CN113329726A - 步行动作辅助装置 - Google Patents

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青木晋
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Abstract

本发明的步行动作辅助装置具备：能够穿戴于左右的长腿支具的壳体；电动马达；驱动臂，通过电动马达的动力而所述驱动臂的基端部被驱动而绕驱动侧支承枢轴线旋转，且所述驱动臂的顶端部以能够进行工作的方式连结于长腿支具的小腿支架；检测驱动臂绕驱动侧支承枢轴线的摆动位置的旋转传感器；步行动作状态检测传感器；以及控制装置。控制装置识别在小腿最大伸展时从旋转传感器输入的检测信号作为基准值，基于基准值以外的检测信号判断穿戴着的腿的左右，选择在算出从电动马达应该输出的辅助力时使用的辅助力控制数据的左右。

Description

步行动作辅助装置
技术领域
本发明涉及对穿戴着长腿支具(long leg brace)的用户赋予步行辅助力的步行动作辅助装置。
背景技术
以往，提出了一种步行动作辅助装置，能够穿戴于作为腿不自由的人、因脑中风等而患有瘫痪的人的步行辅助用或康复用的器具而被利用的长腿支具(例如，参照下述专利文献1)。
详细地说，所述长腿支具包括：大腿侧穿戴体，穿戴于用户的大腿；大腿支架，在支承着所述大腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸；小腿穿戴体，穿戴于用户的小腿；以及小腿支架，在支承着所述小腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸，所述小腿支架能够相对于所述大腿支架绕与用户的膝关节同轴上的支具侧支承枢轴线摆动，且小腿最大伸展时的所述小腿支架绕支具侧支承枢轴线的摆动位置成为所述小腿支架的相对于所述大腿支架绕支具侧支承枢轴线向前方侧的摆动端。
所述步行动作辅助装置具备：壳体；电动马达，收容于所述壳体；驱动臂，由所述电动马达绕驱动侧支承枢轴线驱动；大腿姿势检测单元，检测作为用户的大腿的前后摆动角度的髋关节角度；以及控制装置，掌管所述电动马达的工作控制。
所述壳体，在所述长腿支具穿戴于用户的左腿及右腿中的任一方的情况下，均能够穿戴于所述大腿支架。
即，所述壳体构成为，在所述长腿支具穿戴于用户的左腿时，第1姿势被设为使内侧面与所述长腿支具对向且使驱动侧支承枢轴线位于与支具侧支承枢轴线同轴上的可连结姿势，并且，在所述长腿支具穿戴于用户的右腿时，从所述第1姿势绕用户的躯干轴旋转180°后的第2姿势被设为所述可连结姿势。
在所述控制装置中，预先存储有在算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小时使用的、包括在所述长腿支具穿戴于用户的左腿及右腿时分别使用的左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据的辅助力控制数据，所述控制装置构成为，基于从所述大腿姿势检测单元输入的检测信号算出步行周期中的步行动作定时，将算出的步行动作定时适用于所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据的一方来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力。
在所述以往的步行动作辅助装置中，设置有选择左腿及右腿的选择开关，所述控制装置构成为，使用左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据中的、与通过所述选择开关选择的左右方向相应的所述辅助力控制数据。
在该情况下，倘若用户对所述选择开关的操作失误，即虽然所述步行动作辅助装置穿戴于左腿却通过所述选择开关选择了右腿(或者，虽然所述步行动作辅助装置穿戴于右腿却通过所述选择开关选择了左腿)，则有可能不再向所述小腿支架赋予合适的方向及大小的辅助力。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6148766号公报
发明内容
本发明是鉴于该以往技术而完成的，目的在于提供一种步行动作辅助装置，该步行动作辅助装置具备：壳体，能够相对于长腿支具装卸；电动马达，收容于所述壳体；驱动臂，由所述电动马达以工作的方式驱动；步行动作状态检测传感器，检测步行动作状态；以及控制装置，所述控制装置具有在所述长腿支具穿戴于用户的左腿及右腿时分别使用的左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据，基于所述步行动作状态检测传感器的检测结果和左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据的一方进行所述电动马达的工作控制，该步行动作辅助装置，能够有效地防止在实际穿戴所述长腿支具的用户的腿的左右与所述控制装置在所述电动马达的工作控制中使用的辅助力控制数据的左右上产生不同的情况。
为了达成所述目的，本发明的第1方案提供一种步行动作辅助装置，适用于如下的长腿支具，该长腿支具包括穿戴于用户的大腿的大腿穿戴体、在支承着所述大腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的大腿支架、穿戴于用户的小腿的小腿穿戴体、以及在支承着所述小腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的小腿支架，所述小腿支架能够相对于所述大腿支架绕与用户的膝关节同轴上的支具侧支承枢轴线摆动，并且，小腿最大伸展时的所述小腿支架绕支具侧支承枢轴线的摆动位置被设为所述小腿支架的相对于所述大腿支架绕支具侧支承枢轴线向前方侧的摆动端，其中，所述步行动作辅助装置具备：壳体，在所述长腿支具穿戴于用户的左腿时，第1姿势被设为使穿戴面与所述长腿支具对向且使驱动侧支承枢轴线位于与支具侧支承枢轴线同轴上的可连结姿势，并且，在所述长腿支具穿戴于用户的右腿时，从所述第1姿势绕用户的躯干轴旋转180°后的第2姿势被设为所述可连结姿势；电动马达，收容于所述壳体，能够从输出轴输出绕轴线朝向一侧的第1方向及绕轴线朝向另一侧的第2方向这两个方向的旋转动力；驱动臂，所述驱动臂的基端部以能够进行工作的方式连结于所述输出轴，以使得所述驱动臂通过所述输出轴的第1及第2方向的输出而分别绕驱动侧支承枢轴线朝向一侧的第1方向及另一侧的第2方向摆动，并且，在所述壳体连结于所述长腿支具的状态下所述驱动臂的顶端部直接或间接地连结于所述小腿支架，以使得与绕驱动侧支承枢轴线的摆动相应地绕支具侧支承枢轴线推动所述小腿支架；旋转传感器，能够检测所述驱动臂绕驱动侧支承枢轴线的摆动位置；步行动作状态检测传感器，检测一步行周期中的步行动作状态；以及控制装置，具有作为在算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小时使用的辅助力控制数据的、在所述长腿支具穿戴于用户的左腿及右腿时分别使用的左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据，基于从所述步行动作状态检测传感器按每个采样定时输入的检测信号算出步行周期中的步行动作定时，将算出的步行动作定时适用于所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据的一方来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力，所述控制装置构成为，识别在小腿最大伸展时从所述旋转传感器输入的检测信号作为基准值，基于从所述旋转传感器输入的基准值以外的检测信号选择所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的一方的辅助力控制数据。
根据本发明的第1方案的步行动作辅助装置，能够有效地防止在实际穿戴着连结有该步行动作辅助装置的长腿支具的用户的腿的左右与该步行动作辅助装置的控制装置在电动马达的工作控制中使用的辅助力控制数据的左右上产生不同的情况，能够提供合适的步行辅助力。
为了达成所述目的，本发明的第2方案提供一种步行动作辅助装置，适用于如下的长腿支具，该长腿支具包括穿戴于用户的大腿的大腿穿戴体、在支承着所述大腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的大腿支架、穿戴于用户的小腿的小腿穿戴体、以及在支承着所述小腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的小腿支架，所述小腿支架能够相对于所述大腿支架绕与用户的膝关节同轴上的支具侧支承枢轴线摆动，并且，小腿最大伸展时的所述小腿支架绕支具侧支承枢轴线的摆动位置被设为所述小腿支架的相对于所述大腿支架绕支具侧支承枢轴线向前方侧的摆动端，其中，所述步行动作辅助装置具备：壳体，在所述长腿支具穿戴于用户的左腿时，第1姿势被设为使穿戴面与所述长腿支具对向且使驱动侧支承枢轴线位于与支具侧支承枢轴线同轴上的可连结姿势，并且，在所述长腿支具穿戴于用户的右腿时，从所述第1姿势绕用户的躯干轴旋转180°后的第2姿势被设为所述可连结姿势；电动马达，收容于所述壳体，能够从输出轴输出绕轴线朝向一侧的第1方向及绕轴线朝向另一侧的第2方向这两个方向的旋转动力；驱动臂，所述驱动臂的基端部以能够进行工作的方式连结于所述输出轴，以使得所述驱动臂通过所述输出轴的第1及第2方向的输出而分别绕驱动侧支承枢轴线朝向一侧的第1方向及另一侧的第2方向摆动，并且，在所述壳体连结于所述长腿支具的状态下所述驱动臂的顶端部直接或间接地连结于所述小腿支架，以使得与绕驱动侧支承枢轴线的摆动相应地绕支具侧支承枢轴线推动所述小腿支架；旋转传感器，能够检测所述驱动臂绕驱动侧支承枢轴线的摆动位置；步行动作状态检测传感器，检测一步行周期中的步行动作状态；告知单元，告知用户有无异常；以及控制装置，具有作为在算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小时使用的辅助力控制数据的、在所述长腿支具穿戴于用户的左腿及右腿时分别使用的左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据，基于从所述步行动作状态检测传感器按每个采样定时输入的检测信号算出步行周期中的步行动作定时，将算出的步行动作定时适用于所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的通过人为操作选择的辅助力控制数据来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力，所述控制装置构成为，识别在小腿最大伸展时从所述旋转传感器输入的检测信号作为基准值，基于从所述旋转传感器输入的基准值以外的检测信号判断所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据，在所述应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，经由所述告知单元告知用户异常。
根据本发明的第2方案的步行动作辅助装置，能够有效地防止在实际穿戴着连结有该步行动作辅助装置的长腿支具的用户的腿的左右与该步行动作辅助装置的控制装置在电动马达的工作控制中使用的辅助力控制数据的左右上产生不同的情况，能够提供合适的步行辅助力。
在所述第2方案中，优选的是，所述控制装置构成为，在基于来自所述旋转传感器的信号判断为应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，除了通过所述告知单元告知异常之外，还使所述电动马达停止工作。
可以取代上述方案，在所述第2方案中，所述控制装置构成为，在基于来自所述旋转传感器的信号判断为应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，除了通过所述告知单元告知异常之外，还取代通过人为操作选择的辅助力控制数据而采用基于来自所述旋转传感器的信号判断为应该使用的辅助力控制数据，将所算出的步行动作定时适用于该辅助力控制数据来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力。
在所述第1及第2方案的各种构成中，优选的是，所述控制装置构成为，基于在所述步行动作辅助装置的主电源从断开切换为接通之后从所述旋转传感器输入的基准值以外的最初的检测信号，选择所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的一方的辅助力控制数据。
在一形态中，所述旋转传感器被设为，所述基准值被设定为零点位置的绝对式旋转编码器。
在另一形态中，所述旋转传感器被设为增量式旋转编码器。
例如，在所述步行动作辅助装置中具备能够人为操作的基准开关，所述控制装置构成为，将在所述基准开关的接通状态时从所述旋转传感器输入的检测信号识别为所述基准值。
也可以取代上述方案，所述控制装置构成为，基于从所述旋转传感器输入的检测信号算出所述驱动臂绕驱动侧支承枢轴线的角加速度，将所述角加速度超过预定的阈值的时间点识别为所述小腿支架的最大伸展位置，将在该时间点输入的所述旋转传感器的检测信号识别为所述基准值。
而且，也可以在所述步行动作辅助装置中具备对所述小腿支架位于最大伸展位置的情况直接或间接地进行检测的最大伸展位置检测传感器。
在该情况下，所述控制装置构成为，将在所述最大伸展位置检测传感器检测到最大伸展位置时从所述旋转传感器输入的检测信号识别为所述基准位置。
为了达成所述目的，本发明的第3方案提供一种步行动作辅助装置，适用于如下的长腿支具，该长腿支具包括穿戴于用户的大腿的大腿穿戴体、在支承着所述大腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的大腿支架、穿戴于用户的小腿的小腿穿戴体、以及在支承着所述小腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的小腿支架，所述小腿支架能够相对于所述大腿支架绕与用户的膝关节同轴上的支具侧支承枢轴线摆动，并且，小腿最大伸展时的所述小腿支架绕支具侧支承枢轴线的摆动位置被设为所述小腿支架的相对于所述大腿支架绕支具侧支承枢轴线向前方侧的摆动端，其中，所述步行动作辅助装置具备：壳体，在所述长腿支具穿戴于用户的左腿时，第1姿势被设为使穿戴面与所述长腿支具对向且使驱动侧支承枢轴线位于与支具侧支承枢轴线同轴上的可连结姿势，并且，在所述长腿支具穿戴于用户的右腿时，从所述第1姿势绕用户的躯干轴旋转180°后的第2姿势被设为所述可连结姿势；电动马达，收容于所述壳体，能够从输出轴输出绕轴线朝向一侧的第1方向及绕轴线朝向另一侧的第2方向这两个方向的旋转动力；驱动臂，所述驱动臂的基端部以能够进行工作的方式连结于所述输出轴，以使得所述驱动臂通过所述输出轴的第1及第2方向的输出而分别绕驱动侧支承枢轴线朝向一侧的第1方向及另一侧的第2方向摆动，并且，在所述壳体连结于所述长腿支具的状态下所述驱动臂的顶端部直接或间接地连结于所述小腿支架，以使得与绕驱动侧支承枢轴线的摆动相应地绕支具侧支承枢轴线推动所述小腿支架；转动方向检测机构，检测在将小腿最大伸展时所述驱动臂绕驱动侧支承枢轴线所处的摆动位置设为基准位置的情况下，所述驱动臂从基准位置绕驱动侧支承枢轴线向第1及第2方向的哪一方向进行了转动；步行动作状态检测传感器，检测一步行周期中的步行动作状态；以及控制装置，具有作为在算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小时使用的辅助力控制数据的、在所述长腿支具穿戴于用户的左腿及右腿时分别使用的左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据，基于从所述步行动作状态检测传感器按每个采样定时输入的检测信号算出步行周期中的步行动作定时，将算出的步行动作定时适用于所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据的一方来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力，所述控制装置构成为，基于所述转动方向检测机构的检测结果选择所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据。
根据本发明的第3方案的步行动作辅助装置，能够有效地防止在实际穿戴着连结有该步行动作辅助装置的长腿支具的用户的腿的左右与该步行动作辅助装置的控制装置在电动马达的工作控制中使用的辅助力控制数据的左右上产生不同的情况，能够提供合适的步行辅助力。
为了达成所述目的，本发明的第4方案提供一种步行动作辅助装置，适用于如下的长腿支具，该长腿支具包括穿戴于用户的大腿的大腿穿戴体、在支承着所述大腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的大腿支架、穿戴于用户的小腿的小腿穿戴体、以及在支承着所述小腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的小腿支架，所述小腿支架能够相对于所述大腿支架绕与用户的膝关节同轴上的支具侧支承枢轴线摆动，并且，小腿最大伸展时的所述小腿支架绕支具侧支承枢轴线的摆动位置被设为所述小腿支架的相对于所述大腿支架绕支具侧支承枢轴线向前方侧的摆动端，其中，所述步行动作辅助装置具备：壳体，在所述长腿支具穿戴于用户的左腿时，第1姿势被设为使穿戴面与所述长腿支具对向且使驱动侧支承枢轴线位于与支具侧支承枢轴线同轴上的可连结姿势，并且，在所述长腿支具穿戴于用户的右腿时，从所述第1姿势绕用户的躯干轴旋转180°后的第2姿势被设为所述可连结姿势；电动马达，收容于所述壳体，能够从输出轴输出绕轴线朝向一侧的第1方向及绕轴线朝向另一侧的第2方向这两个方向的旋转动力；驱动臂，所述驱动臂的基端部以能够进行工作的方式连结于所述输出轴，以使得所述驱动臂通过所述输出轴的第1及第2方向的输出而分别绕驱动侧支承枢轴线朝向一侧的第1方向及另一侧的第2方向摆动，并且，在所述壳体连结于所述长腿支具的状态下所述驱动臂的顶端部直接或间接地连结于所述小腿支架，以使得与绕驱动侧支承枢轴线的摆动相应地绕支具侧支承枢轴线推动所述小腿支架；转动方向检测机构，检测在将小腿最大伸展时所述驱动臂绕驱动侧支承枢轴线所处的摆动位置设为基准位置的情况下，所述驱动臂从基准位置绕驱动侧支承枢轴线向第1及第2方向的哪一方向进行了转动；步行动作状态检测传感器，检测一步行周期中的步行动作状态；告知单元，告知用户有无异常；以及控制装置，具有作为在算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小时使用的辅助力控制数据的、在所述长腿支具穿戴于用户的左腿及右腿时分别使用的左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据，基于从所述步行动作状态检测传感器按每个采样定时输入的检测信号算出步行周期中的步行动作定时，将算出的步行动作定时适用于所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的通过人为操作选择的辅助力控制数据来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力，所述控制装置构成为，基于所述转动方向检测机构的检测结果判断所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据，在所述应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，经由所述告知单元告知用户异常。
根据本发明的第4方案的步行动作辅助装置，能够有效地防止在实际穿戴着连结有该步行动作辅助装置的长腿支具的用户的腿的左右与该步行动作辅助装置的控制装置在电动马达的工作控制中使用的辅助力控制数据的左右上产生不同的情况，能够提供合适的步行辅助力。
在所述第4方案中，优选的是，所述控制装置构成为，在基于所述转动方向检测机构的检测结果判断为应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，除了通过所述告知单元告知异常之外，还使所述电动马达停止工作。
可以取代上述方案，在所述第4方案中，所述控制装置构成为，在基于所述转动方向检测机构的检测结果判断为应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，除了通过所述告知单元告知异常之外，还取代通过人为操作选择的辅助力控制数据而采用基于所述转动方向检测机构的检测结果判断为应该使用的辅助力控制数据，将所算出的步行动作定时适用于该辅助力控制数据来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力。
在所述第3及第4方案的一形态中，所述转动方向检测机构被设为具有对所述驱动臂从基准位置绕驱动侧支承枢轴线向第1及第2方向转动的情况分别进行检测的第1及第2转动传感器。
在所述第3及第4方案的另一形态中，所述转动方向检测机构被设为具有与所述驱动臂一起绕驱动侧支承枢轴转动的被检测体和检测与所述被检测体之间的距离的距离传感器。
在该情况下，所述被检测体被设为包括在所述驱动臂从基准位置绕驱动侧支承枢轴线向第1方向及第2方向转动时由所述距离传感器分别进行检测的第1及第2区域，所述第1及第2区域构成为，距所述距离传感器的离开距离不同。
在本发明的步行动作辅助装置的各种构成中，所述步行动作状态检测传感器能够检测与用户的大腿的前后摆动角度即髋关节角度相关联的角度关联信号。
在该情况下，所述控制装置构成为，基于从所述步行动作状态检测传感器按每个采样定时输入的所述角度关联信号算出一所述采样定时下的大腿相位角，基于所述大腿相位角算出步行周期中的步行动作定时。
为了达成所述目的，本发明的第5方案提供一种步行动作辅助装置，适用于如下的长腿支具，该长腿支具包括穿戴于用户的大腿的大腿穿戴体、在支承着所述大腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的大腿支架、穿戴于用户的小腿的小腿穿戴体、以及在支承着所述小腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的小腿支架，所述小腿支架能够相对于所述大腿支架绕与用户的膝关节同轴上的支具侧支承枢轴线摆动，并且，小腿最大伸展时的所述小腿支架绕支具侧支承枢轴线的摆动位置被设为所述小腿支架的相对于所述大腿支架绕支具侧支承枢轴线向前方侧的摆动端，其中，所述步行动作辅助装置具备：壳体，在所述长腿支具穿戴于用户的左腿时，第1姿势被设为使穿戴面与所述长腿支具对向且使驱动侧支承枢轴线位于与支具侧支承枢轴线同轴上的可连结姿势，并且，在所述长腿支具穿戴于用户的右腿时，从所述第1姿势绕用户的躯干轴旋转180°后的第2姿势被设为所述可连结姿势；电动马达，收容于所述壳体，能够从输出轴输出绕轴线朝向一侧的第1方向及绕轴线朝向另一侧的第2方向这两个方向的旋转动力；驱动臂，所述驱动臂的基端部以能够进行工作的方式连结于所述输出轴，以使得所述驱动臂通过所述输出轴的第1及第2方向的输出而分别绕驱动侧支承枢轴线朝向一侧的第1方向及另一侧的第2方向摆动，并且，在所述壳体连结于所述长腿支具的状态下所述驱动臂的顶端部直接或间接地连结于所述小腿支架，以使得与绕驱动侧支承枢轴线的摆动相应地绕支具侧支承枢轴线推动所述小腿支架；大腿陀螺仪传感器，检测用户的大腿摆动角度；小腿陀螺仪传感器，检测用户的小腿摆动角度；以及控制装置，具有作为在算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小时使用的辅助力控制数据的、在所述长腿支具穿戴于用户的左腿及右腿时分别使用的左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据，基于从所述大腿陀螺仪传感器按每个采样定时输入的检测信号算出大腿相位角，基于所述大腿相位角算出步行周期中的步行动作定时，将算出的步行动作定时适用于所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据的一方来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力，所述控制装置构成为，基于来自所述大腿陀螺仪传感器的大腿摆动角度及来自所述小腿陀螺仪传感器的小腿摆动角度来算出小腿相对于大腿的转动角度即膝关节角度，在算出的膝关节角度为小腿最大伸展时的膝关节角度以外的情况下，基于该膝关节角度选择所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据。
根据本发明的第5方案的步行动作辅助装置，能够有效地防止在实际穿戴着连结有该步行动作辅助装置的长腿支具的用户的腿的左右与该步行动作辅助装置的控制装置在电动马达的工作控制中使用的辅助力控制数据的左右上产生不同的情况，能够提供合适的步行辅助力。
为了达成所述目的，本发明的第6方案提供一种步行动作辅助装置，适用于如下的长腿支具，该长腿支具包括穿戴于用户的大腿的大腿穿戴体、在支承着所述大腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的大腿支架、穿戴于用户的小腿的小腿穿戴体、以及在支承着所述小腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的小腿支架，所述小腿支架能够相对于所述大腿支架绕与用户的膝关节同轴上的支具侧支承枢轴线摆动，并且，小腿最大伸展时的所述小腿支架绕支具侧支承枢轴线的摆动位置被设为所述小腿支架的相对于所述大腿支架绕支具侧支承枢轴线向前方侧的摆动端，其中，所述步行动作辅助装置具备：壳体，在所述长腿支具穿戴于用户的左腿时，第1姿势被设为使穿戴面与所述长腿支具对向且使驱动侧支承枢轴线位于与支具侧支承枢轴线同轴上的可连结姿势，并且，在所述长腿支具穿戴于用户的右腿时，从所述第1姿势绕用户的躯干轴旋转180°后的第2姿势被设为所述可连结姿势；电动马达，收容于所述壳体，能够从输出轴输出绕轴线朝向一侧的第1方向及绕轴线朝向另一侧的第2方向这两个方向的旋转动力；驱动臂，所述驱动臂的基端部以能够进行工作的方式连结于所述输出轴，以使得所述驱动臂通过所述输出轴的第1及第2方向的输出而分别绕驱动侧支承枢轴线朝向一侧的第1方向及另一侧的第2方向摆动，并且，在所述壳体连结于所述长腿支具的状态下所述驱动臂的顶端部直接或间接地连结于所述小腿支架，以使得与绕驱动侧支承枢轴线的摆动相应地绕支具侧支承枢轴线推动所述小腿支架；大腿陀螺仪传感器，检测用户的大腿摆动角度；小腿陀螺仪传感器，检测用户的小腿摆动角度；告知单元，告知用户有无异常；以及控制装置，具有作为在算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小时使用的辅助力控制数据的、在所述长腿支具穿戴于用户的左腿及右腿时分别使用的左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据，基于从所述大腿陀螺仪传感器按每个采样定时输入的检测信号算出大腿相位角，基于所述大腿相位角算出步行周期中的步行动作定时，将算出的步行动作定时适用于所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据的一方来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力，所述控制装置构成为，基于来自所述大腿陀螺仪传感器的大腿摆动角度及来自所述小腿陀螺仪传感器的小腿摆动角度算出小腿相对于大腿的转动角度即膝关节角度，在算出的膝关节角度为小腿最大伸展时的膝关节角度以外的情况下，基于该膝关节角度判断所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据，在所述应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，经由所述告知单元告知用户异常。
根据本发明的第6方案的步行动作辅助装置，能够有效地防止在实际穿戴着连结有该步行动作辅助装置的长腿支具的用户的腿的左右与该步行动作辅助装置的控制装置在电动马达的工作控制中使用的辅助力控制数据的左右上产生不同的情况，能够提供合适的步行辅助力。
在所述第6方案中，优选的是，所述控制装置构成为，在基于所算出的膝关节角度判断为应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，除了通过所述告知单元告知异常之外，还使所述电动马达停止工作。
可以取代上述方案，在所述第6方案中，所述控制装置构成为，在基于所算出的膝关节角度判断为应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，除了通过所述告知单元告知异常之外，还取代通过人为操作选择的辅助力控制数据而采用基于所算出的膝关节角度判断为应该使用的辅助力控制数据，将所算出的步行动作定时适用于该辅助力控制数据来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力。
附图说明
图1(a)及(b)分别是能够穿戴本发明的步行动作辅助装置的左腿用长腿支具及右腿用长腿支具的主视图。
图2是图1中的II部放大立体图。
图3是图2的分解立体图。
图4是图2的纵剖立体图。
图5是从用户宽度方向内方且前方观察本发明的实施方式1的步行动作辅助装置穿戴于左腿用长腿支具的状态而得到的立体图。
图6是从穿戴面侧(用户宽度方向内方侧)观察所述步行动作辅助装置而得到的分解立体图。
图7是从用户宽度方向外方观察所述步行动作辅助装置及所述左腿用长腿支具而得到的分解立体图。
图8是所述步行动作辅助装置及所述左腿用长腿支具的分解纵剖视图。
图9是所述步行动作辅助装置中的上部连结机构附近的立体图，示出了所述上部连结机构的上部紧固部件位于紧固位置的状态。
图10是图9的纵剖视图。
图11是与图9对应的立体图，示出了所述上部紧固部件位于释放位置的状态。
图12是图11的纵剖视图。
图13是所述步行动作辅助装置中的下部连结机构附近的立体图，示出了所述下部连结机构的下部紧固部件位于紧固位置的状态。
图14是图13的纵剖视图。
图15是与图13对应的立体图，示出了所述下部紧固部件位于释放位置的状态。
图16(a)及(b)分别是所述步行动作辅助装置穿戴于左腿用长腿支具及右腿用长腿支具的状态的立体图。
图17是所述步行动作辅助装置的控制框图。
图18是以一步行周期对由所述步行动作辅助装置中的控制装置算出的髋关节角度θ及髋关节角速度ω进行描绘而得到的轨迹线图。
图19是表示步行周期中的动作定时与大腿相位角的关系的相位模式函数的图表。
图20是本发明的实施方式2的步行动作辅助装置的示意侧视图，示出了在使所述步行动作辅助装置穿戴于左腿用长腿支具的第1姿势下从用户宽度方向内方侧观察到的状态。
图21是实施方式2的第1变形例的步行动作辅助装置的示意侧视图，示出了在使所述步行动作辅助装置穿戴于左腿用长腿支具的第1姿势下从用户宽度方向内方侧观察到的状态。
图22是实施方式2的第2变形例的步行动作辅助装置的示意侧视图，示出了在使所述步行动作辅助装置穿戴于左腿用长腿支具的第1姿势下从用户宽度方向内方侧观察到的状态。
图23是实施方式2的第3变形例的步行动作辅助装置的示意侧视图，示出了在使所述步行动作辅助装置穿戴于左腿用长腿支具的第1姿势下从用户宽度方向内方侧观察到的状态。
具体实施方式
实施方式1
以下，参照附图，对本发明的步行动作辅助装置的一实施方式进行说明。
本实施方式的步行动作辅助装置100A对穿戴着长腿支具1的用户提供步行辅助力，能够穿戴于左腿用的长腿支具1L及右腿用的长腿支具1R的任一方。
首先，对所述长腿支具1进行说明。
图1(a)及(b)中，分别示出穿戴于用户的左腿的左腿用及右腿用长腿支具1L、1R的主视图。
左腿用长腿支具1L及右腿用长腿支具1R以穿过用户的躯干轴并在前后方向上延伸的中央垂直面为基准左右对称。
所述长腿支具1是腿不自由的人、因脑中风等而患有瘫痪的人为了步行辅助或康复而穿戴的器具，与用户的体格相匹配地定制。
如图1(a)及(b)所示，所述长腿支具1具有：穿戴于用户的大腿的大腿穿戴体11、在支承着所述大腿穿戴体11的状态下在大致上下方向上延伸的大腿支架20、穿戴于用户的小腿的小腿穿戴体31、以及在支承着所述小腿穿戴体31的状态下在大致上下方向上延伸的小腿支架40。
所述大腿穿戴体11及所述小腿穿戴体31能够穿戴于用户的大腿及小腿即可，可以采用各种形态。
在本实施方式中，所述大腿穿戴体11被设为具有能够供用户的大腿插入且适合大腿那样的大小的穿戴孔的筒状。
同样，所述小腿穿戴体31被设为具有能够供用户的小腿插入且适合小腿那样的大小的穿戴孔的筒状。
在本实施方式中，如图1(a)及(b)所示，所述大腿支架20具有在所述大腿穿戴体11的用户宽度方向W的外方侧在大致上下方向上延伸的第1大腿支架20(1)和在所述大腿穿戴体11的用户内方侧在大致上下方向上延伸的第2大腿支架20(2)。
同样，所述小腿支架40具有在所述小腿穿戴体31的用户宽度方向W的外方侧在大致上下方向上延伸的第1小腿支架40(1)和在所述小腿穿戴体31的用户宽度方向W的内方侧在大致上下方向上延伸的第2小腿支架40(2)。
图2中，示出图1中的II部放大立体图。
另外，图3中，示出图2的分解立体图。
此外，在图3中，为了容易理解，省略了构成部件的一部分的图示。
而且，图4中，示出图2的纵剖立体图。
如图1～图4所示，所述小腿支架40经由支具侧转动连结部50，能够绕与用户的膝关节同轴上的支具侧支承枢轴线X摆动地连结于所述大腿支架20。
如前所述，在本实施方式中，所述大腿支架20具有所述第1及第2大腿支架20(1)、20(2)，所述小腿支架40具有所述第1及第2小腿支架40(1)、40(2)。
在该情况下，所述第1小腿支架40(1)的上端部经由第1支具侧转动连结部50(1)，能够绕支具侧支承枢轴线X摆动地连结于所述第1大腿支架20(1)的下端部，所述第2小腿支架40(2)的上端部经由第2支具侧转动连结部50(2)，能够绕支具侧支承枢轴线X摆动地连结于所述第2大腿支架20(2)的下端部。
详细地说，如图2～图4所示，所述大腿支架20具有在上下方向上延伸的支架主体21c、和通过销连结或焊接等固着于所述支架主体21c的下端部的用户宽度方向W的两侧的一对连结片21a、21b，对应的所述小腿支架40的上端部插于所述一对连结片21a、21b之间。
在所述一对连结片21a、21b，在与支具侧支承枢轴线X同轴上设置有大腿支架安装孔20a，在所述小腿支架40，在与支具侧支承枢轴线X同轴上设置有小腿支架安装孔40a。
所述支具侧转动连结部50具有支具侧连结件51，该支具侧连结件51插通于由所述大腿支架安装孔20a及所述小腿支架安装孔40a形成的支具侧支架安装孔，将对应的所述大腿支架20及所述小腿支架40以彼此能够绕支具侧支承枢轴线X转动的方式连结。
如图2～图4所示，所述支具侧连结件51具有在所述支具侧支架安装孔内以能够相对于彼此离开的方式螺纹接合的母螺纹部件52及公螺纹部件55。
所述母螺纹部件52具有从用户宽度方向一侧向所述支具侧支架安装孔插入的筒部53和从所述筒部53的用户宽度方向一侧向比所述支具侧支架安装孔靠径向外方延伸的凸缘部54，在所述筒部53形成有向自由端侧开口的螺孔。
另一方面，所述公螺纹部件55具有从用户宽度方向另一侧拧入所述螺孔的形成有公螺纹的筒部56和从所述筒部56的用户宽度方向另一侧向比所述支具侧支架安装孔靠径向外方延伸的凸缘部57。
如图2～图4所示，在本实施方式中，所述母螺纹部件52从插入于所述大腿穿戴体11的用户的大腿侧插入于所述支具侧支架安装孔，所述公螺纹部件55从与用户的大腿相反的一侧螺纹接合于所述母螺纹部件52。
此外，图3及图4中的标号54a是设置于所述凸缘部53的径向外方突起，通过与形成于所述内侧连结片21b的凹部22(参照图3)卡合，所述母螺纹部件52被保持为不能相对于所述内侧连结片21b(即所述大腿支架20)绕轴线相对旋转。
在本实施方式中，用户的小腿的最大伸展时的所述小腿支架40绕支具侧支承枢轴线X的摆动位置成为所述小腿支架40的相对于所述大腿支架20绕支具侧支承枢轴线X向前方侧的摆动端。
详细地说，如图3所示，所述小腿支架40的上端面(与所述大腿支架20对向的端面)成为随着绕支具侧支承枢轴线X从一侧去往另一侧而距支具侧支承枢轴线X的径向距离增大那样的倾斜面，所述大腿支架20的下端面25(与所述小腿支架40对向的端面)成为与所述小腿支架40的上端面45对应的倾斜面。
根据该构成，在小腿最大伸展时，所述小腿支架40仅被容许相对于所述大腿支架20绕支具侧支承枢轴线X向一侧(用户的小腿相对于大腿屈曲的方向)转动，向另一侧(用户的小腿相对于大腿伸展的方向)的转动被禁止。
在本实施方式中，如图1～图4所示，所述长腿支具1还具有用于禁止所述小腿支架40的相对于所述大腿支架20绕支具侧支承枢轴线X的双向的转动的锁定部件70。
所述锁定部件70构成为能够实现包围所述大腿支架20及所述小腿支架40并将两支架20、40连结而防止所述小腿支架40相对于所述大腿支架20绕支具侧支承枢轴线X相对旋转的锁定状态(图2所示的状态)、和将所述大腿支架20及所述小腿支架40的连结解除而容许所述小腿支架40相对于所述大腿支架20绕支具侧支承枢轴线X相对旋转的解除状态。
此外，在本实施方式中，所述锁定部件70具有作用于所述第1大腿支架20(1)及所述第1小腿支架40(1)的第1锁定部件70(1)和作用于所述第2大腿支架20(2)及所述第2小腿支架40(2)的第2锁定部件70(2)。
在本实施方式中，如图1所示，所述长腿支具1还具有用户放置脚的脚支架60。
在该情况下，所述小腿支架40的下端部连结于所述脚支架60。
以下，对本实施方式的步行动作辅助装置100A进行说明。
图5中，示出从用户宽度方向内方且前方观察所述步行动作辅助装置100A穿戴于所述左腿用长腿支具1L的状态而得到的立体图。
另外，图6中，示出从穿戴面侧观察所述步行动作辅助装置100A而得到的分解立体图。
而且，图7及图8中，分别示出从用户宽度方向外方且前方观察所述步行动作辅助装置100A及所述左腿用长腿支具1L而得到的分解立体图及分解纵剖图。
如图5～图8所示，所述步行动作辅助装置100A具备可装卸地连结于所述长腿支具1L的壳体110、收容于所述壳体110的电动马达130、被所述电动马达130驱动而以工作的方式摆动的驱动臂150、检测所述驱动臂150的摆动位置的旋转传感器160、检测一步行周期中的步行动作状态的步行动作状态检测传感器170、以及掌管所述电动马达130的工作控制的控制装置500。
所述壳体110具有支承所述电动马达的支架115和包围所述支架115及所述电动马达130的罩120。
所述支架115具有在所述壳体110穿戴于所述长腿支具1的状态下在大致上下方向上延伸的上下方向延伸壁117和从所述上下方向延伸壁117大致水平地延伸的水平方向延伸壁119。
所述罩120具有形成与所述第1大腿支架20(1)对向的穿戴面112的下罩122、和可装卸地连结于所述下罩122的、与所述下罩122协同作用而形成收容所述支架115及所述电动马达130的收容空间的上罩125。
在本实施方式中，通过所述上下方向延伸壁117利用螺栓等紧固部件连结于所述下罩122的内表面，所述支架115固定于所述罩120的收容空间内。
此外，在本实施方式中，所述上罩125具有可装卸地连结于所述下罩122的第1上罩125a和可装卸地连结于所述第1上罩125a的第2上罩125b。
所述电动马达130具有马达主体132和连结于所述马达主体132的输出轴135，构成为能够从所述输出轴135输出绕轴线朝向一侧的第1方向及绕轴线朝向另一侧的第2方向这两个方向的旋转动力。
在本实施方式中，所述马达主体132以载置于所述水平方向延伸壁119的状态支承于所述支架115，所述输出轴135向比所述水平方向延伸壁119靠下方延伸。
如图6及图7所示，本实施方式的所述步行动作辅助装置100A还具有电池等所述电动马达130的动力源190。
所述动力源190以位于所述电动马达130的上方的方式支承于所述上下方向延伸壁117。
所述驱动臂150以能够进行工作的方式连结于所述输出轴135，与所述输出轴135的第1及第2方向的旋转输出相应地，绕驱动侧支承枢轴线Y朝向一侧的第1方向及另一侧的第2方向摆动。
如图8所示，在本实施方式中，所述驱动臂150经由传动齿轮机构140以能够进行工作的方式连结于所述输出轴135。
所述传动齿轮机构140具有无法相对旋转地支承于所述输出轴135的驱动侧锥齿轮142、在与所述驱动侧锥齿轮142啮合的状态下配置于驱动侧支承枢轴线Y上的从动侧锥齿轮144。
所述从动侧锥齿轮144在用户宽度方向W上，配置于比所述输出轴135接近所述长腿支具1侧。
并且，所述驱动臂150的基端部连结于所述从动侧锥齿轮144，由此，与所述输出轴135的输出相应地，所述驱动臂150绕驱动侧支承枢轴线Y摆动。
此外，如图8所示，在所述下罩122设置有接触开口123，所述从动侧锥齿轮144及所述驱动臂150的基端部经由所述接触开口123连结。
所述驱动臂150的顶端部在使所述步行动作辅助装置100A穿戴于所述长腿支具1的状态下以能够进行工作的方式连结于所述第1小腿支架40(1)，与所述驱动臂150绕驱动侧支承枢轴线Y的摆动相应地，绕支具侧支承枢轴线X推动所述第1小腿支架40(1)。
关于该所述驱动支架150的顶端部及所述第1小腿支架40(1)的工作连结构成，在后面进行叙述。
在本实施方式中，如图8所示，在所述从动侧锥齿轮144，以无法绕驱动侧支承枢轴线Y相对旋转的方式连结有被检测轴146，所述旋转传感器160配置成检测所述被检测轴146绕轴线的旋转角度。
接着，对所述步行动作辅助装置100A向所述长腿支具1的穿戴构造进行说明。
本实施方式的所述步行动作辅助装置100A在上部、下部及上下中间部这3处装卸自如地穿戴于所述长腿支具1。
详细地说，所述步行动作辅助装置100A具有上部连结机构220、下部连结机构260及中间连结机构250。
如图8所示，所述中间连结机构250具有设置于所述长腿支具1的球头销251和设置于所述步行动作辅助装置100A且供所述球头销251进行球接的收容凹部258。
如图8所示，所述球头销251具有立起设置于与所述长腿支具1的支具侧支承枢轴线X同轴上并朝向所述步行动作辅助装置100A延伸的轴部252、和设置于所述轴部252的顶端部的球头部255。
在本实施方式中，所述球头销251利用所述支具侧连结件51，立起设置于所述长腿支具1。
详细地说，如图4及图8所示，所述球头销251通过取代所述支具侧连结件51中的所述母螺纹部件52及所述公螺纹部件55中的位于用户宽度方向外方侧的外方侧螺纹部件(在本实施方式中为所述公螺纹部件55)，而螺纹连结于所述母螺纹部件52及所述公螺纹部件55中的位于用户宽度方向内方侧的内方侧螺纹部件(在本实施方式中为所述母螺纹部件52)，从而立起设置于所述长腿支具1。
所述球头销251及所述内方侧螺纹部件的螺纹连结可通过各种构成呈现。
例如，可以在所述球头销251形成在轴线方向上贯通的带台阶轴线孔。所述带台阶轴线孔具有向所述球头部255所处的那一侧开口的大径孔、向关于轴线方向与所述球头部相反的一侧开口的小径孔、以及连接所述大径孔及所述小径孔的台阶部。并且，可以经由插通于所述带台阶轴线孔且螺纹连结于所述内方侧螺纹部件的螺栓等紧固部件使所述球头销251及所述内方侧螺纹部件连结。
根据该构成，能够容易使所述球头销251相对于现存的长腿支具1立起设置于与支具侧支承枢轴线X同轴上。
在本实施方式中，如图8所示，所述收容凹部258形成于所述驱动臂150的基端部。
根据该构成，能够谋求所述步行动作辅助装置100A的用户宽度方向上的小型化，并切实地使支具侧支承枢轴线X及驱动侧支承枢轴线Y位于同轴上。
图9中，示出所述步行动作辅助装置100A连结于所述第1大腿支架20(1)的状态下的所述上部连结机构220附近的立体图。
此外，在图9中，以双点划线示出所述第1大腿支架20(1)。
如图9所示，所述上部连结机构220具备以向用户宽度方向内方侧延伸的方式设置于所述穿戴面112的上部转动轴222、和能够绕轴线转动地支承于所述上部转动轴222的上部紧固部件225。
图10中，示出使所述上部紧固部件225处于剖视状态的所述上部连结机构220附近的立体图。
如图10所示，所述上部紧固部件225具有支承于所述上部转动轴222的轴承部227和从所述轴承部227向径向外方延伸的凸轮部229。
所述凸轮部229构成为，外周面与所述上部转动轴222的轴线之间的径向距离随着绕所述上部转动轴222的轴线去往一侧而变长。
如图9及图10所示，所述上部连结机构220还具备上部承接部件246，上部承接部件246在从所述上部转动轴222向用户前后方向离开在与所述上部转动轴222之间能够介有所述第1大腿支架20(1)的距离的位置，设置于所述穿戴面112。
在本实施方式中，所述上部连结机构220具备以向用户宽度方向内方侧延伸的方式设置于所述穿戴面112的上部承接轴247，支承于所述上部承接轴247的弹性辊248作为所述上部承接部件246发挥作用。
图11及图12中，分别示出与图9及图10对应的、所述上部紧固部件225绕所述上部转动轴222位于预定的释放位置的状态的立体图。
如图11及图12所示，在所述上部紧固部件225绕所述上部转动轴222位于释放位置的状态下通过使所述步行动作辅助装置100A向接近所述长腿支具1的方向移动，能够使所述第1大腿支架20(1)位于所述上部紧固部件225与所述上部承接部件246之间的空间内，并且，在所述第1大腿支架20(1)位于所述空间内的状态下通过使所述步行动作辅助装置100A向从所述长腿支具1离开的方向移动，能够使所述第1大腿支架20(1)从所述空间退出。
而且，若在所述第1大腿支架20(1)位于所述空间内的状态下使所述上部紧固部件225绕所述上部转动轴222从释放位置(图11及图12)向紧固位置(图9及图10)转动，则所述凸轮部229与所述上部承接部件246协同作用而在用户前后方向上夹持所述第1大腿支架20(1)，由此，呈现所述步行动作辅助装置100A的上部连结于所述第1大腿支架20(1)的状态。
如图9～图12所示，在本实施方式中，所述上部紧固部件225还具有从所述轴承部227向径向外方延伸的操作臂230。
所述操作臂230构成为，自由端与所述上部转动轴222的轴线之间的径向长度比所述凸轮部229的径向最外端与所述上部转动轴222的轴线之间的径向长度大。
根据该构成，使得能够容易经由所述操作臂230使所述上部紧固部件225绕所述上部转动轴222转动，并且，在向所述第1大腿支架20(1)及所述步行动作辅助装置100A的上部附加了违背意愿的外力的情况下，能够经由所述凸轮部229有效地防止所述上部紧固部件225绕所述上部转动轴222转动而所述步行动作辅助装置100A的上部与所述第1大腿支架20(1)的连结状态解除的情况。
另外，如图9及图11所示，在本实施方式中，所述上部紧固部件225在比所述凸轮部229靠用户宽度方向内方侧，具有从所述轴承部227向径向外方延伸的卡合臂232。
所述卡合臂232以位于比处于所述上部紧固部件225与所述上部承接部件246之间的空间内的状态下的所述第1大腿支架20(1)靠用户宽度方向内方侧的方式，设置于所述上部紧固部件225。
在所述卡合臂232设置有卡合槽233，在所述上部紧固部件225绕所述上部转动轴222从释放位置向紧固位置被进行转动操作而所述凸轮部229与所述上部承接部件246协同作用而在用户前后方向上夹持所述第1大腿支架20(1)的状态下，所述卡合槽233卡合于所述上部承接轴247中的比所述上部承接部件246向用户宽度方向内方侧延伸的部位，通过所述上部承接轴247的内方延伸部位卡入于所述卡合槽233，防止了所述步行动作辅助装置100A的上部及所述第1大腿支架20(1)违背意愿地向用户宽度方向相对移动的情况。
此外，图9～图12中的标号234是用于在使所述第1大腿支架20(1)位于所述上部紧固部件225与所述上部承接部件246之间的空间内的状态下，使所述上部紧固部件225位于夹持位置时，填充所述第1大腿支架20(1)与所述步行动作辅助装置100A的穿戴面112之间的用户宽度方向上的间隙的间隔件，优选设为橡胶体。
接着，对所述下部连结机构260进行说明。
图13中，示出所述步行动作辅助装置100A连结于所述第1小腿支架40(1)的状态下的所述下部连结机构260附近的立体图。
此外，在图13中，以双点划线示出所述第1小腿支架40(1)。
如图5～图8及图13所示，在本实施方式中，在所述驱动臂150的顶端部，设置有能够绕沿着用户前后方向的转动轴205摆动的摆动部件200，所述下部连结机构260设置于所述摆动部件200。
通过具备该构成，能够适当变更所述上部连结机构220及所述中间连结机构250与所述下部连结机构260的用户宽度方向上的相对位置，能够将所述步行动作辅助装置100A以合适的状态安装于根据用户的体格定制的各种形状的长腿支具1。
即，所述长腿支具1与用户的体格相匹配地定制，相对于所述第1小腿支架40(1)的、所述第1大腿支架20(1)在用户宽度方向W(参照图1)上的倾斜角度和/或弯曲形状根据每个长腿支具1而不同。
关于这一点，通过使所述摆动部件200以能够在用户宽度方向上摆动的方式连结于所述驱动臂150的顶端部，并在所述摆动部件200设置所述下部连结机构260，能够使所述步行动作辅助装置100A合适地穿戴于相对于所述第1小腿支架40(1)的所述第1大腿支架20(1)在用户宽度方向W上的倾斜角度和/或弯曲形状不同的各种长腿支具1。
所述下部连结机构260具有与所述上部连结机构220实质上相同的构成。
具体地说，如图13所示，所述下部连结机构260具备以向用户宽度方向内方侧延伸的方式设置于所述摆动部件200的下部转动轴262和以能够绕轴线转动的方式支承于所述下部转动轴262的下部紧固部件265。
图14中，示出使所述下部紧固部件265处于剖视状态的所述下部紧固机构260附近的立体图。
如图14所示，所述下部紧固部件265具有支承于所述下部转动轴262的轴承部267和从所述轴承部267向径向外方延伸的凸轮部269。
所述凸轮部269构成为，外周面与所述下部转动轴262的轴线之间的径向距离随着绕所述下部转动轴262的轴线去往一侧而变长。
如图13及图14所示，所述下部连结机构260还具备下部承接部件286，下部承接部件286在从所述下部转动轴262向用户前后方向离开在与所述下部转动轴262之间能够介有所述第1小腿支架40(1)的距离的位置，支承于所述摆动部件200。
在本实施方式中，所述下部连结机构260具备以向用户宽度方向内方侧延伸的方式设置于所述摆动部件200的下部承接轴287，支承于所述下部承接轴287的弹性辊288作为所述下部承接部件286发挥作用。
图15中，示出与图13对应的、所述下部紧固部件265绕所述下部转动轴262位于预定的释放位置的状态的立体图。
如图15所示，在所述下部紧固部件265绕所述下部转动轴262位于释放位置的状态下通过使所述步行动作辅助装置100A向接近所述长腿支具1的方向移动，能够使所述第1小腿支架40(1)位于所述下部紧固部件265与所述下部承接部件286之间的空间内，并且，在所述第1小腿支架40(1)位于所述空间内的状态下通过使所述步行动作辅助装置100A向从所述长腿支具1离开的方向移动，能够使所述第1小腿支架40(1)从所述空间退出。
而且，若在所述第1小腿支架40(1)位于所述空间内的状态下使所述下部紧固部件265绕所述下部转动轴262从释放位置(图15)向紧固位置(图13及图14)进行转动操作，则所述凸轮部269与所述下部承接部件286协同作用而在用户前后方向上夹持所述第1小腿支架40(1)，由此，呈现所述步行动作辅助装置100A的下部连结于所述第1小腿支架40(1)的状态。
如图13～图15所示，在本实施方式中，所述下部紧固部件265还具有从所述轴承部267向径向外方延伸的操作臂270。
所述操作臂270构成为，自由端与所述下部转动轴262的轴线之间的径向长度比所述凸轮部269的径向最外端与所述下部转动轴262的轴线之间的径向长度大。
根据该构成，使得能够容易经由所述操作臂270使所述下部紧固部件265绕所述下部转动轴262转动，并且，在向所述第1小腿支架40(1)及所述步行动作辅助装置100A的下部附加了违背意愿的外力的情况下，能够经由所述凸轮部269有效地防止所述下部紧固部件265绕所述下部转动轴262转动而所述步行动作辅助装置100A的下部与所述第1小腿支架40(1)的连结状态解除的情况。
另外，如图13～图15所示，在本实施方式中，所述下部紧固部件265在比所述凸轮部269靠用户宽度方向内方侧具有从所述轴承部267向径向外方延伸的卡合臂272。
所述卡合臂272以位于比处于所述下部紧固部件265与所述下部承接部件286之间的空间内的状态下的所述第1小腿支架40(1)靠用户宽度方向内方侧的方式，设置于所述下部紧固部件265。
在所述卡合臂272设置有卡合槽273，在所述下部紧固部件265绕所述下部转动轴262从释放位置向紧固位置被进行转动操作而所述凸轮部269与所述下部承接部件286协同作用而在用户前后方向上夹持所述第1小腿支架40(1)的状态下，所述卡合槽273卡合于所述下部承接轴287中的比所述下部承接部件286向用户宽度方向内方侧延伸的部位，通过所述下部承接轴287的内方延伸部位卡入于所述卡合槽273，防止了所述步行动作辅助装置100A的下部及所述第1小腿支架40(1)违背意愿地向用户宽度方向相对移动的情况。
此外，在所述下部连结机构260，也设置有用于在使所述第1小腿支架40(1)位于所述下部紧固部件265与所述下部承接部件286之间的空间内的状态下，使所述下部紧固部件265位于夹持位置时，填充所述第1小腿支架40(19)与所述摆动部件200之间的用户宽度方向上的间隙的间隔件274。
该构成的所述步行动作辅助装置100A，能够通过第1姿势(图16(a))穿戴于左腿用长腿支具，并且能够通过从第1姿势绕用户的躯干轴旋转180°后的第2姿势(图16(b))穿戴于右腿用长腿支具。
接着，对所述步行动作辅助装置100A的控制构造进行说明。
图17中，示出所述步行动作辅助装置100A的控制框图。
所述步行动作辅助装置100A具有大腿姿势检测单元作为所述步行动作状态检测传感器170，所述控制装置500构成为，基于大腿相位角来识别步行周期中的步行状态，进行所述电动马达130的工作控制以赋予适于该步行状态的步行辅助力。
即，所述步行动作辅助装置100A构成为，并非检测作为赋予辅助力的部位的小腿，而是检测作为与小腿不同的部位的大腿的动作，基于该大腿的动作，对作为辅助力赋予对象部位的小腿赋予步行辅助力。
所述大腿姿势检测单元能够检测与用户的大腿的前后摆动角度即髋关节角度关联的角度关联信号。
并且，如图17所示，所述控制装置200作为如下单元发挥作用：大腿相位角算出单元550，基于所述角度关联信号算出大腿相位角；步行动作定时算出单元560，将所述大腿相位角变换为步行周期中的步行状态(步行动作定时)；辅助转矩算出单元570，算出在所述步行动作定时应该输出的转矩值；以及电动马达控制单元580，掌管所述电动马达的工作控制。
具体地说，如图17所示，所述控制装置500具有：控制部501，包括基于从所述大腿姿势检测单元510、人为操作部件等输入的信号执行运算处理的控制运算单元；和存储部502，包括存储控制程序、控制数据等的ROM、以即便切断电源也不会丢失的状态保存设定值等且能够改写所述设定值等的非易失性存储单元、以及暂时保持在所述运算部的运算中生成的数据的RAM等。
所述大腿姿势检测单元510在一步行周期中，按每个预先设定的预定采样定时，检测所述角度关联信号。
所述大腿姿势检测单元510只要能够直接或间接地检测大腿的前后摆动角度(髋关节角度)即可，可具有陀螺仪传感器、加速度传感器、旋转编码器、乃至测定肌电流、肌肉的硬度的传感器等各种形态。
例如，所述大腿姿势检测单元510也可以构成为仅具有加速度传感器，在该情况下，可以不算出髋关节角度，而根据所述加速度传感器的加速度(或位置)和速度算出步行中的大腿相位角。
此外，在本实施方式中，所述大腿姿势检测单元510设为具有能够检测大腿的前后摆动角速度的3轴角速度传感器(陀螺仪传感器)511，所述大腿相位角算出单元550构成为通过对由所述3轴角速度传感器511检测的大腿的角速度进行积分来算出大腿的前后摆动角度即髋关节角度。
此外，在本实施方式的步行动作辅助装置，如图17所示，具备3轴加速度传感器515，所述大腿相位角算出单元550构成为，算出以在静止时由所述3轴加速度传感器515检测的铅垂轴为基准的髋关节角度(大腿的前后摆动角度)。
也可以取代上述方案，构成为不具有所述3轴加速度传感器515。
在该情况下，由所述大腿相位角算出单元550算出的髋关节角度(大腿的前后摆动角度)成为以所述步行动作辅助装置1的主电源接通的时间点为基准的大腿前后摆动角度。
因此，在该情况下，所述大腿相位角算出单元550可以使用高通滤波器进行补正以使得髋关节角度(大腿的前后摆动角度)的基准成为该大腿前后摆动角度的中央值。
或者，所述大腿相位角算出单元550可以取代使用高通滤波器，检测算出的髋关节角度(大腿的前后摆动角度)的正方向最大值与负方向最大值的偏差，基于所述偏差进行补正以使得髋关节角度(大腿的前后摆动角度)的基准成为该大腿前后摆动角度的中央值。
也可以通过旋转编码器检测大腿相对于躯干轴的前后摆动角度，使用该检测值作为髋关节角度，但在本实施方式中，通过基于由所述3轴角速度传感器511检测的角速度来算出髋关节角度，提高了所述步行动作辅助装置的设计自由度。
即，在通过旋转编码器检测髋关节角度(相对于躯干轴的大腿前后摆动角度)的情况下，需要检测固定于躯体的躯体侧检测元件和以与大腿一体地摆动的方式固定于大腿的大腿侧检测元件的相对移动角度，因此，需要以所述躯体侧检测元件及所述大腿侧检测元件各自不会相对于躯体及大腿错位的方式穿戴所述两检测元件。
相对于此，根据基于由所述3轴角速度传感器511检测的角速度算出髋关节角度的方法，不会受到前述那样的限制，能够使所述步行动作辅助装置的设计自由度提高。
如前述那样，在本实施方式的步行动作辅助装置中，所述大腿姿势检测单元510除了所述3轴角速度传感器511之外，还具有3轴加速度传感器515。
在该情况下，所述大腿相位角算出单元550构成为，将基于来自所述3轴角速度传感器511的角速度数据算出的第1欧拉角的高频成分与基于来自所述3轴加速度传感器515的加速度数据算出的第2欧拉角的低频成分进行合算来算出合算欧拉角，基于根据所述合算欧拉角算出的髋关节角度和根据所述髋关节角度算出的髋关节角速度算出大腿相位角。
详细地说，如图17所示，所述大腿相位角算出单元550按每个采样定时从所述3轴角速度传感器511输入以传感器坐标轴为基准的角速度数据，使用预定的变换式将所述角速度数据变换为表示传感器坐标轴与全局坐标轴(以铅垂方向为基准的空间坐标轴)的相关关系的角速度数据(欧拉角速度)。
然后，所述大腿相位角算出单元550通过对所述角速度数据(欧拉角速度)进行积分来算出所述第1欧拉角。
优选的是，所述大腿相位角算出单元550可以使用在静止时从所述3轴角速度传感器511输入的角速度数据，进行按每个预定采样定时从所述3轴角速度传感器511输入的以传感器坐标轴为基准的角速度数据的漂移(drift)去除。
另外，所述大腿相位角算出单元550按每个采样定时从所述3轴加速度传感器515经由低通滤波器520输入以传感器轴为基准的加速度数据，基于在静止时输入的加速度数据和重力加速度，根据经由所述低通滤波器520输入的所述加速度数据，算出表示传感器坐标轴与全局坐标轴(以铅垂方向为基准的空间坐标轴)的相关关系的所述第2欧拉角。
然后，所述大腿相位角算出单元550，根据将经由高通滤波器530得到的所述第1欧拉角的高频成分和经由低通滤波器535得到的所述第2欧拉角的低频成分进行合算而得到的所述合算欧拉角、及表示大腿的朝向的单位向量，算出髋关节角度θ。
优选的是，所述大腿相位角算出单元550基于来自所述加速度传感器515的加速度数据检测脚跟接触(heel contact)，在检测到脚跟接触时通过将根据来自所述3轴角速度传感器511的角速度数据算出的补正欧拉角加入所述合算欧拉角，能够谋求漂移去除。
大腿相位角φ通过下述算法算出。
所述大腿相位角算出单元550按每个采样定时，算出髋关节角度θ，并且对其进行微分而算出髋关节角速度ω。
例如，所述大腿相位角算出单元550在算出从步行周期基准定时起的第k个采样定时Sk(k为1以上的整数)下的髋关节角度θk后，对其进行微分而算出该采样定时Sk下的髋关节角速度ωk。
然后，所述大腿相位角算出单元550基于所述采样定时Sk下的髋关节角度θk及髋关节角速度ωk，算出所述采样定时Sk下的大腿相位角φk(＝-Arctan(ωk/θk))。
在所述步行动作辅助装置100A中，所述大腿相位角算出单元550构成为，在基于角度关联信号算出髋关节角度θ及髋关节角速度ω后，将根据该髋关节角度θ及髋关节角速度ω画出的大腿动作状态描绘于相位角平面上而制成轨迹线图。
图18中，示出通过以一步行周期对根据髋关节角度θ及髋关节角速度ω画出的大腿动作状态(步行状态)进行描绘而得到的轨迹线图。
如图18所示，根据髋关节角度θ及髋关节角速度ω确定的大腿相位角φ在一步行周期中在0～2π之间变化。
详细地说，将大腿位于比铅垂轴靠前方及后方的状态的髋关节角度分别设为“正”及“负”，将大腿朝向前方及后方摆动的状态的髋关节角速度分别设为“正”及“负”。
在该条件下，若将髋关节角度在“正”的方向上最大且髋关节角速度为“零”的状态(图18的点P0)的相位角设为0，则图18的步行区域A1(从髋关节角度θ在“正”的方向上最大且髋关节角速度ω为“零”的状态到髋关节角度θ为“零”且髋关节角速度ω在“负”的方向上成为最大的状态的步行区域)相当于相位角0～π/2。
另外，图18中的步行区域A2(从髋关节角度θ为“零”且髋关节角速度在“负”的方向上最大的状态到髋关节角度在“负”的方向上最大且髋关节角速度成为“零”的状态的步行区域)相当于相位角π/2～π。
而且，图18中的步行区域A3(从髋关节角度θ在“负”的方向上最大且髋关节角速度ω为“零”的状态到髋关节角度θ为“零”且髋关节角速度ω在“正”的方向上成为最大的状态的步行区域)相当于相位角π～3π/2。
另外，图18中的步行区域A4(从髋关节角度θ为“零”且髋关节角速度在“正”的方向上最大的状态到髋关节角度在“正”的方向上最大且髋关节角速度成为“零”的状态的步行区域)相当于相位角3π/2～2π。
以在每一步行周期中包含多个采样定时的方式设定了所述大腿姿势检测单元510的采样定时，所述大腿相位角算出单元550按每个采样定时算出大腿相位角φ。
在本实施方式中，所述大腿相位角算出单元550判断根据髋关节角度θk及髋关节角速度ωk画出的轨迹线图上的描点Pk的向量长度(轨迹线图的原点(即髋关节角度θ及髋关节角速度ω为零的点)与描点Pk之间的距离)是否超过了预定的阈值，若所述向量长度超过了预定的阈值，则算出基于髋关节角度θk及髋关节角速度ωk的大腿相位角φk，向所述步行动作定时算出单元560发送大腿相位角φk。
相对于此，在所述向量长度为预定的阈值以下的情况下，所述大腿相位角算出单元550输出致动器工作禁止信号。
通过具备该构成，能够有效地防止虽然步行动作未开始但所述步行动作辅助装置100却工作的情况。
即，存在在穿戴着所述步行动作辅助装置100A的用户开始步行动作之前，无意地在微小的范围发生姿势变动的情况。尤其是，在用户患有偏瘫等的情况下，容易发生这样的情况。
若所述大腿相位角算出单元550具备所述构成，则这样的微小的姿势变动会被检测为向量长度短的向量。
因此，通过仅在根据髋关节角度θk及髋关节角速度ωk画出的向量Vk(参照图18)的向量长度超过了预定的阈值的情况下，判断为正在进行步行动作，从而能够有效地防止虽然步行动作未开始但所述致动器单元100却违背意愿地工作的情况。
所述步行动作定时算出单元560具有规定了大腿相位角φ与步行周期中的步行动作定时的关系的相位模式函数，将从所述大腿相位角算出单元550送来的一采样定时下的大腿相位角φ适用于所述相位模式函数来算出所述一采样定时相当于步行周期中的哪个步行动作定时(在将一步行周期设为100％的情况下，大腿相位角φ的采样定时相当于哪个定时)。
进而，所述步行动作定时算出单元560每当步行周期完成时，针对包括将该完成了的步行周期中的大腿相位角φ和与所述大腿相位角φ对应的步行动作定时建立了关联的最新相位角数据、和在该时间点存储着的过去相位角数据的有效相位角数据，通过最小二乘法算出最新的相位模式函数，将算出的最新的相位模式函数以覆盖的方式保存。
详细地说，如图19所示，在所述步行动作定时算出单元560中，在初始状态下，作为所述相位模式函数，保存有初始相位模式函数φ(x)(C0)。
该初始相位模式函数φ(x)(C0)按每个用户进行制作，预先存储于所述步行动作定时算出单元560。
例如，设为在第1次步行周期C1中，所述大腿相位角算出单元550算出φk作为一采样定时Sk下的大腿相位角，向所述步行动作定时算出单元560发送。
在该时间点，第1次步行周期C1未完成，所以，所述步行动作定时算出单元560具有所述初始相位模式函数φ(x)(C0)作为所述相位模式函数。
因此，如图19所示，所述步行动作定时算出单元560将从所述大腿相位角算出单元550送来的大腿相位角φk适用于所述初始相位模式函数φ(x)(C0)，算出与所述一采样定时Sk对应的保存周期步行动作定时tk，并向所述辅助转矩算出单元570发送。
所述步行动作定时算出单元560反复进行该处理至第1次步行周期C1完成。
此外，一步行周期的完成例如可以通过根据髋关节角度θ及髋关节角速度ω确定的大腿相位角φ是否回到预先设定的步行周期基准角来判断。
所述步行动作定时算出单元560，在第1次步行周期C1完成后，将在该完成了的第1次步行周期C1中从所述大腿相位角算出单元550接收到的大腿相位角和与所述大腿相位角对应的步行动作定时建立了关联的状态的最新相位角数据加入在该时间点存储着的过去相位角数据(在本例中，通过初始相位模式函数φ(x)(C0)生成的相位角数据)，生成在该时间点有效的有效相位角数据，针对所述有效相位角数据使用最小二乘法，算出最新相位角模式函数(在本例中是第1步行周期完成时相位模式函数φ(x)(C1))，将所述最新相位角模式函数以覆盖的方式保存。
具体地说，所述步行动作定时算出单元560，在第1步行周期C1完成后，针对在该时间点有效的所述有效相位角数据，通过最小二乘法，算出
φ(x)(C1)＝a0(1)+a1(1)x+a2(1)x2+…+am(1)xm的系数参数，将所述φ(x)(C1)作为大腿相位角的相位模式函数保存。在上式中，m为正的整数。
然后，所述步行动作定时算出单元560，在第2步行周期C2中，使用在该时间点存储着的第1步行周期完成时相位模式函数φ(x)(C1)，算出保存周期步行动作定时tk。
在第2步行周期C2完成后，所述步行动作定时算出单元560针对在该时间点有效的所述有效相位角数据，通过最小二乘法，算出
φ(x)(C2)＝a0(2)+a1(2)x+a2(2)x2+…+am(2)xm的系数参数，将所述φ(x)(C2)作为大腿相位角的相位模式函数以覆盖的方式保存。
然后，所述步行动作定时算出单元560，在第3步行周期C3中，使用在该时间点存储着的第2步行周期完成时相位模式函数φ(x)(C2)，算出保存周期步行动作定时。
所述步行动作定时算出单元560反复进行该处理。
此外，所述有效相位角数据既可以设为包含在该时间点完成了的所有步行周期中的相位角数据，也可以取代上述方案，根据所述步行动作定时算出单元560中的存储容量，限制为最近的预定次数(例如100次)的步行周期中的相位角数据。
在本实施方式中，所述步行动作定时算出单元560通过具备下述构成，防止了异常的相位角数据包含于算出相位角模式函数时的有效相位角数据的情况。
即，所述步行动作定时算出单元560算出基于从所述大腿相位角算出单元550接受的一采样定时Sk下的大腿相位角φk算出的当前周期步行动作定时Tk与将所述大腿相位角φk适用于在该时间点存储着的所述相位模式函数φ(x)而算出的保存周期步行动作定时tk的差异ΔT。
在此，所述当前周期步行动作定时Tk通过
Tk＝(φk/2π)×100(％)
来算出。
在所述差异ΔT的绝对值为预定阈值以下的情况下，所述步行动作定时算出单元560存储所述当前周期步行动作定时Tk，作为在步行周期完成时算出新的相位模式函数φ(x)的情况下使用的有效相位角数据。
即，在所述差异ΔT的绝对值为预定阈值以下的情况下，所述步行动作定时算出单元560存储所述当前周期步行动作定时Tk，作为在一步行周期完成时算出最新相位模式函数的情况下，与在该一步行周期中从所述大腿相位角算出单元550接收到的大腿相位角φ建立关联的步行动作定时。
相对于此，在所述差异ΔT的绝对值超过预定阈值的情况下，所述步行动作定时算出单元560存储所述保存周期步行动作定时tk，作为在步行周期完成时算出最新相位模式函数的情况下使用的有效相位角数据。
即，在所述差异ΔT的绝对值超过预定阈值的情况下，所述步行动作定时算出单元560存储所述保存周期步行动作定时tk，作为在一步行周期完成时算出最新相位模式函数的情况下，与在该一步行周期中从所述大腿相位角算出单元550接收到的大腿相位角φ建立关联的步行动作定时。
通过具备该构成，能够有效地防止因某些原因而成为了异常值的当前周期步行动作定时Tk包含于相位模式函数算出时的对象数据(有效相位角数据)的情况。
所述辅助转矩算出单元570将从所述步行动作定时算出单元560送来的步行动作定时tk适用于保存于所述控制装置500中的、规定了步行周期中的步行动作定时与应该输出的转矩值的关系的辅助力控制数据，算出在采样定时Sk应该输出的转矩值。
如前述那样，本实施方式的所述步行动作辅助装置100A可穿戴于左腿用长腿支具1L及右腿用长腿支具1R中的任一方。
因此，所述控制装置500具有作为辅助力控制数据的、分别在所述步行动作辅助装置100A穿戴于左腿用长腿支具1L及右腿用长腿支具1R的情况下使用的左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据。
此外，关于左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据的选择方法，在后面进行叙述。
所述驱动体控制单元580执行所述驱动体的工作控制，以输出由所述辅助转矩算出单元570算出的转矩值的辅助力。
这样，所述步行动作辅助装置100A构成为，基于大腿相位角φ算出步行周期中的步行状态(步行动作定时)，输出与所述步行状态相应的辅助力。
因此，能够输出适于步行周期中的步行状态的辅助力。
另外，所述步行动作辅助装置100A构成为，将一采样定时下的大腿相位角φ适用于在该时间点存储着的相位模式函数，算出该一采样定时的步行状态(步行动作定时)。
因此，即便在步行周期中产生了不正常的步行动作，也能够输出修正后的状态的辅助力。
另外，在所述步行动作辅助装置100A中，所述大腿相位角算出单元550仅在根据髋关节角度θ及髋关节角速度ω画出的轨迹线图上的描点的向量长度超过了预定的阈值的情况下，算出基于髋关节角度θ及髋关节角速度ω的大腿相位角φ，向所述步行动作定时算出单元发送大腿相位角φ，另一方面，在所述向量长度为预定的阈值以下的情况下，输出致动器工作禁止信号。
因此，能够有效地防止在穿戴着所述步行动作辅助装置100A的用户无意地发生了姿势变动的情况下，虽然未开始步行动作但所述步行动作辅助装置100A却输出步行辅助力的情况。
而且，所述步行动作辅助装置100A如前述那样构成为，在基于大腿相位角φ识别一步行周期中的步行状态(步行动作定时)的基础上，通过所述驱动体110对小腿赋予步行辅助力。
因此，对因脑中风等而患有偏瘫的用户也能够供给切实的步行辅助力。
即，构成为通过电动马达等驱动体赋予步行辅助力的以往的步行辅助装置构成为，检测被所述驱动体赋予辅助力的控制对象部位自身的动作，基于该检测结果进行所述驱动体的工作控制。
例如，在对大腿供给步行辅助力的以往的步行辅助装置中，基于大腿的动作的检测结果，进行对大腿赋予步行辅助力的驱动体的工作控制。
另外，在对小腿供给步行辅助力的以往的步行辅助装置中，基于小腿的动作的检测结果，进行对小腿赋予步行辅助力的驱动体的工作控制。
然而，在因脑中风等而患有偏瘫的患者的情况下，虽然大腿的步行动作(绕髋关节的前后摆动动作)能够比较正常地进行，但小腿的步行动作(绕膝关节的前后摆动动作)多无法正常地进行。
若要对这样的患者赋予向小腿的步行辅助力，则在所述以往的步行辅助装置中，基于无法进行正常的步行动作的小腿的动作，进行对小腿提供步行辅助力的驱动体的工作控制，有可能无法提供切实的步行辅助力。
相对于此，本实施方式的所述步行动作辅助装置100A，如前述那样构成为，基于大腿相位角φ，进行对小腿赋予步行辅助力的所述电动马达130的工作控制。
因此，即便是用户因脑中风等而患有偏瘫的情况下，也能够对小腿供给切实的步行辅助力。
接着，对所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据的选择方法进行说明。
在本实施方式中，所述控制装置500构成为，识别在所述第1小腿支架40(1)位于绕支具侧支承枢轴线X向前方侧的摆动端时(即小腿最大伸展时)从所述旋转传感器160输入的检测信号作为基准值，基于从所述旋转传感器160输入的基准值以外的检测信号识别所述第1小腿支架40(1)的可摆动方向，与此相应地，自动地选择所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据。
根据具备该构成的所述步行动作辅助装置100A，能够有效地防止穿戴着的腿的左右与所述控制装置500算出辅助力时应该使用的辅助力控制数据的左右不同的情况的发生，能够提供合适的步行辅助力。
在本实施方式中，使用了绝对式旋转编码器作为所述旋转传感器160。
所述绝对式旋转编码器将与所述基准值对应的位置设定为零点位置。
也可以取代上述方案，使用增量式旋转编码器作为所述旋转传感器160。
在具备所述增量式旋转编码器作为所述旋转传感器160的构成(以下称作增量式旋转编码器构成)的一形态(第1形态)中，在所述步行动作辅助装置100A具备可人为操作的基准开关。
在该情况下，所述控制装置500构成为，将在所述基准开关的接通状态时从所述旋转传感器160输入的检测信号识别为所述基准值。
在所述增量式旋转编码器构成的另一形态(第2形态)中，所述控制装置500构成为，基于从所述旋转传感器160(所述增量式旋转编码器)输入的检测信号算出所述驱动臂150绕驱动侧支承枢轴线Y的角加速度，将所述角加速度超过预定的阈值的时间点识别为所述第1小腿支架40(1)的最大伸展位置，将在该时间点输入的所述旋转传感器160的检测信号识别为所述基准值。
详细地说，如前述那样，在小腿最大伸展时，通过所述第1小腿支架40(1)的上端倾斜面45(参照图3)抵接于所述第1大腿支架20(1)的下端倾斜面25(参照图3)，从而禁止所述第1小腿支架40(1)相对于所述第1大腿支架20(1)进一步向前方摆动的情况。
在此，考虑到与所述第1小腿支架40(1)一起摆动的所述驱动臂150的角速度变化的比例(角加速度)，认为在小腿从相对于大腿弯折的状态伸展而成为最大伸展状态时，所述驱动臂150的角速度瞬间成为零，在该时间点所述驱动臂150的角速度的变化比例(角加速度)最大。
因此，通过将所述预定的阈值设定为比小腿最大伸展时的所述驱动臂150的角加速度低且比小腿最大伸展时以外的所述驱动臂150的角速度高，能够对小腿最大伸展时进行检测。
该预定的阈值可以通过按每个用户实际进行步行实验而知晓。
在所述增量式旋转编码器构成的又一形态(第3形态)中，所述步行动作辅助装置100A具备对所述第1小腿支架40(1)位于最大伸展位置的情况直接或间接地进行检测的最大伸展位置检测传感器。
所述最大伸展位置检测传感器例如可设为对所述驱动臂150是否位于在小腿最大伸展时该驱动臂150应该位于的位置进行检测的微动开关、距离传感器。
在该情况下，所述控制装置500构成为，将在所述最大伸展位置检测传感器检测到最大伸展位置时从所述旋转传感器160输入的检测信号识别为所述基准位置。
在本实施方式中，所述控制装置500构成为，基于在所述步行动作辅助装置100A的主电源从断开切换为接通之后从所述旋转传感器160输入的基准值以外的最初的检测信号，进行所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的一方的辅助力控制数据的选择。
此外，虽然本实施方式的所述步行动作辅助装置100A构成为，所述控制装置500自动地进行所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据的选择，但也可以取代上述方案而变形为，通过人为操作进行所述辅助力控制数据的选择，并且在该人为操作产生了误操作的情况下对用户进行异常告知。
该变形例与所述步行动作辅助装置100A相比，还具备能够人为操作的左腿及右腿选择开关和告知用户有无异常的灯或警报等告知单元。
在所述变形例中，所述控制装置500构成为，基于从所述旋转传感器160输入的基准值以外的检测信号判断所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据，并且，在判断为应该使用的辅助力控制数据与通过所述左腿及右腿选择开关人为选择的辅助力控制数据不同的情况下，经由所述告知单元告知用户异常。
在所述变形例中，优选的是，所述控制装置500可构成为，在基于来自所述旋转传感器160的信号判断为应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，除了通过所述告知单元告知异常之外，还使所述电动马达130停止工作。
也可以取代上述方案，所述控制装置500构成为，在基于来自所述旋转传感器160的信号判断为应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，除了通过所述告知单元告知异常之外，取代通过人为操作选择的辅助力控制数据而采用基于来自所述旋转传感器160的信号判断为应该使用的辅助力控制数据，将所算出的步行动作定时适用于该辅助力控制数据来算出应该向所述第1小腿支架40(1)赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达130的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力。
实施方式2
以下，关于本发明的步行动作辅助装置的另一形态，一边参照附图一边进行说明。
图20中，示出本实施方式的步行动作辅助装置300A的、在使所述步行动作辅助装置300A穿戴于左腿用长腿支具1L的第1姿势下从用户宽度方向内方侧观察到的示意侧视图。
此外，图中，对与所述实施方式1中相同的部件标注相同标号。
所述实施方式1的步行动作辅助装置100A构成为，基于所述旋转传感器160的检测结果选择所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据。
相对于此，本实施方式的步行动作辅助装置300A具备转动方向检测机构，所述控制装置500构成为，基于所述转动方向检测机构的检测结果，选择所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据。
所述转动方向检测机构具有在将所述小腿支架40位于绕支具侧支承枢轴线X向前方侧的摆动端时(即小腿最大伸展时)所述驱动臂150绕驱动侧支承枢轴线Y所处的摆动位置设为基准位置的情况下，对所述驱动臂150从所述基准位置绕驱动侧支承枢轴线Y向一侧的第1方向R1及另一侧的第2方向R2转动的情况分别进行检测的第1及第2转动传感器310、320。
所述第1及第2转动传感器310、320例如可设为微动开关、距离传感器。
在具备该构成的本实施方式的步行动作辅助装置300A中，也能够得到与所述实施方式1中同样的效果。
此外，所述转动方向检测机构构成为，通过第1及第2转动传感器310、320这2个传感器检测所述驱动臂150的转动方向。
也可以取代上述方案，构成为通过具有单个传感器的转动方向检测机构检测所述驱动臂的转动方向。
图21中，示出具备具有单个传感器的转动方向检测机构的、本实施方式的第1变形例的步行动作辅助装置300B的、在使所述步行动作辅助装置300B穿戴于左腿用长腿支具1L的第1姿势下从用户宽度方向内方侧观察到的示意侧视图。
此外，图中，对与所述实施方式1及2中相同的部件标注相同标号。
如图21所示，在所述第1变形例300B中，所述转动方向检测机构具有与所述驱动臂150一起绕驱动侧支承枢轴线Y转动的连动臂345和拨动开关型(toggle switch)的转动传感器340。
所述连动臂345从所述驱动臂150的基端部向径向外方延伸。
所述转动传感器340具有能够绕与驱动侧支承枢轴线Y平行的传感器轴线Z转动的被检测臂342和检测所述被检测臂342绕传感器轴线Z的转动方向的传感器主体341。
所述被检测臂342以与所述连动臂345绕驱动侧支承枢轴线Y的转动相应地绕传感器轴线Z转动的方式，卡合于所述连动臂345的顶端部。
在具备该构成的第1变形例中，也能够得到与本实施方式中同样的效果。
图22中，示出具备具有单个传感器的转动方向检测机构的、第2变形例的步行动作辅助装置300C的、在使所述步行动作辅助装置300C穿戴于左腿用长腿支具1L的第1姿势下从用户宽度方向内方侧观察到的示意侧视图。
此外，图中，对与所述实施方式1及2中相同的部件标注相同标号。
如图22所示，在所述第2变形例300C中，所述转动方向检测机构具有与所述驱动臂150一起绕驱动侧支承枢轴线Y转动的连动臂355和滑动开关型或滑动可变电阻型的传感器350。
所述连动臂355从所述驱动臂150的基端部向径向外方延伸。
在所述连动臂355设置有沿着该连动臂355的长度方向的长孔。
所述传感器350具有基端部在所述步行动作辅助装置300C的穿戴状态下以能够在用户前后方向上移动的方式被支承的被检测臂352、和检测所述被检测臂352的移动方向的传感器主体351。
在所述被检测臂352的顶端部设置有卡入于所述长孔的卡合销，若所述连动臂355与所述驱动臂150一起绕驱动侧支承枢轴线Y转动，则卡入于所述长孔的所述卡合销被向与所述连动臂355的转动方向相应的方向推动，由此，所述被检测臂352向对应的方向滑动。
所述传感器主体351被设为滑动开关或可变电阻传感器，检测所述被检测臂352的滑动方向。
在具备该构成的第2变形例中，也能够得到与本实施方式中同样的效果。
图23中，示出本实施方式的第3变形例的步行动作辅助装置300D的、在使所述步行动作辅助装置300D穿戴于左腿用长腿支具1L的第1姿势下从用户宽度方向内方侧观察到的示意侧视图。
此外，图中，对与所述实施方式1及2中相同的部件标注相同标号。
所述第3变形例的步行动作辅助装置300D与所述步行动作辅助装置300A相比，取代步行动作辅助装置300A的所述转动方向检测机构而具有步行动作辅助装置300D的转动方向检测机构。
如图23所示，所述转动方向检测机构具有与所述驱动臂150一起绕驱动侧支承枢轴线Y转动的被检测体360和检测与所述被检测体360之间的距离的距离传感器370。
所述被检测体360包括在所述驱动臂150从基准位置绕驱动侧支承枢轴线Y向第1方向R1转动时位于检测区域的第1区域360a、和在所述驱动臂150从基准位置绕驱动侧支承枢轴线Y向第2方向R2转动时位于检测区域的第2区域360b，所述第1及第2区域360a、360b距所述距离传感器370的离开距离不同。
在所述第3变形例300D中，构成为，以与所述距离传感器370的距离不同的方式设置第1及第2区域，利用所述第1及第2区域与所述距离传感器370之间的距离差来识别所述驱动臂150的转动方向。
也可以取代上述方案，在所述驱动臂150从基准位置绕驱动侧支承枢轴线Y向第1方向转动时位于检测区域的第1区域设置第1颜色(包括色彩、浓淡)、第1缝隙图案或第1条码图案，在所述驱动臂150绕驱动侧支承枢轴线Y向第2方向转动时位于检测区域的第2区域设置第2颜色(包括色彩、浓淡)、第2缝隙图案或第2条码图案，通过利用传感器检测颜色、缝隙图案或条码图案的不同，识别所述驱动臂150的转动方向。
实施方式3
以下，对本发明的步行动作辅助装置的又一形态进行说明。
本实施方式的步行动作辅助装置与所述实施方式1的步行动作辅助装置100A相比，具有检测用户的大腿摆动角度的大腿陀螺仪传感器作为所述步行动作状态检测传感器170，且取代所述旋转传感器160而具有检测用户的小腿摆动角度的小腿陀螺仪传感器。
在本实施方式中，所述控制装置500构成为，基于来自所述大腿陀螺仪传感器的大腿摆动角度及来自所述小腿陀螺仪传感器的小腿摆动角度算出小腿相对于大腿的转动角度即膝关节角度，在算出的膝关节角度为小腿最大伸展时的膝关节角度以外的情况下基于该膝关节角度，判断当前穿戴着该步行动作辅助装置的用户的腿是左腿还是右腿，基于该判断选择所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据。
在具备该构成的本实施方式的步行动作辅助装置中，也能够得到与所述实施方式1及2中同样的效果。
当然，在所述实施方式2及本实施方式3中，也可以取代所述控制装置500自动地选择所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的一方的辅助力控制数据，而构成为通过人为操作选择应该使用的辅助力控制数据，并且也可以构成为，所述控制装置500在基于所述转动方向检测机构的检测结果或利用来自所述陀螺仪传感器的信号算出的膝关节角度判断出的应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，向用户进行异常告知，而且进行所述电动马达130的驱动停止。
或者，也可以构成为，所述控制装置500除了向用户告知异常之外，取代通过人为操作选择的辅助力控制数据而采用基于所述转动方向检测机构的检测结果或利用来自所述陀螺仪传感器的信号算出的膝关节角度判断为应该使用的辅助力控制数据，将所算出的步行动作定时适用于所采用的辅助力控制数据来算出应该向所述第1小腿支架40(1)赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达130的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力。
标号说明
1L、1R：左腿用及右腿用长腿支具；
11：大腿穿戴体；
20(1)、20(2)：第1及第2大腿支架；
31：小腿穿戴体；
40(1)、40(2)：第1及第2小腿支架；
100A、300A～300D：步行动作辅助装置；
110：壳体；
112：穿戴面；
130：电动马达；
150：驱动臂；
160：旋转传感器；
170：步行动作状态检测传感器；
310、320：第1及第2转动传感器；
330：被检测体；
330a、330b：第1及第2区域；
340：距离传感器；
500：控制装置；
X：支具侧支承枢轴线；
Y：驱动侧支承枢轴线。

Claims (20)

1.一种步行动作辅助装置，适用于如下的长腿支具，该长腿支具包括穿戴于用户的大腿的大腿穿戴体、在支承着所述大腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的大腿支架、穿戴于用户的小腿的小腿穿戴体、以及在支承着所述小腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的小腿支架，所述小腿支架能够相对于所述大腿支架绕与用户的膝关节同轴上的支具侧支承枢轴线摆动，并且，小腿最大伸展时的所述小腿支架绕支具侧支承枢轴线的摆动位置被设为所述小腿支架的相对于所述大腿支架绕支具侧支承枢轴线向前方侧的摆动端，其特征在于，
所述步行动作辅助装置具备：
壳体，在所述长腿支具穿戴于用户的左腿时，第1姿势被设为使穿戴面与所述长腿支具对向且使驱动侧支承枢轴线位于与支具侧支承枢轴线同轴上的可连结姿势，并且，在所述长腿支具穿戴于用户的右腿时，从所述第1姿势绕用户的躯干轴旋转180°后的第2姿势被设为所述可连结姿势；
电动马达，收容于所述壳体，能够从输出轴输出绕轴线朝向一侧的第1方向及绕轴线朝向另一侧的第2方向这两个方向的旋转动力；
驱动臂，所述驱动臂的基端部以能够进行工作的方式连结于所述输出轴，以使得所述驱动臂通过所述输出轴的第1及第2方向的输出而分别绕驱动侧支承枢轴线朝向一侧的第1方向及另一侧的第2方向摆动，并且，在所述壳体连结于所述长腿支具的状态下所述驱动臂的顶端部直接或间接地连结于所述小腿支架，以使得与绕驱动侧支承枢轴线的摆动相应地绕支具侧支承枢轴线推动所述小腿支架；
旋转传感器，能够检测所述驱动臂绕驱动侧支承枢轴线的摆动位置；
步行动作状态检测传感器，检测一步行周期中的步行动作状态；以及
控制装置，具有作为在算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小时使用的辅助力控制数据的、在所述长腿支具穿戴于用户的左腿及右腿时分别使用的左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据，基于从所述步行动作状态检测传感器按每个采样定时输入的检测信号算出步行周期中的步行动作定时，将算出的步行动作定时适用于所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据的一方来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力，
所述控制装置，识别在小腿最大伸展时从所述旋转传感器输入的检测信号作为基准值，基于从所述旋转传感器输入的基准值以外的检测信号选择所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的一方的辅助力控制数据。
2.一种步行动作辅助装置，适用于如下的长腿支具，该长腿支具包括穿戴于用户的大腿的大腿穿戴体、在支承着所述大腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的大腿支架、穿戴于用户的小腿的小腿穿戴体、以及在支承着所述小腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的小腿支架，所述小腿支架能够相对于所述大腿支架绕与用户的膝关节同轴上的支具侧支承枢轴线摆动，并且，小腿最大伸展时的所述小腿支架绕支具侧支承枢轴线的摆动位置被设为所述小腿支架的相对于所述大腿支架绕支具侧支承枢轴线向前方侧的摆动端，其特征在于，
所述步行动作辅助装置具备：
壳体，在所述长腿支具穿戴于用户的左腿时，第1姿势被设为使穿戴面与所述长腿支具对向且使驱动侧支承枢轴线位于与支具侧支承枢轴线同轴上的可连结姿势，并且，在所述长腿支具穿戴于用户的右腿时，从所述第1姿势绕用户的躯干轴旋转180°后的第2姿势被设为所述可连结姿势；
电动马达，收容于所述壳体，能够从输出轴输出绕轴线朝向一侧的第1方向及绕轴线朝向另一侧的第2方向这两个方向的旋转动力；
驱动臂，所述驱动臂的基端部以能够进行工作的方式连结于所述输出轴，以使得所述驱动臂通过所述输出轴的第1及第2方向的输出而分别绕驱动侧支承枢轴线朝向一侧的第1方向及另一侧的第2方向摆动，并且，在所述壳体连结于所述长腿支具的状态下所述驱动臂的顶端部直接或间接地连结于所述小腿支架，以使得与绕驱动侧支承枢轴线的摆动相应地绕支具侧支承枢轴线推动所述小腿支架；
旋转传感器，能够检测所述驱动臂绕驱动侧支承枢轴线的摆动位置；
步行动作状态检测传感器，检测一步行周期中的步行动作状态；
告知单元，告知用户有无异常；以及
控制装置，具有作为在算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小时使用的辅助力控制数据的、在所述长腿支具穿戴于用户的左腿及右腿时分别使用的左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据，基于从所述步行动作状态检测传感器按每个采样定时输入的检测信号算出步行周期中的步行动作定时，将算出的步行动作定时适用于所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的通过人为操作选择的辅助力控制数据来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力，
所述控制装置构成为，识别在小腿最大伸展时从所述旋转传感器输入的检测信号作为基准值，基于从所述旋转传感器输入的基准值以外的检测信号判断所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据，在所述应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，经由所述告知单元告知用户异常。
3.根据权利要求2所述的步行动作辅助装置，其特征在于，
所述控制装置，在基于来自所述旋转传感器的信号判断为应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，除了通过所述告知单元告知异常之外，还使所述电动马达停止工作。
4.根据权利要求2所述的步行动作辅助装置，其特征在于，
所述控制装置，在基于来自所述旋转传感器的信号判断为应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，除了通过所述告知单元告知异常之外，还取代通过人为操作选择的辅助力控制数据而采用基于来自所述旋转传感器的信号判断为应该使用的辅助力控制数据，将所算出的步行动作定时适用于该辅助力控制数据来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的步行动作辅助装置，其特征在于，
所述控制装置，基于在所述步行动作辅助装置的主电源从断开切换为接通之后从所述旋转传感器输入的基准值以外的最初的检测信号，选择所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的一方的辅助力控制数据。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的步行动作辅助装置，其特征在于，
所述旋转传感器被设为，所述基准值被设定为零点位置的绝对式旋转编码器。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的步行动作辅助装置，其特征在于，
具备能够进行人为操作的基准开关，
所述控制装置，将在所述基准开关的接通状态时从所述旋转传感器输入的检测信号识别为所述基准值。
8.根据权利要求1～5中任一项所述的步行动作辅助装置，其特征在于，
所述控制装置，基于从所述旋转传感器输入的检测信号算出所述驱动臂绕驱动侧支承枢轴线的角加速度，将所述角加速度超过预定的阈值的时间点识别为所述小腿支架的最大伸展位置，将在该时间点输入的所述旋转传感器的检测信号识别为所述基准值。
9.根据权利要求1～5中任一项所述的步行动作辅助装置，其特征在于，
具备对所述小腿支架位于最大伸展位置的情况直接或间接地进行检测的最大伸展位置检测传感器，
所述控制装置，将在所述最大伸展位置检测传感器检测到最大伸展位置时从所述旋转传感器输入的检测信号识别为所述基准位置。
10.一种步行动作辅助装置，适用于如下的长腿支具，该长腿支具包括穿戴于用户的大腿的大腿穿戴体、在支承着所述大腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的大腿支架、穿戴于用户的小腿的小腿穿戴体、以及在支承着所述小腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的小腿支架，所述小腿支架能够相对于所述大腿支架绕与用户的膝关节同轴上的支具侧支承枢轴线摆动，并且，小腿最大伸展时的所述小腿支架绕支具侧支承枢轴线的摆动位置被设为所述小腿支架的相对于所述大腿支架绕支具侧支承枢轴线向前方侧的摆动端，其特征在于，
所述步行动作辅助装置具备：
壳体，在所述长腿支具穿戴于用户的左腿时，第1姿势被设为使穿戴面与所述长腿支具对向且使驱动侧支承枢轴线位于与支具侧支承枢轴线同轴上的可连结姿势，并且，在所述长腿支具穿戴于用户的右腿时，从所述第1姿势绕用户的躯干轴旋转180°后的第2姿势被设为所述可连结姿势；
电动马达，收容于所述壳体，能够从输出轴输出绕轴线朝向一侧的第1方向及绕轴线朝向另一侧的第2方向这两个方向的旋转动力；
驱动臂，所述驱动臂的基端部以能够进行工作的方式连结于所述输出轴，以使得所述驱动臂通过所述输出轴的第1及第2方向的输出而分别绕驱动侧支承枢轴线朝向一侧的第1方向及另一侧的第2方向摆动，并且，在所述壳体连结于所述长腿支具的状态下所述驱动臂的顶端部直接或间接地连结于所述小腿支架，以使得与绕驱动侧支承枢轴线的摆动相应地绕支具侧支承枢轴线推动所述小腿支架；
转动方向检测机构，检测在将小腿最大伸展时所述驱动臂绕驱动侧支承枢轴线所处的摆动位置设为基准位置的情况下，所述驱动臂从基准位置绕驱动侧支承枢轴线向第1及第2方向的哪一方向进行了转动；
步行动作状态检测传感器，检测一步行周期中的步行动作状态；以及
控制装置，具有作为在算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小时使用的辅助力控制数据的、在所述长腿支具穿戴于用户的左腿及右腿时分别使用的左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据，基于从所述步行动作状态检测传感器按每个采样定时输入的检测信号算出步行周期中的步行动作定时，将算出的步行动作定时适用于所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据的一方来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力，
所述控制装置，基于所述转动方向检测机构的检测结果选择所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据。
11.一种步行动作辅助装置，适用于如下的长腿支具，该长腿支具包括穿戴于用户的大腿的大腿穿戴体、在支承着所述大腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的大腿支架、穿戴于用户的小腿的小腿穿戴体、以及在支承着所述小腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的小腿支架，所述小腿支架能够相对于所述大腿支架绕与用户的膝关节同轴上的支具侧支承枢轴线摆动，并且，小腿最大伸展时的所述小腿支架绕支具侧支承枢轴线的摆动位置被设为所述小腿支架的相对于所述大腿支架绕支具侧支承枢轴线向前方侧的摆动端，其特征在于，
所述步行动作辅助装置具备：
壳体，在所述长腿支具穿戴于用户的左腿时，第1姿势被设为使穿戴面与所述长腿支具对向且使驱动侧支承枢轴线位于与支具侧支承枢轴线同轴上的可连结姿势，并且，在所述长腿支具穿戴于用户的右腿时，从所述第1姿势绕用户的躯干轴旋转180°后的第2姿势被设为所述可连结姿势；
电动马达，收容于所述壳体，能够从输出轴输出绕轴线朝向一侧的第1方向及绕轴线朝向另一侧的第2方向这两个方向的旋转动力；
驱动臂，所述驱动臂的基端部以能够进行工作的方式连结于所述输出轴，以使得所述驱动臂通过所述输出轴的第1及第2方向的输出而分别绕驱动侧支承枢轴线朝向一侧的第1方向及另一侧的第2方向摆动，并且，在所述壳体连结于所述长腿支具的状态下所述驱动臂的顶端部直接或间接地连结于所述小腿支架，以使得与绕驱动侧支承枢轴线的摆动相应地绕支具侧支承枢轴线推动所述小腿支架；
转动方向检测机构，检测在将小腿最大伸展时所述驱动臂绕驱动侧支承枢轴线所处的摆动位置设为基准位置的情况下，所述驱动臂从基准位置绕驱动侧支承枢轴线向第1及第2方向的哪一方向进行了转动；
步行动作状态检测传感器，检测一步行周期中的步行动作状态；
告知单元，告知用户有无异常；以及
控制装置，具有作为在算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小时使用的辅助力控制数据的、在所述长腿支具穿戴于用户的左腿及右腿时分别使用的左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据，基于从所述步行动作状态检测传感器按每个采样定时输入的检测信号算出步行周期中的步行动作定时，将算出的步行动作定时适用于所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的通过人为操作选择的辅助力控制数据来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力，
所述控制装置构成为，基于所述转动方向检测机构的检测结果判断所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据，在所述应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，经由所述告知单元告知用户异常。
12.根据权利要求11所述的步行动作辅助装置，其特征在于，
所述控制装置，在基于所述转动方向检测机构的检测结果判断为应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，除了通过所述告知单元告知异常之外，还使所述电动马达停止工作。
13.根据权利要求11所述的步行动作辅助装置，其特征在于，
所述控制装置，在基于所述转动方向检测机构的检测结果判断为应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，除了通过所述告知单元告知异常之外，还取代通过人为操作选择的辅助力控制数据而采用基于所述转动方向检测机构的检测结果判断为应该使用的辅助力控制数据，将所算出的步行动作定时适用于该辅助力控制数据来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力。
14.根据权利要求10～13中任一项所述的步行动作辅助装置，其特征在于，
所述转动方向检测机构具有对所述驱动臂从基准位置绕驱动侧支承枢轴线向第1及第2方向转动的情况分别进行检测的第1及第2转动传感器。
15.根据权利要求10～13中任一项所述的步行动作辅助装置，其特征在于，
所述转动方向检测机构具有与所述驱动臂一起绕驱动侧支承枢轴转动的被检测体和检测与所述被检测体之间的距离的距离传感器，
所述被检测体包括在所述驱动臂从基准位置绕驱动侧支承枢轴线向第1方向转动时由所述距离传感器检测的第1区域和在所述驱动臂从基准位置绕驱动侧支承枢轴线向第2方向转动时由所述距离传感器检测的第2区域，
所述第1及第2区域的距所述距离传感器的离开距离不同。
16.根据权利要求1～15中任一项所述的步行动作辅助装置，其特征在于，
所述步行动作状态检测传感器能够检测与用户的大腿的前后摆动角度即髋关节角度相关联的角度关联信号，
所述控制装置构成为，基于从所述步行动作状态检测传感器按每个采样定时输入的所述角度关联信号算出一所述采样定时下的大腿相位角，基于所述大腿相位角算出步行周期中的步行动作定时。
17.一种步行动作辅助装置，适用于如下的长腿支具，该长腿支具包括穿戴于用户的大腿的大腿穿戴体、在支承着所述大腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的大腿支架、穿戴于用户的小腿的小腿穿戴体、以及在支承着所述小腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的小腿支架，所述小腿支架能够相对于所述大腿支架绕与用户的膝关节同轴上的支具侧支承枢轴线摆动，并且，小腿最大伸展时的所述小腿支架绕支具侧支承枢轴线的摆动位置被设为所述小腿支架的相对于所述大腿支架绕支具侧支承枢轴线向前方侧的摆动端，其特征在于，
所述步行动作辅助装置具备：
壳体，在所述长腿支具穿戴于用户的左腿时，第1姿势被设为使穿戴面与所述长腿支具对向且使驱动侧支承枢轴线位于与支具侧支承枢轴线同轴上的可连结姿势，并且，在所述长腿支具穿戴于用户的右腿时，从所述第1姿势绕用户的躯干轴旋转180°后的第2姿势被设为所述可连结姿势；
电动马达，收容于所述壳体，能够从输出轴输出绕轴线朝向一侧的第1方向及绕轴线朝向另一侧的第2方向这两个方向的旋转动力；
驱动臂，所述驱动臂的基端部以能够进行工作的方式连结于所述输出轴，以使得所述驱动臂通过所述输出轴的第1及第2方向的输出而分别绕驱动侧支承枢轴线朝向一侧的第1方向及另一侧的第2方向摆动，并且，在所述壳体连结于所述长腿支具的状态下所述驱动臂的顶端部直接或间接地连结于所述小腿支架，以使得与绕驱动侧支承枢轴线的摆动相应地绕支具侧支承枢轴线推动所述小腿支架；
大腿陀螺仪传感器，检测用户的大腿摆动角度；
小腿陀螺仪传感器，检测用户的小腿摆动角度；以及
控制装置，具有作为在算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小时使用的辅助力控制数据的、在所述长腿支具穿戴于用户的左腿及右腿时分别使用的左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据，基于从所述大腿陀螺仪传感器按每个采样定时输入的检测信号算出大腿相位角，基于所述大腿相位角算出步行周期中的步行动作定时，将算出的步行动作定时适用于所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据的一方来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力，
所述控制装置，基于来自所述大腿陀螺仪传感器的大腿摆动角度及来自所述小腿陀螺仪传感器的小腿摆动角度来算出小腿相对于大腿的转动角度即膝关节角度，在算出的膝关节角度为小腿最大伸展时的膝关节角度以外的情况下，基于该膝关节角度选择所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据。
18.一种步行动作辅助装置，适用于如下的长腿支具，该长腿支具包括穿戴于用户的大腿的大腿穿戴体、在支承着所述大腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的大腿支架、穿戴于用户的小腿的小腿穿戴体、以及在支承着所述小腿穿戴体的状态下在大致上下方向上延伸的小腿支架，所述小腿支架能够相对于所述大腿支架绕与用户的膝关节同轴上的支具侧支承枢轴线摆动，并且，小腿最大伸展时的所述小腿支架绕支具侧支承枢轴线的摆动位置被设为所述小腿支架的相对于所述大腿支架绕支具侧支承枢轴线向前方侧的摆动端，其特征在于，
所述步行动作辅助装置具备：
壳体，在所述长腿支具穿戴于用户的左腿时，第1姿势被设为使穿戴面与所述长腿支具对向且使驱动侧支承枢轴线位于与支具侧支承枢轴线同轴上的可连结姿势，并且，在所述长腿支具穿戴于用户的右腿时，从所述第1姿势绕用户的躯干轴旋转180°后的第2姿势被设为所述可连结姿势；
电动马达，收容于所述壳体，能够从输出轴输出绕轴线朝向一侧的第1方向及绕轴线朝向另一侧的第2方向这两个方向的旋转动力；
驱动臂，所述驱动臂的基端部以能够进行工作的方式连结于所述输出轴，以使得所述驱动臂通过所述输出轴的第1及第2方向的输出而分别绕驱动侧支承枢轴线朝向一侧的第1方向及另一侧的第2方向摆动，并且，在所述壳体连结于所述长腿支具的状态下所述驱动臂的顶端部直接或间接地连结于所述小腿支架，以使得与绕驱动侧支承枢轴线的摆动相应地绕支具侧支承枢轴线推动所述小腿支架；
大腿陀螺仪传感器，检测用户的大腿摆动角度；
小腿陀螺仪传感器，检测用户的小腿摆动角度；
告知单元，告知用户有无异常；以及
控制装置，具有作为在算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小时使用的辅助力控制数据的、在所述长腿支具穿戴于用户的左腿及右腿时分别使用的左腿用辅助力控制数据及右腿用辅助力控制数据，基于从所述大腿陀螺仪传感器按每个采样定时输入的检测信号算出大腿相位角，基于所述大腿相位角算出步行周期中的步行动作定时，将算出的步行动作定时适用于所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据的一方来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力，
所述控制装置构成为，基于来自所述大腿陀螺仪传感器的大腿摆动角度及来自所述小腿陀螺仪传感器的小腿摆动角度算出小腿相对于大腿的转动角度即膝关节角度，在算出的膝关节角度为小腿最大伸展时的膝关节角度以外的情况下基于该膝关节角度判断所述左腿用辅助力控制数据及所述右腿用辅助力控制数据中的应该使用的辅助力控制数据，在所述应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，经由所述告知单元告知用户异常。
19.根据权利要求18所述的步行动作辅助装置，其特征在于，
所述控制装置，在基于所算出的膝关节角度判断为应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，除了通过所述告知单元告知异常之外，还使所述电动马达停止工作。
20.根据权利要求18所述的步行动作辅助装置，其特征在于，
所述控制装置，在基于所算出的膝关节角度判断为应该使用的辅助力控制数据与通过人为操作选择的辅助力控制数据不同的情况下，除了通过所述告知单元告知异常之外，还取代通过人为操作选择的辅助力控制数据而采用基于所算出的膝关节角度判断为应该使用的辅助力控制数据，将所算出的步行动作定时适用于该辅助力控制数据来算出应该向所述小腿支架赋予的辅助力的方向及大小，进行所述电动马达的工作控制以得到算出的方向及大小的辅助力。
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