JP2006239086A - 歩行感覚生成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】装置を簡素化することができ、小型化・軽量化され、且つ安価に実現できる歩行感覚生成装置を提供する。
【解決手段】使用者７の腰部を支持する腰支持部３と、使用者７が手で握る手すり２と、使用者７の大腿部の裏側に接触する接触部４と、接触部４上に載置された大腿部を交互に昇降移動させる第１の駆動部５と、第１の駆動ぶ５の移動速度及び可動範囲を設定する演算部６とを備え、日常の歩行動作の総てを模擬するのではなく、大腿部を上げるという、身体の一部分の動きを誘発させることで使用者７に歩行感覚を提示する。
【選択図】図２

Description

本発明は歩行感覚生成装置に関し、特に、人間の歩行動作の一部分を補助、模擬する歩行感覚生成装置に関する。

従来から、健常者に対する運動能力の向上や、歩行機能障害を持つ人に対する機能回復や、歩行感覚を擬似的に体験すること等を目的とした、人間の歩行動作を補助、模擬する様々な装置が提案されている（特許文献１乃至５）。

その中で例えば特許文献１に開示された仮想歩行装置及び特許文献２に開示された歩行感覚提示装置（ロコモーションインタフェース）は、ユーザの足先の動きをセンサで検知し、ユーザの歩行動作をキャンセルする方向に歩行面が移動することで、ユーザの立ち位置を移動させることなく、ユーザに歩行感覚を提示する。

また、特許文献３に開示された歩行訓練装置及び特許文献４に開示された歩行機能回復用肢体駆動装置は、歩行機能障害を持つ人のリハビリテーションを目的とした歩行訓練装置として提案され、足の各部分に反力を与え、歩行動作を強制的に再現する。

更に、特許文献５に開示された足踏み動作を模擬的に歩行動作に変換する技術は、足踏みの状態をセンシングし、これを映像更新の入力とすることで、空間の中を歩いているような感覚を提示するものである。
特許第３３７３４６０号 特許第３４２７０２８号 特開２００２−３４５９０７号公報 特開２００３−０６２０２０号公報 特開２００１−２９６９５１号公報

しかし、特許文献１及び２の装置では、装置が大掛かりで高価となり、その実現は困難である。また、ユーザの足先動作のセンシングで動作を稼動させるシステムでは、自然な歩行感覚を実現するために高精細なセンサシステムと高度な計算を必要とする。ユーザの歩行動作と装置歩行面の動きのズレがユーザにとって大きな違和感となる。

また、特許文献３及び４の装置でも、やはり装置が大掛かりとなり、ユーザが手軽に体験することが出来ない。

更に、特許文献５の装置は、装置の簡略化を目的としているため装置を小型化・軽量化することを可能としたが、反力を発生させるアクチュエータがなく、歩行感覚の提示に乏しい。

上記課題を解決するために、本発明の特徴は、使用者の腰部を支持する腰支持部と、使用者が手で握る手すりと、使用者の大腿部の裏側に接触する接触部と、接触部上に載置された大腿部を交互に昇降移動させる第１の駆動手段と、第１の駆動手段の移動速度及び可動範囲を設定する演算手段とを備える歩行感覚生成装置であることを要旨とする。

本発明に係わる歩行感覚生成装置によれば、日常の歩行動作の総てを模擬するのではなく、大腿部を上げるという、身体の一部分の動きを誘発させることで使用者の歩行感覚を提示する。これにより、装置を簡素化することができ、小型化・軽量化され、且つ安価に実現できる歩行感覚生成装置を提供することが出来る。

以下図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図面の記載において同一あるいは類似の部分には同一あるいは類似な符号を付している。

（第１の実施の形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態に係わる歩行感覚生成装置（以後、「歩行装置」という）１は、使用者（ユーザ）の腰部を支持する腰支持部３と、使用者が手で握る手すり２と、使用者の大腿部（太もも）の裏側に接触する接触部４と、接触部４上に載置された大腿部を交互に昇降移動させる第１の駆動手段（第１の駆動部）５と、第１の駆動部５の移動速度及び稼動範囲を設定する演算手段（演算部）６とを備える。

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、図１の歩行装置１の点線が囲んだ部分の実際の構成を示す斜視図である。図２（ａ）は外観を示し、図２（ｂ）は腰支持部３の内部構造を示す。腰支持部３は、使用者の腰の高さに水平に配置された棒状の形状を有し、その両端は、地面に対して安定した土台で支持されている。手すり２は、腰支持部３が支持された土台から伸ばされ、使用者の手の位置に配置されている。使用者はこの手すり２を握ることで姿勢を安定させることができる。腰支持部３から地面の方向に２つの接触部４が配置されている。接触部４は使用者の大腿部の高さに位置し、腰支持部３を中心として昇降移動する。第１の駆動部５は、腰支持部３の内部に配置され、接触部４を昇降駆動する。第１の駆動部５の移動速度及び稼動範囲は、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等からなる演算部６により任意に設定される。

図３は、図２の歩行装置１を使用者７が実際に使用している状態を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は後方図である。使用者７は歩行装置１の腰支持部３に腰を接触させて、重心を腰支持部３に預ける。そして、両大腿部を左右の接触部４の上に載せて、手で手すり２を握る。腰支持部３は、使用者の腰に接触して使用者の重心を支える機能を備える。手すり２は、歩行装置１の体験中、使用者が転倒することを防ぐ機能を備える。接触部４は、歩行装置１の動作を使用者に違和感なく伝える機能を備える。

第１の駆動部５は、接触部４に連結されているため、使用者７の左右の大腿部を交互に昇降させるように、接触部４を稼動させる。第１の駆動部５は図１の演算部６に接続されているため、接触部４の移動速度及び稼動範囲を任意に設定することができる。以上の作用により、使用者７は足踏みをしている状態となり、擬似的に歩行感覚を体感することができる。

図４を参照して、図１に示した歩行装置１の動作手順を説明する。

（イ）Ｓ１段階においてユーザ（使用者）の体を図３に示した所定の位置にセッティングする。Ｓ２段階に進み、歩行装置１にセンサ機能があるか否かを判断する。センサ機能がある場合Ｓ３段階に進み、センサ機能がない場合Ｓ４段階に進む。なお、第１の実施の形態ではセンサ機能は特に設定されていないためＳ４段階に進むが、センサ機能がある場合につていも説明する。

（ロ）Ｓ３段階において、使用者の歩行状態、例えば、大腿部の動き、腕の動き、足裏の動きなどがあることを監視する。これらの歩行状態に変化を検知した場合にＳ４段階に進む。Ｓ４段階において、第１の駆動部５を稼動して、使用者の大腿部を昇降移動させる。

（ハ）最後に、所定の終了の指示があるか否かを判断して、当該終了指示があれば、歩行装置１の動作を終了し、当該終了指示がない場合はＳ２段階に戻り、上記のＳ２〜Ｓ４段階を繰り返し実施する。

以上説明したように、歩行に必要な動作として、足を上げる→足を前に出す→着地→重心の移動という動作手順が挙げられる。これらの動作手順を総て実行させる装置では、装置が大掛かりとなり、また、使用者の体重をしっかりと支える必要があった。本発明の第１の実施の形態では、使用者７の大腿部の昇降移動のみを第１の駆動部５で補助し、その他の歩行動作は使用者７自身の力で実行させることによって歩行感覚を誘発する。つまり、上記の一連の動作手順のうち「足を上げる」という一部分のみを手助けすることにより、使用者の歩行動作を誘発する。これにより、歩行装置１を簡素化することにより、小型化・軽量化され、且つ安価に歩行装置１を実現できる＜請求項１の効果＞。

使用者７にセンサなどの特殊器具を取り付ける必要が無く、また、歩行装置１に実装された手すり２を握る使用方法により、使用者７は手軽且つ安全に歩行装置１を体験することが出来る。

上記の歩行装置１の構成では歩行動作において大腿部の昇降のみを補助し、その他は使用者自身の力で行うため、軽度の歩行障害をもった使用者に対する歩行運動の機能回復を目的としたリハビリテーション、または足腰の弱った老人や健常者の運動能力の向上等で使用することが出来る。

従来では使用者の足に装置を装着させ、足裏に力を加えていたため、膝への負担が大きいという問題があったが、第１の実施の形態によれば、使用者７の身体に対して歩行装置１が応力を加える部分は大腿部のみであり、使用方法として足に装着させる構成ではないので、手軽且つ安全に使用者が使用することが可能となる。

（第２の実施の形態）
第２の実施の形態では、第１の実施の形態に係わる歩行装置１において、手すり２が使用者７の腕の動作に応じて揺動して、第１の駆動部５がこの揺動に応じて大腿部を昇降させる点を特徴とする歩行装置について説明する。

図５に示すように、本発明の第２の実施の形態に係わる歩行装置１１は、腰支持部３と、手すり２と、接触部４と、第１の駆動部５と、演算部６と、使用者７の腕の動作に応じて揺動する手すり２の揺動状態を検出する第１のセンサ１３とを備える。第１の駆動部５は、第１のセンサ１３が検出する手すり２の揺動状態に応じて使用者７の大腿部を昇降移動させる。

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、図５の歩行装置１１の点線が囲んだ部分の実際の構成を示す斜視図である。図６（ａ）は外観を示し、図６（ｂ）は軸部１２の内部構造を示す。図２との差異点は、左右の手すり２が軸部１２を中心として使用者７の腕の動作に応じて揺動（回転）する点、及び左右の手すり２の揺動状態（回転角度）をそれぞれ検出する第１のセンサ１３がそれぞれ軸部１２に隣接して配置されている点である。なお、第１のセンサ１３としては、ポテンションメータを用いることができる。その他の点については図２と同じであり、説明を省略する。

図７は、図６の歩行装置１１を使用者７が実際に使用している状態を示す。使用者７は歩行装置１１の腰支持部３に腰を接触させて、重心を腰支持部３に預ける。そして、両大腿部を左右の接触部４の上に載せて、手で手すり２を握る。

使用者７が片側（例えば左側）の手すり２を上昇させると、逆側（例えば右側）の第１の駆動部５が稼動して使用者７の逆側の大腿部を上昇運動させる。左右の手すり２を交互に振ると、それと逆側の第１の駆動部５が交互に稼動し、歩行感覚を提供することができる。

以上説明したように、歩行動作において腕を振ることは身体のバランスを保つために重要である。第１のセンサ１３が検出する手すり２の揺動状態に応じて使用者７の大腿部を昇降移動させることにより、使用者７の腕の動作で、歩行動作のリズム（第１の駆動部５の動作リズム）を構成することが出来る。したがって、自然な歩行感覚に近づけることで歩行体験の違和感を軽減することができ、歩行動作のリズムと使用者の腕の動作を連動させることで、体験時にバランスを取り易くし、歩行感覚の違和感を軽減する効果を実現する＜請求項２の効果＞。

（第３の実施の形態）
第３の実施の形態では、第１の実施の形態に係わる歩行装置１において、使用者７の重心の移動を検出する手段を更に備え、第１の駆動部５が使用者７の重心の移動に応じて大腿部を昇降させる点を特徴とする歩行装置について説明する。

図８に示すように、本発明の第３の実施の形態に係わる歩行装置２１は、腰支持部３と、手すり２と、接触部４と、第１の駆動部５と、演算部６と、使用者の側面、例えば肩の両脇に配置された平板状の接触板２２と、接触板２２と使用者７との接触により使用者７の重心移動を検出する第２のセンサ２３とを備える。第１の駆動部５は、第２のセンサ２３が検出する使用者７の重心移動に応じて大腿部を昇降移動させる。

図９（ａ）及び図９（ｂ）は、図８の歩行装置２１の点線が囲んだ部分の実際の構成を示す斜視図である。図９（ａ）は外観を示し、図９（ｂ）は軸部２４の内部構造を示す。図２との差異点は、腰支持部３を支える左右の土台の上部に軸部２４を中心として回転可能な接触板２２がそれぞれ配置されている点、第２のセンサ２３が軸部２４を中心とした接触板２２の回転角度を検出する点が異なる。なお、左右の接触板２２は使用者７の肩の高さに配置されている。第２のセンサ２３としては、ポテンションメータを用いることができる。第２のセンサ２３の出力は演算部６で計測され、接触板２２の回転角度を検出することにより、使用者７の重心位置を認識することができる。その他の点については図２と同じであり、説明を省略する。

図１０は、図９の歩行装置２１を使用者７が実際に使用している状態を示す。使用者７は歩行装置２１の腰支持部３に腰を接触させて、重心を腰支持部３に預ける。そして、両大腿部を左右の接触部４の上に載せて、手で手すり２を握る。

この時、使用者７の肩の両脇に接触板２２が接触している。使用者７が重心を片側（例えば左側）に移動すると左側の接触板２２へ応力が加わり回転する。第２のセンサ２３が左側の接触板２２の回転角度を検出して、逆側（例えば右側）の第１の駆動部５が稼動して使用者７の右側の大腿部を上昇運動させる。使用者７が左右交互に重心を移動することにより、それと逆側の第１の駆動部５が交互に稼動し、歩行感覚を提供することができる。このように、歩行装置２１は、使用者７の重心移動により、歩行動作のリズム、つまり第１の駆動部５の動作リズムを形成する。

以上説明したように、歩行動作では、左右の足一本で体重を支える瞬間がある。歩行装置２１の体験において、右の足一本に重心がかかっているときに、歩行装置２１が右の大腿部を上げてしまうと、使用者７は転倒するおそれがある。第１の駆動部５の稼動を使用者７の重心移動と連動させて使用者７の重心がかかっている逆の足（重心のかかっていない足）に対して第１の駆動部５が大腿部を上げるという動作を確実に実行することで、歩行装置２１を安全に体験することが可能となる＜請求項３の効果＞。

また、リハビリテーションとして歩行装置２１を使用する場合、重心移動と歩行動作を連動させることでしっかりとした足踏みを誘発し、自分の足の力で立つ訓練を行えるため、リハビリテーションの効果を高めることが出来る。

（第４の実施の形態）
第４の実施の形態では、使用者７の足踏み状況を認識して、第１の駆動部５を稼動させる、つまり、使用者７の足踏み状態の信号を第１の駆動部５の入力とする点を特徴とする歩行装置について説明する。

図１１に示すように、本発明の第４の実施の形態に係わる歩行装置３１は、腰支持部３と、手すり２と、接触部４と、第１の駆動部５と、演算部６と、使用者７の足裏に装着される足裏スイッチ３２と、足裏スイッチ３２からの信号により使用者７の足裏が地面に接触していることを検出する第３のセンサ３３とを備える。第１の駆動部５は、第３のセンサ３３が検出する足裏の接触状態に応じて大腿部を昇降移動させる。第３のセンサ３３としては、圧力センサを用いることができる。

図１２は、図１１の歩行装置３１を使用者７が実際に使用している状態を示す。使用者７は歩行装置１の腰支持部３に腰を接触させて、重心を腰支持部３に預ける。そして、両大腿部を左右の接触部４の上に載せて、手で手すり２を握る。

また、使用者７の両足の裏には、足裏スイッチ３２が装着されている。足裏スイッチ３２は、装着されている使用者７の足裏（靴底）が地面に接触している（又は接触していない）時に所定の信号を第３のセンサ３３を介して送信し、演算部６はこの信号を受信することにより、使用者７の足踏み状態を認識することができる。

使用者７が片側（例えば左側）の足で地面を踏むと、逆側（例えば右側）の第１の駆動部５が稼動して使用者７の右側の大腿部を上昇運動させる。使用者７が左右交互に足を踏むことにより、それと逆側の第１の駆動部５が交互に稼動し、歩行感覚を提供することができる。

以上説明したように、第３のセンサ３３が検出する足裏の接触状態に応じて大腿部を昇降移動させることにより、使用者７の足踏み状態を認識して、第１の駆動部５を稼動させることが出来るため、使用者７の足裏が地面と接触している逆の足（地面と離れている足、両足とも地面に接触している時は任意の足）に対して歩行装置３１が大腿部を上げるという動作を確実に実行することで、装置を安全に体験することが出来る＜請求項４の効果＞。

また、足裏（靴底）にスイッチなどのセンサを取り付けるだけなので、重心移動を測定する機構に比べ、簡素な構造で実現することが出来る。

（第５の実施の形態）
第５の実施の形態では、腰支持部３を使用者７の動作に合わせて並進させる点を特徴とする歩行装置について説明する。

図１３は、第５の実施の形態に係わる歩行装置を使用者７が実際に使用している状態を示す。使用者７は歩行装置１の腰支持部３に腰を接触させて、重心を腰支持部３に預ける。そして、両大腿部を左右の接触部４の上に載せて、手で手すり２を握る。

腰支持部３の両脇は弾性体の一例としてのバネ３５により固定され、腰支持部３は使用者７の動作に応じて揺動することができる。

以上説明したように、使用者７が足を上げる動作で、使用者７の腰部と当該腰部に接触する腰支持部３間に並進方向のズレが発生する。もし腰支持部３が固定されていると、ズレは摩擦となってスムーズな歩行運動の妨げとなる。そこで、腰支持部３の両脇を弾性体（バネ３５）により固定して、腰支持部３は使用者７の重心移動に合わせて並進移動することにより、歩行装置の体験時に使用者７の腰部の動きに腰支持部３が追従し、摩擦などの違和感を軽減することが出来る。また、歩行体験時の重心移動による使用者７の腰の動きを止めることなく、スムーズな体験を実現することができる＜請求項５の効果＞。

（第６の実施の形態）
第６の実施の形態では、第１の駆動部５の動作に対応して腰支持部３を稼動させることにより、歩行体験時に重心移動を誘発する点を特徴とする歩行装置について説明する。

図１４に示すように、本発明の第６の実施の形態に係わる歩行装置４１は、腰支持部３と、手すり２と、接触部４と、第１の駆動部５と、演算部６と、第１の駆動部５の動作に合わせて腰支持部３を揺動する第２の駆動手段（第２の駆動部）４２とを備える。

図１５（ａ）は図１４の歩行装置４１を使用者７が実際に使用している状態を示し、図１５（ｂ）は第２の駆動部４２に係わる部分を拡大して示す。使用者７は歩行装置１の腰支持部３に腰を接触させて、重心を腰支持部３に預ける。そして、両大腿部を左右の接触部４の上に載せて、手で手すり２を握る。

腰支持部３の裏側には第１の歯車が接続され、これに噛み合う第２の歯車が第２の駆動部４２に接続されている。即ち、腰支持部３と第２の駆動部４２の間に歯車機構４３が配置され、第２の駆動部４２は歯車機構４３を介して腰支持部３を並進移動させる。第２の駆動部４２の移動速度及び稼動範囲は演算部６が任意に設定することができる。

片側（例えば左側）の第１の駆動部５が稼動すると、第２の駆動部４２は腰支持部３を逆側（例えば右側）へ並進移動させる。左右交互に第１の駆動部５が稼動すると、腰支持部３はその逆側の方向に交互に移動して使用者に重心移動を誘発する。

以上説明したように、自然な歩行動作においては重心移動を伴う。歩行装置４１は手すり２を備えるため、使用者７は安定して歩行体験ができるため、重心移動が発生せず足を動かすだけの動作に陥ってしまう。そこで、第２の駆動部４２が第１の駆動部５の動作に合わせて腰支持部３を揺動することにより、歩行体験時に重心移動を誘発することが出来る。換言すれば、足の昇降動作に合わせて腰支持部３を揺動して重心移動を誘発することで、より自然な歩行動作を提供することが出来る＜請求項６の効果＞。

（第７の実施の形態）
第７の実施の形態では、接触部４が使用者７の大腿部の動作に合わせて回転移動する点を特徴とする歩行装置について説明する。

図１６は接触部４ａを拡大した斜視図であり、（ａ）は接触部を除いた状態を示し、（ｂ）は接触部が回転移動する様子を示す。接触部４ａとリンク４５の接続に軸４６が設けられている。接触部４ａは軸４６を中心として回転移動することができる。

以上説明したように、接触部４ａを使用者７の動作に合わせて回転移動させることにより、使用者７が足を上げる動作で変化する大腿部の角度に接触部４ａが追従するができ、使用者７の大腿部と接触部４ａを密着させることが出来る。よって、第１の駆動部５による力の負荷をどの角度においても均一に大腿部へ加えることが出来るようになる。即ち、使用時の違和感を軽減しスムーズな歩行体験を実現することが出来る＜請求項７の効果＞。

（第８の実施の形態）
第８の実施の形態では、接触部４ｂが使用者７の大腿部の動作に合わせて並進移動する点を特徴とする歩行装置について説明する。

図１７は接触部４ｂを拡大した斜視図であり、（ａ）は接触部４ｂを除いた状態を示し、（ｂ）は接触部４ｂが並進移動する様子を示す。接触部４ｂとリンク４５の接続に軸４６が設けられている。接触部４ｂには溝が形成され、溝には軸４６が通されている。軸４６が溝内をスライドすることにより接触部４ｂは溝を中心として並進移動することができる。

以上説明したように、使用者７が足を上げる動作で、使用者７の大腿部と接触部４ｂの並進方向にズレが発生する。接触部４ｂが固定されていると、ズレは摩擦となってスムーズな歩行運動の妨げとなる。そこで、接触部４ｂを使用者７の動作に合わせて並進移動させることにより、使用者７が足を上げる動作で変化する大腿部に接触部４ｂが追従するができ、使用者７の大腿部と接触部４ｂを密着させることが出来る。よって、第１の駆動部５による力の負荷を均一に大腿部へ加えることが出来るようになる。即ち、使用時の違和感を軽減しスムーズな歩行体験を実現することが出来る＜請求項８の効果＞。

（第９の実施の形態）
第９の実施の形態では、キャスターを実装し、装置全体に移動機能を設けた点を特徴とする歩行装置について説明する。

図１８に示すように、第９の実施の形態に係わる歩行装置は、例えば図３に示した歩行装置に対して、前記歩行感覚生成装置と地面との間に配置されたキャスター４７を更に備える。キャスター４７を備えることにより、使用者７が歩行に合わせて歩行装置の全体を移動させることができる。第１の駆動部５が使用者の大腿部を上昇させた後に、使用者７が前方へ踏み出すと歩行装置全体も同時に前進し、実際に移動することができる。

また、歩行装置５１は、図１９に示すように、第１の駆動部５の動作に応じて、キャスター５２を駆動するモータなどの第３の駆動手段（第３の駆動部）５３を更に備えていても構わない。この場合、キャスター５２の移動速度、移動距離を任意に設定することができる。歩行装置５１にベルトを取り付け、使用者７を歩行装置５１へ固定した状態にする。そして、第１の駆動部５によって使用者７の大腿部を上昇させた後、使用者７の歩幅分だけ歩行装置５１を移動させることにより、歩行装置５１とともに使用者７も移動することができる。

以上説明したように、歩行装置は使用者７の大腿部を昇降移動させることで擬似的な歩行感覚を提供することを特徴とする。第１の駆動部５で大腿部を昇降させることは実際の歩行運動の一部を補助することにもなり、本装置はリハビリテーションなどの歩行訓練としての効果も有する。ここで歩行装置に移動機能（キャスター）４７、５２を実装すれば、使用者７の大腿部を第１の駆動部５で上昇させた後、使用者７が前に踏み出すとともに歩行装置も前進し、使用者７の意思で前進することができ、リハビリテーションの効果が向上する。このように、自然な歩行動作に近づけ、リハビリテーションの効果を向上させることができる＜請求項９の効果＞。

また、歩行装置には手すり２が取り付けられているので、乳母車を押す要領で歩行装置を移動させることができ、歩行装置にキャスター４７、５２がついていても安全に体験することができる。

更に、第３の駆動部５３を更に備えることにより、使用者７が大腿部を昇降させる動作に応じて歩行装置５１全体を移動させることができる。キャスター４７、５２のみでは使用者７が自らの力で歩行装置５１を移動させる必要があったが、第３の駆動部５３に更に備えることにより、足腰に負担をかけることなく、自然な歩行動作を体験することができる＜請求項１０の効果＞。

また、使用者７をベルトなどで歩行装置に固定することにより、自分の力で立つことができない人を対象とした歩行訓練効果も有する。

（第１０の実施の形態）
第１０の実施の形態では、歩行装置と映像提示手段とを連動させ、視界を伴った移動感覚を使用者７に対して提供する点を特徴とする歩行装置について説明する。

図２０に示すように、本発明の第１０の実施の形態に係わる歩行装置６１は、腰支持部３と、手すり２と、接触部４と、第１の駆動部５と、演算部６と、第１の駆動部５の動作に応じて、映し出す映像が変化する映像提示手段（ディスプレイ）６２とを備える。

図２１（ａ）は、使用者７の正面に、プロジェクタの映像をスクリーンに投影する方法のディスプレイ６２ａを配置した場合を示す。図２１（ｂ）は、ＨＭＤ（頭部搭載型ディスプレイ）６２ｂを使用者７が装着している場合を示す。第１の駆動部５が使用者７の大腿部を左右交互に上昇させる（足踏みを行う）ことにより、使用者７が歩行動作を体験している時に、ディスプレイ６２に映し出される映像が歩幅分だけ移動するように更新される。このように、第１の駆動部５の動作に合わせて使用者７の視界に映る映像を更新することにより、使用者７に対して視覚を伴った移動感覚を提供することが出来る。なお、映像の更新速度は、演算部６により設定することができる。

以上説明したように、ディスプレイ６２を更に備えることにより、使用者７に対して視界を伴った移動感覚を提示することができる。歩行装置６１では、第１の駆動部５が使用者７の大腿部を昇降移動させて歩行感覚を生成する。これでは定位置での足踏み運動となるので、移動感覚の提示に乏しい。そこで、使用者７の眼前にディスプレイ６２ａ、６２ｂなどの映像提示手段を取り付け、使用者７の足踏みに併せて歩幅分だけ進んだ映像を表示することで、使用者７に移動感覚を提供することが出来る＜請求項１１の効果＞。

またカーナビで使用される都市データや、建設中の建物の映像を表示することで、都市空間や建築空間の歩行体験を可能とする。

上記のように、本発明は、第１乃至第１０の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。例えば、上記の複数の実施例を組み合わせて実施することも可能である。即ち、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ限定されるものである。

本発明は、軽度の歩行障害をもった使用者に対する歩行運動の機能回復を目的としたリハビリテーション装置、または足腰の弱った老人や健常者の運動能力の向上を目的とした装置、或いは擬似的な歩行体験を実現する装置等として利用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係わる歩行感覚生成装置の構成を示すブロック図である。 図１の歩行感覚生成装置を示す斜視図であり、（ａ）は装置の外観を示し、（ｂ）一部の内部構造を示す。 図２の歩行装置を使用者が使用している状態を示す図であり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は側面図であり、（ｃ）は後方図である。 本発明の第１の実施の形態に係わる歩行感覚生成装置の動作手順を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係わる歩行感覚生成装置の構成を示すブロック図である。 図５の歩行感覚生成装置を示す斜視図であり、（ａ）は装置の外観を示し、（ｂ）一部の内部構造を示す。 図６の歩行装置を使用者が使用している状態を示す斜視図である。 本発明の第３の実施の形態に係わる歩行感覚生成装置の構成を示すブロック図である。 図８の歩行感覚生成装置を示す斜視図であり、（ａ）は装置の外観を示し、（ｂ）一部の内部構造を示す。 図９の歩行装置を使用者が使用している状態を示す斜視図である。 本発明の第４の実施の形態に係わる歩行感覚生成装置の構成を示すブロック図である。 図１１の歩行装置を使用者が使用している状態を示す斜視図である。 本発明の第５の実施の形態に係わる歩行装置を使用者が使用している状態を示す斜視図である。 本発明の第６の実施の形態に係わる歩行感覚生成装置の構成を示すブロック図である。 図１４の歩行装置を使用者が使用している状態を示す斜視図であり、（ａ）は全体を示し、（ｂ）は第２の駆動部に係わる部分を拡大して示す。 接触部を拡大した斜視図であり、（ａ）は接触部を除いた状態を示し、（ｂ）は接触部が回転移動する様子を示す。 接触部を拡大した斜視図であり、（ａ）は接触部を除いた状態を示し、（ｂ）は接触部が回転移動する様子を示す。 本発明の第９の実施の形態に係わる歩行感覚生成装置を使用者が使用している状態を示す斜視図である。 本発明の第９の実施の形態に係わる歩行感覚生成装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１０の実施の形態に係わる歩行感覚生成装置の構成を示すブロック図である。 図２０の歩行装置を使用者が使用している状態を示す斜視図であり、（ａ）は使用者の正面にディスプレイが配置された例を示し、（ｂ）は使用者が頭部搭載型ディスプレイを装着している例を示す。

符号の説明

１、１１、２１、３１、４１、５１、６１…歩行装置
３…腰支持部
４、４ａ、４ｂ…接触部
５…第１の駆動部
６…演算部
７…使用者
１２…軸部
１３…第１のセンサ
２２…接触板
２３…第２のセンサ
２４…軸部
３２…足裏スイッチ
３３…第３のセンサ
３５…バネ（弾性体）
４２…第２の駆動部
４３…歯車機構
４５…リンク
４６…軸
４７、５２…キャスター
５３…第３の駆動部
６２、６２ａ…ディスプレイ

Claims (11)

1. 使用者の腰部を支持する腰支持部と、
   前記使用者が手で握る手すりと、
   前記使用者の大腿部の裏側に接触する接触部と、
   前記接触部上に載置された前記大腿部を交互に昇降移動させる第１の駆動手段と、
   前記第１の駆動手段の移動速度及び可動範囲を設定する演算手段
   とを備えることを特徴とする歩行感覚生成装置。
2. 前記使用者の腕の動作に応じて揺動する前記手すりの揺動状態を検出する第１のセンサを更に備え、
   前記第１の駆動手段は、前記第１のセンサが検出する前記手すりの揺動状態に応じて前記大腿部を昇降移動させることを特徴とする請求項１記載の歩行感覚生成装置。
3. 前記使用者の重心移動を検出する第２のセンサを更に備え、
   前記第１の駆動手段は、前記第２のセンサが検出する前記重心移動に応じて前記大腿部を昇降移動させることを特徴とする請求項１記載の歩行感覚生成装置。
4. 前記使用者の足裏が地面に接触していることを検出する第３のセンサを更に備え、
   前記第１の駆動手段は、前記第３のセンサが検出する前記足裏の接触状態に応じて前記大腿部を昇降移動させることを特徴とする請求項１記載の歩行感覚生成装置。
5. 前記腰支持部の両脇は弾性体により固定され、前記腰支持部は前記使用者の動作に応じて揺動することを特徴とする請求項１記載の歩行感覚生成装置。
6. 前記第１の駆動手段の動作に合わせて前記腰支持部を揺動する第２の駆動手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の歩行感覚生成装置。
7. 前記接触部は、前記使用者の動作に合わせて回転移動することを特徴とする請求項１記載の歩行感覚生成装置。
8. 前記接触部は、前記使用者の動作に合わせて並進移動することを特徴とする請求項１記載の歩行感覚生成装置。
9. 前記歩行感覚生成装置と地面との間に配置された、前記使用者の歩行に合わせて前記歩行感覚生成装置を移動させるためのキャスターを更に備えることを特徴とする請求項１記載の歩行感覚生成装置。
10. 前記第１の駆動手段の動作に応じて、前記キャスターを駆動する第３の駆動手段を更に備えることを特徴とする請求項９記載の歩行感覚生成装置。
11. 前記第１の駆動手段の動作に応じて、映し出す映像が変化する映像提示手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の歩行感覚生成装置。

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