JP2007159971A - 歩行補助装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、体幹部だけを保持する体幹装着部2の所定位置に取り付けられ、下肢に沿って延設された棒状部材が下肢の動きに合わせて折曲可能に形成された構造であって、棒状部材が全体として当該下肢よりも僅かに長く形成された下肢補助手段3A、3Bを有し、遊脚期における当該下肢の3次元位置を検出し、下肢補助手段3A、3Bと下肢との間隔を一定に保ったまま下肢に追従させ、下肢が地面に着地している支持脚期中、下肢補助手段3A、3Bにより装着者自身の自重によって関節部位に生じる負荷を低減させる。
【選択図】図1
Description
本発明では、歩行を通じて下肢弱体者に対する肉体的・精神的な健康を保ち、かつ歩行動作時における人体の関節部位や骨格系への負荷を減少させることに鑑み、また人体と機械との協調動作を通じて機械が歩行動作の妨害となることを回避するため、体幹部だけで装着し下肢への装着を排除すると共に当該下肢への負担を軽減する非拘束型の人体に優しいヒューマンインタフェースとしての体重支持アシスト型の歩行補助装置を提供することを目的としている。
(2−1)歩行補助装置の全体構成
図1に示すように、1は全体として本発明の歩行補助装置を示し、人体の体幹部に装着するための体幹装着部2と、当該体幹装着部2の所定位置から人体の下肢に沿って延設された棒状部材でなる右側下肢補助部3A、左側下肢補助部3B及び当該右側下肢補助部3A、左側下肢補助部3Bを下肢の動きに追従させる追従制御を行ったり、下肢弱体者の足が地面に接地する前に右側下肢補助部3A、左側下肢補助部3Bの先端にある半月形状の足部6A及び6Bを地面に押し付けることによって下肢に対する衝撃荷重を軽減させ、下肢が地面に着地している支持脚期中には装着者自身の自重によって骨に対する骨面圧や関節部位に生じる負荷を軽減させるための抜重制御を行うコントローラユニット4によって構成されている。
図2及び図3に示すように体幹装着部2は、人体の体幹部である腰部の周囲を包み込むように装着され、前面のベルト12及び13によって体幹部と当該体幹装着部2とが一体に取り付けられるようになされている。
図1に示したように右側下肢補助部3A、左側下肢補助部3Bは、体幹装着部2における左右両側の所定位置から人体の下肢に沿って延設されており、体幹装着部2と右側下肢補助部3A、左側下肢補助部3Bとは第1回動部8A及び8Bを介して取り付けられている。
このような構成でなる歩行補助装置1が実際に下肢弱体者に装着された場合、図5に示すように体幹装着部2だけが人体の体幹部に装着された状態で、右側下肢補助部3A及び左側下肢補助部3Bについては下肢と所定距離だけ離れた位置に配置されることになり、下肢弱体者にとっては何かに拘束されているという自覚が一切ない中で、当該歩行補助装置1によるアシストを受けることが出来るようになされている。なお歩行補助装置1では、下肢弱体者である装着者に対して拘束感を与えないことに加え、その装着者に対してセンサレスなシステムであることも大きな特徴である。
(3−1)下肢の3次元位置検出
次に、下肢の動きに右側下肢補助部3A及び左側下肢補助部3Bを追従させるための追従制御の原理を説明するにあたって、3軸磁気センサ7A及び7Bと、磁石MG1及びMG2との関係に基づいて下肢の3次元位置を求める方法について説明するが、3軸磁気センサ7A及び7B共に同じ方法であるため、説明の便宜上右側下肢補助部3Aの3軸磁気センサ7Aについてのみ説明し、左側下肢補助部3Bの3軸磁気センサ7Bについては省略する。
因みに、コントローラユニット4による計算で求められる推定位置と実測位置とがどの程度の誤差を有するのかを検証する場合の性能評価試験と、その性能評価試験の結果について図9及び図10を用いて説明する。
コントローラユニット4は、実際に下肢(右脚)の3次元位置を算出して認識すると、その下肢(右脚)の3次元位置に合わせて右側下肢補助部3Aを追従させるのだが、その際、図11に示すように、3軸磁気センサ7Aが磁石MG1の現在位置を追従制御の目標点として認識し、その目標点に右側下肢補助部3Aを動かすため第1回動部8A、第2回動部9Aを回転させるべき回転角度を決定する。
次に、上述した歩行補助装置1の具体的な回路構成について説明する。
次に歩行補助装置1において、歩行サイクルの中で追従制御から抜重制御に切り換えることにより、装着者に対して違和感のない歩行感を獲得させるための考え方について、次の図19を用いて説明する。
以上の構成において、歩行補助装置1では、体幹装着部2によって人体の体幹部だけを保持し、右側下肢補助部3A及び左側下肢補助部3Bについては人体の下肢と直接接触することなく、遊脚期には当該右側下肢補助部3A及び左側下肢補助部3Bを下肢の動きに追従させると共に、支持脚期には下肢の着地よりも先に、右側下肢補助部3A及び左側下肢補助部3Bの足部6A及び6Bを地面に着地させて所定のアシスト力で押し付けることにより抜重制御を行う。
なお上述の実施の形態においては、歩行補助装置1の体幹装着部2が腰部に装着された際、第1棒状部材4A及び4B、第2棒状部材5A及び5B、足部6A及び6Bによる右側下肢補助部3A及び左側下肢補助部3B全体の長さが人体の下肢よりも僅かに長くなるように予め設定されているようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図20に示すように第2棒状部材5A及び5Bに設けられたねじN1の取り付け位置H1〜H5を任意に変化させることにより下肢弱体者の好みに応じた任意の長さに調整できるようにしても良い。
Claims (9)
- 人体の体幹部を保持する体幹部保持手段と、
上記体幹保持手段の所定位置に取り付けられ、人体の下肢とは離間した状態で当該下肢に沿って延設された棒状部材が当該下肢の動きに合わせて折曲可能に形成された構造の下肢補助手段と、
上記下肢が地面から離れている遊脚期における当該下肢の位置を検出し、当該位置に基づいて当該下肢補助手段を上記下肢に追従させる追従手段と、
上記下肢が上記地面に着地している支持脚期中、上記下肢補助手段の上記棒状部材の先端で上記地面を押し付け続けることにより装着者自身の自重によって関節部位に生じる負荷を低減させる抜重制御手段と
を具えることを特徴とする歩行補助装置。 - 上記歩行補助装置は、
上記下肢の位置に基づいて上記下肢が地面に接地するよりも先、若しく上記下肢が地面に接地するのとほぼ同時に上記下肢補助手段の上記棒状部材の先端で上記地面を押し付けることにより上記下肢に対する衝撃荷重を軽減させる衝撃荷重軽減制御手段と
を具えることを特徴とする請求項1に記載の歩行補助装置。 - 上記追従手段は、上記体幹部の所定位置に設けられた第1の回転駆動手段と、上記下肢の膝付近に設けられた第2の回転駆動手段とを介して、上記下肢補助手段を上記下肢の動きに合わせて追従させる
ことを特徴とする請求項1に記載の歩行補助装置。 - 上記追従手段は、比例微分制御により生成した駆動信号を用いて上記第1の回転駆動手段及び上記第2の回転駆動手段を回転駆動させる
ことを特徴とする請求項3に記載の歩行補助装置。 - 上記下肢補助手段の先端は、地面に接触する部分が半月状に形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の歩行補助装置。 - 上記下肢補助手段の先端には、所定の衝撃緩衝材が取り付けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の歩行補助装置。 - 上記下肢補助手段は、下肢の長さに合わせて、その長さを調節可能な長さ調整手段が設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の歩行補助装置。 - 上記追従手段は、上記遊脚期における上記下肢の位置を足首近傍に取り付けられた検出対象を検出することにより求める
ことを特徴とする請求項1に記載の歩行補助装置。 - 上記追従手段は、上記遊脚期における上記下肢の位置を足首近傍及び膝近傍にそれぞれ取り付けられた検出対象を検出することにより求める
ことを特徴とする請求項1に記載の歩行補助装置。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010070807A1 (ja) * | 2008-12-17 | 2010-06-24 | 本田技研工業株式会社 | 体重支持装置 |
JP2012532001A (ja) * | 2009-07-01 | 2012-12-13 | レックス バイオニクス リミテッド | 移動補助器械用制御システム |
JP2014519949A (ja) * | 2011-06-24 | 2014-08-21 | メーガン メディカル,インコーポレーテッド | 体重負荷関節接合部の安定化、可動性向上、及び軟骨基質劣化抑制の為の装置及び方法 |
JP2014155666A (ja) * | 2013-02-18 | 2014-08-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 運動補助装置、制御方法及びプログラム |
KR101530525B1 (ko) * | 2013-08-20 | 2015-06-23 | 김현일 | 착용가능한 무릎관절이 있는 목발 |
KR101672860B1 (ko) * | 2015-07-13 | 2016-11-04 | 양영봉 | 척추 및 무릎과 발목관절의 정형과 보행을 위한 보조기구 |
JP2019502498A (ja) * | 2016-01-25 | 2019-01-31 | ビーテミア インコーポレイテッド | 下肢装具または人工装具のための荷重支持支援装置 |
CN109805937A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-05-28 | 南京医科大学 | 基于永磁定位技术的三维腿部运动检测系统及方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108785018B (zh) * | 2018-06-15 | 2020-12-08 | 刘博� | 一种神经内科临床调节式四肢康复器 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61187852A (ja) * | 1985-02-15 | 1986-08-21 | 工業技術院長 | 動力装具 |
JP2002085496A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-03-26 | Akio Kawai | 松葉杖用石突およびそれを用いた松葉杖 |
JP2004174653A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Toyota Motor Corp | 倒立振子制御のゲインを静止時に下げる歩行ロボット |
JP2005230099A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Yoshiyuki Yamaumi | 装着式動作補助装置、及び装着式動作補助装置における駆動源の制御方法、及びプログラム |
JP2006187348A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Honda Motor Co Ltd | 体重免荷アシスト装置および体重免荷アシストプログラム |
JP2006305225A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Kazuhiro Kawada | 歩行補助具 |
-
2005
- 2005-12-16 JP JP2005363361A patent/JP4742263B2/ja active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61187852A (ja) * | 1985-02-15 | 1986-08-21 | 工業技術院長 | 動力装具 |
JP2002085496A (ja) * | 2000-09-19 | 2002-03-26 | Akio Kawai | 松葉杖用石突およびそれを用いた松葉杖 |
JP2004174653A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Toyota Motor Corp | 倒立振子制御のゲインを静止時に下げる歩行ロボット |
JP2005230099A (ja) * | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Yoshiyuki Yamaumi | 装着式動作補助装置、及び装着式動作補助装置における駆動源の制御方法、及びプログラム |
JP2006187348A (ja) * | 2004-12-28 | 2006-07-20 | Honda Motor Co Ltd | 体重免荷アシスト装置および体重免荷アシストプログラム |
JP2006305225A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Kazuhiro Kawada | 歩行補助具 |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010070807A1 (ja) * | 2008-12-17 | 2010-06-24 | 本田技研工業株式会社 | 体重支持装置 |
US8876741B2 (en) | 2008-12-17 | 2014-11-04 | Honda Motor Co., Ltd. | Body weight support device |
JP2012532001A (ja) * | 2009-07-01 | 2012-12-13 | レックス バイオニクス リミテッド | 移動補助器械用制御システム |
JP2014519949A (ja) * | 2011-06-24 | 2014-08-21 | メーガン メディカル,インコーポレーテッド | 体重負荷関節接合部の安定化、可動性向上、及び軟骨基質劣化抑制の為の装置及び方法 |
JP2014155666A (ja) * | 2013-02-18 | 2014-08-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 運動補助装置、制御方法及びプログラム |
KR101530525B1 (ko) * | 2013-08-20 | 2015-06-23 | 김현일 | 착용가능한 무릎관절이 있는 목발 |
KR101672860B1 (ko) * | 2015-07-13 | 2016-11-04 | 양영봉 | 척추 및 무릎과 발목관절의 정형과 보행을 위한 보조기구 |
JP2019502498A (ja) * | 2016-01-25 | 2019-01-31 | ビーテミア インコーポレイテッド | 下肢装具または人工装具のための荷重支持支援装置 |
CN109805937A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-05-28 | 南京医科大学 | 基于永磁定位技术的三维腿部运动检测系统及方法 |
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