的情况下,使再生电力回收器65、各马达32R、32L所产生的负荷相比与当前的步行状态的时间百分比对应的负荷而减少约30%~50%左右。
由此,驱动控制器40能够在各训练模式1、3、4下的使用者的步行速度较慢时,以使负荷变小的方式进行变更,并且在使用者的步行速度较快时,以使负荷变大的方式进行变更,从而能够更加有效地锻炼腿的想要锻炼的肌肉。
(F)另外,例如,上述第二实施方式所涉及的步行辅助装置85也可以代替存储器44的肌肉类负荷图案存储部44B,而将图32所示的步行周期/肌肉活动相关信息103存储于存储器(肌肉活动相关信息存储器)44。
而且,在上述步骤S1024中,驱动控制器40再次从RAM读出所选择出的训练对象的肌肉。接着,驱动控制器40也可以基于步行周期/肌肉活动相关信息103所储存的训练对象的肌肉的“肌肉活动的强度”,制作以锻炼该训练对象的肌肉为目的的肌肉负荷图案,并将其作为执行的肌肉负荷图案而存储于未图示的RAM,之后结束上述训练种类选择处理的子处理。
这里,基于图32对步行周期/肌肉活动相关信息103进行说明。如图32所示,步行周期/肌肉活动相关信息103储存有针对每种腿部肌肉设定的与各肌肉的一个步行周期的步行状态的时间百分比相对的表示“肌肉活动的强度”的多个肌肉活动图案103A、103B···等。
例如,肌肉活动图案103A是与“胫骨前肌”的一个步行周期的步行状态的时间百分比相对的“肌肉活动的强度”。具体而言,肌肉活动图案103A在将一个步行周期设为“100%”的时间百分比下,在一个步行周期中的步行状态的时间百分比为作为脚部支承期的约50%~约58%时,使肌肉活动的强度急剧增加,之后在作为脚部支承期的约58%~作为脚部悬空期的约63%时,使肌肉活动的强度急剧减少。
另外,肌肉活动图案103B是与“比目鱼肌”的一个步行周期的步行状态的时间百分比相对的“肌肉活动的强度”。具体而言,肌肉活动图案103B在将一个步行周期设为“100%”的时间百分比下,在一个步行周期中的步行状态的时间百分比为作为脚部悬空期的约20%~约51%时,使肌肉活动的强度增加,之后在作为脚部悬空期的约51%~约53%时,使肌肉活动的强度急剧减少。
接下来,基于图23以及图32,对基于步行周期/肌肉活动相关信息103所储存的训练对象的肌肉的“肌肉活动的强度”,来制作以锻炼训练对象的肌肉为目的的肌肉负荷图案的一个例子进行说明。
例如,在制作图23所示的“胫骨前肌”的肌肉负荷图案102D的情况下,驱动控制器40首先使图32所示的“胫骨前肌”的肌肉活动图案103A的时间百分比为右腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比。然后,驱动控制器40制作在时间百分比为约50%~约58%时负荷急剧增加,之后在时间百分比为约58%~约63%时负荷急剧减少的右腿用的负荷图案(参照图23的肌肉负荷图案102D)。
接着,驱动控制器40也可以将该右腿用的负荷图案延迟半周期地,制作在时间百分比为约0%~约8%时负荷急剧增加,之后在时间百分比为约8%~约13%时负荷急剧减少的左腿用的负荷图案,并将其作为“胫骨前肌”的肌肉负荷图案102D而存储于未图示的RAM。即,驱动控制器40也可以使右腿用的负荷图案与左腿用的负荷图案重叠地,制作“胫骨前肌”的肌肉负荷图案102D,并将其存储于未图示的RAM。
由此,使用者在上述步骤S1022~步骤S1023中,借助肌肉类训练选择画面88C来选择腿部肌肉,从而自动地制成供驱动控制器40执行的肌肉负荷图案,由此能够有效地锻炼该选择出的左腿与右腿的肌肉。
此外,上述第二实施方式所涉及的步行辅助装置85也可以具备能够经由网络等与外部的未图示的服务器等进行通信的未图示的通信装置。另外,外部的未图示的服务器也可以构成为存储图32所示的步行周期/肌肉活动相关信息103。
而且,在上述步骤S1024中,驱动控制器40再次从RAM读出所选择出的训练对象的肌肉。接着,驱动控制器40也可以构成为经由未图示的通信装置而从外部的服务器等取得与该训练对象的肌肉对应的步行周期/肌肉活动相关信息103的“肌肉活动的强度”的数据。之后,驱动控制器40也可以基于从外部的服务器等取得的训练对象的肌肉的“肌肉活动的强度”,制作以锻炼该训练对象的肌肉为目的的肌肉负荷图案,并将其作为执行的肌肉负荷图案而存储于未图示的RAM,之后结束上述训练种类选择处理的子处理。
另外,未图示的外部的服务器等也可以针对左腿和右腿的多种肌肉,从由各肌肉的一个步行周期的步行状态的时间百分比和与该一个步行周期的步行状态的时间百分比相对的肌肉活动的强度的组合构成的大量的数据中,进行机器学习(监督学习)。而且,外部的服务器等也可以学习上述大量数据的组合中的特征,并生成构成图32所示的步行周期/肌肉活动相关信息103的与一个步行周期的步行状态的时间百分比相对的各肌肉的肌肉活动图案103A、103B等。
(G)另外,例如,在上述第二实施方式所涉及的步行辅助装置85中,作为表示腿的步行状态相当于一个步行周期中的哪个相位的指标,使用作为“0%”~“100%”的数值指标的时间百分比,但也可以将图21所示的“脚部支承期”、“脚部悬空期”等那样的文字数据(符号数据)作为指标来使用。例如,也可以使腿的步行状态位于一个步行周期中的“脚部支承期初期”等,决定一个步行周期中的步行状态的时间百分比。
另外,作为表示腿的步行状态相当于一个步行周期中的哪个相位的指标,也可以将图像等非数值/非符号的数据的匹配等作为指标来使用。作为非数值/非符号的数据的匹配,例如也可以将图21所示的一个步行周期中的各相位上的腿的步行状态的图像数据预先存储于存储器44,对照从照相机55输入的使用者的步行图像,根据与一个步行周期中的哪个图像数据最为相似,来决定一个步行周期中的步行状态的时间百分比。另外,也可以不是步行状态的图像数据本身,而是从图像抽出或者变换来的特征量(例如,腿的轮廓等)。另外,只要能够识别步行状态相当于一个步行周期中的哪个相位,则也可以是图像以外的非数值/非符号的数据。
(H)另外,例如在上述第二实施方式所涉及的步行辅助装置85中,如图21所示,将从右脚跟接地的开始点到该右脚跟再次接地的结束点为止的时间段作为右腿的一个步行周期,但并不限定于此,也可以将其他的步行状态作为开始点/结束点。驱动控制器40并不限定于右腿的一个步行周期,也可以将从左脚跟接地的开始点到该左脚跟再次接地的结束点为止的时间段作为左腿的一个步行周期,决定左腿的一个步行周期中的步行状态的时间百分比。

Claims (15)

1.一种步行辅助装置,其包括:
框架;
臂部,其设置于所述框架,具有能够供使用者把持的把持部;
多个车轮,它们设置于所述框架的下端,包括至少一个驱动轮;
驱动器,其驱动所述驱动轮而使步行辅助装置前进或者后退;
电池,其成为所述驱动器的电源;
驱动控制器,其控制所述驱动器;以及
动作模式切换器,
在所述步行辅助装置中,
所述步行辅助装置与把持所述把持部而步行的使用者一同前进或者后退,
所述动作模式切换器能够在对伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作施加负荷的训练模式、与减轻伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作的负荷的辅助模式之间进行切换。
2.根据权利要求1所述的步行辅助装置,其中,还包括:
状态检测器,其检测所述把持部的状态、所述步行辅助装置的状态、使用者的身体状态、使用者的周围的气氛环境状态中的至少一个状态;和
负荷量/辅助量变更器,其在所述训练模式的情况下,基于来自所述状态检测器的检测信号变更所述负荷的大小,在所述辅助模式的情况下,基于来自所述状态检测器的检测信号变更辅助力的大小。
3.根据权利要求2所述的步行辅助装置,其中,
在所述辅助模式的情况下,所述负荷量/辅助量变更器求出使伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作成为无负荷状态的动作的辅助力、或者与使伴随使用者的步行而产生的使用者的身体的动作成为无负荷状态的动作的辅助力相比增大了规定量的辅助力。
4.根据权利要求2所述的步行辅助装置,其中,
所述状态检测器包括如下检测器中的至少一个检测器,即:
把持部状态检测器,其对所述把持部的状态进行检测;
车身状态检测器,其对包含所述步行辅助装置的动作履历在内的所述步行辅助装置的状态进行检测;
身体状态检测器,其对包含使用者的身体信息履历在内的身体状态进行检测;以及
气氛环境状态检测器,其对使用者的周围的气氛环境状态进行检测,
所述负荷量/辅助量变更器在所述训练模式的情况下,基于来自所述至少一个检测器的检测信号变更所述负荷的大小,在所述辅助模式的情况下,基于来自所述至少一个检测器的检测信号变更所述辅助力的大小。
5.根据权利要求4所述的步行辅助装置,其中,
所述臂部具有:
把手引导器,其以沿着所述框架的前后方向延伸的方式,成左右一对地设置于所述框架;和
作为所述把持部的可动把手,其分别设置于各个所述把手引导器且能够沿着所述把手引导器在前后方向上移动,
所述把持部状态检测器具有:
可动把手移动量检测器,其对使用者把持所述可动把手并摆动手臂而步行时的手臂的位置、摆臂速度、摆臂幅度中的至少一个进行检测;和
可动把手作用力检测器,其对可动把手作用力进行检测,所述可动把手作用力是使用者将所把持的所述可动把手向前方推动的力以及向后方拉动的力,
所述把持部的状态是基于所述手臂的位置、所述摆臂速度、所述摆臂幅度、所述可动把手作用力中的至少一个求出的。
6.根据权利要求4所述的步行辅助装置,其中,
所述把持部具有分别固定于所述框架的成左右一对的固定把手,
所述把持部状态检测器具有固定把手作用力检测器,所述固定把手作用力检测器对固定把手作用力进行检测,所述固定把手作用力是使用者将所把持的所述固定把手向前方推动的力以及向后方拉动的力,
所述把持部的状态是基于所述固定把手作用力求出的。
7.根据权利要求4所述的步行辅助装置,其中,
所述负荷量/辅助量变更器具有学习器,
所述学习器基于使用所述气氛环境状态检测器检测到的使用者的周围的气氛环境状态、使用所述车身状态检测器检测到的所述步行辅助装置的动作履历、以及使用所述身体状态检测器检测到的使用者的身体状态和身体信息履历中的至少一个,在所述训练模式的情况下调整所述负荷的大小,在所述辅助模式的情况下调整所述辅助力的大小。
8.根据权利要求2所述的步行辅助装置,其中,
所述状态检测器具有:
动作状态检测器,其对使用者的手臂或者腿的动作状态进行检测;和
步行状态决定器,其基于由所述动作状态检测器检测到的所述手臂或者腿的动作状态,决定表示一个步行周期的相位的指标信息亦即所述一个步行周期中的步行状态的时间百分比,
在所述训练模式的情况下,所述负荷量/辅助量变更器与由所述步行状态决定器决定的所述一个步行周期中的步行状态的时间百分比对应地,变更所述负荷的大小。
9.根据权利要求8所述的步行辅助装置,其中,
所述步行状态决定器基于由所述动作状态检测器检测到的所述手臂或者腿的动作状态,决定一条腿的所述一个步行周期中的步行状态的时间百分比。
10.根据权利要求8所述的步行辅助装置,其中,
所述臂部具有:
把手引导器,其以沿着所述框架的前后方向延伸的方式,成左右一对地设置于所述框架;和
作为所述把持部的可动把手,其分别设置于各个所述把手引导器且能够沿着所述把手引导器在前后方向上移动,
所述动作状态检测器具有可动把手移动量检测器,所述可动把手移动量检测器对使用者把持所述可动把手并摆动手臂而步行时的手臂的位置、摆臂速度、摆臂幅度中的至少一个进行检测,
所述步行状态决定器在由所述可动把手移动量检测器检测到所述手臂的位置、所述摆臂速度,所述摆臂幅度中的至少一个的情况下,基于由所述可动把手移动量检测器检测到的所述手臂的位置、所述摆臂速度、所述摆臂幅度中的至少一个,决定所述一个步行周期中的步行状态的时间百分比。
11.根据权利要求10所述的步行辅助装置,其中,
还包括一对可动把手驱动器,所述一对可动把手驱动器使一对所述可动把手分别沿着所述把手引导器在前后方向上移动,
在所述训练模式的情况下,所述负荷量/辅助量变更器对一对所述可动把手驱动器以及所述驱动器进行驱动,变更所述负荷的大小。
12.根据权利要求8所述的步行辅助装置,其中,
所述动作状态检测器具有设置于所述框架并对使用者的腿进行摄像的摄像器、或者被使用者携带的加速度传感器,
所述步行状态决定器基于由所述摄像器摄像到的所述腿的状态、或者由所述加速度传感器测量出的加速度,决定所述一个步行周期中的步行状态的时间百分比。
13.根据权利要求2~12中任一项所述的步行辅助装置,其中,
所述训练模式包括根据预先设定的负荷图案施加所述负荷的多个训练种类,
所述负荷量/辅助量变更器具有从多个所述训练种类接受一个训练种类的选择的选择接受器,
在所述训练模式的情况下,所述负荷量/辅助量变更器根据与由所述选择接受器接受到的一个所述训练种类对应的所述负荷图案,变更所述负荷的大小。
14.根据权利要求8~12中任一项所述的步行辅助装置,其中,
所述训练模式包括根据针对腿的每种肌肉与所述一个步行周期对应地设定的负荷图案来施加所述负荷的多个训练种类,
所述负荷量/辅助量变更器具有从多个所述训练种类接受一个训练种类的选择的选择接受器,
在所述训练模式的情况下,所述负荷量/辅助量变更器根据与由所述选择接受器接受到的一个所述训练种类对应的所述负荷图案,与由所述步行状态决定器决定的所述一个步行周期中的步行状态的时间百分比对应地变更所述负荷的大小。
15.根据权利要求8~12中任一项所述的步行辅助装置,其中,
在所述训练模式的情况下,所述负荷量/辅助量变更器以使所述一个步行周期中的步行状态的时间百分比与仅单脚接地的单脚支承的时间百分比对应的第一负荷,大于所述一个步行周期中的步行状态的时间百分比与双脚接地的双脚支承的时间百分比对应的第二负荷的方式进行设定。
CN201910137412.2A 2018-02-27 2019-02-25 步行辅助装置 Active CN110192968B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018033292 2018-02-27
JP2018-033292 2018-02-27
JP2018164901A JP7155765B2 (ja) 2018-02-27 2018-09-03 歩行支援装置
JP2018-164901 2018-09-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110192968A true CN110192968A (zh) 2019-09-03
CN110192968B CN110192968B (zh) 2023-03-07

Family

ID=65628565

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910137412.2A Active CN110192968B (zh) 2018-02-27 2019-02-25 步行辅助装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11439566B2 (zh)
EP (1) EP3530253B1 (zh)
CN (1) CN110192968B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113367940A (zh) * 2021-06-04 2021-09-10 芜湖拓谷机器人科技有限公司 一种便于辅助行走的智慧养老扶手架

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6887274B2 (ja) * 2017-03-21 2021-06-16 パナソニック株式会社 歩行支援ロボット及び歩行支援方法
JP7024498B2 (ja) * 2018-02-27 2022-02-24 株式会社ジェイテクト 歩行支援装置
US10966897B2 (en) * 2019-07-02 2021-04-06 Mike Bankowski Automated walker assembly
EP3987906B1 (en) * 2019-07-25 2024-04-17 Nanjing Chervon Industry Co., Ltd. Walk-behind self-propelled work machine
JP7389966B2 (ja) * 2019-11-22 2023-12-01 スズキ株式会社 歩行補助車両
KR102498983B1 (ko) * 2020-11-24 2023-02-16 한국생산기술연구원 전방향 이동식 트레드밀 장치

Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998000087A1 (fr) * 1996-06-28 1998-01-08 Hitachi, Ltd. Dispositif d'assistance au corps humain
JP3156367B2 (ja) * 1992-06-02 2001-04-16 株式会社日立製作所 歩行介助装置
JP2003047635A (ja) * 2001-08-06 2003-02-18 Kochi Univ Of Technology 歩行訓練機
JP2006006384A (ja) * 2004-06-22 2006-01-12 Yaskawa Electric Corp 歩行訓練装置
KR100717397B1 (ko) * 2006-07-19 2007-05-11 한국산업기술대학교산학협력단 로드셀을 이용한 노약자의 보행보조로봇에 장착되는보행의지파악 시스템
JP2007176212A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Daisho Sangyo Kk 半制動手段付きキャスター及び歩行補助車
JP2007301071A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Toyota Motor Corp 歩行介助装置
JP2009247411A (ja) * 2008-04-01 2009-10-29 Soai:Kk 移動式歩行訓練機及び歩行補助機
JP2011036375A (ja) * 2009-08-10 2011-02-24 Honda Motor Co Ltd トレーニング装置
JP2011115323A (ja) * 2009-12-02 2011-06-16 Nakamura Sangyo Gakuen 歩行介助ロボット
TW201212904A (en) * 2010-09-29 2012-04-01 Univ Chaoyang Technology Electric walking aid with pressure sensing device
US20150051519A1 (en) * 2012-03-29 2015-02-19 GaitTronics inc. Control system and device for patient assist
US20150053042A1 (en) * 2013-08-09 2015-02-26 Funai Electric Co., Ltd. Hand cart
US20150060175A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 Funai Electric Co., Ltd. Walking assistance moving vehicle
CN104856843A (zh) * 2015-06-03 2015-08-26 天津科技大学 协调四肢型康复学步车
US20150335940A1 (en) * 2014-05-21 2015-11-26 Cynthia Louise Johnson Patient aid devices, particularly for mobile upper extremity support in railed devices such as parallel bars and treadmills
WO2015181996A1 (ja) * 2014-05-26 2015-12-03 シャープ株式会社 歩行補助装置
CN105250118A (zh) * 2014-07-08 2016-01-20 株式会社捷太格特 护理支援装置
WO2016136370A1 (ja) * 2015-02-25 2016-09-01 シャープ株式会社 操作力検出装置および当該操作力検出装置を備える歩行補助装置
CN105963107A (zh) * 2015-03-10 2016-09-28 株式会社捷太格特 摆动关节装置、步行辅助装置、输送装置、机械手以及脚力支援装置
WO2017032376A1 (en) * 2015-08-21 2017-03-02 Birgitte Vangsgaard Wheeled walking aid
DE202016107450U1 (de) * 2016-12-28 2017-05-19 Firitech Oy Persönliche Gehunterstützungsvorrichtung
WO2017104847A1 (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 Cyberdyne株式会社 歩行トレーニングシステム及び歩行トレーニング器
CN107206907A (zh) * 2014-11-24 2017-09-26 极步公司 机动车轮的设备和方法
CN107536697A (zh) * 2016-06-29 2018-01-05 松下知识产权经营株式会社 行走辅助机器人和行走辅助方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6296263B1 (en) * 2000-08-22 2001-10-02 Theodore L. Schultz Wheeled triple leg walker folding tray
US20080129016A1 (en) * 2006-01-31 2008-06-05 Phillip Minyard Willis Mobile support assembly
US7669863B2 (en) * 2006-01-24 2010-03-02 Rensselaer Polytechnic Institute Walker with lift-assisting seat assembly
WO2008096210A1 (en) * 2007-02-10 2008-08-14 Roy Rodetsky Powered mobile lifting, gait training and omnidirectional rolling apparatus and method
US8007409B2 (en) * 2007-11-06 2011-08-30 Ellis Joseph K Exercise treadmill for simulating a pushing action and exercise method therefor
US7708120B2 (en) * 2007-08-17 2010-05-04 Eli Einbinder Electronically controlled brakes for walkers
US7900940B1 (en) * 2007-09-12 2011-03-08 Vidmar David J Pedestrian cycle
US8083239B2 (en) * 2008-10-08 2011-12-27 Evolution Technologies Inc. Foldable walker apparatus
KR101100712B1 (ko) * 2009-09-22 2011-12-30 김성윤 전자식 가속억제 및 충전 회로를 구비하는 보행보조기
US8151812B2 (en) * 2010-07-02 2012-04-10 Eli Razon Sit down and stand up walker with seat assembly
US8627909B2 (en) * 2010-07-20 2014-01-14 Lg Electronics Inc. Walking-assistant device
EP2954883B1 (en) * 2013-02-07 2024-03-06 FUJI Corporation Movement assistance robot
JP5706016B2 (ja) * 2014-03-19 2015-04-22 学校法人 中村産業学園 歩行介助ロボット
DE102015000270A1 (de) * 2014-11-11 2016-05-12 Bow2Go Gmbh Mobile Geh- und Transporthilfe-Vorrichtung
JP6620326B2 (ja) 2015-07-02 2019-12-18 Rt.ワークス株式会社 手押し車
DE102016201743B3 (de) 2016-02-04 2017-04-06 Kuka Roboter Gmbh Mobilitätsassistenzvorrichtung
JP6658077B2 (ja) 2016-02-25 2020-03-04 花王株式会社 つまずきリスクの評価方法
TWI657812B (zh) * 2017-11-14 2019-05-01 緯創資通股份有限公司 助行裝置
TWI671217B (zh) * 2018-03-23 2019-09-11 緯創資通股份有限公司 移動載具與傳動總成
US20190290958A1 (en) * 2018-03-26 2019-09-26 Khaled M. Shahriar Bilateral left and right brain coordination activity system
JP7300101B2 (ja) * 2019-05-08 2023-06-29 スズキ株式会社 電動歩行補助車
JP7389966B2 (ja) * 2019-11-22 2023-12-01 スズキ株式会社 歩行補助車両

Patent Citations (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3156367B2 (ja) * 1992-06-02 2001-04-16 株式会社日立製作所 歩行介助装置
WO1998000087A1 (fr) * 1996-06-28 1998-01-08 Hitachi, Ltd. Dispositif d'assistance au corps humain
JP2003047635A (ja) * 2001-08-06 2003-02-18 Kochi Univ Of Technology 歩行訓練機
JP2006006384A (ja) * 2004-06-22 2006-01-12 Yaskawa Electric Corp 歩行訓練装置
JP2007176212A (ja) * 2005-12-27 2007-07-12 Daisho Sangyo Kk 半制動手段付きキャスター及び歩行補助車
JP2007301071A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Toyota Motor Corp 歩行介助装置
KR100717397B1 (ko) * 2006-07-19 2007-05-11 한국산업기술대학교산학협력단 로드셀을 이용한 노약자의 보행보조로봇에 장착되는보행의지파악 시스템
JP2009247411A (ja) * 2008-04-01 2009-10-29 Soai:Kk 移動式歩行訓練機及び歩行補助機
JP2011036375A (ja) * 2009-08-10 2011-02-24 Honda Motor Co Ltd トレーニング装置
JP2011115323A (ja) * 2009-12-02 2011-06-16 Nakamura Sangyo Gakuen 歩行介助ロボット
TW201212904A (en) * 2010-09-29 2012-04-01 Univ Chaoyang Technology Electric walking aid with pressure sensing device
US20150051519A1 (en) * 2012-03-29 2015-02-19 GaitTronics inc. Control system and device for patient assist
US20150053042A1 (en) * 2013-08-09 2015-02-26 Funai Electric Co., Ltd. Hand cart
US20150060175A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 Funai Electric Co., Ltd. Walking assistance moving vehicle
US20150335940A1 (en) * 2014-05-21 2015-11-26 Cynthia Louise Johnson Patient aid devices, particularly for mobile upper extremity support in railed devices such as parallel bars and treadmills
WO2015181996A1 (ja) * 2014-05-26 2015-12-03 シャープ株式会社 歩行補助装置
CN105250118A (zh) * 2014-07-08 2016-01-20 株式会社捷太格特 护理支援装置
CN107206907A (zh) * 2014-11-24 2017-09-26 极步公司 机动车轮的设备和方法
WO2016136370A1 (ja) * 2015-02-25 2016-09-01 シャープ株式会社 操作力検出装置および当該操作力検出装置を備える歩行補助装置
CN105963107A (zh) * 2015-03-10 2016-09-28 株式会社捷太格特 摆动关节装置、步行辅助装置、输送装置、机械手以及脚力支援装置
CN104856843A (zh) * 2015-06-03 2015-08-26 天津科技大学 协调四肢型康复学步车
WO2017032376A1 (en) * 2015-08-21 2017-03-02 Birgitte Vangsgaard Wheeled walking aid
WO2017104847A1 (ja) * 2015-12-18 2017-06-22 Cyberdyne株式会社 歩行トレーニングシステム及び歩行トレーニング器
CN107536697A (zh) * 2016-06-29 2018-01-05 松下知识产权经营株式会社 行走辅助机器人和行走辅助方法
DE202016107450U1 (de) * 2016-12-28 2017-05-19 Firitech Oy Persönliche Gehunterstützungsvorrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113367940A (zh) * 2021-06-04 2021-09-10 芜湖拓谷机器人科技有限公司 一种便于辅助行走的智慧养老扶手架

Also Published As

Publication number Publication date
EP3530253B1 (en) 2021-06-02
US11439566B2 (en) 2022-09-13
CN110192968B (zh) 2023-03-07
US20190262216A1 (en) 2019-08-29
EP3530253A1 (en) 2019-08-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110192968A (zh) 步行辅助装置
CN110192969A (zh) 步行支援装置
EP3622936B1 (en) Walking assist device
CN112043556A (zh) 康复训练系统和存储有康复训练的评价程序的可供计算机读取的存储介质
US20110152709A1 (en) Mobile body control device and mobile body control method
CN109259987A (zh) 辅助装置和辅助方法
CZ20033436A3 (cs) Hůl
CN112070823A (zh) 一种基于视频识别的汽车智能座舱调节方法、装置和系统
CN106473493A (zh) 生活辅助系统、方法以及自动升降型椅子
CN111407590A (zh) 一种上下肢训练装置、系统及方法
JP7155765B2 (ja) 歩行支援装置
US10967935B2 (en) Creation device, component control device, creation method, component control method and computer program
JP2022014054A (ja) アシスト装置
CN110680682A (zh) 步行支援装置
CN108618940A (zh) 行走辅助机器人以及行走辅助方法
CN110192967A (zh) 步行支援装置
JP2022030236A (ja) アシスト装置
JP7163713B2 (ja) 歩行支援装置
US20220000701A1 (en) Assist device
CN113509349A (zh) 一种关节康复设备及其控制方法
CN114377369B (zh) 一种用于滑雪板的智能辅助装置
KR102266596B1 (ko) 3축 시뮬레이터 기반의 헬스케어 사이클링 시스템
CN114377370B (zh) 一种滑雪板的智能控制方法
JP2019198517A (ja) 歩行支援装置
JP2022017725A (ja) 歩行能力評価システム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Aichi Prefecture, Japan

Applicant after: JTEKT Corp.

Address before: Osaka, Japan

Applicant before: JTEKT Corp.

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant