CN111671620A - 动作支援装置的控制装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种动作支援装置的控制装置,其可在安装了动作支援装置的用户执行规定动作时,迅速且适当地支援所述规定。动作控制装置(10)推测用户(M)是否处于立位状态,算出用户(M)的腰部的x轴方向速度(V_Wx)及其绝对值(VA_Wx),当(V_Wx)<0及(VA_Wx)>(Vjud1)已成立时,推测用户(M)的蹲下动作已从立位状态开始,在用户(M)的蹲下动作被推测已开始的情况下,以支援蹲下动作的方式控制步行助动装置(1)。
Description
技术领域
本发明涉及一种支援用户的规定动作的动作支援装置的控制装置。
背景技术
以往,已知有专利文献1中记载的动作推测方法。在所述动作推测方法中,将一个便携式终端安装在用户的大腿部,根据所述便携式终端内的加速度传感器的检测信号,推测用户的动作。具体而言,根据加速度传感器的检测信号,算出三轴方向(xyz轴方向)的加速度,并根据这些加速度的绝对值的大小关系的变化等,推测用户的姿势是否已在“站立姿势”与“坐下姿势”及“蹲下姿势”的一者之间转变。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1:日本专利特开2018-15023号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
根据所述以往的动作推测方法,使用一个加速度传感器,推测用户的动作的转变,因此存在如下所述的问题。即,只要用户的姿势大幅度变化,且三轴方向的加速度的绝对值的大小关系不大幅度变化,就无法推测动作的开始。即,存在推测用户的动作开始之前需要时间这一问题。
因此,当将所述动作推测方法应用于支援用户的步行动作等的动作支援装置的控制装置时,推测用户的动作开始之前需要时间,由此无法迅速地执行动作支援,反倒存在动作支援装置自身阻碍用户的动作的可能性。
本发明是为了解决所述课题而成者,其目的在于提供一种动作支援装置的控制装置,所述动作支援装置可在安装了动作支援装置的用户执行规定动作时,迅速且适当地支援所述规定动作。
[解决问题的技术手段]
为了达成所述目的,本发明是一种动作支援装置的控制装置,其是为了支援用户M的至少下半身的动作而安装在用户M上的动作支援装置(步行助动装置1)的控制装置10,其特征在于包括:第一动作传感器(左脚动作传感器26),可检测用户M的左脚底部的动作;第二动作传感器(右脚动作传感器27),可检测用户M的右脚底部的动作;第三动作传感器(腰动作传感器28),可检测用户M的腰部的动作;立位状态推测部(助动控制器11,步骤7~步骤8),对应于第一动作传感器~第三动作传感器的检测信号,推测用户M是否处于立位状态;腰移动状态参数计算部(助动控制器11),对应于第三动作传感器的检测信号,算出表示用户M的腰部的移动状态的腰移动状态参数(腰部的x轴方向速度V_Wx、腰部的x轴方向速度的绝对值VA_Wx、腰部的y轴方向速度的绝对值VA_Wy);动作推测部(助动控制器11,步骤40~步骤43),在用户M被推测处于立位状态的情况下,当腰移动状态参数已变成表示用户M的腰部的朝后方及横向的一方的移动的规定范围内的值时,推测用户M的规定动作已从立位状态开始;以及控制部(助动控制器11,步骤90~步骤96),在用户M的规定动作被推测已开始的情况下,以支援规定动作的方式控制动作支援装置。
根据所述动作支援装置的控制装置,对应于第一动作传感器~第三动作传感器的检测信号,推测用户M是否处于立位状态。在此情况下,第一动作传感器~第三动作传感器分别可检测左脚底部、右脚底部及腰部的动作(运动),因此可根据左脚底部及右脚底部及腰部的位置关系,高精度地推测用户是否处于立位状态。而且,对应于第三动作传感器的检测信号,算出表示用户的腰部的移动状态的腰移动状态参数,在用户被推测处于立位状态的情况下,当腰移动状态参数已变成表示用户的腰部的朝后方及横向的一方的移动的规定范围内的值时,推测用户的规定动作已从立位状态开始。
在此情况下,通过本申请人的实验而获得了如下的见解:当人从立位状态开始规定动作(例如,蹲下动作或步行动作)时,首先执行腰部的朝后方或横向的移动动作(参照后述的图4、图6、图7)。因此,可将腰移动状态参数已变成表示用户的腰部的朝后方及横向的一方的移动的规定范围内的值作为条件,高精度地推测用户的规定动作已从立位状态开始。进而,在如以上那样高精度地推测用户的规定动作已从立位状态开始的情况下,以支援规定动作的方式控制动作支援装置,因此可通过动作支援装置来迅速且适当地支援用户的规定动作。
在本发明中,优选动作推测部在腰移动状态参数已变成表示用户M的腰部的朝后方的移动的规定范围内的值时(步骤55、步骤56为是(YES)时),推测作为用户M的规定动作的蹲下动作已从立位状态开始(步骤41),控制部在用户M的蹲下动作被推测已从立位状态开始的情况下,以支援蹲下动作的方式控制动作支援装置(步骤93~步骤94)。
如上所述,通过本申请人的实验而获得了如下的见解:当用户从立位状态开始蹲下动作时,首先执行腰部的朝后方的移动动作(参照后述的图4)。因此,根据所述动作支援装置的控制装置,当腰移动状态参数已变成表示用户的腰部的朝后方的移动的规定范围内的值时,推测作为用户的规定动作的蹲下动作已从立位状态开始,因此可高精度地执行所述推测。进而,在如以上那样高精度地推测用户的蹲下动作的开始的情况下,以支援所述蹲下动作的方式控制动作支援装置,因此当用户开始蹲下动作时,可通过动作支援装置来迅速且适当地支援所述蹲下动作(另外,本说明书中的“蹲下动作”是指从立位状态至完全地变成蹲下状态为止的一系列的动作)。
在本发明中,优选进而包括:第四动作传感器(头动作传感器29),可检测用户M的头部的动作;以及前倾角度计算部(助动控制器11),对应于第四动作传感器的检测信号,算出用户M的头部的前倾角度θhead;动作推测部在用户M被推测处于立位状态的情况下,当腰移动状态参数变成规定范围内的值,并且用户M的头部的前倾角度θhead已变成第二规定范围内的值时(步骤51、步骤55~步骤56为是时),推测用户M的蹲下动作已从立位状态开始(步骤58)。
根据所述动作支援装置的控制装置,在用户被推测处于立位状态的情况下,当腰移动状态参数变成规定范围内的值,并且用户的头部的前倾角度已变成第二规定范围内的值时,推测用户的蹲下动作已从立位状态开始。在此情况下,通过本申请人的实验而获得了如下的见解:当人从立位状态开始蹲下动作时,除了所述用户的腰部的朝后方的移动动作以外,伴随用户的头部的前倾动作(参照后述的图4)。因此,如上所述,除了用户的腰部的朝后方的移动动作以外,将头部的前倾动作作为条件,推测从立位状态的蹲下动作的开始,因此可进一步提高其推测精度。由此,可进一步提高动作支援装置的控制精度。
在本发明中,优选动作推测部在用户M被推测处于立位状态的情况下,当腰移动状态参数已变成表示腰部的朝横向的移动的规定范围内的值时(步骤71为是时),推测作为用户M的规定动作的步行动作已从立位状态开始(步骤73),控制部在用户M的步行动作被推测已从立位状态开始的情况下,以支援步行动作的方式控制动作支援装置(步骤91~步骤92)。
如上所述,通过本申请人的实验而获得了如下的见解:当人从立位状态开始步行动作时,首先执行腰的朝横向的移动动作(参照后述的图6、图7)。因此,根据所述动作支援装置的控制装置,当腰移动状态参数已变成表示腰部的朝横向的移动的规定范围内的值时,推测作为用户的规定动作的步行动作已从立位状态开始,因此可高精度地执行所述推测。进而,在如以上那样高精度地推测用户的步行动作的开始的情况下,以支援所述步行动作的方式控制动作支援装置,因此当用户开始步行动作时,可通过动作支援装置来迅速且适当地支援所述步行动作(另外,本说明书中的“步行动作”是指从立位状态至完全地变成步行状态为止的一系列的动作)。
在本发明中,优选动作推测部在用户M被推测处于立位状态的情况下,当腰移动状态参数已变成表示腰部的朝横向的移动的规定范围内的值、且已变成表示腰部的朝前方的移动的第三规定范围内的值时(步骤70~步骤71为是时),推测用户M的步行动作已从立位状态开始。
通过本申请人的实验而获得了如下的见解:当人从立位状态开始步行动作时,除了腰部的朝横向的移动以外,首先执行腰部的朝前方的移动(参照后述的图7)。因此,根据所述动作支援装置的控制装置,当腰移动状态参数已变成表示腰部的朝横向的移动的规定范围内的值、且已变成表示腰部的朝前方的移动的第三规定范围内的值时,推测用户的步行动作已从立位状态开始,因此可进一步提高其推测精度。由此,可进一步提高动作支援装置的控制精度。
为了达成所述目的,本发明的另一形态是一种动作支援装置的控制装置,其是为了支援用户M的至少下半身的动作而安装在用户M上的动作支援装置(步行助动装置1)的控制装置10,其特征在于包括:第一动作传感器(左脚动作传感器26),可检测用户M的左脚底部的动作;第二动作传感器(右脚动作传感器27),可检测用户M的右脚底部的动作;第三动作传感器(腰动作传感器28),可检测用户M的腰部的动作;第四动作传感器(头动作传感器29),可检测用户M的头部的动作;坐位状态推测部(助动控制器11,步骤5~步骤6),对应于第一动作传感器~第三动作传感器的检测信号,推测用户M是否处于坐位状态;前倾状态参数计算部(助动控制器11),对应于第三动作传感器及第四动作传感器的检测信号,算出表示用户M的上半身的前倾状态的前倾状态参数(上半身的前倾角度θupper);动作推测部(助动控制器11,步骤85、步骤87),在用户M被推测处于坐位状态的情况下,当前倾状态参数已变成表示用户M的上半身已前倾的第四规定范围内的值时,推测用户M的起立动作已从坐位状态开始;以及控制部(助动控制器11,步骤95~步骤96),在用户M的起立动作被推测已开始的情况下,以支援起立动作的方式控制动作支援装置。
根据所述动作支援装置的控制装置,对应于第一动作传感器~第三动作传感器的检测信号,推测用户是否处于坐位状态。在此情况下,第一动作传感器~第三动作传感器分别可检测左脚底部、右脚底部及腰部的动作,因此可根据左脚底部及右脚底部及腰部的位置关系,高精度地推测用户是否处于坐位状态。而且,对应于第三动作传感器及第四动作传感器的检测信号,算出表示用户的上半身的前倾状态的前倾状态参数,在用户被推测处于坐位状态的情况下,当前倾状态参数已变成表示用户的上半身已前倾的第四规定范围内的值时,推测作为用户的规定动作的起立动作已从坐位状态开始。
在此情况下,通过本申请人的实验而获得了如下的见解:当人从坐位状态开始起立动作时,首先执行使上身朝前方倾斜的动作,即头部与腰部以朝前后方向相互远离的方式移动的动作(参照后述的图5)。因此,可将前倾状态参数已变成表示用户的上半身已前倾的第四规定范围内的值作为条件,高精度地推测用户的起立动作是否已从坐位状态开始。进而,在高精度地推测用户的起立动作的开始的情况下,以支援所述起立动作的方式控制动作支援装置,因此当用户开始起立动作时,可通过动作支援装置来迅速且适当地支援所述起立动作(另外,本说明书中的“起立动作”是指从坐位状态至完全地变成起立状态为止的一系列的动作)。
在本发明的另一形态中,优选进而包括前倾角度计算部(助动控制器11),所述前倾角度计算部对应于第四动作传感器(头动作传感器29)的检测信号,算出用户M的头部的前倾角度θhead,动作推测部在用户M被推测处于坐位状态的情况下,当前倾状态参数数已变成第四规定范围内的值、且头部的前倾角度已变成第五规定范围内的值时(步骤81、步骤85为是时),推测用户M的起立动作已从坐位状态开始(步骤87)。
根据所述动作支援装置的控制装置,在用户被推测处于坐位状态的情况下,当前倾状态参数数已变成第四规定范围内的值、且头部的前倾角度已变成第五规定范围内的值时,推测用户的起立动作已从坐位状态开始。在此情况下,通过本申请人的实验而获得了如下的见解:当人从坐位状态开始起立动作时,除了用户的上半身的前倾动作以外,伴随用户的头部的前倾动作(参照后述的图5)。因此,如上所述,除了用户的上半身的前倾动作以外,将头部的前倾动作作为条件,推测从坐位状态的起立动作的开始,因此可进一步提高其推测精度。由此,可进一步提高动作支援装置的控制精度。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的一实施方式的控制装置及应用其的步行助动装置的构成的立体图。
图2是步行助动装置的侧面图。
图3是表示控制装置的电气构成的框图。
图4是表示被试验者执行了蹲下动作时的姿势的变化的图。
图5是表示被试验者执行了起立动作时的姿势的变化的图。
图6是表示被试验者执行了步行动作时的姿势的变化的图。
图7是图6的横倾姿势C2的俯瞰图。
图8是表示动作状态推测处理的流程图。
图9是表示步行推测处理的流程图。
图10是表示动作开始推测处理的流程图。
图11是表示蹲下开始推测处理的流程图。
图12是表示步行开始推测处理的流程图。
图13是表示起立开始推测处理的流程图。
图14是表示助动控制处理的流程图。
图15是表示开始蹲下动作时的各种参数的推移的时序流程图。
[符号的说明]
M:用户
1:步行助动装置(动作支援装置)
10:控制装置
11:助动控制器(立位状态推测部、腰移动状态参数计算部、动作推测部、控制部、前倾角度计算部、坐位状态推测部、前倾状态参数计算部)
26:左脚动作传感器(第一动作传感器)
27:右脚动作传感器(第二动作传感器)
28:腰动作传感器(第三动作传感器)
29:头动作传感器(第四动作传感器)
V_Wx:腰部的x轴方向速度(腰移动状态参数)
VA_Wx:腰部的x轴方向速度的绝对值(腰移动状态参数)
VA_Wy:腰部的y轴方向速度的绝对值(腰移动状态参数)
θhead:头部的前倾角度
θupper:上半身的前倾角度(前倾状态参数)
具体实施方式
以下,一边参照附图,一边对本发明的一实施方式的动作支援装置的控制装置进行说明。如图1及图2所示,本实施方式的控制装置10是控制作为动作支援装置的步行助动装置1的动作状态者,首先对所述步行助动装置1进行说明。
所述步行助动装置1是帮助用户M的步行动作等的装置,且为包括作为动力源的驱动装置9(参照图3)的主动型的装置。另外,在以下的说明中,将步行助动装置1及安装其的用户M的前后方向称为“前后”,将左右方向称为“左右”,将上下方向称为“上下”。
具体而言,所述步行助动装置1例如与日本专利第4872821号中记载者同样地构成,因此此处省略其详细的说明,但其包括落座构件2及左右一对的腿连杆机构3、3。用户M在安装了步行助动装置1的情况下,变成落座在所述落座构件2的状态。
而且,腿连杆机构3、3分别包括第一关节部4、第一连杆构件5、第二关节部6及第二连杆构件7。第一连杆构件5经由第一关节部4而摆动自如地与落座构件2连结。进而,第一连杆构件5经由第二关节部6而转动自如地与第二连杆构件7连结。
而且,在各腿连杆机构3的第二连杆构件7的下端连结有鞋形的接地构件8。当将步行助动装置1安装在用户M上时,用户M的左右的脚底部插入接地构件8中。
进而,在腿连杆机构3安装有驱动装置9。所述驱动装置9是将电动机与减速齿轮机构(均未图示)组合而成者,与助动控制器11电性连接。驱动装置9如后述那样,由助动控制器11来控制,由此以与第一连杆构件5之间的角度变化的方式驱动第二连杆构件7。由此,产生如支撑用户M的体重的助动力,可帮助用户M的步行进行助动。
接下来,一边参照图3,一边对控制装置10进行说明。如此图所示,控制装置10包括助动控制器11及电池12,所述助动控制器11及电池12均内置在落座构件2中。
助动控制器11包含微型计算机,所述微型计算机包括:中央处理器(CentralProcessing Unit,CPU)、随机存取存储器(Random Access Memory,RAM)、只读存储器(ReadOnly Memory,ROM)、输入/输出(Input/Output,I/O)接口、无线通信电路及各种电路(均未图示)等,通过来自电池12的电力供给来运行。在所述ROM内,存储有用于执行后述的动作状态推测处理等的各种的程序。
另外,在本实施方式中,助动控制器11相当于立位状态推测部、腰移动状态参数计算部、动作推测部、控制部、前倾角度计算部、坐位状态推测部以及前倾状态参数计算部。
助动控制器11与左脚压力传感器20、右脚压力传感器21、左关节力传感器22、右关节力传感器23、落座力传感器24、夹持力传感器25、左脚动作传感器26、右脚动作传感器27、腰动作传感器28以及头动作传感器29电性连接。
左脚压力传感器20及右脚压力传感器21分别内置在左右的接地构件8、8的底部,检测作用于左右的接地构件8、8的底部的压力,并将表示这些压力的检测信号输出至助动控制器11。助动控制器11根据左脚压力传感器20、右脚压力传感器21的检测信号,判定用户M的左右的脚底部已被安装在接地构件8。
而且,左关节力传感器22及右关节力传感器23分别设置在左右的第二关节部6、6,检测作用于这些关节部的力,并将表示这些力的检测信号输出至助动控制器11。
进而,落座力传感器24检测作用于落座构件2与用户M的胯部之间的力,并将表示此力的检测信号输出至助动控制器11,夹持力传感器25检测作用于落座构件2的夹持部2a的力,并将表示此力的检测信号输出至助动控制器11。
另一方面,左脚动作传感器26及右脚动作传感器27是惯性测量单元(inertialmeasurement unit)型的传感器,分别设置在左右的接地构件8、8的脚底部,并且以与助动控制器11之间可进行无线通信的方式构成。左脚动作传感器26、右脚动作传感器27检测左右的接地构件8、8中的三轴(xyz轴)方向的加速度、三轴方向的旋转角及三轴方向的位置,并将表示它们的检测信号作为无线信号输出至助动控制器11。
助动控制器11根据左脚动作传感器26、右脚动作传感器27的检测信号,算出用户M的左右的脚底部中的三轴方向的速度及位置等。另外,在本实施方式中,左脚动作传感器26相当于第一动作传感器,右脚动作传感器27相当于第二动作传感器。
而且,腰动作传感器28也是惯性测量单元型的传感器,经由带等而安装在用户M的腰部,并且以与助动控制器11之间可进行无线通信的方式构成。所述腰动作传感器28检测用户M的腰部中的三轴(xyz轴)方向的加速度、三轴方向的旋转角及三轴方向的位置,并将表示它们的检测信号作为无线信号输出至助动控制器11。
助动控制器11根据腰动作传感器28的检测信号,算出用户M的腰部中的三轴方向的速度及位置等。另外,在本实施方式中,腰动作传感器28相当于第三动作传感器。
进而,头动作传感器29也是惯性测量单元型的传感器,经由帽子等而安装在用户M的头顶部,并且以与助动控制器11之间可进行无线通信的方式构成。所述头动作传感器29检测用户M的头顶部中的三轴(xyz轴)方向的加速度、三轴方向的旋转角及三轴方向的位置,并将表示它们的检测信号作为无线信号输出至助动控制器11。
助动控制器11根据头动作传感器29的检测信号,算出用户M的头部中的倾斜角度及位置等。在此情况下,用户M的头部中的倾斜角度以在前倾方向即鞠躬方向时表示正值的方式来算出。另外,在本实施方式中,头动作传感器29相当于第四动作传感器。
而且,在以上的四个动作传感器26~29的情况下,在安装了步行助动装置1的用户M处于立位状态的情况下,当将各传感器的安装位置作为原点时,将房间坐标系中的前后方向设定为X轴方向,将左右方向设定为y轴方向,将上下方向设定为z轴方向。而且,在各传感器中,关于x轴方向的检测值,将比原点更前方设定为正值,将比原点更后方设定为负值,关于y轴方向的检测值,将比原点更左方设定为正值,将比原点更右方设定为负值。进而,关于z轴方向的检测值,将比原点更上方设定为正值,将比原点更下方设定为负值。
助动控制器11对应于以上的四个动作传感器26~29的检测信号,如后述那样执行动作推测处理,并且对应于十个传感器20~29的检测信号,执行助动控制处理。
接下来,对助动控制器11中的动作推测的原理进行说明。首先,一边参照图4,一边对推测用户M是否已从立位状态开始蹲下动作的方法的原理进行说明。此图是利用动作捕捉方法,获取不需要步行助动装置1的健康的被试验者M2重复执行了许多次从立位状态至变成蹲下状态为止的蹲下动作时的姿势的变化,并将这些姿势的变化平均化来表示的图。
在此图中,COP表示地板反作用力作用点,Lc表示穿过腰动作传感器28的xyz轴的原点的垂直线(即z轴线)。而且,箭头Ar1表示腰部的x轴方向的移动速度,箭头Ar2表示腰部的z轴方向的移动速度,从地板反作用力作用点COP朝上方延长的箭头Ar3表示来自地板的反作用力。以上的点在后述的图5~图7中也一样。
如图4所示,在被试验者M2从立位状态执行蹲下动作的情况下,首先,被试验者M2从立位姿势A1仅使头部朝前方倾斜,由此其姿势变化成俯首姿势A2。接下来,被试验者M2从俯首姿势A2一边使腰朝后方移动,一边使上身前倾,由此其姿势变化成前倾姿势A3。随后,被试验者M2从前倾姿势A3使腰下沉,由此其姿势变化成稍微弯腰姿势A4,进一步使腰下沉,由此其姿势变化成稍微弯腰姿势A5。
并且,从所述稍微弯腰姿势A5进一步使腰下沉,由此被试验者M2的姿势最终到达蹲下姿势A6。由于如以上那样执行蹲下动作,因此可知在推测用户M是否已从立位状态开始蹲下动作的情况下,只要判定用户M的姿势是否已从立位姿势A1转变至前倾姿势A3为止即可。根据以上的原理,在本实施方式中,通过后述的推测方法来推测蹲下动作的开始。
接下来,一边参照图5,一边对推测用户M是否已从坐位状态开始起立动作的方法的原理进行说明。此图是利用动作捕捉方法,获取所述被试验者M2重复执行了许多次从坐位状态至变成立位状态为止的起立动作时的姿势的变化,并将这些姿势的变化平均化来表示的图。
如此图所示,在被试验者M2从坐位状态执行起立动作的情况下,首先,被试验者M2从坐位姿势B1仅使头部朝前方倾斜,由此其姿势变化成俯首姿势B2。接下来,被试验者M2从俯首姿势B2使上身前倾,由此其姿势转变成前倾姿势B3。随后,被试验者M2从前倾姿势B3使腰朝斜上方移动,由此被试验者M2的姿势转变成稍微弯腰姿势B4,从所述稍微弯腰姿势B4使腰朝上方移动,由此姿势转变成稍微弯腰姿势B5。
并且,被试验者M2从稍微弯腰姿势B5使腰进一步朝上方移动,由此被试验者M2的姿势最终到达立位姿势B6。由于如以上那样执行起立动作,因此可知在推测用户M是否已从坐位状态开始起立动作的情况下,只要判定用户M的姿势是否已从坐位姿势B1转变至前倾姿势B3为止即可。根据以上的原理,在本实施方式中,通过后述的推测方法来推测起立动作的开始。
接下来,一边参照图6及图7,一边对推测用户M是否已从立位状态开始步行动作的方法的原理进行说明。图6是利用动作捕捉方法,获取所述被试验者M2重复执行了许多次从立位状态至变成步行状态为止的步行开始动作时的姿势的变化,并将这些姿势的变化平均化来表示的图,图7是从上方观察图6的横倾姿势C2的图。
如图6所示,在被试验者M2从立位状态执行步行动作的情况下,首先,被试验者M2从立位姿势C1使腰部朝斜上方(图6及图7为右斜前方)移动,由此其姿势变化成横倾姿势C2。接下来,被试验者M2抬起与使腰移动的方向相反侧的脚,由此其姿势转变成抬脚姿势C3。随后,虽然未图示,但被试验者M2一边使已抬起的脚着地,一边使腰朝脚着地的方向移动,由此被试验者M2转变成步行动作状态。
由于如以上那样通过被试验者M2来执行步行动作,因此可知只要判定用户M的姿势是否已从立位姿势C1转变至横倾姿势C2为止即可。根据以上的原理,在本实施方式中,通过后述的推测方法来推测起立动作的开始。
接下来,一边参照图8,一边对动作状态推测处理进行说明。此动作状态推测处理是推测安装了步行助动装置1的用户M(以下仅称为“用户M”)的动作状态的处理,通过助动控制器11以规定的控制周期来执行。另外,将在以下的说明中算出及设定的各种值设为存储在助动控制器11的RAM内者。
如此图所示,首先执行步行推测处理(图8/步骤1)。此步行推测处理是推测用户M是否处于步行状态的处理,具体而言,如图9所示那样执行。
如此图所示,首先判定VA_LFx<Vlow、VA_LFy<Vlow及VA_LFz<Vlow是否均成立(图9/步骤20)。在此情况下,VA_LFx表示用户M的左脚底部的x轴方向速度的绝对值,VA_LFy表示用户M的左脚底部的y轴方向速度的绝对值,VA_LFz表示用户M的左脚底部的z轴方向速度的绝对值,这些值根据左脚动作传感器26的检测信号来算出。而且,Vlow是Vlow≒0成立的正的规定值。
当所述判定为否定时(图9/步骤20…否),即用户M的左脚底部处于移动状态时,推测用户M为步行中,为了对其加以表示,将步行中标记F_WALK设定成“1”,同时将步行结束标记F_WALK_END及停止中标记F_STOP均设定成“0”(图9/步骤21)。随后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为肯定时(图9/步骤20…是),即用户M的左脚底部处于停止状态时,判定VA_RFx<Vlow、VA_RFy<Vlow及VA_RFz<Vlow是否均成立(图9/步骤22)。在此情况下,VA_RFx表示用户M的右脚底部的x轴方向速度的绝对值,VA_RFy表示用户M的右脚底部的y轴方向速度的绝对值,VA_RFz表示用户M的右脚底部的z轴方向速度的绝对值,这些值根据右脚动作传感器27的检测信号来算出。
当所述判定为否定时(图9/步骤22…否),即用户M的右脚底部处于移动状态时,推测用户M为步行中,为了对其加以表示,如所述那样将步行中标记F_WALK设定成“1”,同时将步行结束标记F_WALK_END及停止中标记F_STOP均设定成“0”(图9/步骤21)。随后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为肯定时(图9/步骤22…是),即用户M的左脚底部及右脚底部均处于停止状态时,判定步行结束标记F_WALK_END是否为“1”(图9/步骤23)。
当所述判定为否定时(图9/步骤23…否),判定存储在RAM的停止中标记F_STOP是否为“0”(图9/步骤24)。
当所述判定为肯定时(图9/步骤24…是),即在本次的控制时机,用户M的左脚底部及右脚底部均已变成停止状态时,为了对其加以表示,将停止中标记F_STOP设定成“1”(图9/步骤25)。接下来,将停止计数器的计数值的前次值CTz设定成值0(图9/步骤26)。
另一方面,当所述判定为否定时(图9/步骤24…否),即在前次以前的控制时机,用户M的左脚底部及右脚底部均已变成停止状态时,将停止计数器的计数值的前次值CTz设定成存储在RAM的停止计数器的计数值的本次值CT(图9/步骤27)。
在如以上那样将停止计数器的计数值的前次值CTz设定成值0或本次值CT后,将停止计数器的计数值的本次值CT设定成所述前次值CTz与值1的和CTz+1(图9/步骤28)。即,使停止计数器的计数值的本次值CT增加值1。
接下来,判定停止计数器的计数值的本次值CT是否大于规定停止值Cstop(图9/步骤29)。当所述判定为否定时(图9/步骤29…否),直接结束本处理。
另一方面,当所述判定为肯定时(图9/步骤29…是),判定用户M已结束步行,为了对其加以表示,将步行结束标记F_WALK_END设定成“1”(图9/步骤30)。
当如所述那样将步行结束标记F_WALK_END设定成“1”时、或当所述判定为肯定时(图9/步骤23…是),紧接着为了表示用户M并非步行中,将步行中标记F_WALK设定成“0”,同时将停止中标记F_STOP重置成“0”(图9/步骤31)。随后,结束本处理。
回到图8,在如以上那样执行步行推测处理(图8/步骤1)后,判定所述步行中标记F_WALK是否为“1”(图8/步骤2)。当所述判定为肯定时(图8/步骤2…是),即推测用户M为步行中时,直接结束本处理。
另一方面,当所述判定为否定(图8/步骤2…否),推测用户M并非步行中时,判定P_W>P_LF及P_W>P_RF是否均成立(图8/步骤3)。在此情况下,P_W是用户M的腰部的位置,根据腰动作传感器28的检测信号来算出。而且,P_LF是用户M的左脚底部的位置,根据左脚动作传感器26的检测信号来算出。进而,P_RF是用户M的右脚底部的位置,根据右脚动作传感器27的检测信号来算出。
当所述判定为肯定时(图8/步骤3…是),将腰部高度偏差DH设定成最大腰部高度H_W_max与腰部高度H_W的偏差H_W_max-H_W(图8/步骤4)。所述最大腰部高度H_W_max是用户M处于立位状态时的腰部的高度,在步行助动装置1的安装时的初始化处理时设定。而且,腰部高度H_W是用户M的当前的腰部的高度,根据腰动作传感器28的检测信号来算出。
接下来,判定腰部高度偏差DH是否大于规定的坐位判定值Dsit(图8/步骤5)。当所述判定为肯定时(图8/步骤5…是),推测用户M处于坐位状态,为了对其加以表示,将坐位状态标记F_SIT设定成“1”,将立位状态标记F_STAND设定成“0”(图8/步骤6)。随后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为否定(图8/步骤5…否),DH≦Dsit成立时,判定腰部高度偏差DH是否大于规定的立位判定值Dstand(图8/步骤7)。所述立位判定值Dstand以Dstand<Dsit成立的方式设定。
当所述判定为肯定时(图8/步骤7…是),推测用户M处于立位状态,为了对其加以表示,将立位状态标记F_STAND设定成“1”,将坐位状态标记F_SIT设定成“0”(图8/步骤8)。随后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为否定,P_W≦P_LF及P_W≦P_RF的至少一者成立时(图8/步骤3…否)、或当Dsit≦DH≦Dstand成立时(图8/步骤7…是),推测用户M不处于坐位状态及立位状态的任一者,为了对其加以表示,将坐位状态标记F_SIT及立位状态标记F_STAND均设定成“0”(图8/步骤9)。随后,结束本处理。
如上所述,在所述动作状态推测处理中,当推测用户M处于步行状态时,将步行中标记F_WALK设定成“1”,当推测用户M处于坐位状态时,将坐位状态标记F_SIT设定成“1”,并且当推测用户M处于立位状态时,将立位状态标记F_STAND设定成“1”。
接下来,一边参照图10,一边对动作开始推测处理进行说明。此动作开始推测处理是利用基于所述推测原理的方法,推测安装了步行助动装置1的用户M(以下仅称为“用户M”)的动作开始的处理,通过助动控制器11以规定的控制周期来执行。
如此图所示,首先判定所述立位状态标记F_STAND是否为“1”(图10/步骤40)。当所述判定为肯定(图8/步骤40…是),推测用户M处于立位状态时,执行蹲下开始推测处理(图10/步骤41)。
所述蹲下开始推测处理是推测处于立位状态的用户M是否已开始蹲下动作的处理,具体而言,如图11所示那样执行。如此图所示,首先判定头部前倾标记F_HEAD_DWN是否为“1”(图11/步骤50)。
当所述判定为否定时(图11/步骤50…否),判定θhead>θjud是否成立(图11/步骤51)。所述θhead是用户M的头部的前倾角度,根据头动作传感器29的检测信号来算出。而且,θjud是用于判定用户M是否正朝前侧俯首的判定值。
当所述判定为否定(图11/步骤51…否),用户M未朝前侧俯首时,为了对其加以表示,将头部前倾标记F_HEAD_DWN设定成“0”(图11/步骤52)。接下来,推测用户M未开始蹲下动作,为了对其加以表示,将蹲下开始标记F_SIT_ST设定成“0”(图11/步骤53)。随后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为肯定(图11/步骤51…是),θhead>θjud成立时,推测用户M已朝前侧俯首,为了对其加以表示,将头部前倾标记F_HEAD_DWN设定成“1”(图11/步骤54)。
当如以上那样已将头部前倾标记F_HEAD_DWN设定成“1”时,或当所述判定为肯定(图11/步骤50…是),在前次以前的时机已将头部前倾标记F_HEAD_DWN设定成“1”时,紧接着判定V_Wx<0是否成立(图11/步骤55)。所述V_Wx是用户M的腰部的x轴方向速度,根据腰动作传感器28的检测信号来算出。
当所述判定为否定时(图11/步骤55…否),如所述那样将蹲下开始标记F_SIT_ST设定成“0”(图11/步骤53)后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为肯定时(图11/步骤55…是),即推测用户M正使腰部朝后方移动时,判定VA_Wx>Vjud1是否成立(图11/步骤56)。所述VA_Wx是用户M的腰部的x轴方向速度的绝对值,Vjud1是用于判定用户M是否正使腰部确实地朝后方移动的规定的判定值。另外,在本实施方式中,腰部的x轴方向速度V_Wx及其绝对值VA_Wx相当于腰移动状态参数。
当所述判定为否定时(图11/步骤56…否),如所述那样将蹲下开始标记F_SITST将设定成“0”(图11/步骤53)后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为肯定时(图11/步骤56…是),即推测用户M正使腰部确实地朝后方移动时,判定TMsit>Tjud1是否成立(图11/步骤57)。所述TMsit是V_Wx<0&VA_Wx>Vjud1成立的状态的经过时间,Tjud1是用于判定用户M是否正使腰部确实地朝后方移动的规定的判定值。
当所述判定为否定时(图11/步骤57…否),如所述那样将蹲下开始标记F_SIT_ST设定成“0”(图11/步骤53)后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为肯定时(图11/步骤57…是),推测用户M已开始蹲下动作,为了对其加以表示,将蹲下开始标记F_SIT_ST设定成“1”,同时将头部前倾标记F_HEAD_DWN重置成“0”(图11/步骤58)。随后,结束本处理。
回到图10,如以上那样执行蹲下开始推测处理(图10/步骤41)后,判定所述蹲下开始标记F_SIT_ST是否为“1”(图10/步骤42)。当所述判定为肯定(图10/步骤42…是),推测用户M已开始蹲下动作时,直接结束本处理。
另一方面,当所述判定为否定时(图10/步骤42…否),执行步行开始推测处理(图10/步骤43)。此步行开始推测处理是推测处于立位状态的用户M是否已开始步行动作的处理,具体而言,如图12所示那样执行。
如此图所示,首先判定V_Wx>Vjud2是否成立(图12/步骤70)。所述Vjud2是用于判定用户M的腰部是否正确实地朝前方移动的规定的判定值。
当所述判定为否定时(图12/步骤70…否),即推测用户M的腰部未朝前方移动时,推测用户M未开始步行动作,为了对其加以表示,将步行开始标记F_WALK_ST设定成“0”(图12/步骤74)。随后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为肯定时(图12/sTEP70…是),判定VA_wy>Vjud3是否成立(图12/步骤71)。所述VA_Wy是用户M的腰部的y轴方向速度的绝对值,Vjud3是用于判定用户M是否正使腰部确实地朝左右方向移动的规定的判定值。另外,在本实施形态中,腰部的y轴方向速度的绝对值VA_Wy相当于腰移动状态参数。
当所述判定为否定时(图12/步骤71…否),如所述那样将步行开始标记F_WALK_ST设定成“0”(图12/步骤74)后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为肯定(图12/步骤71…是),推测用户M正使腰部确实地朝左右方向移动时,判定TMwlk>Tjud2是否成立(图12/步骤72)。所述TMwlk是V_Wx>Vjud2&VA_Wy>Vjud3成立的状态的经过时间,Tjud2是用于判定用户M是否正使腰部确实地朝斜前方移动的规定的判定值。
当所述判定为否定时(图11/步骤72…否),如所述那样将步行开始标记F_WALK_ST设定成“0”(图12/步骤74)后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为肯定时(图11/步骤72…是),推测用户M已开始步行动作,为了对其加以表示,将步行开始标记F_WALK_ST设定成“1”(图12/步骤73)。随后,结束本处理。
回到图10,如以上那样执行步行开始推测处理(图10/步骤43)后,结束动作开始推测处理。
另一方面,当所述判定为否定(图10/步骤40…否),立位状态标记F_STAND为“0”时,判定所述坐位状态标记F_SIT是否为“1”(图10/步骤44)。当所述判定为否定(图10/步骤44…否),用户M不处于立位状态及坐位状态时,直接结束本处理。
另一方面,当所述判定为肯定(图10/步骤44…是),用户M处于坐位状态时,执行起立开始推测处理(图10/步骤45)。此起立开始推测处理是推测处于坐位状态的用户M是否已开始起立动作的处理,具体而言,如图13所示那样执行。
如此图所示,首先判定头部前倾标记F_HEAD_DWN是否为“1”(图13/步骤80)。
当所述判定为否定时(图13/步骤80…否),判定θhead>θjud是否成立(图13/步骤81)。当所述判定为否定(图13/步骤81…否),用户M未朝前侧俯首时,将头部前倾标记F_HEAD_DWN设定成“0”(图13/步骤82)。
接下来,推测用户M未开始起立动作,为了对其加以表示,将起立开始标记F_STA_ST设定成“0”(图13/步骤83)。随后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为肯定(图13/步骤81…是),θhead>θjud成立时,推测用户M已朝前侧俯首,为了对其加以表示,将头部前倾标记F_HEAD_DWN设定成“1”(图13/步骤84)。
当如以上那样已将头部前倾标记F_HEAD_DWN设定成“1”时,或当所述判定为肯定(图13/步骤80…是),在前次以前的时机已将头部前倾标记F_HEAD_DWN设定成“1”时,紧接着判定θupper>θjud2是否成立(图13/步骤85)。
所述θupper是用户M的上半身的前倾角度,根据腰动作传感器28及头动作传感器29的检测信号来算出。而且,θjud2是用于判定用户M是否已开始起立动作的规定的判定值。另外,在本实施方式中,上半身的前倾角度θupper相当于前倾状态参数。
当所述判定为否定时(图13/步骤85…否),如所述那样将起立开始标记F_STA_ST设定成“0”(图13/步骤83)后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为肯定时(图13/步骤85…是),即推测用户M正使上半身朝前方倾斜时,判定TMsta>Tjud2是否成立(图13/步骤86)。所述TMsta是θupper>θjud2成立的状态的经过时间,Tjud2是用于判定用户M是否正使上半身确实地朝前方倾斜的规定的判定值。
当所述判定为否定时(图13/步骤86…否),如所述那样将起立开始标记F_STA_ST设定成“0”(图13/步骤83)后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为肯定时(图13/步骤86…是),推测用户M已开始起立动作,为了对其加以表示,将起立开始标记F_STA_ST设定成“1”,同时将头部前倾标记F_HEAD_DWN重置成“0”(图13/步骤87)。随后,结束本处理。
回到图10,如以上那样执行起立开始推测处理(图10/步骤45)后,结束动作开始推测处理。如上所述,在图10的动作开始推测处理中,推测步行动作的开始、起立动作的开始及蹲下动作的开始等。
接下来,一边参照图14,一边对助动控制处理进行说明。此助动控制处理是对应于用户M的动作状态,控制步行助动装置1的处理,通过助动控制器11以规定的控制周期来执行。
如此图所示,首先判定所述步行中标记F_WALK是否为“1”(图14/步骤90)。当所述判定为肯定(图14/步骤90…是),用户M为步行中时,执行步行时控制处理(图14/步骤91)。
在所述步行时控制处理中,对应于所述各种传感器20~29的检测信号,以产生用于辅助/支援用户M的步行动作的助动力的方式控制驱动装置9。如以上那样执行步行时控制处理后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为否定(图14/步骤90…否),用户M并非步行中时,判定所述步行开始标记F_WALK_ST是否为“1”(图14/步骤92)。
当所述判定为肯定(图14/步骤92…是),用户M已开始步行动作时,如所述那样执行步行时控制处理(图14/步骤91)后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为否定时(图14/步骤92…否),判定所述蹲下开始标记F_SIT_ST是否为“1”(图14/步骤93)。当所述判定为肯定(图14/步骤93…是),用户M已开始蹲下动作时,执行蹲下时控制处理(图14/步骤94)。
在所述蹲下时控制处理中,对应于所述各种传感器20~29的检测信号,以产生用于辅助/支援用户M的蹲下动作的助动力的方式控制驱动装置9。如以上那样执行蹲下时控制处理后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为否定时(图14/步骤93…否),判定所述起立开始标记F_STA_ST是否为“1”(图14/步骤95)。当所述判定为肯定(图14/步骤95…是),用户M已开始起立动作时,执行起立时控制处理(图14/步骤96)。
在所述起立时控制处理中,对应于所述各种传感器20~29的检测信号,以产生用于辅助/支援用户M的起立动作的助动力的方式控制驱动装置9。如以上那样执行起立时控制处理后,结束本处理。
另一方面,当所述判定为否定时(图14/步骤95…否),执行通常控制处理(图14/步骤97)。在所述通常控制处理中,在必须要辅助/支援用户M的动作的情况下,对应于所述各种传感器20~29的检测信号,以产生助动力的方式控制驱动装置9。如以上那样执行通常控制处理后,结束本处理。
接下来,一边参照图15,一边对用户M已从立位状态执行蹲下动作时的各参数的推移等进行说明。另外,此图的VA_Wz表示用户M的腰部的z轴方向速度的绝对值,Vjudz是用于判定用户M是否已实际开始弯腰的规定的判定值。
如此图所示,在时刻t1处,伴随用户M开始蹲下动作,用户M的头部的前倾角度θhead开始增大。并且,在θhead>θjud已成立的时机(时刻t1),将头部前倾标记F_HEAD_DWN设定成“1”。
随后,用户M使腰部朝后方移动,由此VA_Wx>Vjud1成立(时刻t2)。并且,在从VA_Wx>Vjud1已成立的时机,经过了相当于判定值Tjud1的时间的时机(时刻t3),推测用户M已开始蹲下动作,由此将蹲下开始标记F_SIT_ST设定成“1”,同时将头部前倾标记F_HEAD_DWN设定成“0”。
由此,在所述时刻t3以后,执行蹲下时控制处理,由此辅助/支援用户M的蹲下动作。在此情况下,例如在VA_Wz>Vjudz成立,用户M的腰部已实际开始弯下的时机(时刻t4),开始步行助动装置1的控制的情况下,有可能在步行助动装置1实际产生助动力之前的期间内,步行助动装置1自身阻碍用户M的蹲下动作。
相对于此,根据本实施方式的控制装置10,在比用户M的腰部已实际开始弯下的时机(时刻t4)早的时机(时刻t3),执行蹲下时控制处理,因此可知不会产生如上所述的问题,可适当地支援/辅助用户M的蹲下动作。
如上所述,根据本实施方式的控制装置10,对应于左脚动作传感器26、右脚动作传感器27及腰动作传感器28的检测信号,推测用户M是否处于立位状态,并且推测用户M是否处于坐位状态。在此情况下,可根据左脚底部及右脚底部与腰部的位置关系、以及腰部的高度,高精度地推测用户M是否处于立位状态,并且可高精度地推测用户M是否处于坐位状态。
而且,对应于第三动作传感器28的检测信号,算出腰部的x轴方向速度V_Wx及其绝对值VA_Wx,对应于第四动作传感器29的检测信号,算出头部的前倾角度θhead。并且,在推测用户M处于立位状态的情况下,当θhead>θjud、V_Wx<0及VA_Wx>Vjud1均已成立时,推测用户M的蹲下动作已从立位状态开始。
在此情况下,如上所述,当人从立位状态开始蹲下动作时,首先执行头部的俯首动作及腰部的朝后方的移动动作,因此通过将所述条件(θhead>θjud、V_Wx<0、VA_Wx>Vjud1)已成立作为条件,可高精度地推测用户M的蹲下动作用户是否已从立位状态开始。
并且,在推测用户M的蹲下动作已开始的情况下,以支援蹲下动作的方式控制步行助动装置1,因此可通过步行助动装置1来迅速且适当地支援用户M的蹲下动作。
而且,在推测用户M处于立位状态的情况下,当V_Wx>Vjud2及VA_Wy>Vjud3均已成立时,推测用户M的步行动作已从立位状态开始。如上所述,当人从立位状态开始步行动作时,除了腰部的朝前方的移动以外,首先执行腰部的朝横向的移动,因此通过将所述条件(V_Wx>Vjud2及VA_Wy>Vjud3)已成立作为条件,可高精度地推测用户M的步行动作用户是否已从立位状态开始。
并且,在推测用户M的步行动作已开始的情况下,以支援步行动作的方式控制步行助动装置1,因此可通过步行助动装置1来迅速且适当地支援用户M的步行动作。
进而,对应于第三动作传感器28及第四动作传感器29的检测信号,算出上半身的前倾角度θupper,在推测用户M处于坐位状态的情况下,当θhead>θjud及θupper>θjud2均已成立时,推测用户M的起立动作已从坐位状态开始。
在此情况下,如上所述,当人从坐位状态开始起立动作时,首先执行头部的俯首动作及上身的前倾动作,因此通过将所述条件(θhead>θjud、θupper>θjud2)已成立作为条件,可高精度地推测用户M的起立动作是否已从坐位状态开始。
并且,在推测用户M的起立动作已开始的情况下,以支援起立动作的方式控制步行助动装置1,因此可通过步行助动装置1来迅速且适当地支援用户M的起立动作。
另外,在实施方式的图11的蹲下开始推测处理中,也能够以如下方式构成:省略步骤50~步骤52、步骤54的处理,并且将步骤56的判定值Vjud1设定成比图11大的值。其原因在于:根据用户M,存在以俯首姿势A2时的头部的倾斜小状态,从立位姿势A1转变至前倾姿势A3为止的情况,因此即便在省略是否已从立位姿势A1变化成俯首姿势A2的判定时,也可以高精度地推测蹲下动作的开始。
进而,在实施方式的图11的蹲下开始推测处理中,也能够以如下方式构成:代替步骤55、步骤56的判定处理,判定用户M的上身的倾斜角度是否超过了规定值、或判定用户M的上身的倾斜角速度是否超过了规定值,并且当这些判定为肯定时,执行步骤57。即便在如此构成的情况下,也可以高精度地推测蹲下动作的开始。
另一方面,在实施方式的图12的步行开始推测处理中,也能够以如下方式构成:省略步骤70的处理,并且将步骤71的判定值Vjud3设定成比图12大的值。其原因在于:根据用户M,存在从立位姿势C1转变成横倾姿势C2时朝前方的移动量小的情况,因此即便在省略用户M是否已朝前方移动的判定时,也可以高精度地推测步行动作的开始。
而且,在实施方式的图13的起立开始推测处理中,也能够以如下方式构成:省略步骤80~步骤82、步骤84的处理,并且将步骤85的判定值θjud2设定成比图13大的值。其原因在于:根据用户M,存在以俯首姿势B2时的头部的倾斜小的状态,从坐位姿势B1转变至前倾姿势B3为止的情况,因此即便在省略是否已从坐位姿势B1变化成俯首姿势B2的判定时,也可以高精度地推测起立动作的开始。
另一方面,实施方式是使用腰部的x轴方向速度V_Wx、腰部的x轴方向速度的绝对值VA_Wx、及腰部的y轴方向速度的绝对值VA_Wy作为腰移动状态参数的例子,但本发明的腰移动状态参数并不限定于这些参数,只要是表示用户的腰部的移动状态者即可。例如,作为腰移动状态参数,也可以使用腰部的x轴方向加速度及y轴方向速度、或它们的绝对值。
而且,实施方式是使用上半身的前倾角度θupper作为前倾状态参数的例子,但本发明的前倾状态参数并不限定于此,只要是表示用户M的上半身的前倾状态者即可。例如,作为前倾状态参数,也可以使用上半身的前倾角速度(或前倾角加速度),在此情况下,在实施方式的图13的起立开始推测处理中,也可以代替步骤85的判定处理,判定用户M的上身的前倾角速度(或前倾角加速度)是否超过了规定值。
进而,作为前倾状态参数,也可以使用用户M的上身的头部的中心位置与用户M的腰部的中心位置的位置关系,在此情况下,在实施方式的图13的起立开始推测处理中,只要代替步骤85的判定处理,判定上身的头部的中心位置是否比腰部的中心位置更靠前侧规定值即可。
而且,实施方式是使用主动型的步行助动装置1作为动作支援装置的例子,但本发明的动作支援装置并不限定于此,只要是支援人的至少下半身的动作者即可。例如,作为动作支援装置,也可以使用除了人的下半身以外,支援上半身的动作的主动型的助动装置。进而,作为动作支援装置,也可以使用不具有动力源的被动型的步行助动装置。
另一方面,实施方式是使用左脚动作传感器26作为第一动作传感器的例子,但本发明的第一动作传感器并不限定于此,只要是用于检测左脚底部的动作者即可。例如,作为第一动作传感器,也可以使用加速度传感器或陀螺传感器等。而且,也可以将左脚动作传感器26直接安装在用户的左脚底部。
而且,实施方式是使用右脚动作传感器27作为第二动作传感器的例子,但本发明的第二动作传感器并不限定于此,只要是用于检测右脚底部的动作者即可。例如,作为第二动作传感器,也可以使用加速度传感器或陀螺传感器等。而且,也可以将右脚动作传感器27直接安装在用户的右脚底部。
进而,实施方式是使用腰动作传感器28作为第三动作传感器的例子,但本发明的第三动作传感器并不限定于此,只要是用于检测腰部的动作者即可。例如,作为第三动作传感器,也可以使用加速度传感器或陀螺传感器等。而且,也可以将腰动作传感器28直接安装在步行助动装置1的落座构件2。
另一方面,实施方式是使用头动作传感器29作为第四动作传感器的例子,但本发明的第四动作传感器并不限定于此,只要是用于检测头部的动作者即可。例如,作为第四动作传感器,也可以使用加速度传感器或陀螺传感器等。
Claims (7)
1.一种动作支援装置的控制装置,其是为了支援用户的至少下半身的动作而安装在所述用户上的动作支援装置的控制装置,其特征在于包括:
第一动作传感器,能够检测所述用户的左脚底部的动作;
第二动作传感器,能够检测所述用户的右脚底部的动作;
第三动作传感器,能够检测所述用户的腰部的动作;
立位状态推测部,对应于所述第一动作传感器~所述第三动作传感器的检测信号,推测所述用户是否处于立位状态;
腰移动状态参数计算部,对应于所述第三动作传感器的所述检测信号,算出表示所述用户的所述腰部的移动状态的腰移动状态参数;
动作推测部,在所述用户被推测处于所述立位状态的情况下,当所述腰移动状态参数已变成表示所述用户的所述腰部的朝后方及横向的一方的移动的规定范围内的值时,推测所述用户的规定动作已从所述立位状态开始;以及
控制部,在所述用户的所述规定动作被推测已开始的情况下,以支援所述规定动作的方式控制所述动作支援装置。
2.根据权利要求1所述的动作支援装置的控制装置,其特征在于,
所述动作推测部在所述腰移动状态参数已变成表示所述用户的所述腰部的朝后方的移动的所述规定范围内的值时,推测作为所述用户的所述规定动作的蹲下动作已从所述立位状态开始,
所述控制部在所述用户的所述蹲下动作被推测已从所述立位状态开始的情况下,以支援所述蹲下动作的方式控制所述动作支援装置。
3.根据权利要求2所述的动作支援装置的控制装置,其特征在于还包括:
第四动作传感器,能够检测所述用户的头部的动作;以及
前倾角度计算部,对应于所述第四动作传感器的检测信号,算出所述用户的所述头部的前倾角度;
所述动作推测部在所述用户被推测处于所述立位状态的情况下,当所述腰移动状态参数变成所述规定范围内的值,并且所述用户的所述头部的所述前倾角度已变成第二规定范围内的值时,推测所述用户的所述蹲下动作已从所述立位状态开始。
4.根据权利要求1所述的动作支援装置的控制装置,其特征在于,
所述动作推测部在所述用户被推测处于立位状态的情况下,当所述腰移动状态参数已变成表示所述腰部的朝横向的移动的所述规定范围内的值时,推测作为所述用户的规定动作的步行动作已从所述立位状态开始,
所述控制部在所述用户的所述步行动作被推测已从所述立位状态开始的情况下,以支援所述步行动作的方式控制所述动作支援装置。
5.根据权利要求4所述的动作支援装置的控制装置,其特征在于,
所述动作推测部在所述用户被推测处于立位状态的情况下,当所述腰移动状态参数已变成表示所述腰部的朝横向的移动的所述规定范围内的值、且已变成表示所述腰部的朝前方的移动的第三规定范围内的值时,推测所述用户的所述步行动作已从所述立位状态开始。
6.一种动作支援装置的控制装置,其是为了支援用户的至少下半身的动作而安装在所述用户上的动作支援装置的控制装置,其特征在于包括:
第一动作传感器,能够检测所述用户的左脚底部的动作;
第二动作传感器,能够检测所述用户的右脚底部的动作;
第三动作传感器,能够检测所述用户的腰部的动作;
第四动作传感器,能够检测所述用户的头部的动作;
坐位状态推测部,对应于所述第一动作传感器~所述第三动作传感器的检测信号,推测所述用户是否处于坐位状态;
前倾状态参数计算部,对应于所述第三动作传感器及所述第四动作传感器的所述检测信号,算出表示所述用户的上半身的前倾状态的前倾状态参数;
动作推测部,在所述用户被推测处于所述坐位状态的情况下,当所述前倾状态参数已变成表示所述用户的上半身已前倾的第四规定范围内的值时,推测所述用户的起立动作已从所述坐位状态开始;以及
控制部,在所述用户的所述起立动作被推测已开始的情况下,以支援所述起立动作的方式控制所述动作支援装置。
7.根据权利要求6所述的动作支援装置的控制装置,其特征在于还包括:
前倾角度计算部,对应于所述第四动作传感器的检测信号,算出所述用户的所述头部的前倾角度;
所述动作推测部在所述用户被推测处于坐位状态的情况下,当所述前倾状态参数数已变成所述第四规定范围内的值、且所述头部的前倾角度已变成第五规定范围内的值时,推测所述用户的所述起立动作已从所述坐位状态开始。
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