CN112237532A - 步行辅助装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供步行辅助装置,该步行辅助装置具备:框架;多个车轮,设置于上述框架,包含至少一个驱动轮;行驶用驱动装置,构成为驱动上述驱动轮;行驶控制装置,构成为控制上述行驶用驱动装置;步行状态获取装置,构成为获取与规定时间量的使用者的步行状态相关的步行状态信息;目标步行状态设定装置,构成为基于由上述步行状态获取装置获取到的上述步行状态信息,来设定上述使用者的上述步行状态得到改善的目标步行状态;以及教导控制装置,构成为进行控制以将上述目标步行状态教导给上述使用者。上述行驶控制装置基于上述目标步行状态来控制上述行驶用驱动装置。
Description
技术领域
本公开涉及步行辅助装置。
背景技术
提出有各种有关辅助老年人等的步行的步行辅助装置的技术。例如,在日本特开2016-63980号公报所记载的步行辅助车中,具备支承使用者的基体、使基体移动的驱动部、检测从基体到使用者的使用距离的距离检测部、检测使用者作用于基体的作用力的作用力检测部、以及基于使用距离或者作用力来控制驱动部的移动控制部。移动控制部在使用距离大于预先决定的距离阈值的情况下,进行使制动力作用于驱动部来使基体减速的防跌倒控制。另外,移动控制部构成为在作用力在一定时间后也为预先决定的支承力阈值以上的情况下,进行使基体后退的复原辅助控制。
由此,若步行辅助车试图领先于使用者一定距离以上,则防跌倒制动器启动,所以能够防止使用者的跌倒确保安全。另外,在腿部和腰部无力的老年人等成为将体重放在把手上的前倾姿势,且无法自行恢复的情况下,由于对把手施加一定以上的作用力,且该状态持续一定时间以上,所以使基体向后行驶,辅助使用者的姿势重新站立,从而能够提高使用者的安全性。
然而,在日本国特开2016-63980号公报所记载的步行辅助车中,检测从基体到使用者的使用距离,但未检测到使用者的脚的位置,既无法推断步行状态也无法改善。因此,尽管使用者通过步行辅助车舒适地步行,但由于没有通过使用步行辅助车进行步行的训练,提高步行能力的功能,所以存在步行能力逐渐降低的问题。
发明内容
因此,本公开提供一种能够通过使用来进行步行训练,并能够改善步行能力的步行辅助装置。
根据本公开的第一方式,步行辅助装置具备:框架;多个车轮,设置于上述框架,包含至少一个驱动轮;行驶用驱动装置,构成为驱动上述驱动轮;行驶控制装置,构成为控制上述行驶用驱动装置;步行状态获取装置,构成为获取与规定时间量的使用者的步行状态相关的步行状态信息;目标步行状态设定装置,构成为基于由上述步行状态获取装置获取到的上述步行状态信息,来设定上述使用者的上述步行状态得到改善的目标步行状态;以及教导控制装置,构成为进行控制以将上述目标步行状态教导给上述使用者。上述行驶控制装置基于上述目标步行状态来控制上述行驶用驱动装置。
根据本公开的第二方式,上述第一方式所涉及的步行辅助装置还具备报告装置,该报告装置构成为将步行的时机报告给使用者。上述步行状态信息包含步行周期,上述目标步行状态包含基于上述步行周期设定的目标步行周期,上述教导控制装置进行控制以经由上述报告装置基于上述目标步行周期教导上述步行的时机。
根据本公开的第三方式,在上述第二方式所涉及的步行辅助装置中,上述教导控制装置具有周期性声音设定部,该周期性声音设定部构成为基于上述目标步行周期来设定周期性声音,上述教导控制装置进行控制以将由上述周期性声音设定部设定的上述周期性声音经由上述报告装置报告给使用者。
根据本公开的第四方式,上述第一方式至第三方式中的任意一个所涉及的步行辅助装置还具备切换设定装置,该切换设定装置构成为切换设定将上述目标步行状态教导给使用者的教导步行模式、和未设定上述目标步行状态的通常步行模式。在通过上述切换设定装置切换设定为上述教导步行模式之后,上述步行状态获取装置获取与步行了上述规定时间量和规定移动距离量或规定步行周期量中的任意一方的量的上述使用者的步行状态相关的上述步行状态信息。
根据本公开的第五方式,上述第一方式至第四方式中的任意一个所涉及的步行辅助装置还具备:一对手柄,构成为被上述使用者把持,在相对于上述框架的前后方向亦即框架前后方向上移动;以及手柄状态检测装置,构成为分别检测各个上述手柄的状态。上述步行状态获取装置具有步行周期获取部,该步行周期获取部构成为基于由各个上述手柄状态检测装置检测出的各个上述手柄的上述状态,来获取上述使用者的步行周期。上述目标步行状态设定装置基于上述步行周期设定教导给上述使用者的目标步行周期作为上述目标步行状态,上述教导控制装置进行控制以将上述目标步行周期教导给上述使用者,上述行驶控制装置基于上述目标步行周期来控制上述行驶用驱动装置。
根据本公开的第六方式,上述第五方式所涉及的步行辅助装置还具备:一对轴,固定于各个上述手柄,并沿上述框架前后方向延伸;以及一对筒状部,沿上述框架前后方向延伸,并以能够沿上述框架前后方向移动的方式收容各个上述轴,并且安装于上述框架。对各个上述轴设定有相对于收容该轴的上述筒状部的上述框架前后方向上的基准位置亦即轴基准位置,上述手柄状态检测装置检测朝向上述轴的上述轴基准位置和前端位置或后端位置中的任意一方的反复到达时间,上述步行周期获取部基于上述反复到达时间来获取上述使用者的步行周期。
根据本公开的第七方式,上述第六方式所涉及的步行辅助装置还具备行进速度检测装置,上述进速度检测装置构成为检测上述驱动轮的行进速度。各个上述筒状部具有能够切换为锁定状态和解除状态的锁定机构,其中,上述锁定状态是将上述轴保持在上述框架前后方向的前后限制范围内以便成为上述轴基准位置的附近的状态,上述解除状态是允许上述轴以在上述框架前后方向上超过上述前后限制范围的方式在上述框架前后方向上移动的状态。在各个上述锁定机构被切换设定为上述锁定状态的情况下,上述步行周期获取部基于由上述行进速度检测装置检测出的上述驱动轮的行进速度的周期性的速度变化,获取上述使用者的步行周期。
根据本公开的第八方式,上述第一方式至第四方式中的任意一个所涉及的步行辅助装置还具备行进速度检测装置,该行进速度检测装置构成为检测上述驱动轮的行进速度。上述步行状态获取装置具有步行周期获取部,该步行周期获取部基于由上述行进速度检测装置检测出的上述驱动轮的行进速度的周期性的速度变化,获取上述使用者的步行周期,上述目标步行状态设定装置基于上述步行周期设定教导给上述使用者的目标步行周期作为上述目标步行状态,上述教导控制装置进行控制以将上述目标步行周期教导给上述使用者,上述行驶控制装置基于上述目标步行周期来控制上述行驶用驱动装置。
根据本公开的第九方式,在上述第二方式至第八方式中的任意一个所涉及的步行辅助装置中,上述目标步行状态设定装置将上述目标步行周期设定为比上述步行周期短规定的第一比例,上述行驶控制装置将上述驱动轮的行进速度控制为比与上述步行周期对应的行进速度快规定的第二比例。
根据本公开的第十方式,在上述第二方式至第八方式中的任意一个所涉及的步行辅助装置中,上述目标步行状态设定装置将上述目标步行周期设定为与上述步行周期相同的周期,上述行驶控制装置将上述驱动轮的行进速度控制为比与上述步行周期对应的行进速度快规定的第二比例。
根据本公开的第十一方式,在上述第二方式至第八方式中的任意一个所涉及的步行辅助装置中,上述目标步行状态设定装置将上述目标步行周期设定为比上述步行周期长规定的第三比例,上述行驶控制装置将上述驱动轮的行进速度控制为与和上述步行周期对应的行进速度相同的速度。
根据本公开的第十二方式,上述第一方式至第十一方式中的任意一个所涉及的步行辅助装置还具备:目标教导行驶距离存储装置,构成为预先存储将上述目标步行状态教导给上述使用者来行驶的目标教导行驶距离;行驶距离检测装置,构成为检测将上述目标步行状态已教导给上述使用者来行驶的行驶距离;以及行驶距离判定装置,构成为判定由上述行驶距离检测装置检测出的上述行驶距离是否达到上述目标教导行驶距离。在由上述行驶距离判定装置判定为由上述行驶距离检测装置检测出的上述行驶距离达到上述目标教导行驶距离的情况下,上述行驶控制装置进行控制以使上述行驶用驱动装置停止。
根据本公开的第十三方式,上述第十二方式所涉及的步行辅助装置具备:教导步行状态获取装置,构成为获取在通过上述教导控制装置将上述目标步行状态教导给上述使用者的期间上述使用者的步行状态;步行状态评价装置,构成为对由上述教导步行状态获取装置获取到的上述使用者的步行状态和上述目标步行状态进行比较来进行评价;以及输出装置,构成为输出上述步行状态评价装置的评价结果。
根据本公开的第十四方式,在上述第十三方式所涉及的步行辅助装置中,由上述教导步行状态获取装置获取到的上述使用者的上述步行状态包含步行周期,上述目标步行状态包含目标步行周期。上述步行状态评价装置基于上述步行周期相对于上述目标步行周期的一致程度、以及一致程度为规定值以上的达成次数或上述达成次数相对于所有评价次数的达成率中的任意一方来进行评价。
根据本公开的第十五方式,上述第一方式至第十四方式中的任意一个所涉及的步行辅助装置还具备步行状态信息存储装置,该步行状态信息存储装置构成为按时间序列存储由上述步行状态获取装置获取到的上述步行状态信息。上述目标步行状态设定装置基于按时间序列存储在上述步行状态信息存储装置中的上述步行状态信息来设定上述目标步行状态。
根据第一方式,根据与使用者的规定时间量的步行状态相关的步行状态信息,设定该步行状态得到改善的目标步行状态,并教导给使用者。另外,步行辅助装置基于目标步行状态进行行驶控制。其结果,使用者通过使用步行辅助装置,根据所教导的目标步行状态来步行,能够进行步行状态得到改善的步行训练,并能够改善步行能力。
根据第二方式,基于使用者的步行周期得到改善的目标步行周期,经由报告装置教导步行的时机。由此,使用者通过使用步行辅助装置,根据所教导的步行的时机步行,能够进行步行周期得到改善的步行训练,并能够改善步行能力。另外,使用者通过根据所教导的步行的时机来步行,能够容易获得步行的时机,并容易地执行步行状态得到改善的步行训练。
根据第三方式,将基于目标步行周期设定的周期性声音(例如,一定周期的节拍器的节奏声音、乐器的节奏声音、叫喊声等)经由报告装置教导给使用者。其结果,使用者通过根据所教导的周期性声音来步行,能够根据目标步行周期容易获取步行的时机,并有效地执行步行状态得到改善的步行训练。
根据第四方式,在通过切换设定装置切换设定为教导步行模式之后,获取与步行了规定时间量或者规定移动距离量或规定步行周期量的使用者的步行状态有关的步行状态信息。由此,使用者通过切换装置切换设定为教导步行模式,从而能够在所希望的时机,使用步行辅助装置,开始步行训练。
根据第五方式,若使用者把持左右一对手柄,并与手柄一起摆动手臂并且步行,则基于摆臂状态(手柄状态)获取使用者的步行周期。而且,设定步行周期得到改善的目标步行周期,并教导给使用者。另外,基于目标步行周期对行驶用驱动装置进行驱动控制。由此,使用者使用基于目标步行周期进行驱动控制的步行辅助装置,与所教导的目标步行周期同步地正确地摆动手臂并且步行,从而能够进行步行状态得到改善的步行训练,并能够改善步行能力。因此,能够辅助使用者正确地摆动手臂并且步行的高品质的步行的训练。
根据第六方式,检测朝向轴的轴基准位置或者前端位置或后端位置的反复到达时间,并基于该反复到达时间来获取使用者的步行周期。由此,在使用者把持左右一对手柄,并与手柄一起摆动手臂并且步行时,能够正确地检测在摆臂状态(手柄状态)下步行的步行周期,并能够进行步行状态得到改善的高品质的步行训练。
根据第七方式,在一对锁定机构被切换设定为锁定状态,一对轴被保持在框架前后方向的前后限制范围以成为轴基准位置的附近的情况下,基于驱动轮的行进速度的周期性的速度变化来获取使用者的步行周期。而且,设定步行周期得到改善的目标步行周期,并教导给使用者。另外,基于目标步行周期驱动控制行驶用驱动装置。由此,使用者使用基于目标步行周期驱动控制的步行辅助装置,在把持被锁定的左右一对手柄并推动的模式(手推模式)下,根据教导的步行的时机步行,从而能够进行步行状态得到改善的步行训练,并能够改善步行能力。
根据第八方式,基于驱动轮的行进速度的周期性的速度变化获取使用者的步行周期。而且,设定步行周期得到改善的目标步行周期,并教导给使用者。另外,基于目标步行周期驱动控制行驶用驱动装置。由此,使用者使用基于目标步行周期驱动控制的步行辅助装置,使步行的时机与所教导的目标步行周期同步地步行,从而能够进行步行状态得到改善的步行训练,并能够改善步行能力。
根据第九方式,目标步行周期被设定为比步行周期短规定的第一比例,驱动轮的行进速度变为比与步行周期对应的行进速度快规定的第二比例。由此,使用者使用步行辅助装置,根据所教导的步行的时机步行,从而步行周期变短规定的第一比例,并且步行速度变快规定的第二比例,因此步行率[步/分]、步幅[cm]都增加。换句话说,使用者使用步行辅助装置,根据所教导的步行的时机步行,从而能够进行步行速度[m/分]提高的步行训练,并能够改善步行能力。
根据第十方式,目标步行周期被设定为与步行周期相同的周期,驱动轮的行进速度变得比与步行周期对应的行进速度快规定的第二比例。由此,使用者使用步行辅助装置,根据所教导的步行的时机步行,从而以相同的步行周期,步行速度变快规定的第二比例,所以步行率[步/分]保持原样,步幅[cm]增加。换句话说,使用者使用步行辅助装置,根据所教导的步行的时机步行,从而能够进行使步幅[cm]稍微扩大而提高步行速度[m/分]的步行训练,并能够改善步行能力。
根据第十一方式,目标步行周期被设定为比步行周期长规定的第三比例,驱动轮的行进速度被设定为与和步行周期对应的行进速度相同的速度。由此,使用者使用步行辅助装置,根据所教导的步行的时机步行,从而步行周期变长规定的第三比例,并且步行速度[m/分]相同,所以步行率[步/分]稍微减少,但步幅[cm]稍微扩大。换句话说,使用者使用步行辅助装置,根据所教导的步行的时机步行,从而能够进行步幅[cm]稍微扩大的步行训练,并能够改善步行能力。
根据第十二方式,在判定为由行驶距离检测装置检测出的行驶距离达到预先存储的目标教导行驶距离的情况下,行驶用驱动装置停止,且步行辅助装置停止。由此,使用者能够容易地判断为使用步行辅助装置进行步行训练的距离达到目标教导行驶距离,能够容易地判定是否继续步行训练。另外,由于步行辅助装置停止,所以使用者能够容易地重新研究步行训练的内容。
根据第十三方式,使用者能够使用步行辅助装置,获取根据所教导的步行的时机步行的步行训练中的步行状态与目标步行状态相比较的评价结果。由此,使用者能够进行步行训练的客观评价。
根据第十四方式,步行状态评价装置基于步行周期相对于目标步行周期的一致程度、或者一致程度为规定值以上的达成次数或达成次数相对于所有评价次数的达成率来评价。由此,使用者能够迅速地获取并容易地进行步行训练的评价。
根据第十五方式,目标步行状态设定装置基于按时间序列存储在步行状态信息存储装置中的步行状态信息来设定目标步行状态。由此,能够使用过去的步行状态信息实现目标步行状态的最佳化。
附图说明
图1是对步行辅助装置的外观进行说明的立体图。
图2是对在左右方向上折叠框架之前的打开状态进行说明的图。
图3是对在左右方向上折叠框架之后的状态进行说明的图。
图4是对筒状部、轴、手柄的外观和构造的例子进行说明的立体图。
图5是在图4中从V方向观察筒状部的图。
图6是对锁定机构的构造的例子进行说明的图,且是对使轴成为解除状态的情况下的例子进行说明的图。
图7是对锁定机构的构造的例子进行说明的图,且是使轴成为锁定状态的情况下的例子进行说明的图。
图8是对轴成为锁定状态的情况,且轴返回到(保持在)轴基准位置的状态进行说明的图。
图9是对轴成为锁定状态的情况,且轴以及手柄被使用者推到在前后限制范围内比轴基准位置靠前方的状态进行说明的图。
图10是对轴成为锁定状态的情况,且轴以及手柄被使用者拉到在前后限制范围内比轴基准位置靠后方的状态进行说明的图。
图11是对轴成为解除状态的情况,且轴以及手柄被使用者拉到超出前后限制范围且比轴基准位置较大地靠后方的状态进行说明的图。
图12是对操作面板的外观的例子进行说明的图。
图13是对步行辅助装置的控制装置的输入输出进行说明的框图。
图14是对步行辅助装置的控制装置的处理过程(整体处理)进行说明的流程图。
图15是对图14所示的整体处理中的输入处理的处理过程进行说明的流程图。
图16是对图15所示的输入处理中的右(左)移动速度、移动方向、振幅计算处理的处理过程进行说明的流程图。
图17是对图14所示的整体处理中的步行周期获取处理的处理过程进行说明的流程图。
图18是对图14所示的整体处理中的对地速度修正量计算处理的处理过程进行说明的流程图。
图19是对图14所示的整体处理中的中央位置速度修正量计算处理的处理过程进行说明的流程图。
图20是对图14所示的整体处理中的行进速度调整处理的处理过程进行说明的流程图。
图21是对图14所示的整体处理中的节奏声音产生处理的处理过程进行说明的流程图。
图22是表示手推模式下的行进速度的一个例子的图。
图23是步行辅助装置的俯视图,且是对手柄前后位置、手柄前后中央位置、虚拟前后基准位置等进行说明的图。
图24是对前后方向偏差/中央位置速度修正量特性的例子进行说明的图。
图25是对把持手柄且手臂前后摆动着步行的使用者、以及步行辅助装置及手柄的位置的例子进行说明的图。
具体实施方式
以下,使用附图对用于实施本发明的方式进行说明。此外,当在图中记载有X轴、Y轴、Z轴的情况下,各轴相互正交。而且X轴方向表示从步行辅助装置10观察朝向前方的方向,Y轴方向表示从步行辅助装置10观察朝向左侧的方向,Z轴方向表示从步行辅助装置10观察朝向铅垂上方的方向。以下,对于步行辅助装置10,将X轴方向设为“前”、将相对于X轴方向的相反方向设为“后”、将Y轴方向设为“左”、将相对于Y轴方向的相反方向设为“右”、将Z轴方向设为“上”、将相对于Z轴方向的相反方向设为“下”。另外,以下,将框架的前后方向记载为“框架前后方向”。
[步行辅助装置10的示意整体结构(图1~图3)]
使用图1,对步行辅助装置10的示意整体结构进行说明。步行辅助装置10具有框架50、前轮60FL、60FR、后轮60RL、60RR、行驶用驱动装置64L、64R、蓄电池B、控制装置40、手柄20L、20R、轴21L、21R、筒状部30L、30R、以及袋子50K等。
框架50具有沿上下方向延伸并支承筒状部30L、30R的筒状部支承体51L、51R、以及沿相对于框架50的前后方向亦即框架前后方向延伸并支承车轮的车轮支承体52L、52R等。车轮支承体52L固定于筒状部支承体51L的下方,车轮支承体52R固定于筒状部支承体51R的下方。另外,图2示出将框架50在左右方向上打开的状态,图3示出将框架50在左右方向上折叠的状态。此外,在图2以及图3中省略了袋子50K。如图2以及图3所示,筒状部支承体51L和筒状部支承体51R通过连杆部件54L、54R、55L、55R连接。而且,如图2以及图3所示,步行辅助装置10在不使用的情况下如图3所示那样折叠,从而能够减小占有空间,所以很便利。
另外,步行辅助装置10能够容易地从左右折叠的图3所示的状态变更为左右打开的图2所示的状态。另外,在筒状部支承体51L和筒状部支承体51R的上方侧设置有可弹性变形的连结体53。使用者从框架50开放的一侧(后方)进入筒状部30L与筒状部30R之间,并用左右手把持手柄20L和手柄20R,来操作步行辅助装置10。或者,使用者能够用左右手把持被设置为从各手柄20L、20R的前端部向上方突出的各把手18L、18R,来操作步行辅助装置10。
在筒状部支承体51L的上端保持筒状部30L,在筒状部支承体51L的下方侧固定有车轮支承体52L。此外,筒状部支承体51L能够在上下方向上伸缩,能够根据摆动手臂并且步行的使用者的手的高度,调整筒状部30L的高度。另外,在车轮支承体52L的前方侧设置有作为自由旋转的脚轮的前轮60FL,在车轮支承体52L的后方侧设置有由行驶用驱动装置64L驱动的后轮60RL。
此外,由于筒状部支承体51R、筒状部30R、车轮支承体52R、前轮60FR、行驶用驱动装置64R、后轮60RR也相同,所以省略这些的说明。如上述那样,在框架50设置有多个车轮(前轮60FL、60FR、后轮60RL、60RR),至少一个车轮(在该情况下,为后轮60RL、后轮60RR)为驱动轮。
行驶用驱动装置64L例如是电动马达,根据来自控制装置40的控制信号来旋转驱动后轮60RL,其中,控制装置40基于从蓄电池B供给的电力。同样地,行驶用驱动装置64R例如是电动马达,根据来自控制装置40的控制信号来旋转驱动后轮60RR,其中,控制装置40基于从蓄电池B供给的电力。
另外,在行驶用驱动装置64L设置有编码器等行进速度检测装置64LE,将与行驶用驱动装置64L的旋转相应的检测信号输出至控制装置40。控制装置40能够基于来自行进速度检测装置64LE的检测信号,来检测相对于地面的步行辅助装置10的行进速度(后轮60RL的行进速度)。同样地,在行驶用驱动装置64R设置有编码器等行进速度检测装置64RE,将与行驶用驱动装置64R的旋转相应的检测信号输出至控制装置40。控制装置40能够基于来自行进速度检测装置64RE的检测信号,检测相对于地面的步行辅助装置10的行进速度(后轮60RR的行进速度)。
筒状部30L具有沿框架前后方向延伸的筒状的形状,将沿框架前后方向延伸的轴21L收容为能够在框架前后方向上移动。同样地,筒状部30R具有沿框架前后方向延伸的筒状的形状,将沿框架前后方向延伸的轴21R收容为能够在框架前后方向上移动。筒状部30L和筒状部30R设置为左右一对。
轴21R具有在框架前后方向上延伸的筒状的形状,且至少一部分为中空状(参照图4),被收容于筒状部30R内并能够在框架前后方向上移动。而且,在轴21R的后端部固定有手柄20R。同样地,轴21L具有沿框架前后方向延伸的筒状的形状,且至少一部分为中空状,被收容于筒状部30L内并能够在框架前后方向上移动。而且,在轴21L的后端部固定有手柄20L。轴21L和轴21R设置为左右一对。
手柄20L是使用者用左手把持的位置,固定于轴21L的后端部,能够根据伴随着使用者的步行的左臂的摆动,相对于筒状部30L(即,相对于框架50)与轴21L一起在框架前后方向上移动。此外,在手柄20L设置有使后轮60RL的旋转减速的制动杆BKL。另外,在手柄20L的前端部,把手18L以使用者能够用左手把持的方式向上方突出。
同样地,手柄20R是使用者用右手把持的位置,固定于轴21R的后端部,能够根据伴随着使用者的步行的右臂的摆动,相对于筒状部30R(即,相对于框架50)与轴21R一起在框架前后方向上移动。此外,在手柄20R设置有使后轮60RR的旋转减速的制动杆BKL。另外,在手柄20R的前端部,把手18R以使用者能够用右手把持的方式向上方突出。手柄20L和手柄20R设置为左右一对。
在筒状部30L内设置有能够检测手柄20L的状态的手柄状态检测装置21LS。例如,手柄状态检测装置21LS是编码器,根据轴21L的框架前后方向的运动而旋转,并将与筒状部30L内的轴21L的框架前后方向的位置(即,手柄20L的框架前后方向的位置)相应的检测信号输出至控制装置40。控制装置40能够基于来自手柄状态检测装置21LS的检测信号,求出手柄20L相对于框架50(相对于筒状部30L)的框架前后方向的位置亦即(左)手柄前后位置。
同样地,在筒状部30R内设置有能够检测手柄20R的状态的手柄状态检测装置21RS。例如,手柄状态检测装置21RS是编码器,根据轴21R的框架前后方向的运动而旋转,并将与筒状部30R内的轴21R的框架前后方向的位置(即,手柄20R的框架前后方向的位置)相应的检测信号输出至控制装置40。控制装置40能够基于来自手柄状态检测装置21RS的检测信号,求出手柄20R相对于框架50(相对于筒状部30R)的框架前后方向的位置亦即(右)手柄前后位置。
另外,在筒状部30R(30L)设置有由使用者操作的锁定操作部31R(31L)。锁定操作部31R(31L)将能够在框架前后方向上移动的轴21R(21L)以及手柄20R(20L)设定为“锁定状态”和“解除状态”中的任意一个状态。在“锁定状态”下,轴21R(21L)以及手柄20R(20L)的框架前后方向的移动范围被限制在轴基准位置的附近的前后限制范围W1内(参照图8~图10)。在“解除状态”下,轴21R(21L)以及手柄20R(20L)的移动范围允许在超过前后限制范围W1的范围内(参照图11)。
操作面板70例如设置于筒状部30R的上表面,如图12所示,具有主开关72、蓄电池余量显示部73、摆臂模式指示部74、手推模式指示部75、驱动转矩调整部76、由各选择按钮77A~77D构成的步行模式指示部77等。此外,对操作面板70的详细内容进行后述。
3轴加速度/角速度传感器50S设置于框架50,对X轴/Y轴/Z轴这3个方向的轴的每一个轴测量加速度,并且测量以3个方向的每一个轴为中心的旋转的角速度,并将基于测量结果的检测信号输出至控制装置40。例如,当步行辅助装置10在倾斜面上行进的情况下,3轴加速度/角速度传感器50S将与步行辅助装置10的相对于X轴/Y轴/Z轴的每一个轴的倾斜角度相应的检测信号输出至控制装置40。
另外,例如,3轴加速度/角速度传感器50S检测对步行辅助装置10的车体施加的加速度(例如,对车体的冲击),并将与检测出的加速度相应的检测信号输出至控制装置40。另外,例如,3轴加速度/角速度传感器50S检测步行辅助装置10的车体的俯仰角速度(绕Y轴的角速度)、偏航角速度(绕Z轴的角速度)、侧倾角速度(绕X轴的角速度),并将与检测出的角速度相应的检测信号输出至控制装置40。控制装置40能够基于来自3轴加速度/角速度传感器50S的检测信号,检测步行辅助装置10的相对于X轴/Y轴/Z轴的每一个轴的倾斜角度、加速度(冲击)的大小、俯仰角速度、偏航角速度、侧倾角速度。
[筒状部30R和轴21R的详细构造(图4、图5)]
接下来,使用图4对筒状部以及轴的详细构造进行说明。此外,由于筒状部以及轴(以及手柄)为左右一对,所以以右侧的筒状部30R、轴21R、盖部34R、手柄20R为例进行说明,对于左侧的筒状部30L、轴21L、盖部、手柄20L(参照图1)省略说明。图4示出筒状部30R、轴21R、盖部34R、手柄20R的立体图,图5是在图4中从V方向观察筒状部30R所得的图。此外,在图4以及图5中,对于与锁定操作部31R连动的锁定机构(参照图6、图7)省略记载。
筒状部30R具有沿框架前后方向延伸的筒状的形状,并在内部设置有导轨32R、引导辊33R、手柄状态检测装置21RS、弹性单元35R4等。另外,在筒状部30R的上表面设置有锁定操作部31R、操作面板70等。轴21R具有手柄嵌合孔21R1、锁定孔21R2、中空部21R3、被引导部件24R、轴侧弹性部件26R、防脱部件25R等。在盖部34R形成有插入有轴21R的插入孔34R1。手柄20R具有轴嵌合部20R1、把手18R、制动杆BKL等。
此外,如图8所示,轴侧弹性部件26R(相当于轴位置恢复装置)中的一侧(朝向X轴方向的一侧的前端)在轴21R被插入筒状部30R内之后,固定于筒状部30R。另外,如图8所示,轴侧弹性部件26R中的另一侧(朝向与X轴方向相反方向的一侧的前端)被插入轴21R的中空部21R3内并固定于轴21R。
另外,如图8所示,弹性单元35R4固定于筒状部30R内的前端(朝向X轴方向的一侧的前端)。而且,弹性单元35R4具有筒状部侧弹性部件35R1(相当于轴位置恢复装置)、垫圈35R2、阻尼器35R3等。如图8所示,筒状部侧弹性部件35R1中的一侧(朝向X轴方向的一侧的前端)固定于弹性单元35R4。
另外,如图8所示,筒状部侧弹性部件35R1中的另一侧(朝向与X轴方向相反方向的一侧的前端)固定于垫圈35R2的前方侧的面。另外,在垫圈35R2中的后方侧的面安装有吸收轴21R的前端碰撞时的冲击音等的阻尼器35R3。而且,在图8所示的轴基准位置,轴21R的前端与阻尼器35R3中的后方侧接触。
在图4中,手柄20R的轴嵌合部20R1被插入盖部34R的插入孔34R1,并嵌入至轴21R的手柄嵌合孔21R1,手柄20R和轴21R被一体化。而且,轴21R绕X轴方向向右旋转90°并插入筒状部30R的上下的引导辊33R之间,并沿着X轴方向压入。在轴21R的前端的防脱部件25R通过防脱面板36R达到导轨32R之前,轴21R绕X轴方向向左旋转90°。
而且,若轴21R进一步沿着X轴方向压入,则轴21R的被引导部件24R被插入导轨32R的凹状部,轴21R被导轨32R引导。而且,轴21R的前方侧的前端被插入到与阻尼器35R3接触,轴侧弹性部件26R的前方侧的前端由作业者固定于筒状部30R。此外,导轨32R和被引导部件24R相当于在筒状部30R的内部,防止轴21R绕沿框架前后方向延伸的轴中心轴线21RJ(参照图4)旋转的防旋转构造。
[锁定机构的构造(图6、图7)]
接下来,使用图6以及图7对锁定机构的构造进行说明。如图6以及图7所示,锁定机构具有锁定操作部31R、滑块31R1、摆动部件31R2、锁定突起31R3、弹性部件31R4等。图6示出使锁定机构成为“解除状态”的情况下的例子,图7示出使锁定机构成为“锁定状态”的情况下的例子。由于锁定机构也是左右一对,所以对筒状部30R、轴21R侧的锁定机构进行说明,对于筒状部30L、轴21L的锁定机构省略说明。
此外,图6以及图7示出使用者未把持手柄20R(参照图1)的状态,且轴21R保持于轴基准位置的状态(参照图8),并示出锁定突起31R3与锁定孔21R2对置的状态。另外,锁定孔21R2若朝向下方开口以免堆积灰尘等,则更为优选。
锁定操作部31R安装于形成于筒状部30R的孔部30R1,并能够沿着孔部30R1在框架前后方向(X轴方向)上滑动。使用者使锁定操作部31R向X轴方向滑动的图6所示的状态是“解除状态”,使用者使锁定操作部31R向与X轴方向相反的方向滑动的图7所示的状态是“锁定状态”。
滑块31R1能够通过引导部件31R5在上下方向上移动,下端部被从摆动部件31R2的一端侧以及弹性部件31R4施加有朝向上方的作用力。在图6所示的“解除状态”下,滑块31R1从摆动部件31R2的一端侧以及弹性部件31R4接受朝向上方的作用力而向上方移动。在图7所示的“锁定状态”下,滑块31R1被锁定操作部31R向下方按压,并将摆动部件31R2的一端侧向下方按压。
摆动部件31R2的一端侧与滑块31R1的下端部接触并且从弹性部件31R4接受朝向上方的作用力,并能够绕支点31R7摆动。另外,在摆动部件31R2的另一端侧连接有锁定突起31R3。在图6所示的“解除状态”下,由于滑块31R1向上方移动,所以摆动部件31R2的一端侧被弹性部件31R4向上方推压,而摆动部件31R2的另一端侧向下方移动。在图7所示的“锁定状态”下,由于滑块31R1被向下方按压,所以摆动部件31R2的一端侧被滑块31R1按压,摆动部件31R2的另一端侧向上方移动。
锁定突起31R3能够通过引导部件31R6在上下方向上移动,下端部侧与摆动部件31R2的另一端侧连接。在图6所示的“解除状态”下,由于摆动部件31R2的另一端侧向下方移动,所以锁定突起31R3与轴21R的锁定孔21R2分离。在图7所示的“锁定状态”下,由于摆动部件31R2的另一端侧向上方移动,所以锁定突起31R3被插入至轴21R的锁定孔21R2内。
[锁定状态下的轴21R的可动范围(图8~图10)和解除状态下的轴21R的可动范围(图11)]
图8示出使用者未把持手柄20R的状态、并且使锁定机构成为“锁定状态”的情况下的例子,并示出相对于筒状部30R的在框架前后方向(X轴方向)上的轴21R以及手柄20R的位置被保持在轴基准位置的状态的例子。此外,在图8~图11中,省略了锁定机构的详细内容,并通过锁定突起31R3示出“锁定状态”和“解除状态”。
在未对手柄20R赋予前后方向(与X轴方向平行的方向)的力的情况下,无论锁定机构为“锁定状态”或者“解除状态”中的哪一个状态,轴21R以及手柄20R都保持在图8所示的轴基准位置。在该情况下,轴侧弹性部件26R(相当于轴位置恢复装置)以及筒状部侧弹性部件35R1(相当于轴位置恢复装置)将轴21R以及手柄20R保持在图8所示的轴基准位置。
在图8所示的轴基准位置,轴侧弹性部件26R和筒状部侧弹性部件35R1均被设定为自由长度(未赋予力的情况下的长度),或者被设定为轴侧弹性部件26R向前方拉动轴21R的力和筒状部侧弹性部件35R1向后方推轴21R的力相互平衡。
在该轴基准位置,调整轴侧弹性部件26R的长度和筒状部侧弹性部件35R1的长度,以使锁定突起31R3位于设置于轴21R的锁定孔21R2的前后方向的长度范围亦即前后限制范围W1内的几乎中央位置。此外,弹簧常数被设定为筒状部侧弹性部件35R1的弹簧常数K35比轴侧弹性部件26R的弹簧常数K26大。例如,如图8所示,轴基准位置为框架前后方向的轴21R的可动范围内的几乎接近前方端的位置。
如图9所示,若从图8所示的“锁定状态”,使用者把持手柄20R,并以力Ff向前方(X轴方向)推手柄20R,则轴21R以及手柄20R能够向前方移动,直到锁定突起31R3抵接锁定孔21R2的后方边缘部为止。而且,若从图9所示的状态,使用者从手柄20R放开手,则由于筒状部侧弹性部件35R1的弹力,轴21R以及手柄20R返回到图8所示的轴基准位置。
如图10所示,若从图8所示的“锁定状态”,使用者把持手柄20R,并以力Fr向后方(与X轴方向相反的方向)拉动手柄20R,则轴21R以及手柄20R能够向后方移动,直到锁定突起31R3抵接到锁定孔21R2的前方边缘部为止。而且,若从图10所示的状态使用者从手柄20R放开手,则由于轴侧弹性部件26R的弹力,轴21R以及手柄20R返回到图8所示的轴基准位置。
另外,如图11所示,在“解除状态”下,轴21R的框架前后方向的移动范围没有被限制在前后限制范围W1内。因此,在使用者把持手柄20R,并以力Fr向后方拉动手柄20R的情况下,轴21R的前端的防脱部件25R能够向后方拉动直到干扰到防脱面板36R为止。即,在成为图11所示的“解除状态”的情况下,使用者能够大幅地摆动手臂并且使用步行辅助装置来步行。该防脱部件25R和防脱面板36R相当于防止轴21R从筒状部30R脱离的防脱构造。
这样,在轴21R(轴21L)设定有相对于收容自身的筒状部30R(筒状部30L)的在框架前后方向上的基准位置亦即轴基准位置。如图8所示,在使用者未把持手柄20R的情况下,轴21R以及手柄20R通过轴位置恢复装置(轴侧弹性部件26R、筒状部侧弹性部件35R1)保持在轴基准位置。而且,如图8所示,在轴21R以及手柄20R位于轴基准位置的情况下,锁定孔21R2的框架前后方向上的几乎中央位置与锁定突起31R3对置。而且,在“锁定状态”下,轴21R被保持在框架前后方向的前后限制范围W1内以成为轴基准位置的附近。
此外,在图8~图10中,为了便于理解,相对地增大从锁定突起31R3到锁定孔21R2的前方边缘部或者后方边缘部的距离。但是,从锁定突起31R3到锁定孔21R2的前方边缘部或者后方边缘部的距离为1[mm]左右即可。另外,在“解除状态”下,使用者能够将轴21R从图8所示的轴基准位置向后方拉动到例如150[mm]左右。
[操作面板70的外观(图12)]
接下来,使用图12对操作面板70进行说明。在本实施方式所示的例子中,操作面板70设置于筒状部30R的上表面。而且,如图12所示,操作面板70具有主开关72、蓄电池余量显示部73、摆臂模式指示部74、手推模式指示部75、驱动转矩调整部76、以及由各选择按钮77A~77D构成的步行模式指示部77等。
主开关72是指示步行辅助装置10的起动的开关,若由使用者接通则从蓄电池B向控制装置40和行驶用驱动装置64R、64L供电,而能够进行步行辅助装置10的操作以及动作。另外,在蓄电池余量显示部73显示有蓄电池B的余量。
驱动转矩调整部76是供使用者调整步行辅助装置10行进时的行驶用驱动装置64L、64R的驱动转矩的强弱的输入部。例如,在上坡使用步行辅助装置10的情况下,使用者从驱动转矩调整部76输入使驱动转矩增量的指示。
另外,在步行辅助装置10准备有辅助摆动手臂并且步行的“摆臂步行”的“摆臂模式”、辅助不摆动手臂而手推车状态的步行(非摆臂步行)的“手推模式”这2个动作模式。使用者在希望进行“摆臂步行”的情况下,操作摆臂模式指示部74将动作模式设定为“摆臂模式”,并以成为“解除状态”的方式操作锁定操作部31L、31R,把持左右手柄20L、20R、或者各把手18L、18R开始摆动手臂并且步行的“摆臂步行”。
另外,使用者在希望进行“非摆臂步行”的情况下,操作手推模式指示部75将动作模式设定为“手推模式”,并以成为“锁定状态”的方式操作锁定操作部31L、31R,把持左右手柄20L、20R、或者各把手18L、18R开始不摆动手臂地步行的“非摆臂步行”。
另外,在步行辅助装置10准备有一边例如以节拍器的节奏声音等来教导使用者的目标步行周期一边进行步行训练的3种“步行模式1”、“步行模式2”、“步行模式3”、以及进行不教导使用者的目标步行周期的通常的步行辅助的“通常模式”这4个步行辅助模式。“步行模式1”是步行率[步/分]和步幅[cm]均增加,步行速度[m/分]提高的步行训练。“步行模式2”是步行率[步/分]保持原样,稍微扩大步幅[cm]以提高步行速度[m/分]的步行训练。“步行模式3”是步行速度[m/分]相同,步幅[cm]稍微扩大的步行训练。
使用者在希望进行“通常模式”的步行辅助的情况下,操作步行模式指示部77的选择按钮77A设定为“通常模式”。另外,使用者在希望进行一边例如以节拍器的节奏声音等来教导目标步行周期一边进行步行训练的“步行模式1”的步行辅助的情况下,操作步行模式指示部77的选择按钮77B设定为“步行模式1”。
另外,使用者在希望进行一边例如以节拍器的节奏声音等教导目标步行周期一边进行步行训练的“步行模式2”的步行辅助的情况下,操作步行模式指示部77的选择按钮77C设定为“步行模式2”。另外,使用者在希望进行一边例如以节拍器的节奏声音等来教导目标步行周期一边进行步行训练的“步行模式3”的步行辅助的情况下,操作步行模式指示部77的选择按钮77D设定为“步行模式3”。此外,对于步行模式1~步行模式3的详细内容后述(参照图20、图21)。
[控制装置40的输入输出(图13)]
图13是表示控制装置40的输入输出的框图。控制装置40具有省略了图示的CPU等控制装置、存储装置44、计时器45等。另外,在控制装置40被输入有来自行进速度检测装置64LE、64RE的检测信号、来自手柄状态检测装置21RS、21LS的检测信号、来自3轴加速度/角速度传感器50S的检测信号。
另外,从操作面板70向控制装置40输入了主开关72、摆臂模式指示部74、手推模式指示部75、驱动转矩调整部76、步行模式指示部77的各选择按钮77A~77D的操作状态。另外,控制装置40将用于显示于操作面板70的蓄电池余量显示部73的蓄电池余量信息输出至操作面板70,并将控制信号输出至行驶用驱动装置64L、64R。另外,在控制装置40电连接有扬声器66,输出周期性声音(例如,恒定周期的节拍器的节奏声音、乐器的节奏声音、叫喊声等)。
此外,控制装置40具有装置对地速度计算部40A、手柄前后位置计算部40B、手柄移动速度计算部40C、手柄对地速度计算部40D、对地速度修正量计算部40E、行进速度调整部40F、手柄前后中央位置计算部40G、中央位置速度修正量计算部40H等,对于这些结构后述。
[控制装置40的处理过程(图14~图21)]
图14示出控制装置40的处理过程中的整体处理。若使用者接通主开关72,则以规定时间间隔(例如,数[ms]间隔),起动图14所示的处理。若图14所示的处理被起动,则控制装置40使处理进入步骤S010。此外,以下,对使用者以与步行辅助装置10一起前进的方式步行的情况下的例子进行说明。
在步骤S010中,控制装置40执行SB100(输入处理)并使处理进入步骤S020。此外,对于SB100(输入处理)的详细内容后述。接着,在步骤S020中,控制装置40执行SB200(步行周期获取处理)并使处理进入步骤S040。此外,对于SB200(步行周期获取处理)的详细内容后述。
在步骤S040中,控制装置40执行SB400(对地速度修正量计算处理)并使处理进入步骤S050。此外,对于SB400(对地速度修正量计算处理)的详细内容后述。
在步骤S050中,控制装置40执行SB500(中央位置速度修正量计算处理)并使处理进入步骤S060。此外,对于SB500(中央位置速度修正量计算处理)的详细内容后述。
在步骤S060中,控制装置40执行SB600(行进速度调整处理)并使处理进入步骤S070。此外,对于SB600(行进速度调整处理)的详细内容后述。接着,在步骤S070中,控制装置40执行SB700(步行用节奏声音产生处理)并结束处理(返回)。此外,对于SB700(步行用节奏声音产生处理)的详细内容后述。
[SB100:输入处理的详细内容(图15)]
接下来,使用图15,对SB100(输入处理)的详细内容进行说明。当在图14所示的步骤S010中执行SB100时,控制装置40使处理进入图15所示的步骤SB010。
在步骤SB010中,控制装置40更新存储装置44中存储的模式切换、目标转矩、步行模式、右手柄前后位置、右行进速度、左手柄前后位置、左行进速度、车体倾斜、俯仰角速度、偏航角速度、侧倾角速度,并使处理进入步骤SB020。
具体而言,控制装置40基于来自摆臂模式指示部74以及手推模式指示部75(参照图12)的输入信息,在模式切换中存储“摆臂模式”、“手推模式”中的任意一个。另外,控制装置40存储基于来自驱动转矩调整部76(参照图12)的输入信息的目标转矩。另外,控制装置40基于来自步行模式指示部77的各选择按钮77A~77D(参照图12)的输入信息,在步行模式中存储“通常模式”、“步行模式1”、“步行模式2”、“步行模式3”中的任意一个。
另外,控制装置40将基于来自手柄状态检测装置21RS(参照图1)的检测信号求出的手柄20R相对于框架50的位置(框架前后方向的位置)存储为右手柄前后位置。另外,控制装置40基于来自(右)行驶用驱动装置64R的(右)行进速度检测装置64RE的检测信号,检测(右)行驶用驱动装置64R的转速并根据后轮60RR的转速检测后轮60RR的行进速度并存储为右行进速度(参照图1)。
同样地,控制装置40存储左手柄前后位置、左行进速度。另外,控制装置40将基于来自3轴加速度/角速度传感器50S(参照图1)的检测信号求出的步行辅助装置10的车体的倾斜角度、倾斜方向等倾斜信息存储为车体倾斜。另外,控制装置40将基于来自3轴加速度/角速度传感器50S(参照图1)的检测信号求出的步行辅助装置10的绕Y轴的角速度存储为俯仰角速度,并将绕Z轴的角速度存储为偏航角速度,并将绕X轴的角速度存储为侧倾角速度。
执行步骤SB010的处理的控制装置40相当于基于来自各个手柄状态检测装置21RS、21LS的检测信号,计算相对于框架50(步行辅助装置10)的框架前后方向上的各个手柄20R、20L的位置亦即各个手柄前后位置(右手柄前后位置和左手柄前后位置)的手柄前后位置计算部40B(参照图13)。
在步骤SB020中,控制装置40执行SBA00(右(左)移动速度、移动方向、振幅计算处理)并使处理进入步骤SB030。此外,对于SBA00(右(左)移动速度、移动方向、振幅计算处理)的详细内容后述(参照图16)。
在步骤SB030中,控制装置40基于通过步骤SB010存储的右行进速度以及左行进速度,求出步行辅助装置的行进速度并存储,并使处理进入步骤SB035。例如,控制装置40通过行进速度=(右行进速度+左行进速度)/2来求出行进速度,并按时间序列存储至存储装置44。
执行步骤SB030的处理的控制装置40相当于基于来自行进速度检测装置的检测信号,计算步行辅助装置10相对于地面的行进速度的装置对地速度计算部40A(参照图13)。
在步骤SB035中,控制装置40从存储装置44中读出前次处理时的行进速度和本次处理时的行进速度。而且,控制装置40通过加速度=(本次处理时的行进速度(本次的行进速度)-前次处理时的行进速度(前次的行进速度))/时间来求出加速度,并按时间序列存储至存储装置44,之后,使处理进入步骤S050。此外,该情况下的“时间”是起动图14的处理的间隔的时间(例如,在以10[ms]间隔起动的情况下为10[ms]。)。
在步骤SB050中,控制装置40判定模式切换是否是“手推模式”,在是手推模式的情况下(SB050:是),使处理进入步骤SB070A,在不是的情况下(SB050:否)使处理进入步骤SB070B。
在处理进入到步骤SB070A的情况下,控制装置40在“动作模式”中存储手推模式并结束处理(返回)。
另一方面,在处理进入到步骤SB070B的情况下,控制装置40在“动作模式”中存储摆臂模式并结束处理(返回)。
[SBA00:右(左)移动速度、移动方向、振幅计算处理的详细内容(图16)]
接下来,使用图16,对SBA00(右(左)移动速度、移动方向、振幅计算处理)的详细内容进行说明。当在图15所示的步骤SB020中执行SBA00时,控制装置40使处理前进至图16所示的步骤SBA05。
在步骤SBA05中,控制装置40判定“动作模式”是否是摆臂模式,在“动作模式”是摆臂模式的情况下(SBA05:是),使处理进入步骤SBA10,在“动作模式”不是摆臂模式的情况下(SBA05:否),结束处理(返回)。
在处理进入步骤SBA10的情况下,控制装置40在右手柄移动速度中存储通过“(本次处理时的右手柄前后位置(本次右手柄前后位置)-前次处理时的右手柄前后位置(前次右手柄前后位置))/时间」求出的速度,并使处理进入步骤SBA15。此外,该情况下的“时间”为起动图14的处理的间隔的时间(例如在以10[ms]间隔起动的情况下为10[ms])。另外,在本次右手柄前后位置比前次右手柄前后位置靠前方的情况下,右手柄移动速度为“正”的速度,在本次右手柄前后位置比前次右手柄前后位置靠后方的情况下,右手柄移动速度为“负”的速度。
在步骤SBA15中,控制装置40判定是否为前次处理时的右手柄移动速度(前次右手柄移动速度)=正(大于0)、并且本次处理时的右手柄移动速度(本次右手柄移动速度)=负(0以下)。而且,控制装置40在满足的情况下(SBA15:是),使处理进入步骤SBA25A,在不满足的情况下(SBA15:否),使处理进入步骤SBA20。
在处理进入至步骤SBA25A的情况下,控制装置40将本次右手柄前后位置存储为“右前端位置”,并使处理进入后述的步骤SBA30。
在处理进入到步骤SBA20的情况下,控制装置40判定是否是前次处理时的右手柄移动速度(前次右手柄移动速度)=负(小于0)、并且本次处理时的右手柄移动速度(本次右手柄移动速度)=正(0以上)。而且,控制装置40在满足的情况下(SBA20:是),使处理进入步骤SBA25B,在不满足的情况下(SBA20:否),使处理进入步骤SBA27。
在处理进入到步骤SBA25B的情况下,控制装置40将本次右手柄前后位置存储为“右后端位置”并使处理进入步骤SBA26。在处理进入到步骤SBA26的情况下,控制装置40从存储装置44读出“右后端位置标志”,并设定为“ON”并再次存储至存储装置44,之后,使处理进入步骤SBA30。此外,控制装置40在起动时将右后端位置标志设定为“OFF”并存储至存储装置44。而且,在处理进入到步骤SBA30的情况下,控制装置40将通过右前端位置-右后端位置(右前端位置>右后端位置)求出的长度存储为“右振幅”,之后,使处理进入步骤SBB10。
在处理进入到步骤SBA27的情况下,控制装置40从存储装置44读出“右后端位置标志”,并设定为“OFF”并再次存储至存储装置44,之后,使处理进入步骤SBB10。
步骤SBB10~SBB25B、以及SBB30的处理是求出左手柄20L的左移动速度、左前端位置、左后端位置、左振幅的处理,由于与求出右手柄20R的右移动速度、右前端位置、右后端位置、右振幅的步骤SBA10~SBA25B、以及SBA30相同,所以省略说明。
执行步骤SBA10、SBB10的处理的控制装置40相当于基于各个手柄前后位置(右手柄前后位置和左手柄前后位置),计算各个手柄相对于步行辅助装置10的移动速度亦即各个手柄移动速度(右手柄移动速度和左手柄移动速度)的手柄移动速度计算部40C(参照图13)。
[SB200:步行周期获取处理的详细内容(图17)]
接下来,使用图17,对SB200(步行周期获取处理)的详细内容进行说明。当在图14所示的步骤S020中执行SB200时,控制装置40使处理进入图17所示的步骤SB205。
在步骤SB205中,控制装置40从存储装置44读出步行模式,并判定步行模式是否是“通常模式”。而且,在判定为步行模式是“通常模式”的情况下(SB205:是),控制装置40结束该处理(返回)。另一方面,在判定为步行模式不是“通常模式”的情况下(SB205:否),控制装置40使处理进入步骤SB206。
在步骤SB206中,控制装置40从存储装置44读出表示获取到步行周期TB的意思的“步行周期标志”,并判定其是否被设定为“ON”。而且,在判定为步行周期标志被设定为“ON”的情况下(SB206:是),控制装置40判定为获取到步行周期TB,并结束该处理(返回)。另一方面,在判定为步行周期标志被设定为“OFF”的情况下(SB206:否),控制装置40使处理进入步骤SB210。
在步骤SB210中,控制装置40从存储装置44读出动作模式,并判定动作模式是否是摆臂模式。而且,在判定为动作模式是摆臂模式的情况下(SB210:是),控制装置40使处理进入步骤SB211。
在处理进入到步骤SB211的情况下,控制装置40从存储装置44读出右后端位置标志,并判定是否被设定为“ON”。而且,在判定为右后端位置标志被设定为“OFF”的情况下(SB211:否),控制装置40结束该处理(返回)。另一方面,在判定为右后端位置标志被设定为“ON”的情况下(SB211:是),控制装置40使处理进入步骤SB212。在步骤SB212中,控制装置40从计时器45读出时刻T1,并按时间序列存储至存储装置44,之后,使处理进入步骤SB213。由此,存储左脚的后脚跟着地的时刻T1。
在步骤SB213中,控制装置40从存储装置44读出前次处理时的时刻T1和本次处理时的时刻T1。而且,控制装置40通过测量步行周期TW1=本次处理时的时刻T1(本次的时刻T1)-前次处理时的时刻T1(前次的时刻T1)求出测量步行周期TW1[秒/步],并存储至存储装置44,之后,使处理进入步骤SB215。由此,控制装置40计算从前次的左脚的后脚跟着地到本次的左脚的后脚跟着地的时间,换句话说,计算测量步行周期TW1[秒/步],并存储至存储装置44。
在步骤SB215中,控制装置40从存储装置44读出测量步行周期的次数N,并对次数N加上“1”,并再次存储至存储装置44,之后,进入步骤SB216的处理。此外,控制装置40在起动时,将“0”代入次数N并存储至存储装置44。
在步骤SB216中,控制装置40从存储装置44读出测量步行周期的次数N,并判定次数N是否是“11”以上。而且,在判定为次数N小于“11”的情况下(SB216:否),控制装置40进入步骤SB217的处理。在步骤SB217中,控制装置40从存储装置44读出合计步行周期TA,并对该合计步行周期TA加上本次测量出的测量步行周期TW1,并再次存储至存储装置44,之后,结束该处理(返回)。此外,控制装置40在起动时,将“0”代入合计步行周期TA并存储至存储装置44。
另一方面,在上述步骤SB216中判定为次数N为“11”以上的情况下(SB216:是),控制装置40进入步骤SB218的处理。在步骤SB218中,控制装置40从存储装置44读出测量步行周期的次数N,并将“0”代入该次数N,并再次存储至存储装置44,之后,进入步骤SB219的处理。
在步骤SB219中,控制装置40从存储装置44读出10个步行周期的量的合计步行周期TA,并通过步行周期TB=(合计步行周期TA)/10求出步行周期TB,并存储至存储装置44,之后,进入步骤SB220的处理。此外,执行步骤SB219的处理的控制装置40作为步行周期获取部的一个例子发挥作用。另外,也可以将对5个~10个的任意个数的测量步行周期TW1进行合计所得的合计步行周期TA的平均值作为步行周期TB。另外,也可以将对从行驶开始到经过5秒~10秒测量出的测量步行周期TW1进行合计所得的合计步行周期TA的平均值作为步行周期TB。另外,也可以将对从行驶开始到达到8m~10m的行驶距离测量出的测量步行周期TW1进行合计所得的合计步行周期TA的平均值作为步行周期TB。
在步骤SB220中,控制装置40从存储装置44读出合计步行周期TA,并将“0”代入该合计步行周期TA,并再次存储至存储装置44,之后,进入步骤SB221的处理。在步骤SB221中,控制装置40从存储装置44读出表示获取到步行周期TB的意思的步行周期标志,并将该步行周期标志设定为“ON”,并再次存储至存储装置44,之后,结束该处理(返回)。此外,控制装置40在起动时将步行周期标志设定为“OFF”,并存储至存储装置44。
另一方面,在上述步骤SB210中,判定为动作模式不是摆臂模式的情况下,换句话说,判定为动作模式是手推模式的情况下(SB210:否),控制装置40使处理进入步骤SB230。在处理进入到步骤SB230的情况下,控制装置40从存储装置44读出前次处理时的加速度和本次处理时的加速度,并判定是否为前次处理时的加速度(前次加速度)=负(小于0)、并且本次处理时的加速度(本次加速度)=正(0以上)。
在这里,基于图22对操作手推模式指示部75,并且操作锁定操作部31L、31R以成为锁定状态,并设定为把持左右手柄20L、20R或者各把手18L、18R而不摆动手臂地步行的“手推模式”的情况下的步行辅助装置10的行进速度的变化进行说明。图22是表示步行辅助装置10的手推模式下的行进速度(m/min)的一个例子的图。
如图22所示,作为步行辅助装置10的手推模式下的行进速度[m/min]的一个例子的行进速度曲线81例如从使用者的左脚的后脚跟接地开始增速到右脚伸出到使用者的前面。而且,行进速度曲线81从右脚伸出到使用者的前面时减速到右脚的后脚跟接地。接着,行进速度曲线81从使用者的右脚的后脚跟接地开始再次增速到左脚伸出到使用者的前面。而且,行进速度曲线81从左脚伸出到使用者的前面时减速到左脚的后脚跟再次接地。
因此,在使用者的左脚的后脚跟接地时、或者使用者的右脚的后脚跟接地时,行进速度曲线81从减速状态变化为增速状态。换句话说,在步行辅助装置10的加速度从负(小于0)变化为正(0以上),构成行进速度曲线81的各谷部81A的时刻,使用者的左脚的后脚跟、或者使用者的右脚的后脚跟接地。由此,如图22所示,认为在产生行进速度曲线81的3个谷部81A的期间所经过的时间[sec]为使用者的1个步行周期TW1(=测量步行周期TW1)[秒/步]。
如图17所示,在步骤SB230中,判定为不是前次处理时的加速度(前次加速度)=负(小于0)、并且本次处理时的加速度(本次加速度)=正(0以上)的情况下(SB230:否),控制装置40结束该处理(返回)。换句话说,控制装置40判定为不是上述行进速度曲线81的谷部81A(参照图22),换句话说,判定为使用者的左脚的后脚跟、或者使用者的右脚的后脚跟未接地,并结束该处理(返回)。
另一方面,在步骤SB230中,判定为前次处理时的加速度(前次加速度)=负(小于0)、并且本次处理时的加速度(本次加速度)=正(0以上)的情况下(SB230:是),控制装置40进入步骤SB231的处理。换句话说,控制装置40判定为是行进速度曲线81的谷部81A(参照图22),换句话说,判定为使用者的左脚的后脚跟、或者使用者的右脚的后脚跟接地,并进入步骤SB231的处理。
在步骤SB231中,控制装置40从计时器45读出时刻T2,并按时间序列存储至存储装置44,之后,使处理进入步骤SB232。由此,存储使用者的左脚的后脚跟、或者右脚的后脚跟着地的时刻T2。而且,在步骤SB232中,控制装置40从存储装置44读出存储时刻T2的次数M,并对次数M加上“1”,并再次存储至存储装置44,之后,进入步骤SB233的处理。此外,控制装置40在起动时,将“0”代入次数M并存储至存储装置44。
在步骤S233中,控制装置40从存储装置44读出存储时刻T2的次数M,并判定次数M是否为“3”以上,换句话说,是否存储了第三个谷部81A(参照图22)的时刻T2。而且,在判定为次数M小于“3”的情况下(SB233:否),控制装置40判定为未存储第三个谷部81A(参照图22)的时刻T2,并结束该处理(返回)。
另一方面,在判定为次数M为“3”以上的情况下(SB233:是),控制装置40判定为存储了第三个谷部81A(参照图22)的时刻T2,并进入步骤SB234的处理。在步骤SB234中,控制装置40从存储装置44读出前前次处理时的时刻T2和本次处理时的时刻T2。
而且,控制装置40通过测量步行周期TW1=本次处理时的时刻T2(本次的时刻T2)-前前次处理时的时刻T2(前前次的时刻T2)求出测量步行周期TW1[秒/步],并存储至存储装置44,之后,使处理进入步骤SB235。由此,控制装置40计算从前次的左脚的后脚跟着地到本次的左脚的后脚跟着地的时间、或者从前次的右脚的后脚跟着地到本次的右脚的后脚跟着地的时间,换句话说,测量步行周期TW1(1个步行周期)[秒/步],并存储至存储装置44。
在步骤SB235中,控制装置40从存储装置44读出存储时刻T2的次数M,并将“0”代入该次数M并再次存储至存储装置44,之后,进入上述步骤SB215的处理。而且,控制装置40在执行步骤SB215~步骤SB221的处理之后,结束该处理(返回)。由此,控制装置40能够计算手推模式下的步行周期TB,并将步行周期标志设定为“ON”。
[SB400:对地速度修正量计算处理的详细内容(图18)]
接下来,使用图18,对SB400(对地速度修正量计算处理)的详细内容进行说明。当在图14所示的步骤S040中执行SB400时,控制装置40使处理进入图18所示的步骤SB405。
在步骤SB405中,控制装置40判定动作模式是否是摆臂模式,在动作模式是摆臂模式的情况下(SB405:是),使处理进入步骤SB410,在动作模式不是摆臂模式的情况下(SB405:否),使处理进入步骤SB450B。
在处理进入到步骤SB410的情况下,控制装置40求出“行进速度+右手柄移动速度”并存储为右手柄对地速度,并求出“行进速度+左手柄移动速度”并存储为左手柄对地速度,之后,使处理进入步骤SB420。
此外,“行进速度”是步行辅助装置10相对于地面的速度,“右手柄移动速度”是(右)手柄20R相对于步行辅助装置10的框架前后方向上的移动速度,“右手柄对地速度”是(右)手柄20R相对于地面的框架前后方向上的移动速度。另外,对于“右手柄移动速度”而言,将与“行进速度”相同方向设定为“正”的速度,将与“行进方向”相反方向设定为“负”的速度。换句话说,在行进速度是朝向前方的速度的情况下,朝向前方的右手柄移动速度为“正”,朝向后方的右手柄移动速度为“负”。另外,左手柄对地速度也同样地求出。
执行步骤SB410的处理的控制装置40相当于基于各个手柄的移动速度和行进速度,计算各个手柄相对于地面的速度亦即各个手柄对地速度(右手柄对地速度和左手柄对地速度)的手柄对地速度计算部40D(参照图13)。
在步骤SB420中,控制装置40判定右手柄对地速度是否为负(小于0),在为负(小于0)的情况下(SB420:是),使处理进入步骤SB440,在不是的情况下(SB420:否),使处理进入步骤SB430。
在处理进入到步骤SB430的情况下,控制装置40判定左手柄对地速度是否为负(小于0),在为负(小于0)的情况下(SB430:是),使处理进入步骤SB440,在不是的情况下(SB430:否),使处理进入步骤SB450B。
在处理进入到步骤SB440的情况下,控制装置40计算与行进速度相应的权重系数并使处理进入步骤SB450A。例如,权重系数被设定为随着行进速度增大而变小。
在步骤SB450A中,控制装置40将对预先设定的加速修正量乘以权重系数求出的值存储为对地速度修正量,并结束处理(返回)。此外,加速修正量通过各种实验、模拟等来决定。该情况下的对地速度修正量为大于0的值(正值,用于加速的修正量)。
执行步骤SB440、SB450A的处理的控制装置40相当于在将行进速度设为“正”的情况下各个手柄的各个手柄对地速度的至少一方为“负”速度的情况下,计算使步行辅助装置10向行进速度的方向加速的对地速度修正量的对地速度修正量计算部40E(参照图13)。
在处理进入到步骤SB450B的情况下,控制装置40将预先设定的减速修正量存储为对地速度修正量并结束处理(返回)。此外,减速修正量通过各种实验、模拟等来决定。该情况下的对地速度修正量为0以下的值(零或者负值,用于减速的修正量)。
此外,在对地速度修正量为大于0的正值的情况下,能够使步行辅助装置10的行进速度加速。另外,在对地速度修正量为小于0的负值的情况下,能够使步行辅助装置10的行进速度减速。另外,在对地速度修正量为零的情况下,步行辅助装置10为惰性行驶,但行进速度因滚动阻力等而减速。
[SB500:中央位置速度修正量计算处理的详细内容(图19)]
接下来,使用图19,对SB500(中央位置速度修正量计算处理)的详细内容进行说明。当在图14所示的步骤S050中执行SB500时,控制装置40使处理进入图19所示的步骤SB505。
在步骤SB505中,控制装置40判定动作模式是否是摆臂模式,在动作模式是摆臂模式的情况下(SB505:是),使处理进入步骤SB510,在动作模式不是摆臂模式的情况下(SB505:否),使处理进入步骤SB550。
在处理进入到步骤SB510的情况下,控制装置40求出“(右手柄前后位置+左手柄前后位置)/2”并作为手柄前后中央位置存储至存储装置44,并使处理进入步骤SB520。
执行步骤SB510的处理的控制装置40相当于求出相对于各个手柄前后位置的成为框架前后方向的中央的手柄前后中央位置的手柄前后中央位置计算部40G(参照图13)。
图23是从上方观察步行辅助装置10的图,且是对(右)手柄20R的手柄前后位置(PmR)、(左)手柄20L的手柄前后位置(PmL)、虚拟前后基准位置(Ps)、手柄前后中央位置(Pmc)、可动范围(轴21L、21R的框架前后方向的移动范围)的中央位置(Pc)进行说明的图。例如,在框架前后方向上,手柄20R、20L的可动范围L1为从可动范围L1的前端位置(Po)到可动范围的后端位置(Pr)。
而且,中央位置(Pc)是框架前后方向上的可动范围L1的中央位置。例如,比可动范围L1的中央位置(Pc)靠后方规定距离La的位置被设定为框架前后方向上的规定位置亦即虚拟前后基准位置(Ps)。另外,右手柄前后位置(PmR)与左手柄前后位置(PmL)的框架前后方向上的中央位置为手柄前后中央位置(Pmc)。
在步骤SB520中,控制装置40求出“手柄前后中央位置-虚拟前后基准位置”并作为前后方向偏差存储至存储装置44,并使处理进入步骤SB530。此外,如图23所示,前后方向偏差ΔL为手柄前后中央位置(Pmc)与虚拟前后基准位置(Ps)的偏差。
在步骤SB530中,控制装置40求出与前后方向偏差相应的中央位置速度修正量,并存储求出的中央位置速度修正量,并结束处理(返回)。例如,图24所示的前后方向偏差/中央位置速度修正量特性被存储至存储装置,控制装置40基于该前后方向偏差/中央位置速度修正量特性、以及前后方向偏差,求出中央位置速度修正量并存储。
在处理进入到步骤SB550的情况下,控制装置40求出“右手柄前后位置-手柄基准位置(与轴基准位置对应的手柄20R的位置)”并作为右偏差存储至存储装置44,并使处理进入步骤SB560。在动作模式为“手推模式”的情况下,由于锁定操作部31L、31R被设为“锁定状态”,所以使用者无法把持手柄并摆动手臂并且步行。在“手推模式”的情况下,通过以下的步骤SB550~SB580,在各手柄20L、20R被向前方推动的情况下,通过中央位置速度修正使步行辅助装置10向前方加速。
在步骤SB560中,控制装置40求出“左手柄前后位置-手柄基准位置(与轴基准位置对应的手柄20L的位置)”并作为左偏差存储至存储装置44,并使处理进入步骤SB570。
在步骤SB570中,控制装置40求出“(右偏差+左偏差)/2”并作为前后方向偏差存储至存储装置44,并使处理进入步骤SB580。
在步骤SB580中,控制装置40求出与前后方向偏差相应的中央位置速度修正量,并存储所求出的中央位置速度修正量,并结束处理(返回)。例如,图24所示的前后方向偏差/中央位置速度修正量特性被存储至存储装置44,控制装置40基于该前后方向偏差/中央位置速度修正量特性、以及前后方向偏差,求出中央位置速度修正量并存储。此外,即使前后方向偏差的值相同,若使锁定状态的情况下的中央位置速度修正量(步骤SB580)比解除状态的情况下的中央位置速度修正量(步骤SB530)大,则更为优选。
执行步骤SB520、SB530、SB570、SB580的处理的控制装置40相当于计算在框架前后方向上,以使手柄前后中央位置接近虚拟前后基准位置的方式调整步行辅助装置10的行进速度的中央位置速度修正量的中央位置速度修正量计算部40H(参照图13)。
[SB600:行进速度调整处理的详细内容(图20)]
接下来,使用图20,对SB600(行进速度调整处理)的详细内容进行说明。当在图14所示的步骤S060中执行SB600时,控制装置40使处理进入图20所示的步骤SB610。
在步骤SB610中,控制装置40求出“行进速度+对地速度修正量+中央位置速度修正量”作为右目标速度存储至存储装置44,并求出“行进速度+对地速度修正量+中央位置速度修正量”作为左目标速度存储至存储装置44,并使处理进入步骤SB611。
在步骤SB611中,控制装置40从存储装置44读出步行模式,并判定步行模式是否是“通常模式”。而且,在判定为步行模式是“通常模式”的情况下(SB611:是),控制装置40进入步骤SB620的处理。
在步骤SB620中,控制装置40从存储装置44读出右目标速度和目标转矩,并以成为右目标速度、以及目标转矩的方式控制(右)行驶用驱动装置64R。另外,控制装置40从存储装置44读出左目标速度和目标转矩,并以成为左目标速度、以及目标转矩的方式控制(左)行驶用驱动装置64L,并结束该处理(返回)。
另一方面,在上述步骤SB611中,判定为步行模式不是“通常模式”的情况下(SB611:否),控制装置40进入步骤SB612的处理。在步骤SB612中,控制装置40从存储装置44读出表示获取到步行周期TB(参照图17)的意思的“步行周期标志”,并判定是否被设定为“ON”。而且,在判定为步行周期标志被设定为“OFF”的情况下,换句话说,判定为正在测量步行周期TB的情况下(SB612:否),控制装置40进入上述步骤SB620的处理。控制装置40在执行上述步骤SB620的处理之后,结束该处理(返回)。
另一方面,在判定为步行周期标志被设定为“ON”的情况下,换句话说,判定为步行周期TB的测量结束了的情况下(SB612:是),控制装置40进入步骤SB613的处理。在步骤SB613中,控制装置40从存储装置44读出步行模式,并判定步行模式是否是“步行模式1”。而且,在判定为步行模式是“步行模式1”的情况下(SB613:是),控制装置40进入步骤SB614的处理。
在步骤SB614中,控制装置40将右目标速度和左目标速度设定为加快“3%”(规定的第二比例),之后,进入上述步骤SB620的处理。具体而言,控制装置40将右目标速度乘以“1.03”求出的值作为右目标速度存储至存储装置44。另外,控制装置40将左目标速度乘以“1.03”求出的值作为左目标速度存储至存储装置44,之后,进入上述步骤SB620的处理。而且,控制装置40在执行上述步骤SB620的处理之后,结束该处理(返回)。
另一方面,在上述步骤SB613中,判定为步行模式不是“步行模式1”的情况下(SB613:否),控制装置40进入步骤SB615的处理。在步骤SB615的处理中,控制装置40从存储装置44读出步行模式,并判定步行模式是否是“步行模式2”。而且,在判定为步行模式是“步行模式2”的情况下(SB615:是),控制装置40进入上述步骤SB614的处理。控制装置40在执行上述步骤SB614的处理之后,进入上述步骤SB620的处理。而且,控制装置40在执行上述步骤SB620的处理之后,结束该处理(返回)。
另一方面,在上述步骤SB615中,判定为步行模式不是“步行模式2”的情况下,换句话说,判定为步行模式是“步行模式3”的情况下(SB615:否),控制装置40进入步骤SB620的处理。而且,控制装置40在执行上述步骤SB620的处理之后,结束该处理(返回)。
因此,在步行模式被设定为“步行模式3”的情况下,将右目标速度和左目标速度设定为与步行模式被设定为“通常模式”的情况下的右目标速度和左目标速度相同的速度。另外,在步行模式被设定为“步行模式1”或者“步行模式2”的情况下,将右目标速度和左目标速度设定为比步行模式被设定为“通常模式”的情况下的右目标速度和左目标速度快“3%”(规定的第二比例)。此外,并不限于“3%”,例如,也可以设定为快2%~10%的任意的比例(规定的第二比例)。
执行步骤SB610~SB620的处理的控制装置40相当于控制行驶用驱动装置以成为基于行进速度和对地速度修正量(和中央位置速度修正量)求出的目标速度的行进速度调整部40F(参照图13)。
[使用者的摆臂步行状态和步行辅助装置的移动状态的例子(图25)]
图25示出使用者用右手把持(右)手柄20R,并用左手把持(左)手柄20L,并使左臂从前方向后方摆动并且步行的状态(右臂从后方向前方摆动)的例子。
在(左)手柄20L向后方移动时,若从地面观察的(左)手柄20L的移动速度亦即(左)手柄对地速度为“负”,则利用对地速度修正量使步行辅助装置10向前方加速,所以如在图25中用点划线表示的那样,从地面观察时,(左)手柄20L看起来像静止。换句话说,步行辅助装置10一边调整行进速度一边行进,以使得从地面观察时,向后方移动的(左)手柄20L看起来像静止。
[SB700:步行用节奏声音产生处理的详细内容(图21)]
接下来,使用图21,对SB700(步行用节奏声音产生处理)的详细内容进行说明。当在图14所示的步骤S070中执行SB700时,控制装置40使处理进入图21所示的步骤SB705。
在步骤SB705中,控制装置40从存储装置44读出表示获取到步行周期TB(参照图17)的意思的“步行周期标志”,并判定是否被设定为“ON”。而且,在判定为步行周期标志被设定为“OFF”的情况下(SB705:否),控制装置40结束该处理(返回)。另一方面,在判定为步行周期标志被设定为“ON”的情况下(SB705:是),控制装置40判定为获取到步行周期TB(参照图17)并使处理进入步骤SB706。
在步骤SB706中,控制装置40从存储装置44读出步行模式,并判定步行模式是否是“通常模式”。换句话说,控制装置40判定是否步行模式指示部77的选择按钮77A被操作,而步行模式被设定为“通常模式”。而且,在判定为步行模式不是“通常模式”的情况下,换句话说,在判定为步行模式指示部77的选择按钮77A未被操作的情况下(SB706:否),控制装置40进入步骤SB707的处理。
在步骤SB707中,控制装置40从存储装置44读出表示开始了作为步行用节奏声音的周期性声音的输出的意思的“节奏开始标志”,并判定是否被设定为“OFF”。而且,在判定为节奏开始标志被设定为“ON”的情况下(SB707:否),控制装置40结束该处理(返回)。另一方面,在判定为节奏开始标志被设定为“OFF”的情况下(SB707:是),控制装置40使处理进入步骤SB708。在步骤SB708中,控制装置40从存储装置44读出动作模式,并判定动作模式是否是摆臂模式。
而且,在判定为动作模式是摆臂模式的情况下(SB708:是),控制装置40使处理进入步骤SB709。另一方面,在判定为动作模式不是摆臂模式的情况下,换句话说,在判定为动作模式是手推模式的情况下(SB708:否),控制装置40使处理进入步骤SB710。
在处理进入到步骤SB709的情况下,控制装置40从存储装置44读出右后端位置标志,并判定是否被设定为“ON”。而且,在判定为右后端位置标志被设定为“OFF”的情况下(SB709:否),控制装置40结束该处理(返回)。另一方面,在判定为右后端位置标志被设定为“ON”的情况下(SB709:是),控制装置40使处理进入后述的步骤SB711。
另外,在处理进入到步骤SB710的情况下,控制装置40从存储装置44读出前次处理时的加速度和本次处理时的加速度,并判定是否为前次处理时的加速度(前次加速度)=负(小于0)、并且本次处理时的加速度(本次加速度)=正(0以上)。而且,在判定为不是前次处理时的加速度(前次加速度)=负(小于0)、并且本次处理时的加速度(本次加速度)=正(0以上)的情况下(SB710:否),控制装置40结束该处理(返回)。换句话说,控制装置40判定为使用者的左脚的后脚跟、或者使用者的右脚的后脚跟未接地,并结束该处理(返回)。
另一方面,在判定为前次处理时的加速度(前次加速度)=负(小于0)、并且本次处理时的加速度(本次加速度)=正(0以上)的情况下(SB710:是),控制装置40进入步骤SB711的处理。换句话说,控制装置40判定为使用者的左脚的后脚跟、或者使用者的右脚的后脚跟接地,并进入步骤SB711的处理。
在步骤SB711中,控制装置40从存储装置44读出步行模式,并判定步行模式是否为“步行模式1”。而且,在判定为步行模式是“步行模式1”的情况下(SB711:是),控制装置40进入步骤SB712的处理。
在步骤SB712中,控制装置40从存储装置44读出步行周期TB[秒/步],并将步行周期TB乘以“0.97”求出的值作为“目标步行周期TS”存储至存储装置44,之后,进入后述的步骤SB716的处理。换句话说,在步行模式被设定为“步行模式1”的情况下,目标步行周期TS被设定为比步行周期TB短“3%”(规定的第一比例)。此外,并不限于“3%”,例如,也可以设定为短2%~10%的任意的比例(规定的第一比例)。
另一方面,在判定为步行模式不是“步行模式1”的情况下(SB711:否),控制装置40进入步骤SB713的处理。在步骤SB713中,控制装置40从存储装置44读出步行模式,并判定步行模式是否是“步行模式2”。而且,在判定为步行模式是“步行模式2”的情况下(SB713:是),控制装置40进入步骤SB714的处理。
在步骤SB714中,控制装置40从存储装置44读出步行周期TB[秒/步],并将步行周期TB作为“目标步行周期TS”存储至存储装置44,之后,进入后述的步骤SB716的处理。换句话说,在步行模式被设定为“步行模式2”的情况下,目标步行周期TS被设定为与步行周期TB相同的周期。
另一方面,在判定为步行模式不是“步行模式2”的情况下(SB713:否),控制装置40判定为步行模式是“步行模式3”,并进入步骤SB715的处理。在步骤SB715中,控制装置40从存储装置44读出步行周期TB[秒/步],并将步行周期TB乘以“1.03”求出的值作为“目标步行周期TS”存储至存储装置44,之后,进入步骤SB716的处理。换句话说,在步行模式被设定为“步行模式3”的情况下,目标步行周期TS被设定为比步行周期TB长“3%”(规定的第三比例)。此外,并不限于“3%”,例如,也可以设定为长2%~10%的任意的比例(规定的第三比例)。
在步骤SB716中,控制装置40从存储装置44读出目标步行周期TS[秒/步],并经由扬声器66开始被设定为与目标步行周期TS相等的周期的周期性声音(例如,恒定周期的节拍器的节奏声音、乐器的节奏声音、叫喊声等)的输出,之后,进入步骤SB717的处理。换句话说,控制装置40通过周期性声音将与目标步行周期TS[秒/步]相等的周期的步行的时机教导给使用者。
由此,在为手推模式的情况下,使用者以使右脚的后脚跟(或者左脚的后脚跟)根据经由扬声器66报告的周期性声音接地的方式步行,从而以成为目标步行周期TS[秒/步]的步行周期的方式容易地获取步行的时机。另外,在为摆臂模式的情况下,使用者以仅使左脚的后脚跟(或者右脚的后脚跟)根据经由扬声器66报告的周期性声音接地,并且仅使右臂(或者左臂)摆动到后端的方式步行,从而以成为目标步行周期TS[秒/步]的步行周期的方式容易地获取步行的时机。在这里,执行步骤SB716的处理的控制装置40作为周期性声音设定部的一个例子发挥作用。
此外,例如,在步骤SB716中,控制装置40也可以从存储装置44读出目标步行周期TS[秒/步],并经由扬声器66开始设定为目标步行周期TS[秒/步]的1/2的周期的周期性声音(例如,恒定周期的节拍器的节奏声音、乐器的节奏声音、叫喊声等)的输出,之后,进入步骤SB717的处理。
由此,在手推模式的情况下,使用者以使右脚的后脚跟和左脚的后脚跟根据经由扬声器66报告的周期性声音交替地接地的方式步行,从而以成为目标步行周期TS[秒/步]的步行周期的方式容易地获取步行的时机。另外,在为摆臂模式的情况下,使用者以使左脚的后脚跟和右脚的后脚跟根据经由扬声器66报告的周期性声音交替地接地,并且使右臂和左臂交替地摆动到后端的方式步行,从而以成为目标步行周期TS[秒/步]的步行周期的方式容易地获取步行的时机。
在步骤SB717中,控制装置40从存储装置44读出表示经由扬声器66开始了设定为与目标步行周期TS相等的周期的周期性声音的输出的意思的“节奏开始标志”,并将该节奏开始标志设定为“ON”,并再次存储至存储装置44,之后,结束该处理(返回)。此外,控制装置40在起动时,将节奏开始标志设定为“OFF”,并存储至存储装置44。
另一方面,在上述步骤SB706的处理中,判定为步行模式是“通常模式”的情况下,换句话说,判定为步行模式指示部77的选择按钮77A被操作的情况下(SB706:是),控制装置40进入步骤SB718的处理。在步骤SB718中,控制装置40在停止扬声器66的输出,并结束周期性声音的输出之后,进入步骤SB719的处理。
在步骤SB719中,控制装置40从存储装置44读出节奏开始标志,并将该节奏开始标志设定为“OFF”,并再次存储至存储装置44,之后,进入步骤SB720的处理。在步骤SB720中,控制装置40从存储装置44读出表示获取到步行周期TB的意思的步行周期标志,并将该步行周期标志设定为“OFF”,并再次存储至存储装置44,之后,结束该处理(返回)。
在这里,控制装置40作为行驶控制装置、步行状态获取装置、目标步行状态设定装置、教导控制装置的一个例子发挥作用。扬声器66作为报告装置的一个例子发挥作用。操作面板70作为切换设定装置的一个例子发挥作用。
[本申请的效果]
如以上详细说明的那样,在通过本实施方式说明的步行辅助装置10中,使用者通过操作操作面板70的步行模式指示部77的选择按钮77B,选择“步行模式1”的步行辅助模式,能够使步行辅助装置10的速度比通常模式时加快3%左右(规定的第二比例)。另外,经由扬声器66输出(教导)与比通常的步行周期TB短3%左右(规定的第一比例)的目标步行周期TS的周期相等的周期性声音。
其结果,使用者的步幅[cm]根据车速增加3%左右。另外,使用者以使左脚的后脚跟根据与比通常的步行周期TB短3%左右的目标步行周期TS的周期相等的周期性声音接地的方式步行,从而使用者的步行率[步/分]增加3%左右。
由此,使用者在选择“步行模式1”的步行辅助模式之后,把持各手柄20L、20R,并以使左脚的后脚跟根据周期性声音接地的方式步行,从而能够进行步行率[步/分]和步幅[cm]均增加,步行速度[m/分]提高的步行训练,能够改善步行能力。进一步,使用者通过操作摆臂模式指示部74,能够把持各手柄20L、20R,进行使躯干笔直地根据周期性声音摆动手臂并且步行的步行训练,并能够有效地改善步行能力。
另外,使用者通过操作操作面板70的步行模式指示部77的选择按钮77C,选择“步行模式2”的步行辅助模式,能够使步行辅助装置10的速度比通常模式时加快3%左右(规定的第二比例)。另外,经由扬声器66输出(教导)与通常的步行周期TB的周期相等的周期的周期性声音。
其结果,使用者的步幅[cm]根据车速增加3%左右。另外,使用者以使左脚的后脚跟根据与通常的步行周期TB的周期相等的周期的周期性声音接地的方式步行,从而使用者的步行率[步/分]保持原样,步幅[cm]增加3%左右。
由此,使用者在选择“步行模式2”的步行辅助模式之后,把持各手柄20L、20R,并以使左脚的后脚跟根据周期性声音接地的方式步行,从而能够进行步行率[步/分]保持原样,稍微扩大步幅[cm]而提高步行速度[m/分]的步行训练,并能够改善步行能力。进一步,使用者通过操作摆臂模式指示部74,能够把持各手柄20L、20R,进行使躯干笔直地根据周期性声音摆动手臂并且步行的步行训练,并能够有效地改善步行能力。
另外,使用者通过操作操作面板70的步行模式指示部77的选择按钮77D,选择“步行模式3”的步行辅助模式,能够使步行辅助装置10的速度成为与通常模式的速度相同的速度。另外,经由扬声器66输出(教导)与比通常的步行周期TB长3%左右(规定的第三比例)的目标步行周期TS的周期相等的周期性声音。
其结果,使用者以使左脚的后脚跟根据与比通常的步行周期TB长3%左右的目标步行周期TS的周期相等的周期性声音接地的方式步行,从而使用者的步幅[cm]增加3%左右。
由此,使用者通过在选择“步行模式3”的步行辅助模式之后,把持各手柄20L、20R,并以使左脚的后脚跟根据周期性声音接地的方式步行,能够进行步行速度[m/分]相同,且步幅[cm]稍微扩大的步行训练,并能够改善步行能力。进一步,使用者通过操作摆臂模式指示部74,能够把持各手柄20L、20R,进行使躯干笔直地根据周期性声音摆动手臂并且步行的步行训练,能够有效地改善步行能力。
另外,使用者通过操作操作面板70的步行模式指示部77的选择按钮77A,选择“通常模式”的步行辅助模式,并且操作摆臂模式指示部74,能够把持各手柄20L、20R模拟摆动手臂步行的步行动作。因此,使用者能够进行使躯干笔直地摆动手臂并且步行的步行训练。由此,使用者能够适当地进行与脚部的运动同步地正确地摆动手臂并且步行的高品质的步行训练。
此外,本发明并不限于上述实施方式,当然能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种改进、变形、追加、删除。另外,在上述实施方式中,以上(≥)、以下(≤)、大于(>)、小于(<)等可以包含等号也可以不包含。另外,上述实施方式的说明中所使用的数值是一个例子,并不限定于该数值。此外,在以下的说明中,与上述图1至图25的上述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上述实施方式所涉及的步行辅助装置10的结构等相同或相当的部分。
[另外的第一实施方式]
(A)例如,控制装置40也可以在存储装置44中预先存储以“步行模式1”、“步行模式2”、“步行模式3”中的任意一个步行模式行驶的“目标教导行驶距离”(例如,50m~300m)。另外,控制装置40在以“步行模式1”、“步行模式2”、“步行模式3”中的任意一个步行模式行驶的情况下,根据来自各行进速度检测装置64LE、64RE的检测信号,来检测从行驶开始起的行驶距离L。
进一步,控制装置40也可以判定该行驶距离L是否达到目标教导行驶距离。而且,在判定为行驶距离L达到目标教导行驶距离的情况下,控制装置40也可以进行控制以使各行驶用驱动装置64L、64R,而步行辅助装置10停止。由此,使用者能够在“步行模式1”、“步行模式2”、“步行模式3”中的任意一个步行模式下使用步行辅助装置10,并容易地判断为进行步行训练的距离达到了目标教导行驶距离,并能够容易地判定是否继续步行训练。另外,由于步行辅助装置10停止,所以使用者能够容易地重新研究步行训练的内容。
在这里,存储装置44作为目标教导行驶距离存储装置的一个例子发挥作用。各行进速度检测装置64LE、64RE以及控制装置40作为行驶距离检测装置的一个例子发挥作用。控制装置40作为行驶距离判定装置的一个例子发挥作用。
[另外的第二实施方式]
(B)另外,例如,控制装置40在上述步骤SB716中,在经由扬声器66,开始设定为与目标步行周期TS相等的周期的周期性声音(例如,恒定周期的节拍器的节奏声音、乐器的节奏声音、叫喊声等)的输出的情况下,也可以再次执行上述步骤SB210~步骤SB220的处理,来计算步行周期TB。
而且,控制装置40也可以根据步行周期TB相对于目标步行周期TS的一致程度,来评价使用者的步行训练中的步行状态。进一步,控制装置40也可以将使用者的步行训练中的步行状态的评价结果显示于操作面板70,并经由扬声器66通过声音输出来通知。由此,使用者能够迅速地获取步行训练的评价,并容易地重新研究步行训练的内容。
此外,控制装置40也可以根据步行周期TB相对于目标步行周期TS的一致程度为规定值以上的达成次数,来评价使用者的步行训练中的步行状态。另外,控制装置40也可以对步行周期TB相对于目标步行周期TS的一致程度为规定值以上的达成次数进行计数,根据达成次数相对于所有评价次数的比例(达成率),来评价使用者的步行训练中的步行状态。
在这里,控制装置40作为教导步行状态获取装置、步行状态评价装置的一个例子发挥作用。操作面板70和扬声器66作为输出装置的一个例子发挥作用。
[另外的第三实施方式]
(C)另外,例如,控制装置40也可以将在上述步骤SB219中计算出的步行周期TB(步行状态信息)与用户ID、年月日以及时刻、行进速度、加速度(步行状态信息)等一起按时间序列存储至存储装置44的步行状态存储部44A(参照图13)。此外,用户ID也可以在使用者开始步行训练之前,经由设置于操作面板70的ID输入画面预先输入。在这里,存储装置44作为步行状态信息存储装置的一个例子发挥作用。
而且,在上述步骤SB712、步骤SB714、步骤SB715中,控制装置40从步行状态存储部44A读出与使用者的用户ID对应地存储的最新的规定个数,例如,最新的5个步行周期TB(步行状态信息)。接着,控制装置40也可以计算最新的规定个数的步行周期TB的平均值,并将该平均值用作步行周期TB,来计算目标步行周期TS(目标步行状态)。由此,由于控制装置40能够计算与使用者的用户ID对应的过去规定次数的步行周期TB的平均值,并使用该平均值来设定目标步行周期TS,所以能够实现目标步行周期TS的最佳化。
此外,控制装置40也可以将在上述步骤SB219中计算出的步行周期TB(步行状态信息)与用户ID、年月日以及时刻、行进速度、加速度(步行状态信息)等一起,经由未图示的通信装置发送至网络上的服务器,并按时间序列储存。而且,在上述步骤SB712、步骤SB714、步骤SB715中,控制装置40也可以经由未图示的通信装置从服务器获取与使用者的用户ID对应的过去规定次数的量的步行周期TB。接着,控制装置40也可以计算与使用者的用户ID对应的过去规定次数的量的步行周期TB的平均值,并使用该平均值来设定目标步行周期TS。
[另外的第四实施方式]
(D)另外,例如,控制装置40也可以在上述步骤SBA25A中,将本次右手柄前后位置存储为“右前端位置”之后,再次读出“右前端位置”,并求出“手柄基准位置(轴基准位置)-右前端位置”,作为“右后移位量”存储至存储装置44。而且,控制装置40也可以判定“右后移位量”是否为规定长度(例如,50mm)以上的长度。
而且,在判定为“右后移位量”是规定长度(例如,50mm)以上的长度的情况下,控制装置40也可以进行控制以使各行驶用驱动装置64L、64R停止,而步行辅助装置10停止。另一方面,在判定为“右后移位量”小于规定长度(例如,50mm)的长度的情况下,控制装置40也可以进入上述步骤SBA30的处理。
另外,例如,控制装置40也可以在上述步骤SBB25A中,将本次左手柄前后位置存储为“左前端位置”之后,再次读出“左前端位置”,并求出“手柄基准位置(轴基准位置)-左前端位置”,作为“左后移位量”存储至存储装置44。而且,控制装置40也可以判定“左后移位量”是否为规定长度(例如,50mm)以上的长度。
而且,在判定为“左后移位量”是规定长度(例如,50mm)以上的长度的情况下,控制装置40也可以进行控制以使各行驶用驱动装置64L、64R停止,而步行辅助装置10停止。另一方面,在判定为“左后移位量”为小于规定长度(例如,50mm)的长度的情况下,控制装置40进入上述步骤SBB30的处理。
由此,使用者在以“步行模式1”、“步行模式2”、“步行模式3”中的任意一个步行模式使用步行辅助装置10,进行步行训练时,在很难跟随步行辅助装置10步行的情况下,步行辅助装置10会停止,所以能够防止跌倒。另外,由于步行辅助装置10停止,所以使用者能够容易地重新研究步行训练的内容。
[另外的第五实施方式]
(E)另外,例如,也可以在操作面板70设置为了变更步行训练的强度而操作的“弱选择按钮”、“中选择按钮”、“强选择按钮”。而且,也可以在“弱选择按钮”被操作的情况下,控制装置40在上述步骤SB614中,将右目标速度和左目标速度设定为加快例如“3%”(规定的第二比例),之后,进入上述步骤SB620的处理。
另外,控制装置40也可以在上述步骤SB712中,将目标步行周期TS设定为比步行周期TB短“3%”(规定的第一比例),之后,进入上述步骤SB716的处理。另外,控制装置40也可以在上述步骤SB715中,将目标步行周期TS设定为比步行周期TB延长“3%”(规定的第三比例),之后,进入上述步骤SB716的处理。
另外,在“中选择按钮”被操作的情况下,控制装置40也可以在上述步骤SB614中,将右目标速度和左目标速度加快例如“5%”(规定的第二比例),之后,进入上述步骤SB620的处理。另外,控制装置40也可以在上述步骤SB712中,将目标步行周期TS设定为比步行周期TB短“5%”(规定的第一比例),之后,进入上述步骤SB716的处理。另外,控制装置40也可以在上述步骤SB715中,将目标步行周期TS设定为比步行周期TB延长“5%”(规定的第三比例),之后,进入上述步骤SB716的处理。
另外,在“强选择按钮”被操作的情况下,控制装置40也可以在上述步骤SB614中,将右目标速度和左目标速度设定为加快例如“8%”(规定的第二比例),之后,进入上述步骤SB620的处理。另外,控制装置40也可以在上述步骤SB712中,将目标步行周期TS设定为比步行周期TB短“8%”(规定的第一比例),之后,进入上述步骤SB716的处理。另外,控制装置40也可以在上述步骤SB715中,将目标步行周期TS设定为比步行周期TB延长“8%”(规定的第三比例),之后,进入上述步骤SB716的处理。
由此,当在“步行模式1”、“步行模式2”、“步行模式3”中的任意一个步行模式下使用步行辅助装置10进行步行训练时,使用者或者理疗师等能够通过操作“弱选择按钮”、“中选择按钮”、“强选择按钮”,来根据使用者的步行能力变更步行训练的强度,能够有效地改善步行能力。此外,上述3%~8%是一个例子,也可以变更为任意的比例。
[另外的第六实施方式]
(F)另外,例如,在上述实施方式中,为操作锁定机构的各操作部31L、31R,能够切换为“锁定状态”和“解除状态”的结构,但也可以为将各操作部31L、31R固定为“锁定状态”的结构。换句话说,也可以为能够仅以把持左右手柄20L、20R、或者各把手18L、18R不摆动手臂地步行的“手推模式”使用的步行辅助装置10的结构。此时,也可以在操作面板70不设置“摆臂模式指示部74”和“手推模式指示部75”,而控制装置40在起动时,将切换模式设定为“手推模式”。换句话说,控制装置40也可以替换为上述步骤SB050~步骤SB070B的处理(参照图15),一直执行在“动作模式”中存储“手推模式”的处理。
由此,在上述步骤S020中控制装置40所执行的SB200(步行周期获取处理)中,控制装置40执行步骤SB210:否~步骤SB230~步骤SB235~步骤SB215~步骤SB221(参照图17)的处理。换句话说,控制装置40基于步行辅助装置40的行进速度的变化,获取使用者的步行周期TW1(参照图22),并计算使用者的步行周期TB(参照图17)。
其结果,控制装置40能够设定针对各步行模式1~3的目标步行周期TS,并经由扬声器66输出设定为与目标步行周期TS相等的周期的周期性声音(例如,恒定周期的节拍器的节奏声音、乐器的节奏声音、叫喊声等)(参照图21)。另外,控制装置40能够设定针对各步行模式1~3的行驶速度,换句话说,与针对各步行模式1~3的目标步行周期TS相应的行驶速度,并对各行驶用驱动装置64L、64R进行驱动控制(参照图20)。
因此,使用者通过选择“步行模式1”至“步行模式3”中任意一个步行辅助模式,来以把持各手柄20L、20R或者各把手18L、18R的“手推模式”,以根据周期性声音使左脚或者右脚的后脚跟接地的方式步行,从而能够进行改善步行率[步/分]、步幅[cm]的步行训练,并能够改善步行能力。
[另外的第七实施方式]
(G)另外,例如,在上述实施方式中,对将具有多个车轮的步行辅助装置10作为四轮车并设置有2个驱动轮的例子进行了说明,但也可以将步行辅助装置10设为前一轮、后二轮的三轮车,并将前轮设为驱动轮,将两个后轮设为脚轮。换句话说,步行辅助装置10具有至少一个驱动轮即可。另外,在上述实施方式的说明中,对在行驶用驱动装置(电动马达)64L、64R的控制中调整“行进速度”的例子进行了说明,但并不局限于“速度”的控制,也可以控制“转矩”,也可以控制马达转矩来调整行进速度。
[另外的第八实施方式]
(H)另外,例如,检测各个手柄20R、20L的状态(位置)的手柄状态检测装置21RS、21LS、检测行进速度的行进速度检测装置64LE、64RE并不限定于编码器,且不限定于在上述实施方式中示出的结构、配置等,能够为各种结构、配置。另外,作为轴位置恢复装置,对使用轴侧弹性部件26R和筒状部侧弹性部件35R1(参照图8)的例子进行了说明,但轴位置恢复装置并不限于此。
[另外的第九实施方式]
(I)另外,例如,控制装置40在上述步骤SB211~步骤SB212中,获取右手柄20R位于右后端位置的时刻T1,但控制装置40也可以获取右手柄20R位于右前端位置的时刻T1。另外,控制装置40也可以获取右手柄20R位于轴基准位置的时刻T1。
另外,控制装置40也可以获取左手柄20L位于左后端位置的时刻T1。另外,控制装置40也可以获取左手柄20L位于左前端位置的时刻T1。另外,控制装置40也可以获取左手柄20L位于轴基准位置的时刻T1。由此,控制装置40在上述步骤SB213中,能够基于摆臂状态(手柄状态)来获取使用者的测量步行周期TW1。
[另外的第十实施方式]
(J)另外,例如,在上述实施方式的说明中,对使用对地速度修正量和中央位置速度修正量调整行进速度的例子进行了说明,但也可以省略中央位置速度修正量而通过对地速度修正量调整行进速度,也可以省略对地速度修正量而通过中央位置速度修正量调整行进速度。另外,在上述实施方式的说明中,对随着行进速度增大而减小对地速度修正量的例子进行了说明,但并不限于此。
[另外的第十一实施方式]
(K)另外,例如,防止轴21L、21R从筒状部30L、30R脱落的防脱构造(防脱部件25R、防脱面板36R(参照图11))、防止轴21L、21R在筒状部30L、30R内旋转的防旋转构造(导轨32R、被引导部件24R(参照图4))能够为各种构造,并不限定于在上述实施方式中说明的构造。
附图标记说明
10…步行辅助装置;20L、20R…手柄;21L、21R…轴;21LS、21RS…手柄状态检测装置;21R1…手柄嵌合孔;21R2…锁定孔;24R…被引导部件(防旋转构造);25R…防脱部件(防脱构造);26R…轴侧弹性部件(轴位置恢复装置);30L、30R…筒状部;30R1…孔部;31L、31R…锁定操作部;31R1…滑块;31R2…摆动部件;31R3…锁定突起;31R4…弹性部件;32R…导轨(防旋转构造);33R…引导辊;34R…盖部;35R1…筒状部侧弹性部件(轴位置恢复装置);35R2…垫圈;35R3…阻尼器;35R4…弹性单元;36R…防脱面板(防脱构造);40…控制装置;40A…装置对地速度计算部;40B…手柄前后位置计算部;40C…手柄移动速度计算部;40D…手柄对地速度计算部;40E…对地速度修正量计算部;40F…行进速度调整部;40G…手柄前后中央位置计算部;40H…中央位置速度修正量计算部;44…存储装置;50…框架;50K…袋子;50S…3轴加速度/角速度传感器;51L、51R…筒状部支承体;52L、52R…车轮支承体;53…连结体;60FL、60FR…前轮;60RL、60RR…后轮(驱动轮);64L、64R…行驶用驱动装置(电动马达);64LE、64RE…行进速度检测装置;66…扬声器;70…操作面板;72…主开关;73…蓄电池余量显示部;74…摆臂模式指示部;75…手推模式指示部;76…驱动转矩调整部;B…蓄电池;BKL…制动杆;Pmc…手柄前后中央位置;PmL、PmR…手柄前后位置;Ps…虚拟前后基准位置;W1…前后限制范围。
Claims (15)
1.一种步行辅助装置,具备:
框架;
多个车轮,设置于上述框架,包含至少一个驱动轮;
行驶用驱动装置,构成为驱动上述驱动轮;
行驶控制装置,构成为控制上述行驶用驱动装置;
步行状态获取装置,构成为获取与规定时间量的使用者的步行状态相关的步行状态信息;
目标步行状态设定装置,构成为基于由上述步行状态获取装置获取到的上述步行状态信息,来设定上述使用者的上述步行状态得到改善的目标步行状态;以及
教导控制装置,构成为进行控制以将上述目标步行状态教导给上述使用者,
上述行驶控制装置基于上述目标步行状态来控制上述行驶用驱动装置。
2.根据权利要求1所述的步行辅助装置,其中,,
还具备报告装置,该报告装置构成为将步行的时机报告给使用者,
上述步行状态信息包含步行周期,
上述目标步行状态包含基于上述步行周期设定的目标步行周期,
上述教导控制装置进行控制以经由上述报告装置基于上述目标步行周期教导上述步行的时机。
3.根据权利要求2所述的步行辅助装置,其中,
上述教导控制装置具有周期性声音设定部,该周期性声音设定部构成为基于上述目标步行周期来设定周期性声音,
上述教导控制装置进行控制以将由上述周期性声音设定部设定的上述周期性声音经由上述报告装置报告给上述使用者。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的步行辅助装置,其中,
还具备切换设定装置,该切换设定装置构成为切换设定将上述目标步行状态教导给使用者的教导步行模式、和未设定上述目标步行状态的通常步行模式,
在通过上述切换设定装置切换设定为上述教导步行模式之后,上述步行状态获取装置获取与步行了上述规定时间量和规定移动距离量或规定步行周期量中的任意一方的量的上述使用者的步行状态相关的上述步行状态信息。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的步行辅助装置,其中,还具备:
一对手柄,构成为被上述使用者把持,在相对于上述框架的前后方向亦即框架前后方向上移动;以及
手柄状态检测装置,构成为分别检测各个上述手柄的状态,
上述步行状态获取装置具有步行周期获取部,该步行周期获取部构成为基于由各个上述手柄状态检测装置检测出的各个上述手柄的上述状态,来获取上述使用者的步行周期,
上述目标步行状态设定装置基于上述步行周期设定教导给上述使用者的目标步行周期作为上述目标步行状态,
上述教导控制装置进行控制以将上述目标步行周期教导给上述使用者,
上述行驶控制装置基于上述目标步行周期来控制上述行驶用驱动装置。
6.根据权利要求5所述的步行辅助装置,其中,还具备:
一对轴,固定于各个上述手柄,并沿上述框架前后方向延伸;以及
一对筒状部,沿上述框架前后方向延伸,并以能够沿上述框架前后方向移动的方式收容各个上述轴,并且安装于上述框架,
对各个上述轴设定有相对于收容该轴的上述筒状部的上述框架前后方向上的基准位置亦即轴基准位置,
上述手柄状态检测装置检测朝向上述轴的上述轴基准位置和前端位置或后端位置中的任意一方的反复到达时间,
上述步行周期获取部基于上述反复到达时间来获取上述使用者的步行周期。
7.根据权利要求6所述的辅助装置,其中,
还具备行进速度检测装置,该行进速度检测装置构成为检测上述驱动轮的行进速度,
各个上述筒状部具有能够切换为锁定状态和解除状态的锁定机构,其中,上述锁定状态是将上述轴保持在上述框架前后方向的前后限制范围内以便成为上述轴基准位置的附近的状态,上述解除状态是允许上述轴以在上述框架前后方向上超过上述前后限制范围的方式在上述框架前后方向上移动的状态,
在各个上述锁定机构被切换设定为上述锁定状态的情况下,上述步行周期获取部基于由上述行进速度检测装置检测出的上述驱动轮的行进速度的周期性的速度变化,获取上述使用者的步行周期。
8.根据权利要求1~4中任一项所述的步行辅助装置,其中,
还具备行进速度检测装置,该行进速度检测装置构成为检测上述驱动轮的行进速度,
上述步行状态获取装置具有步行周期获取部,该步行周期获取部构成为基于由上述行进速度检测装置检测出的上述驱动轮的行进速度的周期性的速度变化,获取上述使用者的步行周期,
上述目标步行状态设定装置基于上述步行周期设定教导给上述使用者的目标步行周期作为上述目标步行状态,
上述教导控制装置进行控制以将上述目标步行周期教导给上述使用者,
上述行驶控制装置基于上述目标步行周期来控制上述行驶用驱动装置。
9.根据权利要求2~8中任一项所述的步行辅助装置,其中,
上述目标步行状态设定装置将上述目标步行周期设定为比上述步行周期短规定的第一比例,
上述行驶控制装置将上述驱动轮的行进速度控制为比与上述步行周期对应的行进速度快规定的第二比例。
10.根据权利要求2~8中任一项所述的步行辅助装置,其中,
上述目标步行状态设定装置将上述目标步行周期设定为与上述步行周期相同的周期,
上述行驶控制装置将上述驱动轮的行进速度控制为比与上述步行周期对应的行进速度快规定的第二比例。
11.根据权利要求2~8中任一项所述的步行辅助装置,其中,
上述目标步行状态设定装置将上述目标步行周期设定为比上述步行周期长规定的第三比例,
上述行驶控制装置将上述驱动轮的行进速度控制为与和上述步行周期对应的行进速度相同的速度。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的步行辅助装置,其中,还具备:
目标教导行驶距离存储装置,构成为预先存储将上述目标步行状态教导给上述使用者来行驶的目标教导行驶距离;
行驶距离检测装置,构成为检测将上述目标步行状态已教导给上述使用者来行驶的行驶距离;以及
行驶距离判定装置,构成为判定由上述行驶距离检测装置检测出的上述行驶距离是否达到上述目标教导行驶距离,
在由上述行驶距离判定装置判定为由上述行驶距离检测装置检测出的上述行驶距离达到上述目标教导行驶距离的情况下,上述行驶控制装置进行控制以使上述行驶用驱动装置停止。
13.根据权利要求12所述的步行辅助装置,其中,还具备:
教导步行状态获取装置,构成为获取在通过上述教导控制装置将上述目标步行状态教导给上述使用者的期间上述使用者的步行状态;
步行状态评价装置,构成为对由上述教导步行状态获取装置获取到的上述使用者的步行状态和上述目标步行状态进行比较来进行评价;以及
输出装置,构成为输出上述步行状态评价装置的评价结果。
14.根据权利要求13所述的步行辅助装置,其中,
由上述教导步行状态获取装置获取到的上述使用者的上述步行状态包含步行周期,
上述目标步行状态包含目标步行周期,
上述步行状态评价装置基于上述步行周期相对于上述目标步行周期的一致程度、以及一致程度为规定值以上的达成次数或上述达成次数相对于所有评价次数的达成率中的任意一方来进行评价。
15.根据权利要求1~14中任一项所述的步行辅助装置,其中,
还具备步行状态信息存储装置,该步行状态信息存储装置构成为按时间序列存储由上述步行状态获取装置获取到的上述步行状态信息,
上述目标步行状态设定装置基于按时间序列存储在上述步行状态信息存储装置中的上述步行状态信息,来设定上述目标步行状态。
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