JP2008220635A - Walking support device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、人(特に歩行が困難な高齢者等)の歩行を支援する歩行支援装置に関する技術分野に属する。 The present invention belongs to a technical field related to a walking support device that supports walking of a person (especially an elderly person who is difficult to walk).
近年、高齢者等の歩行を支援する歩行支援装置として種々のものが提案されているが、その中でも、例えば特許文献1に示されているように、足裏から下肢全体を持ち上げるようにして支援するものが知られている。この装置は、人が左右両足をそれぞれ乗せた状態で該左右両足にそれぞれ装着される左足部及び右足部と、上記人の腰部に装着される腰部装着部と、上記左右両足部と腰部装着部とをそれぞれ連結する左脚部及び右脚部とを備えている。これら左脚部及び右脚部は、各々、下腿部四辺形リンク機構と、この下腿部四辺形リンク機構に膝関節手段を介して接続された大腿部四辺形リンク機構とで構成され、上記下腿部四辺形リンク機構は足首関節手段を介して上記足部に連結され、上記大腿部四辺形リンク機構は股関節手段を介して上記腰部装着部に連結されている。そして、上記下腿部四辺形リンク機構及び大腿部四辺形リンク機構をそれぞれアクチュエータで駆動して、左足部及び右足部を歩行動作させることで、上記人の歩行を支援するようにしている。
しかしながら、上記従来の歩行支援装置では、人が真っ直ぐ前方に歩行する場合には、その歩行を適切に支援することができるものの、人が左側又は右側に歩行方向を変更しようとしても、左足部及び右足部の歩行動作における左右の歩幅が常に同じに設定されているために、小回りができず、歩行方向を容易に変更することはできない。 However, in the conventional walking support device, when a person walks straight forward, although he can appropriately support the walking, even if the person tries to change the walking direction to the left or right side, Since the left and right strides in the walking motion of the right foot are always set to be the same, it is impossible to make a small turn and the walking direction cannot be easily changed.
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、上記のように人の足裏から下肢全体を持ち上げるようにして該人の歩行を支援する歩行支援装置に対して、その構成を改良することによって、歩行支援装置を装着した人が歩行方向を容易に変更できるようにすることにある。 The present invention has been made in view of such points, and an object of the present invention is to provide a walking support device that supports walking of the person by lifting the entire lower limb from the sole of the person as described above. On the other hand, by improving the configuration, the person wearing the walking assistance device can easily change the walking direction.
上記の目的を達成するために、この発明では、人が左側又は右側に歩行方向を変更しようとする動作を検出して、この検出結果に基づいて、上記人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかを判定し、左側に変更しようとしていると判定したときには、左足部及び右足部の歩行動作における左側の歩幅を右側の歩幅よりも小さくするとともに、右側に変更しようとしていると判定したときには、上記歩行動作における右側の歩幅を左側の歩幅よりも小さくするようにした。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a motion of a person trying to change the walking direction to the left or right side is detected, and based on the detection result, the person changes the walking direction to the left side or the right side. Determine which side you are going to change to, and if you decide to change to the left side, make the left step and the right step in the walking motion of the left and right feet smaller than the right step and change to the right When it is determined that the walking distance is right, the right stride in the walking motion is made smaller than the left stride.
具体的には、請求項1の発明では、人が左右両足をそれぞれ乗せた状態で該左右両足にそれぞれ装着される左足部及び右足部と、上記人の腰部に装着される腰部装着部と、上記人の左脚における大腿部の左側側方にて上下に延びかつ上端部が関節継手を介して上記腰部装着部と連結された左上側リンク部材、及び、上記左脚における下腿部の左側側方にて上下に延びるとともに上端部が関節継手を介して上記左上側リンク部材の下端部と連結されかつ下端部が関節継手を介して上記左足部と連結された左下側リンク部材を含む左脚部と、上記人の右脚における大腿部の右側側方にて上下に延びかつ上端部が関節継手を介して上記腰部装着部と連結された右上側リンク部材、及び、上記右脚における下腿部の右側側方にて上下に延びるとともに上端部が関節継手を介して上記右上側リンク部材の下端部と連結されかつ下端部が関節継手を介して上記右足部と連結された右下側リンク部材を含む右脚部と、上記左上側リンク部材及び右上側リンク部材をそれぞれ駆動する左上側リンク部材駆動手段及び右上側リンク部材駆動手段と、上記左下側リンク部材及び右下側リンク部材をそれぞれ駆動する左下側リンク部材駆動手段及び右下側リンク部材駆動手段とを備え、上記左足部及び右足部が、上記各リンク部材駆動手段による上記各リンク部材の駆動によって、上記腰部装着部に対して前後方向及び上下方向に移動して歩行動作を行うことが可能に構成され、上記各リンク部材駆動手段により、上記各リンク部材を、上記左足部及び右足部が所定の歩幅で歩行動作を行うようにそれぞれ駆動することで、上記人の歩行を支援する歩行支援装置を対象とする。 Specifically, in the invention of claim 1, a left foot part and a right foot part that are respectively attached to the left and right legs in a state where a person puts both left and right legs, and a waist attachment part that is attached to the waist part of the person, A left upper link member extending vertically on the left side of the thigh in the left leg of the person and having an upper end connected to the waist mounting part via a joint joint; and a lower leg of the left leg A left lower link member extending vertically on the left side and having an upper end connected to the lower end of the upper left link member via an articulated joint and a lower end connected to the left foot via an articulated joint A left leg, a right upper link member extending up and down on the right side of the thigh in the right leg of the person and having an upper end connected to the waist mounting part via a joint joint; and the right leg And extending vertically on the right side of the lower leg A right leg including a lower right link member having an end connected to the lower end of the upper right link member via a joint joint and a lower end connected to the right foot via an joint joint; and the upper left side Upper left link member driving means and upper right side link member driving means for driving the link member and upper right side link member, and lower left side link member driving means and lower right side for driving the lower left side link member and lower right side link member, respectively. Side link member driving means, and the left foot portion and the right foot portion move in the front-rear direction and the up-down direction with respect to the waist mounting portion by driving the link members by the link member driving means. Each link member driving means, so that each of the link members can be walked at a predetermined stride by the left foot portion and the right foot portion, respectively. By moving, to target a walking support apparatus for supporting the walking of the people.
そして、上記人が左側又は右側に歩行方向を変更しようとする動作を検出する歩行方向変更動作検出手段と、上記歩行方向変更動作検出手段による検出結果に基づいて、上記人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかを判定する判定手段と、上記判定手段により上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定されたときには、上記左足部及び右足部の歩行動作における左側の歩幅が右側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅を変更するとともに、上記判定手段により上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定されたときには、上記歩行動作における右側の歩幅が左側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅を変更する歩幅変更手段とを備えているものとする。 Then, based on the detection result by the walking direction changing operation detecting means for detecting the movement of the person to change the walking direction to the left or the right side, and the detection result by the walking direction changing action detecting means, the person changes the walking direction to the left and Determining means for determining which side of the right side is to be changed, and when the determining means determines that the person is changing the walking direction to the left side, the walking motion of the left foot part and the right foot part When the determination means determines that the person is changing the walking direction to the right side, the right side in the walking motion is And a step changing means for changing the predetermined step so that the step is smaller than the step on the left side.
上記の構成により、人(特に歩行が困難な高齢者等)が左右両足を歩行支援装置の左足部及び右足部にそれぞれ乗せた状態で該左右両足に左足部及び右足部をそれぞれ装着し、その人の腰部に歩行支援装置の腰部装着部を装着して、この状態で、各リンク部材を、左足部及び右足部が所定の歩幅(当該人の歩行に最適な歩幅)で歩行動作を行うようにそれぞれ駆動することで、その人の下肢全体が左右両足部によって持ち上げられるので、その人は楽に歩行を行うことが可能になる。 With the above configuration, a person (especially an elderly person who is difficult to walk) wears the left and right feet on the left and right feet with the left and right feet on the left and right feet, respectively, Attach the waist mounting part of the walking support device to the person's waist, and in this state, the left foot and the right foot will perform a walking motion at a predetermined stride (the stride optimal for the person's walk) , Each person's lower limbs are lifted by the left and right legs, so that the person can easily walk.
そして、上記人が左側又は右側に歩行方向を変更しようとする動作を行うと、その歩行方向変更動作が歩行方向変更動作検出手段により検出される。例えば、上記人が左側に歩行方向を変更しようとして左足の爪先側を左側に向ける動作を行うと、左下側リンク部材には、左側(上記人とは反対側)に変形させる力が作用し、その力を感圧センサや曲げ検出センサ等により検出することで、上記人の歩行方向変更動作を検出することができる。或いは、左足部が、予め設定された基準状態(人が通常に真っ直ぐに歩行するときの状態)から、上下方向に延びる所定の左足部軸線回りに、該左足部の前端が後端に対して左側に移動するように回動可能で、かつ、右足部が、予め設定された基準状態(人が通常に真っ直ぐに歩行するときの状態)から、上下方向に延びる所定の右足部軸線回りに、該右足部の前端が後端に対して右側に移動するように回動可能になっている場合には、左足の爪先側を左側に向ける動作によって、左足部が、上記左足部軸線回りに、その前端が後端に対して左側に移動するように回動し、その回動量を角速度センサ等により検出することで、上記人の歩行方向変更動作を検出することができる。 And if the said person performs the operation | movement which changes the walking direction to the left side or the right side, the walking direction change operation | movement will be detected by the walking direction change operation | movement detection means. For example, when the person performs an operation of turning the toe side of the left foot to the left side in an attempt to change the walking direction to the left side, a force that deforms to the left side (the side opposite to the person) acts on the lower left link member, The person's walking direction changing operation can be detected by detecting the force with a pressure-sensitive sensor, a bending detection sensor, or the like. Alternatively, the front end of the left foot part is set to the rear end with respect to a predetermined left foot axis extending in a vertical direction from a preset reference state (a state when a person normally walks straight). Around a predetermined right foot axis extending in the vertical direction from a preset reference state (a state when a person normally walks straight), which is rotatable so as to move to the left side, When the front end of the right foot is pivotable so as to move to the right with respect to the rear end, the left foot is turned around the left foot axis by the action of turning the toe side of the left foot to the left. The person's walking direction changing operation can be detected by rotating the front end so as to move to the left with respect to the rear end and detecting the amount of rotation by an angular velocity sensor or the like.
上記歩行方向変更動作検出手段による検出結果に基づいて、上記人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかが判定手段により判定され、この判定手段により左側に変更しようとしていると判定されたときには、上記左足部及び右足部の歩行動作における左側の歩幅が右側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅が変更されるので、上記人は歩行方向を左側に容易に変更することができるようになる。一方、上記判定手段により右側に変更しようとしていると判定されたときには、上記歩行動作における右側の歩幅が左側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅が変更されるので、上記人は歩行方向を右側に容易に変更することができるようになる。 Based on the detection result by the walking direction changing operation detecting means, it is determined by the determining means whether the person is changing the walking direction to the left side or the right side, and the determining means tries to change to the left side. When it is determined that the walking distance of the left foot and the right foot is smaller than the right step, the predetermined step is changed so that the person can easily move the walking direction to the left. Will be able to change. On the other hand, when the determination means determines that the right step is to be changed to the right side, the predetermined step is changed so that the right step in the walking motion is smaller than the left step. Can be easily changed to the right.
請求項2の発明では、請求項1の発明において、上記歩行方向変更動作検出手段は、上記左下側リンク部材に設けられかつ該左下側リンク部材を左側に変形させる力を検出する左変形力検出センサと、上記右下側リンク部材に設けられかつ該右下側リンク部材を右側に変形させる力を検出する右変形力検出センサとで構成され、上記判定手段は、上記左変形力検出センサにより検出された力が所定値よりも大きくかつ上記右変形力検出センサにより検出された力が上記所定値以下であるときには、上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定するとともに、上記左変形力検出センサにより検出された力が上記所定値以上でありかつ上記右変形力検出センサにより検出された力が上記所定値よりも大きいときには、上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定するように構成されているものとする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the walking direction change motion detecting means is a left deformation force detection that detects a force that is provided in the lower left link member and deforms the left lower link member to the left side. A sensor, and a right deformation force detection sensor that detects a force that is provided on the lower right link member and that deforms the lower right link member to the right side, and the determination means includes the left deformation force detection sensor. When the detected force is greater than a predetermined value and the force detected by the right deformation force detection sensor is not more than the predetermined value, it is determined that the person is changing the walking direction to the left side, and the left When the force detected by the deformation force detection sensor is greater than or equal to the predetermined value and the force detected by the right deformation force detection sensor is greater than the predetermined value, the person is in the walking direction. It is assumed to be configured to determine that the attempt to change to the right.
このことにより、人が歩行方向を変更しようとする際には、左下側リンク部材又は右下側リンク部材に、上記人とは反対側に変形させる力が作用するので、左変形力検出センサ及び右変形力検出センサにより、人が歩行方向を変更しようとする変更動作を容易に検出することができるとともに、人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかの判定を的確に行うことができる。 As a result, when a person tries to change the walking direction, a force that deforms the lower left link member or the lower right link member to the opposite side of the person acts on the left deforming force detection sensor and With the right deformation force detection sensor, it is possible to easily detect a change operation in which a person tries to change the walking direction, and determine whether the person is changing the walking direction to the left side or the right side. It can be done accurately.
請求項3の発明では、請求項2の発明において、上記歩幅変更手段は、上記判定手段により上記人が左側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記左変形力検出センサにより検出された力が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするとともに、上記判定手段により上記人が右側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記右変形力検出センサにより検出された力が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするように構成されているものとする。
In the invention of claim 3, in the invention of
このことで、歩行方向の変更の程度に合わせて左右の歩幅の差を変えることができ、人が変更しようとしている方向に歩行方向をスムーズに変更することができる。 This makes it possible to change the difference between the left and right stride lengths in accordance with the degree of change in the walking direction, and to smoothly change the walking direction in the direction that the person is changing.
請求項4の発明では、請求項1の発明において、上記左足部は、上記腰部装着部に対して、予め設定された基準状態から、上下方向に延びる所定の左足部軸線回りに、該左足部の前端が後端に対して左側に移動するように回動可能に構成され、上記右足部は、上記腰部装着部に対して、予め設定された基準状態から、上下方向に延びる所定の右足部軸線回りに、該右足部の前端が後端に対して右側に移動するように回動可能に構成され、上記歩行方向変更動作検出手段は、上記左足部の上記基準状態からの上記回動量を検出する左足部回動検出センサと、上記右足部の上記基準状態からの上記回動量を検出する右足部回動検出センサとで構成され、上記判定手段は、上記左足部回動検出センサにより検出された回動量が所定量よりも大きくかつ上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が上記所定量以下であるときには、上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定する一方、上記左足部回動検出センサによりにより検出された回動量が上記所定量以下でありかつ上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が上記所定量よりも大きいときには、上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定するように構成されているものとする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the left foot portion is arranged around a predetermined left foot portion axis extending in a vertical direction from a preset reference state with respect to the waist mounting portion. The right foot portion is configured to be pivotable so as to move to the left with respect to the rear end, and the right foot portion is a predetermined right foot portion extending in a vertical direction from a preset reference state with respect to the waist mounting portion. It is configured to be rotatable so that the front end of the right foot moves to the right with respect to the rear end around the axis, and the walking direction changing operation detecting means determines the amount of rotation of the left foot from the reference state. The left foot rotation detection sensor for detecting and the right foot rotation detection sensor for detecting the amount of rotation of the right foot from the reference state, and the determination means is detected by the left foot rotation detection sensor. Is the amount of rotation made greater than a predetermined amount? When the amount of rotation detected by the right foot rotation detection sensor is equal to or less than the predetermined amount, the person is determined to change the walking direction to the left side, while being detected by the left foot rotation detection sensor. When the amount of rotation is less than the predetermined amount and the amount of rotation detected by the right foot rotation detection sensor is larger than the predetermined amount, the person is determined to change the walking direction to the right side. It shall be configured.
こうすることで、人が歩行方向を変更しようとする際には、左足部又は右足部が所定の左足部軸線又は右足部軸線回りに回動するので、左足部回動検出センサ及び右足部回動検出センサにより、人が歩行方向を変更しようとする動作を容易に検出することができるとともに、人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかの判定を的確に行うことができる。 In this way, when a person tries to change the walking direction, the left foot or right foot rotates around a predetermined left foot axis or right foot axis, so the left foot rotation detection sensor and the right foot rotation The motion detection sensor can easily detect a motion of a person trying to change the walking direction, and accurately determine whether the person is changing the walking direction to the left side or the right side. be able to.
請求項5の発明では、請求項4の発明において、上記歩幅変更手段は、上記判定手段により上記人が左側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記左足部回動検出センサにより検出された回動量が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするとともに、上記判定手段により上記人が右側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするように構成されているものとする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the fourth aspect of the present invention, when the stride changing means determines that the person is changing the walking direction to the left by the determining means, the left foot rotation detection sensor is used. The greater the detected amount of rotation, the greater the difference between the left and right stride in the walking motion, and when the determining means determines that the person is about to change the walking direction to the right, the right foot rotation It is assumed that the larger the amount of rotation detected by the detection sensor, the larger the difference between the left and right stride in the walking motion.
このことにより、請求項3の発明と同様に、人が変更しようとしている方向に歩行方向をスムーズに変更することができる。 Thus, similarly to the invention of claim 3, the walking direction can be smoothly changed in the direction in which the person is changing.
請求項6の発明では、人が左右両足をそれぞれ乗せた状態で該左右両足にそれぞれ装着される左足部及び右足部と、上記人の腰部に装着される腰部装着部と、上記左足部と腰部装着部とを連結する左脚部と、上記右足部と腰部装着部とを連結する右脚部とを備え、上記左脚部が、上記人の左脚における大腿部の左側側方に設けられた左上側四辺形リンク機構と、上記左脚における下腿部の左側側方に設けられ、上記左上側四辺形リンク機構と連結された左下側四辺形リンク機構とで構成され、上記右脚部が、上記人の右脚における大腿部の右側側方に設けられた右上側四辺形リンク機構と、上記右脚における下腿部の右側側方に設けられ、上記右上側四辺形リンク機構と連結された右下側四辺形リンク機構とで構成され、上記左上側四辺形リンク機構が、上記腰部装着部に連結されかつ上記人の腰部と略同じ高さ位置で前後方向に延びる左腰部板と、上記人の膝部と略同じ高さ位置で前後方向に延びる左膝部板と、上記左腰部板と左膝部板とに連結され、前後に並んで上下方向に延びる2つの左上側リンク部材とで構成され、上記左下側四辺形リンク機構が、上記左膝部板と、上記左足部と、上記左膝部板と左足部とに連結され、前後に並んで上下方向に延びる2つの左下側リンク部材とで構成され、上記右上側四辺形リンク機構が、上記腰部装着部に連結されかつ上記人の腰部と略同じ高さ位置で前後方向に延びる右腰部板と、上記人の膝部と略同じ高さ位置で前後方向に延びる右膝部板と、上記右腰部板と右膝部板とに連結され、前後に並んで上下方向に延びる2つの右上側リンク部材とで構成され、上記右下側四辺形リンク機構が、上記右膝部板と、上記右足部と、上記右膝部板と右足部とに連結され、前後に並んで上下方向に延びる2つの右下側リンク部材とで構成され、上記左上側四辺形リンク機構及び右上側四辺形リンク機構をそれぞれ駆動する左上側リンク機構駆動手段及び右上側リンク機構駆動手段と、上記左下側四辺形リンク機構及び右下側四辺形リンク機構をそれぞれ駆動する左下側リンク機構駆動手段及び右下側リンク機構駆動手段とを更に備え、上記左足部及び右足部が、上記各リンク機構駆動手段による上記各四辺形リンク機構の駆動によって、上記腰部装着部に対して前後方向及び上下方向に移動して歩行動作を行うことが可能に構成され、上記各リンク部材駆動手段により、上記各四辺形リンク機構を、上記左足部及び右足部が所定の歩幅で歩行動作を行うようにそれぞれ駆動することで、上記人の歩行を支援する歩行支援装置を対象とする。 According to a sixth aspect of the present invention, a left foot portion and a right foot portion that are respectively worn on the left and right feet in a state where a person puts both left and right feet, a waist attachment portion that is attached to the waist of the person, and the left foot portion and the waist portion A left leg that connects the mounting part, and a right leg that connects the right foot and the waist mounting part, and the left leg is provided on the left side of the thigh in the left leg of the person. The left upper quadrilateral link mechanism and the left lower quadrilateral link mechanism provided on the left side of the lower leg of the left leg and connected to the left upper quadrilateral link mechanism, the right leg The right upper quadrilateral link mechanism provided on the right side of the thigh in the right leg of the person and the right upper quadrilateral link mechanism provided on the right side of the lower leg of the right leg. And the lower right quadrilateral link mechanism connected to the upper left quadrilateral link mechanism. A left waist plate connected to the waist mounting portion and extending in the front-rear direction at substantially the same height as the person's waist, and a left knee extending in the front-rear direction at the same height as the person's knee The left lower quadrilateral link mechanism is connected to the left knee plate and is connected to the left waist plate and the left knee plate. A plate, the left foot, and the left knee plate and the left foot, connected to the front and rear, and two lower left link members extending in the vertical direction, the right upper quadrilateral link mechanism, A right waist plate connected to the waist mounting portion and extending in the front-rear direction at substantially the same height position as the person's waist; a right knee plate extending in the front-rear direction at substantially the same height position as the person's knee; and Two upper right side links that are connected to the right waist plate and right knee plate and extend vertically The right lower side quadrilateral link mechanism is connected to the right knee plate, the right foot, the right knee plate and the right foot, and extends in the vertical direction along the front and rear. A left upper link mechanism driving means and an upper right link mechanism driving means for driving the left upper quadrilateral link mechanism and the upper right quadrilateral link mechanism, respectively, and the lower left quadrilateral. A left lower link mechanism driving means and a lower right link mechanism driving means for driving the link mechanism and the lower right quadrilateral link mechanism, respectively. By driving the quadrilateral link mechanism, it is possible to move in the front-rear direction and the up-down direction with respect to the waist mounting portion, and to perform a walking motion. It is intended for a walking support device that supports the walking of the person by driving a link mechanism such that the left foot and the right foot perform a walking motion with a predetermined stride.
そして、上記人が左側又は右側に歩行方向を変更しようとする動作を検出する歩行方向変更動作検出手段と、上記歩行方向変更動作検出手段による検出結果に基づいて、上記人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかを判定する判定手段と、上記判定手段により上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定されたときには、上記左足部及び右足部の歩行動作における左側の歩幅が右側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅を変更するとともに、上記判定手段により上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定されたときには、上記歩行動作における右側の歩幅が左側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅を変更する歩幅変更手段とを備えているものとする。 Then, based on the detection result by the walking direction changing operation detecting means for detecting the movement of the person to change the walking direction to the left or the right side, and the detection result by the walking direction changing action detecting means, the person changes the walking direction to the left and Determining means for determining which side of the right side is to be changed, and when the determining means determines that the person is changing the walking direction to the left side, the walking motion of the left foot part and the right foot part When the determination means determines that the person is changing the walking direction to the right side, the right side in the walking motion is And a step changing means for changing the predetermined step so that the step is smaller than the step on the left side.
この発明により、左脚部が左上側四辺形リンク機構及び左下側四辺形リンク機構で構成され、右足部が右上側四辺形リンク機構及び右下側四辺形リンク機構で構成されているので、左足部を地面又は床面に対して平行に維持した状態で前後方向及び上下方向に移動させることが可能になるとともに、右足部を地面又は床面に対して平行に維持した状態で前後方向及び上下方向に移動させることが可能になる。この結果、左足部及び右足部の歩行動作が安定するとともに、本歩行支援装置を装着した人の歩行がより一層楽になる。そして、本発明においても、請求項1の発明と同様に、上記人が左側又は右側に歩行方向を変更しようとする動作を行えば、その変更動作が歩行方向変更動作検出手段により検出され、その検出結果に基づいて、上記人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかが判定手段により判定され、歩幅変更手段により所定の歩幅が変更される。したがって、歩行支援装置を装着した人が歩行方向を容易に変更できるようになる。 According to this invention, the left leg is composed of an upper left quadrilateral link mechanism and a lower left quadrilateral link mechanism, and the right foot is composed of an upper right quadrilateral link mechanism and a lower right quadrilateral link mechanism. It is possible to move in the front-rear direction and up-down direction while maintaining the part parallel to the ground or floor surface, and to the front-rear direction and up-down direction while maintaining the right foot part parallel to the ground or floor surface. It becomes possible to move in the direction. As a result, the walking motion of the left foot portion and the right foot portion is stabilized, and the walking of the person wearing the walking support device is further facilitated. And also in this invention, if the said person performs the operation | movement which changes the walking direction to the left side or the right side similarly to invention of Claim 1, the change operation | movement will be detected by the walking direction change operation | movement detection means, Based on the detection result, it is determined by the determining means whether the person is changing the walking direction to the left side or the right side, and the predetermined stride is changed by the stride changing means. Therefore, the person wearing the walking support device can easily change the walking direction.
請求項7の発明では、請求項6の発明において、上記歩行方向変更動作検出手段は、上記2つの左下側リンク部材のうちの前側の左下側リンク部材に設けられかつ該前側の左下側リンク部材を左側に変形させる力を検出する左変形力検出センサと、上記2つの右下側リンク部材のうちの前側の右下側リンク部材に設けられかつ該前側の右下側リンク部材を右側に変形させる力を検出する右変形力検出センサとで構成され、上記判定手段は、上記左変形力検出センサにより検出された力が所定値よりも大きくかつ上記右変形力検出センサにより検出された力が上記所定値以下であるときには、上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定するとともに、上記左変形力検出センサにより検出された力が上記所定値以上でありかつ上記右変形力検出センサにより検出された力が上記所定値よりも大きいときには、上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定するように構成されているものとする。 According to a seventh aspect of the invention, in the sixth aspect of the invention, the walking direction changing operation detecting means is provided on a front left lower link member of the two left lower link members and the front lower left link member. A left deformation force detection sensor for detecting a force that deforms the left side of the left side and a front right lower link member of the two lower right link members, and the front lower right link member is deformed to the right side. A right deformation force detection sensor for detecting a force to be detected, and the determination means has a force detected by the left deformation force detection sensor larger than a predetermined value and a force detected by the right deformation force detection sensor. When it is less than or equal to the predetermined value, it is determined that the person is going to change the walking direction to the left, and the force detected by the left deformation force detection sensor is greater than or equal to the predetermined value and the right When the shape force detected detected force by the sensor is greater than the predetermined value is assumed to be configured to determine that the person is trying to change the walking direction to the right.
このことで、人が歩行方向を変更しようとする際には、特に前側の左下側リンク部材又は前側の右下側リンク部材に、上記人とは反対側に変形させる力が作用するので、請求項2の発明と同様に、左変形力検出センサ及び右変形力検出センサにより、人が歩行方向を変更しようとする変更動作を容易に検出することができるとともに、人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかの判定を的確に行うことができる。
Thus, when a person tries to change the walking direction, a force for deforming the person on the opposite side to the person acts on the front left lower link member or the front right lower link member. Similarly to the invention of
請求項8の発明では、請求項7の発明において、上記歩幅変更手段は、上記判定手段により上記人が左側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記左変形力検出センサにより検出された力が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするとともに、上記判定手段により上記人が右側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記右変形力検出センサにより検出された力が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするように構成されているものとする。 In the invention of claim 8, in the invention of claim 7, the stride changing means is detected by the left deformation force detecting sensor when the judging means judges that the person is going to change the walking direction to the left side. The greater the applied force, the greater the difference between the left and right stride in the walking motion, and when the determination means determines that the person is changing the walking direction to the right, the right deformation force detection sensor It is assumed that the greater the detected force, the greater the difference between the left and right stride in the walking motion.
このことにより、請求項3の発明と同様の作用効果を得ることができる。 Thus, the same effect as that attained by the 3rd aspect can be attained.
請求項9の発明では、請求項6の発明において、上記左足部は、上記腰部装着部に対して、予め設定された基準状態から、上下方向に延びる所定の左足部軸線回りに、該左足部の前端が後端に対して左側に移動するように回動可能に構成され、上記右足部は、上記腰部装着部に対して、予め設定された基準状態から、上下方向に延びる所定の右足部軸線回りに、該右足部の前端が後端に対して右側に移動するように回動可能に構成され、上記歩行方向変更動作検出手段は、上記左足部の上記基準状態からの上記回動量を検出する左足部回動検出センサと、上記右足部の上記基準状態からの上記回動量を検出する右足部回動検出センサとで構成され、上記判定手段は、上記左足部回動検出センサにより検出された回動量が所定量よりも大きくかつ上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が上記所定量以下であるときには、上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定する一方、上記左足部回動検出センサによりにより検出された回動量が上記所定量以下でありかつ上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が上記所定量よりも大きいときには、上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定するように構成されているものとする。 According to a ninth aspect of the present invention, in the sixth aspect of the present invention, the left foot portion is arranged around a predetermined left foot portion axis extending in a vertical direction from a preset reference state with respect to the waist mounting portion. The right foot portion is configured to be pivotable so as to move to the left with respect to the rear end, and the right foot portion is a predetermined right foot portion extending in a vertical direction from a preset reference state with respect to the waist mounting portion. It is configured to be rotatable so that the front end of the right foot moves to the right with respect to the rear end around the axis, and the walking direction changing operation detecting means determines the amount of rotation of the left foot from the reference state. The left foot rotation detection sensor for detecting and the right foot rotation detection sensor for detecting the amount of rotation of the right foot from the reference state, and the determination means is detected by the left foot rotation detection sensor. Is the amount of rotation made greater than a predetermined amount? When the amount of rotation detected by the right foot rotation detection sensor is equal to or less than the predetermined amount, the person is determined to change the walking direction to the left side, while being detected by the left foot rotation detection sensor. When the amount of rotation is less than the predetermined amount and the amount of rotation detected by the right foot rotation detection sensor is larger than the predetermined amount, the person is determined to change the walking direction to the right side. It shall be configured.
こうすることで、人が歩行方向を変更しようとする際には、左足部又は右足部が所定の左足部軸線又は右足部軸線回りに回動するので、請求項4の発明と同様に、左足部回動検出センサ及び右足部回動検出センサにより、人が歩行方向を変更しようとする動作を容易に検出することができるとともに、人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかの判定を的確に行うことができる。 By doing so, when the person tries to change the walking direction, the left foot or the right foot rotates around the predetermined left foot or right foot axis, so that the left foot The movement detection sensor and the right foot rotation detection sensor can easily detect the movement of the person trying to change the walking direction, and the person should change the walking direction to either the left side or the right side. It is possible to accurately determine whether or not
請求項10の発明では、請求項9の発明において、上記歩幅変更手段は、上記判定手段により上記人が左側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記左足部回動検出センサにより検出された回動量が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするとともに、上記判定手段により上記人が右側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするように構成されているものとする。 According to a tenth aspect of the present invention, in the ninth aspect of the invention, when the step changing means determines that the person is changing the walking direction to the left by the determining means, the left foot rotation detection sensor is used. The greater the detected amount of rotation, the greater the difference between the left and right stride in the walking motion, and when the determining means determines that the person is about to change the walking direction to the right, the right foot rotation It is assumed that the larger the amount of rotation detected by the detection sensor, the larger the difference between the left and right stride in the walking motion.
このことにより、請求項3の発明と同様の作用効果を得ることができる。 Thus, the same effect as that attained by the 3rd aspect can be attained.
以上説明したように、本発明の歩行支援装置によると、人が左側又は右側に歩行方向を変更しようとする動作を検出して、この検出結果に基づいて、上記人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかを判定し、左側に変更しようとしていると判定したときには、左足部及び右足部の歩行動作における左側の歩幅を右側の歩幅よりも小さくするとともに、右側に変更しようとしていると判定したときには、上記歩行動作における右側の歩幅を左側の歩幅よりも小さくするようにしたことにより、歩行支援装置を装着した人が歩行方向を容易に変更できるようになる。 As described above, according to the walking support device of the present invention, a person detects an action of changing the walking direction to the left side or the right side, and based on the detection result, the person changes the walking direction to the left side and the right side. The left stride in the walking motion of the left foot and right foot is made smaller than the right stride and when the right stride is changed to the right. When it is determined that a change is to be made, the right stride in the walking motion is made smaller than the left stride, so that the person wearing the walking support device can easily change the walking direction.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1に係る歩行支援装置を示し、この歩行支援装置は、該歩行支援装置を装着した人(特に歩行が困難な高齢者等)の歩行を支援するものであって、左足部1L及び右足部1Rと、腰部装着部5と、上記左足部1Lと腰部装着部5とを連結する左脚部15L及び上記右足部1Rと腰部装着部5とを連結する右脚部15Rとを備えている。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a walking support device according to Embodiment 1 of the present invention, and this walking support device supports walking of a person wearing this walking support device (especially an elderly person who is difficult to walk). The
上記左足部1L及び右足部1Rの上に、上記人が左右両足をそれぞれ乗せるようになっており、この状態で上記人の左足に左足部1Lが装着されるとともに、右足に右足部1Rが装着される。すなわち、左足部1L及び右足部1Rの上面には、各々、上記人の足の甲の部分と係合する帯状の係合部2がその両端を該上面に固定した状態で設けられており、この係合部2に上記人の足の甲の部分を係合させることで該足に左足部1L及び右足部1Rがそれぞれ装着される。尚、上記左足部1L及び右足部1Rの上記人の足への装着方法は、上記人が通常の歩行動作を行ったときに外れなければ、どのような方法であってもよい。
The left and right feet are placed on the
上記腰部装着部5は、上記人の腰部(腰部における上部)の後側で左右方向(本歩行支援装置を装着した人の左右方向と同じ)に延びる腰当て板6と、上記人の腰部の左側側方及び右側側方にそれぞれ位置しかつ共に前後方向(本歩行支援装置を装着した人の前後方向と同じ)に延びる左側板7L及び右側板7Rと、腰当て板6の左右両端部から前方にそれぞれ延び、上記左側板7L及び右側板7Rがそれぞれ固定される左固定部材8L及び右固定部材8Rと、上記腰当て板6の下側(腰部における下部と略同じ高さ位置)にて左右方向に延びるように配設され、上下方向に延びる連結板9を介して腰当て板6と連結された支持板10とを含む。そして、図示は省略するが、左側板7L及び右側板7Rの前端部には、装着ベルトの一端部がそれぞれ固定されており、これら両装着ベルトの他端部同士を、上記人の腹部の前側で互いに結合することで、腰部装着部5が上記人の腰部(腰部における上部)に装着固定されることになる。尚、腰部装着部5の上記人の腰部への装着方法は、腰部装着部5を上記人の腰部に固定できれば、どのような方法であってもよい。
The
上記支持板10の左側端部は、回動軸線(図3(a)に示す回動軸線A)が前後方向に延びる一軸関節継手12Lを介して、上記人の腰部(腰部における下部)と略同じ高さ位置で前後方向に延びる左腰部板16Lの長さ方向中央に連結され、支持板10の右側端部は、回動軸線が前後方向に延びる一軸関節継手12Rを介して、上記人の腰部(腰部における下部)と略同じ高さ位置で前後方向に延びる右腰部板16Rの長さ方向中央に連結されている。
The left end portion of the
ここで、一軸関節継手は、図3(a)に符号J1で示すように象徴化され、この一軸関節継手J1によって2つのリンク部材L1及びL2が連結されたとき、2つのリンク部材L1及びL2は、一軸関節継手J1の回動軸線Aの回りに互いに回動し得る。また、3つのリンク部材L1、L2及びL3の場合には、図3(b)に符号J2で示すように象徴化され、一軸関節継手J2によって3つのリンク部材L1、L2及びL3が連結されたとき、一軸関節継手J2の回動軸線Aの回りに互いに回動し得る。このような一軸関節継手J1及びJ2の代表的な形態としては、2つ又は3つのリンク部材の端部に挿通されたピボット軸を挙げることができる。 Here, the single-shaft joint joint is symbolized as indicated by a symbol J1 in FIG. 3A, and when the two link members L1 and L2 are connected by the single-shaft joint joint J1, the two link members L1 and L2 are connected. Can rotate around the rotation axis A of the uniaxial joint joint J1. In the case of the three link members L1, L2 and L3, they are symbolized as indicated by the symbol J2 in FIG. 3B, and the three link members L1, L2 and L3 are connected by the uniaxial joint joint J2. Then, they can rotate around the rotation axis A of the uniaxial joint joint J2. A typical form of such single-shaft joint joints J1 and J2 can be a pivot shaft inserted through the end portions of two or three link members.
上記一軸関節継手12L,12Rによって、上記支持板10が、その左右両端部の一方が他方に対して高くなるように傾くことが可能になる。尚、後述の第2の左上側平行四辺形リンク機構53L及び第2の左下側平行四辺形リンク機構54L並びに第2の右上側平行四辺形リンク機構53R及び第2の右下側平行四辺形リンク機構54Rをなくす場合には、支持板10と左腰部板16L及び右腰部板16Rとを、一軸関節継手12L,12Rを介さないで直接固定するようにしてもよい(後述の実施形態2においても同様)。
The uniaxial
上記左脚部15L及び右脚部15Rの構成を図1及び図2を参照しながら説明する。尚、図2では、右脚部15Rの主要な構成要素が象徴化して図示され、図1に示す構成要素と同じ部分については同じ符号を付している。
The configuration of the
上記左脚部15Lは、上記左腰部板16Lと、上記人の左脚における大腿部の左側側方(外側側方)にて前後に並んで上下に延びる第1及び第2の左上側リンク部材17L,18L(第1の左上側リンク部材17Lの方が前側にある)と、上記左脚における下腿部の左側側方にて前後に並んで上下に延びる第1及び第2の左下側リンク部材19L,20L(第1の左下側リンク部材17Lの方が前側にある)とを含む。また、同様に、上記右脚部15Rは、上記右腰部板16Rと、上記人の右脚における大腿部の右側側方(外側側方)にて前後に並んで上下に延びる第1及び第2の右上側リンク部材17R,18R(第1の右上側リンク部材17Lの方が前側にある)と、上記右脚における下腿部の右側側方にて前後に並んで上下に延びる第1及び第2の右下側リンク部材19R,20R(第1の右下側リンク部材17Lの方が前側にある)とを含む。
The
上記第1の左上側リンク部材17Lの上端部は、回動軸線が左右方向に延びる一軸関節継手22Lを介して左腰部板16Lの前端部に連結され、上記第2の左上側リンク部材18Lの上端部は、回動軸線が左右方向に延びる一軸関節継手23Lを介して左腰部板16Lの後端部に連結されている。
The upper end portion of the first left
また、同様に、上記第1の右上側リンク部材17Rの上端部は、回動軸線が左右方向に延びる一軸関節継手22Rを介して右腰部板16Rの前端部に連結され、上記第2の右上側リンク部材18Rの上端部は、回動軸線が左右方向に延びる一軸関節継手23Rを介して右腰部板16Rの後端部に連結されている。
Similarly, the upper end portion of the first upper right
上記第1の左下側リンク部材19Lの上端部は、上記人の膝部と略同じ高さ位置で前後方向に延びる第1の左膝部板25Lを介して、左右方向に延びる軸線回りに回動可能に上記第1の左上側リンク部材17Lの下端部と連結され、上記第2の左下側リンク部材20Lの上端部は、上記第1の左膝部板25Lを介して、左右方向に延びる軸線回りに回動可能に上記第2の左上側リンク部材18Lの下端部と連結されている。すなわち、第1の左下側リンク部材19Lの上端部は、回動軸線が左右方向に延びる一軸関節継手27L(図3(b)に示す一軸関節継手J2)を介して、上記第1の左膝部板25Lの前端部及び第1の左上側リンク部材17Lの下端部と連結され、第2の左下側リンク部材18Lの上端部は、回動軸線が左右方向に延びる一軸関節継手28L(図3(b)に示す一軸関節継手J2)を介して、第1の左膝部板25Lの後端部及び第2の左上側リンク部材18Lの下端部と連結されている。
An upper end portion of the first lower
また、同様に、上記第1の右下側リンク部材19Rの上端部は、回動軸線が左右方向に延びる一軸関節継手27Rを介して、上記人の膝部と略同じ高さ位置で前後方向に延びる第1の右膝部板25Rの前端部及び第1の右上側リンク部材17Rの下端部と連結され、第2の右下側リンク部材18Rの上端部は、回動軸線が左右方向に延びる一軸関節継手28Rを介して、上記第1の右膝部板25Rの後端部及び第2の右上側リンク部材18Rの下端部と連結されている。
Similarly, an upper end portion of the first lower
上記第1の左下側リンク部材19Lの下端部は、本実施形態では、全方向継手30Lを介して上記左足部1Lの左側側部(外側側部)に連結され、第2の左下側リンク部材20Lの下端部は、全方向継手31Lを介して上記左足部1Lの左側側部における上記第1の左下側リンク部材19Lとの連結部分よりも後側に連結されている。
In the present embodiment, the lower left portion of the first lower
また、同様に、上記第1の右下側リンク部材19Rの下端部は、全方向継手30Rを介して上記右足部1Rの右側側部(外側側部)に連結され、第2の右下側リンク部材20Rの下端部は、全方向継手31Rを介して上記右足部1Rの右側側部における上記第1の右下側リンク部材19Rとの連結部分よりも後側に連結されている。
Similarly, the lower end portion of the first lower
ここで、全方向継手は、図3(d)に符号J4で示すように象徴化され、この全方向継手J4によって連結された2つのリンク部材L1及びL2は、互いに全方向に対して回動し得る。この全方向継手J4の代表的な形態としては、スイベル継手やボール継手、球面滑り軸受等が挙げられる。 Here, the omnidirectional joint is symbolized as indicated by a symbol J4 in FIG. 3D, and the two link members L1 and L2 connected by the omnidirectional joint J4 rotate with respect to each other in all directions. Can do. Typical examples of the omnidirectional joint J4 include a swivel joint, a ball joint, and a spherical plain bearing.
上記左腰部板16L、第1及び第2の左上側リンク部材17L,18L並びに第1の左膝部板25Lは、上記人の左脚における大腿部の左側側方に設けられた第1の左上側平行四辺形リンク機構51Lを構成しており、上記第1の左膝部板25L、第1及び第2の左下側リンク部材19L,20L並びに左足部1Lは、上記左脚における下腿部の左側側方に設けられかつ上記第1の左上側平行四辺形リンク機構51Lと連結された第1の左下側平行四辺形リンク機構52Lを構成している。
The
また、上記右腰部板16R、第1及び第2の右上側リンク部材17R,18R並びに第1の右膝部板25Rは、上記人の右脚における大腿部の右側側方に設けられた第1の右上側平行四辺形リンク機構51Rを構成しており、上記第1の右膝部板25R、第1及び第2の右下側リンク部材19R,20R並びに右足部1Rは、上記人の右脚における下腿部の右側側方に設けられかつ上記第1の右上側平行四辺形リンク機構51Rと連結された第1の右下側平行四辺形リンク機構52Rを構成している。
The
本実施形態では、左脚部15Lは、上記第1の左上側平行四辺形リンク機構51L及び第1の左下側平行四辺形リンク機構52Lに加えて、第2の左上側平行四辺形リンク機構53Lと、この第2の左上側平行四辺形リンク機構53Lと連結された第2の左下側平行四辺形リンク機構54Lとを更に含み、右脚部15Rは、上記第1の右上側平行四辺形リンク機構51R及び第1の右下側平行四辺形リンク機構52Rに加えて、第2の右上側平行四辺形リンク機構53Rと、この第2の右上側平行四辺形リンク機構53Rと連結された第2の右下側平行四辺形リンク機構54Rとを更に含む。
In the present embodiment, the
上記第2の左上側平行四辺形リンク機構53Lは、上記人の左脚における大腿部の右後側にて上下に延びる第3の左上側リンク部材34Lを有し、上記第2の左下側平行四辺形リンク機構54Lは、上記人の左脚における下腿部の右後側にて上下に延びる第3の左下側リンク部材35Lを有している。
The second left upper
また、同様に、上記第2の右上側平行四辺形リンク機構53Rは、上記人の右脚における大腿部の右後側にて上下に延びる第3の右上側リンク部材34Rを有し、上記第2の右下側平行四辺形リンク機構54Rは、上記人の右脚における下腿部の右後側にて上下に延びる第3の右下側リンク部材35Rを有している。
Similarly, the second upper right side
上記第3の左下側リンク部材35Lの下端部は、全方向継手36Lを介して上記左足部1Lの右側側部(内側側部)の後端部に連結され、第3の左下側リンク部材35Lの上端部は、全方向継手37Lを介して、上記人の膝部の後側で左右方向に延びる第2の左膝部板26Lの右端部に連結されている。この第2の左膝部板26Lの左端部は、回動軸線が前後方向に延びる一軸関節継手41Lを介して上記第1の左膝部板25Lの後端部に連結されている。
A lower end portion of the third lower
また、同様に、上記第3の右下側リンク部材35Rの下端部は、全方向継手36Rを介して上記右足部1Rの左側側部(内側側部)の後端部に連結され、第3の右下側リンク部材35Rの上端部は、全方向継手37Rを介して、上記人の膝部の後側で左右方向に延びる第2の右膝部板26Rの左端部に連結されている。この第2の右膝部板26Rの右端部は、回動軸線が前後方向に延びる一軸関節継手41Rを介して上記第1の右膝部板25Rの後端部に連結されている。
Similarly, the lower end portion of the third lower
上記第3の左上側リンク部材34Lの上端部は、上記支持板10の長さ方向中央の左側近傍位置に、二軸関節継手44Lを介して連結されている。ここで、二軸関節継手は、図3(c)に符号J3で示すように象徴化され、この二軸関節継手J3によって2つのリンク部材L1及びL2が連結されたとき、リンク部材L1及びL2は、二軸関節継手J3の互いに直交する2つの回転軸線A1及びA2の回りに互いに回動し得る。このような二軸関節継手J3の代表的な例としては、ユニバーサル継手が挙げられる。
An upper end portion of the third left
上記二軸関節継手44Lは、互いに直交する2つの回動軸線(図3(c)の回転軸線A1及びA2)が前後方向及び左右方向に延びるように配設されている。 The biaxial joint joint 44L is arranged such that two rotation axes orthogonal to each other (rotation axes A1 and A2 in FIG. 3C) extend in the front-rear direction and the left-right direction.
また、同様に、上記第3の右上側リンク部材34Rの上端部は、上記支持板10の長さ方向中央の右側近傍位置に、互いに直交する2つの回動軸線が前後方向及び左右方向に延びる二軸関節継手44Rを介して連結されている。
Similarly, at the upper end portion of the third upper
上記第3の左上側リンク部材34Lの下端部は、互いに直交する2つの回動軸線が左右方向及び前後方向に延びる二軸関節継手45Lを介して、上記第3の左下側リンク部材35Lと第2の左膝部板26Lとを連結する全方向継手37Lに接続されている。
A lower end portion of the third left
また、同様に、上記第3の右上側リンク部材34Rの下端部は、互いに直交する2つの回動軸線が左右方向及び前後方向に延びる二軸関節継手45Rを介して、上記第3の右下側リンク部材35Rと第2の右膝部板26Rとを連結する全方向継手37Rに接続されている。
Similarly, the lower end portion of the third upper right
上記支持板10、第2及び第3の左上側リンク部材18L,34L並びに第2の左膝部板26Lが、上記第2の左上側平行四辺形リンク機構53Lを構成し、上記第2の左膝部板26L、第2及び第3の左下側リンク部材20L,35L並びに左足部1Lが、上記第2の左下側平行四辺形リンク機構54Lを構成することになる。また、同様に、上記支持板10、第2及び第3の右上側リンク部材18R,34R並びに第2の右膝部板26Rが、上記第2の右上側平行四辺形リンク機構53Rを構成し、上記第2の右膝部板26R、第2及び第3の右下側リンク部材20R,35R並びに右足部1Rが、上記第2の右下側平行四辺形リンク機構54Rを構成することになる。
The
上記第1及び第2の左上側平行四辺形リンク機構51L,53Lは互いに直交する態様で配置され、上記第1及び第2の左下側平行四辺形リンク機構52L,54Lは互いに直交する態様で配置されている。また、同様に、上記第1及び第2の右上側平行四辺形リンク機構51R,53Rは互いに直交する態様で配置され、上記第1及び第2の右下側平行四辺形リンク機構52R,54Rは互いに直交する態様で配置されている。
The first and second upper left
上記第1の左上側平行四辺形リンク機構51Lを駆動するために、左上側駆動モータ56Lが設けられている。この左上側駆動モータ56Lは、左腰部板16Lに支持されている(支持態様については、図示を省略する)。この左上側駆動モータ56Lの出力シャフトに駆動プーリ61が取り付けられている。一方、上記第1の左上側リンク部材17Lの上端部には、一軸関節継手22Lの回動軸線回りに第1の左上側リンク部材17Lと一体的に回動する従動プーリ62が取り付けられている。そして、上記駆動プーリ61及び従動プーリ62間に伝動ベルト63が巻き掛けられており、このことで、左上側駆動モータ56Lの駆動によって、第1の左上側リンク部材17Lが一軸関節継手22Lの回動軸線回りに回動し、これにより、第1の左上側平行四辺形リンク機構51Lが変形させられる。尚、第1の左上側平行四辺形リンク機構51Lを駆動する場合、左上側駆動モータ56Lにより、第1及び第2の左上側リンク部材17L,18Lの少なくとも一方を駆動するようにすればよい。
In order to drive the first left upper
また、上記第1の左下側平行四辺形リンク機構52Lを駆動するために、左下側駆動モータ57Lが設けられている。この左下側駆動モータ57Lは、上記第2の左上側リンク部材18Lに支持されている(支持態様については、図示を省略する)。この左下側駆動モータ57Lの出力シャフトに駆動プーリ61が取り付けられている。一方、上記第2の左下側リンク部材20Lの上端部には、一軸関節継手28Lの回動軸線回りに第2の左下側リンク部材20Lと一体的に回動する従動プーリ62が取り付けられている。そして、上記駆動プーリ61及び従動プーリ62間に伝動ベルト63が巻き掛けられており、このことで、左下側駆動モータ57Lの駆動によって、第2の左下側リンク部材20Lが一軸関節継手28Lの回動軸線回りに回動し、これにより、第1の左下側平行四辺形リンク機構52Lが変形させられる。尚、第1の左下側平行四辺形リンク機構52Lを駆動する場合、左下側駆動モータ57Lにより、第1及び第2の左下側リンク部材19L,20Lの少なくとも一方を駆動するようにすればよい。
Also, a lower
同様に、上記第1の右上側平行四辺形リンク機構51Rを駆動するために、右上側駆動モータ56Rが設けられ、上記第1の右下側平行四辺形リンク機構52Rを駆動するために、右下側駆動モータ57Rが設けられている。これらの駆動機構は、第1の左上側平行四辺形リンク機構51L及び第1の左下側平行四辺形リンク機構52Lとそれぞれ同じである。尚、上記各平行四辺形リンク機構51L,51R,52L,52Rの駆動には、モータ以外のアクチュエータを用いることができる。
Similarly, an upper
上記第1の左上側平行四辺形リンク機構51L及び第1の左下側平行四辺形リンク機構52Lのいずれか一方及び双方を変形させることにより、左足部1Lを地面又は床面に対して平行に維持した状態で、前後方向及び上下方向に移動させることが可能になる。また、同様に、上記第1の右上側平行四辺形リンク機構51R及び第1の右下側平行四辺形リンク機構52Rのいずれか一方及び双方を変形させることにより、右足部1Rを地面又は床面に対して平行に維持した状態で、前後方向及び上下方向に移動させることが可能になる。これにより、左足部1L及び右足部1Rを所定の歩幅で歩行動作させるようにすることが可能になる。
By deforming one or both of the first left upper
上記第2の左上側平行四辺形リンク機構53L及び第2の左下側平行四辺形リンク機構54Lは、上記第1の左上側平行四辺形リンク機構51L及び第1の左下側平行四辺形リンク機構52Lと協働するように変形するとともに、上記人の左足(つまり左足部1L)の左右方向への移動に連動して変形する。上記第1の左上側平行四辺形リンク機構51Lの変形と第1の左下側平行四辺形リンク機構52Lの変形とは互いに独立しているが、第2の左上側平行四辺形リンク機構53Lの変形と第2の左下側平行四辺形リンク機構54Lの変形とは互いに連動したものとなる。
The second upper left
また、同様に、上記第2の右上側平行四辺形リンク機構53R及び第2の右下側平行四辺形リンク機構54Rは、上記第1の右上側平行四辺形リンク機構51R及び第1の右下側平行四辺形リンク機構52Rと協働するように変形するとともに、上記人の右足(つまり右足部1R)の左右方向への移動に連動して変形する。上記第1の右上側平行四辺形リンク機構51Rの変形と第1の右下側平行四辺形リンク機構52Rの変形とは互いに独立しているが、第2の右上側平行四辺形リンク機構53Rの変形と第2の右下側平行四辺形リンク機構54Rの変形とは互いに連動したものとなる。
Similarly, the second upper right
尚、上記第2の左上側平行四辺形リンク機構53L及び第2の左下側平行四辺形リンク機構54L並びに第2の右上側平行四辺形リンク機構53R及び第2の右下側平行四辺形リンク機構54Rは、必ずしも必要なものではなくて、無くすことも可能である。また、第2の左上側平行四辺形リンク機構53Lと第2の左下側平行四辺形リンク機構54Lとを互いに連動するようにモータ等により積極的に駆動するとともに、第2の右上側平行四辺形リンク機構53Rと第2の右下側平行四辺形リンク機構54Rとを互いに連動するようにモータ等により積極的に駆動して、上記人の左右方向への移動を支援するようにすることも可能である。
The second upper left
上記左足部1Lの前側部分及び後側部分には、上記人の左足が左足部1Lを下側に押圧する押圧力を検出する左前側押圧力検出センサ68L及び左後側押圧力検出センサ69Lがそれぞれ設けられ、同様に、上記右足部1Rの前側部分及び後側部分には、上記人の右足が右足部1Rを下側に押圧する押圧力を検出する右前側押圧力検出センサ68R及び右後側押圧力検出センサ69Rがそれぞれ設けられている。これら押圧力検出センサ68L,68R,69L,69Rは、本実施形態では、感圧導電ゴムを有する感圧センサで構成されている。
A left front
上記左前側押圧力検出センサ68L及び右前側押圧力検出センサ68Rは、それぞれ上記人の左足及び右足の母指球に対応する部分に配設され、左後側押圧力検出センサ69L及び右後側押圧力検出センサ69Rは、それぞれ上記人の左足及び右足の踵に対応する部分に配設されている。上記人が歩行するとき、左足部1Lの場合、左前側押圧力検出センサ68Lにより検出された押圧力(以下、左前側押圧力という)が低くかつ左後側押圧力検出センサ69Lにより検出された押圧力(以下、左後側押圧力という)が高い状態、左前側押圧力及び左後側押圧力が共に高い状態、左前側押圧力が高くかつ左後側押圧が低い状態、及び、左前側押圧力及び左後側押圧力が共に低い状態を順に繰り返す。また、右足部1Rの場合も同様であるが、右前側押圧力及び右後側押圧力が、それぞれ左前側押圧力及び左後側押圧力とは高低関係が逆になる。例えば左前側押圧力が高い状態にあるときには右前側押圧力が低い状態にあり、左後側押圧力が低い状態にあるときには右後側押圧力が高い状態にある。
The left front pressing
上記各押圧力検出センサ68L,68R,69L,69Rの出力値は、上記腰当て板6の後側面に取り付けられたコントローラ70に入力され、コントローラ70は、入力した上記出力値に基づいて、上記の押圧力の関係を考慮して、上記各駆動モータ56L,56R,57L,57Rの駆動を制御するようになっている。すなわち、上記人の歩行動作に対応させて、左足部1L及び右足部1Rを所定の歩幅で歩行動作させるようになっている。ここで、上記所定の歩幅は、上記人の体格に合わせて当該人の歩行に最適な歩幅として予め設定したものであって、左右両側で同じ歩幅に設定する。尚、図示は省略するが、上記腰当て板6の後側面には、コントローラ70を作動させたり上記各駆動モータ56L,56R,57L,57Rを駆動させたりするためのバッテリが配設されている。
The output values of the respective pressing
本実施形態では、上記第1の左下側リンク部材19Lにおいて長さ方向(上下方向)中央部がその上下両側部分よりも左右方向に大きく弾性変形することが可能になっている。ここで、第1の左下側リンク部材19Lは、ステンレス等の金属製であるが、その長さ方向中央部は、例えば、その上下両側部分よりも厚みが小さいステンレス等の金属とゴム板とを接合したものからなる。これにより、左足部1Lが、左腰部板16L及び第1の左膝部板25Lに対して、予め設定された基準状態から、上下方向に延びる所定の左足部軸線(本実施形態では、全方向継手31Lの中心を通る軸線)回りに、該左足部1Lの前端が後端に対して左側に移動するように回動可能となって、上記人が左足の爪先側を踵よりも左側に軽い力で向けることが可能になる。すなわち、上記人が左足の爪先側を踵よりも左側に向けようとしたとき、左足部1Lが、左腰部板16L及び第1の左膝部板25Lに対して、上記基準状態から上記左足部軸線回りに、該左足部1Lの前端が後端に対して左側に移動するように回動しようとし、このとき、第1の左下側リンク部材19Lの下端部が左側に押され、これにより、第1の左下側リンク部材19Lが、その長さ方向中央部で僅かな捩りを伴って曲がることで、第1の左下側リンク部材19Lの長さ方向中央部から下端部に至る部分が左側(上記人とは反対側)に変位し、このことで、上記左足部1Lが上記の回動を行えるようになる。
In the present embodiment, the central portion in the length direction (vertical direction) of the first lower
また、同様に、上記第1の右下側リンク部材19Rにおいて長さ方向中央部がその上下両側部分よりも左右方向に大きく弾性変形することが可能になっている。これより、右足部1Rが、右腰部板16R及び第1の右膝部板25Rに対して、予め設定された基準状態から、上下方向に延びる所定の右足部軸線(本実施形態では、全方向継手31Rの中心を通る軸線)回りに、該右足部1Rの前端が後端に対して右側に移動するように回動可能となっている。したがって、上記人が右足の爪先側を踵よりも右側に軽い力で向けることが可能になる。
Similarly, in the first lower
上記左足部1L及び右足部1Rにおける上記基準状態は、上記人が通常に真っ直ぐに歩行するときの状態であって、この状態にあるとき、後述の左変形力検出センサ71L及び右変形力検出センサ71Rにより検出される力は0になる。
The reference state in the
上記第1の左下側リンク部材19Lの長さ方向中央部には、該第1の左下側リンク部材19Lを左側(上記人とは反対側)に変形させる力を検出する左変形力検出センサ71Lが設けられている。また、同様に、上記第1の右下側リンク部材19Rの長さ方向中央部には、該第1の右下側リンク部材19Rを右側(上記人とは反対側)に変形させる力を検出する右変形力検出センサ71Rが設けられている。本実施形態では、左変形力検出センサ71L及び右変形力検出センサ71Rとして、ひずみゲージ等からなる曲げ検出センサを用いているが、上記押圧力検出センサ68L,68R,69L,69Rと同様の感圧センサや他のセンサを用いてもよい。例えば、感圧センサを用いる場合には、第1の左下側リンク部材19L(第1の右下側リンク部材19R)の長さ方向中央部(大きく弾性変形する部分)よりも上側部分に支持部材を固定して、該支持部材を、第1の左下側リンク部材19L(第1の右下側リンク部材19R)の長さ方向中央部に対して上記人とは反対側に対向するように下側に延設し、その支持部材の上記対向部分に感圧センサを設置しておき、変形した第1の左下側リンク部材19L(第1の右下側リンク部材19R)が感圧センサを押圧するように構成すればよい。
A left deformation
尚、上記のように第1の左下側リンク部材19L及び第1の右下側リンク部材19Rの長さ方向中央部がその上下両側部分よりも大きく弾性変形するように構成する必要性は必ずしもなく、装置全体の構造的剛性を低減したり遊びを付与したりすることでも、左足部1L及び右足部1Rが上記の回動を行えるとともに、左変形力検出センサ71L及び右変形力検出センサ71Rにより、第1の左下側リンク部材19L及び第1の右下側リンク部材19Rを変形させる力を検出することができる。但し、左足部1L及び右足部1Rにおいて比較的大きな上記回動量を得る観点からは、その大きな回動量を確保できる程度に第1の左下側リンク部材19L及び第1の右下側リンク部材19Rの一部又は全部が弾性変形するように構成することが好ましい。
As described above, it is not always necessary to configure the first lower
上記左変形力検出センサ71L及び右変形力検出センサ71Rの出力値は、上記コントローラ70に入力されるようになっている。このコントローラ70は、上記両変形力検出センサ71L,71Rによる検出結果に基づいて、上記人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかを判定する。具体的には、コントローラ70は、左変形力検出センサ71Lにより検出された力が所定値(上記人が真っ直ぐに歩行しているときに検出される値の最大値)よりも大きくかつ右変形力検出センサ71Rにより検出された力が上記所定値以下であるときには、上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定するとともに、左変形力検出センサ71Lにより検出された力が上記所定値以上でありかつ右変形力検出センサ71Rにより検出された力が上記所定値よりも大きいときには、上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定する。また、コントローラ70は、両変形力検出センサ71L,71Rにより検出された力が共に上記所定値よりも大きいか、又は、共に上記所定値以下であるときには、上記人が歩行方向をいずれの側にも変更しようとしていないと判定する。
The output values of the left deformation
そして、コントローラ70は、上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定したときには、上記左足部1L及び右足部1Rの歩行動作における左側の歩幅が右側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅を変更するとともに、上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定したときには、上記歩行動作における右側の歩幅が左側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅を変更する。また、コントローラ70は、上記人が歩行方向をいずれの側にも変更しようとしていないと判定したときには、上記所定の歩幅(左右両側で同じ歩幅)を維持する。本実施形態では、左側の歩幅を右側の歩幅よりも小さくする際には、左側の歩幅のみを上記所定の歩幅よりも小さくし、右側の歩幅を上記所定の歩幅とする。一方、右側の歩幅を左側の歩幅よりも小さくする際には、右側の歩幅のみを上記所定の歩幅よりも小さくし、左側の歩幅を上記所定の歩幅とする。
When the
尚、上記所定の歩幅の変更方法は、上記のものには限られない。例えば、左側の歩幅を右側の歩幅よりも小さくする際には、左側の歩幅を上記所定の歩幅よりも小さくするとともに、右側の歩幅を上記所定の歩幅よりも大きくし、右側の歩幅を左側の歩幅よりも小さくする際には、右側の歩幅を上記所定の歩幅よりも小さくし、左側の歩幅を上記所定の歩幅よりも大きくするようにしてもよい。 The method for changing the predetermined stride is not limited to the above. For example, when making the left stride smaller than the right stride, the left stride is smaller than the predetermined stride, the right stride is larger than the predetermined stride, and the right stride is When making it smaller than the stride, the right stride may be made smaller than the predetermined stride, and the left stride may be made larger than the predetermined stride.
また、コントローラ70は、上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定したときには、左変形力検出センサ71Lにより検出された力が大きい程、左足部1L及び右足部1Rの歩行動作における左右の歩幅の差を大きくする(左側の歩幅をより小さくする)とともに、上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定したときには、上記右変形力検出センサ71Rにより検出された力が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくする(右側の歩幅をより小さくする)。すなわち、上記人が歩行方向を大きく変更しようとする際には、上記左足部1L又は右足部1Rの上記回動量が大きくなるので、左変形力検出センサ71L又は右変形力検出センサ71Rにより検出された力も大きくなる。したがって、この検出された力が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくすることで、歩行方向の変更の程度に合わせて左右の歩幅の差を変えることができる。尚、必ずしもこのようにする必要はなく、左右の歩幅の差が、予め設定された設定量になるようにしてもよい。
Further, when the
本実施形態では、上記左上側駆動モータ56L及び右上側駆動モータ56Rが、それぞれ左上側リンク機構駆動手段及び右上側リンク機構駆動手段を構成し、左下側駆動モータ57L及び右下側駆動モータ57Rが、それぞれ左下側リンク機構駆動手段及び右下側リンク機構駆動手段を構成している。また、上記左変形力検出センサ71L及び右変形力検出センサ71Rが、上記人が左側又は右側に歩行方向を変更しようとする動作を検出する歩行方向変更動作検出手段を構成し、上記コントローラ70が、上記人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかを判定する判定手段と、上記所定の歩幅を変更する歩幅変更手段とを構成することになる。
In the present embodiment, the left
したがって、本実施形態では、本歩行支援装置を装着した人の歩行動作に対応して、左足部1L及び右足部1Rが所定の歩幅で歩行動作を行うので、その人の下肢全体が左右両足部1L,1Rによって持ち上げられて、その人が楽に歩行することが可能になる。そして、上記人が左側又は右側に歩行方向を変更しようとする動作を行うと、その変更動作が上記左変形力検出センサ71L及び右変形力検出センサ71Rにより検出され、上記コントローラ70により、上記検出結果に基づいて、上記人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかが判定される。上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定されたときには、上記左足部1L及び右足部1Rの歩行動作における左側の歩幅が右側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅が変更されるとともに、上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定されたときには、上記歩行動作における右側の歩幅が左側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅が変更される。
Therefore, in the present embodiment, the
例えば上記人が左側に歩行方向を変更しようとして左足の爪先側を左側に向ける動作を行うと、左足部1Lが、左腰部板16L及び第1の左膝部板25Lに対して、上記基準状態から上記左足部軸線回りに、該左足部1Lの前端が後端に対して左側に移動するように回動する。この回動に連動して、第1の左下側リンク部材19Lには、該第1の左下側リンク部材19Lを左側に変形させる力が作用して、第1の左下側リンク部材19Lの長さ方向中央部で、その下側部分が左側に変位するように曲がる。このとき、左変形力検出センサ71Lにより検出される力は上記所定値よりも大きくなる。一方、右足部1Rは上記基準状態か又はそれに近い状態であり、上記右変形力検出センサ71Rにより検出される力は上記所定値以下となる。これにより、コントローラ70は、上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定して、左側の歩幅のみを上記所定の歩幅よりも小さくし、右側の歩幅を上記所定の歩幅とする。
For example, when the person performs an operation of turning the toe side of the left foot to the left side in order to change the walking direction to the left side, the
この結果、上記人が歩行方向を容易に変更することができるようになる。しかも、上記左変形力検出センサ71L又は右変形力検出センサ71Rにより検出された力が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするので、歩行方向の変更の程度に合わせて左右の歩幅の差を変えることができ、人が変更しようとしている方向に歩行方向をスムーズに変更することができる。
As a result, the person can easily change the walking direction. In addition, the greater the force detected by the left deformation
尚、上記実施形態1では、左変形力検出センサ71L及び右変形力検出センサ71Rにより、上記人が左側又は右側に歩行方向を変更しようとする動作を検出するようにしたが、左変形力検出センサ71L及び右変形力検出センサ71Rの代わりに、上記左足部1Lの上記基準状態からの上記左足部軸線回りの回動量(左足部1Lの前端が後端に対して左側に移動する回動量)を検出する左足部回動検出センサと、上記右足部1Rの上記基準状態からの上記右足部軸線回りの回動量(右足部1Rの前端が後端に対して右側に移動する回動量)を検出する右足部回動検出センサとを用いて、上記歩行方向変更動作を検出することも可能である。上記左足部回動検出センサ(右足部回動検出センサ)としては、上記左足部1L(右足部1R)に取り付けた、上記左足部軸線(右足部軸線)回りの回動の角速度を検出する角速度センサ等が挙げられる。この場合、上記左足部回動検出センサにより検出された回動量が所定量よりも大きくかつ上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が上記所定量以下であるときには、上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定するとともに、上記左足部回動検出センサにより検出された回動量が上記所定量以下でありかつ上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が上記所定量よりも大きいときには、上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定するようにすればよい。そして、上記人が左側に歩行方向を変更しようとしていると判定したときには、上記左足部回動検出センサにより検出された回動量が大きい程、左足部1L及び右足部1Rの歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするとともに、上記人が右側に歩行方向を変更しようとしていると判定したときには、上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするようにすることが好ましい。
In the first embodiment, the left deforming
また、上記実施形態1では、左脚部15Lを、第1の左上側平行四辺形リンク機構51L及び第1の左下側平行四辺形リンク機構52L(並びに第2の左上側平行四辺形リンク機構53L及び第2の左下側平行四辺形リンク機構54L)で構成し、右脚部15Rを、第1の右上側平行四辺形リンク機構51R及び第1の右下側平行四辺形リンク機構52R(並びに第2の右上側平行四辺形リンク機構53R及び第2の右下側平行四辺形リンク機構54R)で構成したが、必ずしも平行四辺形リンク機構である必要はなく、四辺形リンク機構であればよい。すなわち、左脚部15Lを、左上側四辺形リンク機構及び左下側四辺形リンク機構で構成し、右脚部15Rを、右上側四辺形リンク機構及び右下側平行四辺形リンク機構で構成するようにしてもよい。
In the first embodiment, the
(実施形態2)
図4は本発明の実施形態2を示し(尚、図1と同じ部分については同じ符号を付してその詳細な説明は省略する)、左脚部15L及び右脚部15Rの構成を上記実施形態1よりも簡略化したものである。
(Embodiment 2)
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention (the same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof is omitted), and the configurations of the
すなわち、本実施形態では、歩行支援装置は、上記実施形態1と同様に、左足部1L及び右足部1Rと、腰部装着部5と、上記左足部1Lと腰部装着部5とを連結する左脚部15L及び上記右足部1Rと腰部装着部5とを連結する右脚部15Rとを備えているが、左脚部15L及び右脚部15Rの構成が上記実施形態1とは異なる。
That is, in the present embodiment, the walking support device is similar to the first embodiment, in which the
上記左脚部15Lは、上記実施形態1と同様の左腰部板16Lと、上記人の左脚における大腿部の左側側方にて上下に延びる1つの左上側リンク部材75Lと、上記左脚における下腿部の左側側方にて上下に延びる1つの左下側リンク部材76Lとで構成されている。
The
また、同様に、上記右脚部15Rは、上記実施形態1と同様の右腰部板16Rと、上記人の右脚における大腿部の右側側方にて上下に延びる1つの右上側リンク部材75Rと、上記右脚における下腿部の右側側方にて上下に延びる1つの右下側リンク部材76Rとで構成されている。
Similarly, the
上記左上側リンク部材75Lの上端部は、回動軸線が左右方向に延びる一軸関節継手77Lを介して左腰部板16Lに連結され、左上側リンク部材75Lの下端部は、回動軸線が左右方向に延びる一軸関節継手78Lを介して上記左下側リンク部材76Lの上端部と連結されている。上記左下側リンク部材76Lの下端部は、回動軸線が左右方向に延びる一軸関節継手79Lを介して左足部1Lの左側側部(外側側部)に連結されている。
An upper end portion of the left
また、同様に、上記右上側リンク部材75Rの上端部は、回動軸線が左右方向に延びる一軸関節継手77Rを介して右腰部板16Rに連結され、右上側リンク部材75Rの下端部は、回動軸線が左右方向に延びる一軸関節継手78Rを介して上記右下側リンク部材76Rの上端部と連結されている。上記右下側リンク部材76Rの下端部は、回動軸線が左右方向に延びる一軸関節継手79Rを介して右足部1Rの右側側部(外側側部)に連結されている。
Similarly, the upper end portion of the upper right
上記左腰部板16Lには、上記左上側リンク部材75Lを駆動する左上側駆動モータ56L(本実施形態では、左上側リンク部材駆動手段を構成することになる)が取り付けられ、この左上側駆動モータ56Lの駆動によって、上記実施形態1と同様の伝動ベルト63を介して、左上側リンク部材75Lが上記一軸関節継手77Lの回動軸線回りに回動する。また、同様に、上記右腰部板16Rには、上記右上側リンク部材75Rを駆動する右上側駆動モータ56R(本実施形態では、右上側リンク部材駆動手段を構成することになる)が取り付けられ、この右上側駆動モータ56Rの駆動によって、右上側リンク部材75Rが上記一軸関節継手77Rの回動軸線回りに回動する。
A left
さらに、上記左上側リンク部材75Lには、上記左下側リンク部材76Lを駆動する左下側駆動モータ57L(本実施形態では、左下側リンク部材駆動手段を構成することになる)が取り付けられ、この左下側駆動モータ57Lの駆動によって、左下側リンク部材76Lが上記一軸関節継手78Lの回動軸線回りに回動する。また、上記右上側リンク部材75Rには、上記右下側リンク部材76Rを駆動する右下側駆動モータ57R(本実施形態では、右下側リンク部材駆動手段を構成することになる)が設けられ、この右下側駆動モータ57Rの駆動によって、右下側リンク部材76Rが上記一軸関節継手78Rの回動軸線回りに回動する。
Further, the lower
上記左上側リンク部材75L及び左下側リンク部材76Lのいずれか一方及び双方を駆動することにより、左足部1Lを前後方向及び上下方向に移動させることが可能になる。また、同様に、右上側リンク部材75R及び右下側リンク部材76Rのいずれか一方及び双方を駆動することにより、右足部1Rを前後方向及び上下方向に移動させることが可能になる。これにより、左足部1L及び右足部1Rを所定の歩幅で歩行動作させるようにすることが可能になる。
By driving one or both of the left
尚、本実施形態では、歩行支援装置を人に装着する際、左足部1L及び右足部1Rの上記人の足への装着、及び上記腰部装着部5の上記人の腰部への装着に加えて、上記左上側リンク部材75L及び左下側リンク部材76Lを、上記人の左脚における大腿部及び下腿部にそれぞれ装着し、上記右上側リンク部材75R及び右下側リンク部材76Rを、上記人の右脚における大腿部及び下腿部にそれぞれ装着するようにしてもよい。
In this embodiment, when the walking support device is worn on a person, in addition to the
上記左足部1Lの前側部分及び後側部分には、上記実施形態1と同様に、歩行支援装置を装着した人の左足が左足部1Lを下側に押圧する押圧力を検出する左前側押圧力検出センサ68L及び左後側押圧力検出センサ69Lがそれぞれ設けられ、右足部1Rの前側部分及び後側部分には、上記人の右足が右足部1Rを下側に押圧する押圧力を検出する右前側押圧力検出センサ68R及び右後側押圧力検出センサ69Rがそれぞれ設けられている。そして、コントローラ70が、上記各押圧力検出センサ68L,68R,69L,69Rの出力値を入力して、この入力した該出力値に基づいて、上記各駆動モータ56L,56R,57L,57Rを制御し、これにより、上記人の歩行動作に対応させて、左足部1L及び右足部1Rを所定の歩幅で歩行動作させるようになっている。
In the front part and the rear part of the
本実施形態では、上記左足部1L及び右足部1Rは、上記実施形態1のように、上下方向に延びる軸線回りに積極的に回動する構成にはなっておらず、装置全体の構造的剛性の低減や遊びの付与によって或る程度の量だけ回動できるようになっている。
In the present embodiment, the
そして、上記実施形態1と同様に、左下側リンク部材76Lには、該左下側リンク部材76Lを左側に変形させる力を検出する左変形力検出センサ71Lが設けられ、右下側リンク部材76Rには、該右下側リンク部材76Rを右側に変形させる力を検出する右変形力検出センサ71Rが設けられている。すなわち、例えば上記人が左足の爪先側を踵よりも左側に向けようとしたとき、左足部1Lを介して、上記左下側リンク部材76Lに、捩りを伴って左側に変形する力が作用し、この左側に変形する力を左変形力検出センサ71Lによって検出する。上記左変形力検出センサ71L及び右変形力検出センサ71Rの出力値は、コントローラ70に入力されるようになっている。
Similarly to the first embodiment, the lower
上記コントローラ70は、上記実施形態1と同様に、上記両変形力検出センサ71L,71Rによる検出結果に基づいて、上記人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかを判定し、上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定したときには、上記左足部1L及び右足部1Rの歩行動作における左側の歩幅が右側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅を変更するとともに、上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定したときには、上記歩行動作における右側の歩幅が左側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅を変更する。本実施形態では、左右の歩幅の差が、予め設定された設定量になるようにする。尚、上記人が歩行方向を大きく変更しようとする際には、左変形力検出センサ71L又は右変形力検出センサ71Rにより検出された力が基本的に大きくなるので、上記実施形態1と同様に、検出された力が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするようにすることも可能である。
As in the first embodiment, the
したがって、本実施形態においても、上記実施形態1と同様に、左変形力検出センサ71L及び右変形力検出センサ71Rにより、歩行支援装置を装着した人が左側又は右側に歩行方向を変更しようとする動作を検出して、この検出結果に基づいて、上記人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかを判定し、左側に変更しようとしていると判定したときには、左足部1L及び右足部1Rの歩行動作における左側の歩幅を右側の歩幅よりも小さくするとともに、右側に変更しようとしていると判定したときには、上記歩行動作における右側の歩幅を左側の歩幅よりも小さくするようにしたので、上記人が歩行方向を容易に変更することができるようになる。
Therefore, also in the present embodiment, as in the first embodiment, the left deformation
尚、上記実施形態2では、左足部1L及び右足部1Rを、上下方向に延びる軸線回りに積極的に回動する構成にはしていないが、左足部1Lと左下側リンク部材76Lとを連結する一軸関節継手79Lに代えて、互いに直交する2つの回動軸線が上下方向及び左右方向に延びる二軸関節継手を介して左足部1Lと左下側リンク部材75Lとを連結することで、左足部1Lが、その二軸関節継手における上下方向に延びる回動軸線回りに回動するように構成し、同様に、互いに直交する2つの回動軸線が上下方向及び左右方向に延びる二軸関節継手を介して右足部1Rと右下側リンク部材76Rとを連結することで、右足部1Rが、その二軸関節継手における上下方向に延びる回動軸線回りに回動するように構成してもよい。こうすることで、左足部1Lを、腰部装着部5に対して、予め設定された基準状態から、上下方向に延びる所定の左足部軸線(上記二軸関節継手における上下方向に延びる回動軸線)回りに、該左足部1Lの前端が後端に対して左側に移動するように回動可能に構成することができ、右足部1Rを、腰部装着部5に対して、予め設定された基準状態から、上下方向に延びる所定の右足部軸線(上記二軸関節継手における上下方向に延びる回動軸線)回りに、該右足部1Rの前端が後端に対して右側に移動するように回動可能に構成することができる。この場合、上記左変形力検出センサ71L及び右変形力検出センサ71Rに代えて、上記左足部1Lに、該左足部1Lの上記基準状態からの上記左足部軸線回りの回動量(左足部1Lの前端が後端に対して左側に移動する回動量)を検出する左足部回動検出センサを設け、右足部1Rに、該右足部1Rの上記基準状態からの上記右足部軸線回りの回動量(右足部1Rの前端が後端に対して右側に移動する回動量)を検出する右足部回動検出センサを設けて、これら左足部回動検出センサ及び右足部回動検出センサにより、上記人が左側又は右側に歩行方向を変更しようとする動作を検出するようにすればよい。この場合、上記左足部回動検出センサにより検出された回動量が所定量よりも大きくかつ上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が上記所定量以下であるときには、上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定するとともに、上記左足部回動検出センサにより検出された回動量が上記所定量以下でありかつ上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が上記所定量よりも大きいときには、上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定するようにすればよい。そして、上記人が左側に歩行方向を変更しようとしていると判定したときには、上記左足部回動検出センサにより検出された回動量が大きい程、左足部1L及び右足部1Rの歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするとともに、上記人が右側に歩行方向を変更しようとしていると判定したときには、上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするようにすることが好ましい。
In the second embodiment, the
また、左脚部15L及び右脚部15Rの構成は、上記実施形態1や実施形態2の構成には限られない。すなわち、左脚部15Lが、人の左脚における大腿部の左側側方にて上下に延びかつ上端部が関節継手を介して腰部装着部5と連結された左上側リンク部材と、上記左脚における下腿部の左側側方にて上下に延びるとともに上端部が関節継手を介して上記左上側リンク部材の下端部と連結されかつ下端部が関節継手を介して左足部1Lと連結された左下側リンク部材とを含み、右脚部15Rが、上記人の右脚における大腿部の右側側方にて上下に延びかつ上端部が関節継手を介して腰部装着部5と連結された右上側リンク部材と、上記右脚における下腿部の右側側方にて上下に延びるとともに上端部が関節継手を介して上記右上側リンク部材の下端部と連結されかつ下端部が関節継手を介して右足部1Rと連結された右下側リンク部材とを含んで、左足部1L及び右足部1Rが腰部装着部5に対して前後方向及び上下方向に移動して歩行動作を行うことが可能であれば、左脚部15L及び右脚部15Rは、どのような構成であってもよい。
Further, the configurations of the
さらに、上記実施形態1及び2では、左足部1L及び右足部1Rにそれぞれ帯状の係合部2を設けて人の左足及び右足が装着されるようにしたが、例えば、左足部1L及び右足部1Rの上面に市販のサンダル等の履物をそれぞれ取り付けて、その履物を人が履くようにしてもよい。この場合、その履物は、歩行時には左足部1L及び右足部1Rから外れずかつ非常時には容易に外れるように、面ファスナ等により左足部1L及び右足部1Rの上面に取り付けるようにすることが好ましい。また、このような履物を左足部1L及び右足部1Rの上面に取り付けた場合には、押圧力検出センサ68L,68R,69L,69Rを、その履物内(中敷)に埋め込むようにしてもよい。こうすれば、押圧力検出センサ68L,69Lの左足に対する相対ずれ量及び押圧力検出センサ68R,69Rの右足に対する相対ずれ量を小さくすることができる。
Further, in the first and second embodiments, the
本発明は、人の歩行を支援する歩行支援装置に有用であり、特に足裏から下肢全体を持ち上げるようにして支援するものに有用である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for a walking support device that supports walking of a person, and particularly useful for a device that supports the entire leg by lifting it from the sole.
1L 左足部
2L 右足部
5 腰部装着部
15L 左脚部
15R 右脚部
16L 左腰部板
16R 右腰部板
17L 第1の左上側リンク部材
17R 第1の右上側リンク部材
18L 第2の左上側リンク部材
18R 第2の右上側リンク部材
19L 第1の左下側リンク部材
19R 第1の右下側リンク部材
20L 第2の左下側リンク部材
20R 第2の右下側リンク部材
25L 第1の左膝部板
25R 第1の右膝部板
51L 第1の左上側平行四辺形リンク機構
51R 第1の右上側平行四辺形リンク機構
52L 第1の左下側平行四辺形リンク機構
52R 第1の右下側平行四辺形リンク機構
56L 左上側駆動モータ(左上側リンク部材駆動手段)(左上側リンク機構駆動手段)
56R 右上側駆動モータ(右上側リンク部材駆動手段)(右上側リンク機構駆動手段)
57L 左下側駆動モータ(左下側リンク部材駆動手段)(左下側リンク機構駆動手段)
57R 右下側駆動モータ(右下側リンク部材駆動手段)(右下側リンク機構駆動手段)
70 コントローラ(判定手段)(歩幅変更手段)
71L 左変形力検出センサ(歩行方向変更動作検出手段)
71R 右変形力検出センサ(歩行方向変更動作検出手段)
1L Left foot
56R Upper right side drive motor (upper right side link member drive means) (upper right side link mechanism drive means)
57L Lower left drive motor (lower left link member drive means) (lower left link mechanism drive means)
57R Lower right drive motor (lower right link member drive means) (lower right link mechanism drive means)
70 controller (determination means) (step length changing means)
71L Left deformation force detection sensor (walking direction change motion detection means)
71R Right deformation force detection sensor (walking direction change motion detection means)
Claims (10)
上記人の腰部に装着される腰部装着部と、
上記人の左脚における大腿部の左側側方にて上下に延びかつ上端部が関節継手を介して上記腰部装着部と連結された左上側リンク部材、及び、上記左脚における下腿部の左側側方にて上下に延びるとともに上端部が関節継手を介して上記左上側リンク部材の下端部と連結されかつ下端部が関節継手を介して上記左足部と連結された左下側リンク部材を含む左脚部と、
上記人の右脚における大腿部の右側側方にて上下に延びかつ上端部が関節継手を介して上記腰部装着部と連結された右上側リンク部材、及び、上記右脚における下腿部の右側側方にて上下に延びるとともに上端部が関節継手を介して上記右上側リンク部材の下端部と連結されかつ下端部が関節継手を介して上記右足部と連結された右下側リンク部材を含む右脚部と、
上記左上側リンク部材及び右上側リンク部材をそれぞれ駆動する左上側リンク部材駆動手段及び右上側リンク部材駆動手段と、
上記左下側リンク部材及び右下側リンク部材をそれぞれ駆動する左下側リンク部材駆動手段及び右下側リンク部材駆動手段とを備え、
上記左足部及び右足部が、上記各リンク部材駆動手段による上記各リンク部材の駆動によって、上記腰部装着部に対して前後方向及び上下方向に移動して歩行動作を行うことが可能に構成され、
上記各リンク部材駆動手段により、上記各リンク部材を、上記左足部及び右足部が所定の歩幅で歩行動作を行うようにそれぞれ駆動することで、上記人の歩行を支援する歩行支援装置であって、
上記人が左側又は右側に歩行方向を変更しようとする動作を検出する歩行方向変更動作検出手段と、
上記歩行方向変更動作検出手段による検出結果に基づいて、上記人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかを判定する判定手段と、
上記判定手段により上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定されたときには、上記左足部及び右足部の歩行動作における左側の歩幅が右側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅を変更するとともに、上記判定手段により上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定されたときには、上記歩行動作における右側の歩幅が左側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅を変更する歩幅変更手段とを備えていることを特徴とする歩行支援装置。 A left foot and a right foot to be worn on each of the left and right feet in a state where a person puts the left and right feet respectively;
A waist mounting part to be mounted on the waist of the person;
A left upper link member extending vertically on the left side of the thigh in the left leg of the person and having an upper end connected to the waist mounting part via a joint joint; and a lower leg of the left leg A left lower link member extending vertically on the left side and having an upper end connected to the lower end of the upper left link member via an articulated joint and a lower end connected to the left foot via an articulated joint The left leg,
An upper right link member extending vertically on the right side of the thigh in the right leg of the person and having an upper end connected to the waist mounting part via an articulation joint; and a lower leg of the right leg A lower right link member extending vertically on the right side and having an upper end connected to the lower end of the upper right link member via an articulated joint and a lower end connected to the right foot via an articulated joint. Including the right leg,
A left upper link member driving means and a right upper link member driving means for driving the left upper link member and the upper right link member, respectively;
The lower left link member driving means and the lower right link member driving means for driving the lower left link member and the lower right link member, respectively,
The left foot portion and the right foot portion are configured to be able to perform a walking motion by moving in the front-rear direction and the up-down direction with respect to the waist mounting portion by driving the link members by the link member driving means.
A walking support device for supporting the walking of the person by driving the link members by the link member driving means so that the left foot part and the right foot part perform a walking motion at a predetermined stride. ,
A walking direction change operation detecting means for detecting an operation in which the person tries to change the walking direction to the left side or the right side;
Based on the detection result by the walking direction changing operation detecting means, the determining means for determining whether the person is changing the walking direction to the left side or the right side;
When the determining means determines that the person is changing the walking direction to the left side, the predetermined step length is set so that the left step length in the walking motion of the left foot portion and the right foot portion is smaller than the right step length. And when the determination means determines that the person is going to change the walking direction to the right side, the predetermined step length is changed so that the right step length in the walking motion is smaller than the left step length. A walking support device comprising stride changing means.
上記歩行方向変更動作検出手段は、上記左下側リンク部材に設けられかつ該左下側リンク部材を左側に変形させる力を検出する左変形力検出センサと、上記右下側リンク部材に設けられかつ該右下側リンク部材を右側に変形させる力を検出する右変形力検出センサとで構成され、
上記判定手段は、上記左変形力検出センサにより検出された力が所定値よりも大きくかつ上記右変形力検出センサにより検出された力が上記所定値以下であるときには、上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定するとともに、上記左変形力検出センサにより検出された力が上記所定値以上でありかつ上記右変形力検出センサにより検出された力が上記所定値よりも大きいときには、上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定するように構成されていることを特徴とする歩行支援装置。 The walking support device according to claim 1,
The walking direction changing operation detecting means is provided on the lower left link member and detects a force that deforms the lower left link member to the left, and is provided on the lower right link member and the left lower link member. A right deformation force detection sensor that detects a force that deforms the lower right link member to the right,
When the force detected by the left deformation force detection sensor is greater than a predetermined value and the force detected by the right deformation force detection sensor is less than or equal to the predetermined value, the determination means When the force detected by the left deformation force detection sensor is equal to or greater than the predetermined value and the force detected by the right deformation force detection sensor is greater than the predetermined value, A walking support device configured to determine that a person is changing the walking direction to the right side.
上記歩幅変更手段は、上記判定手段により上記人が左側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記左変形力検出センサにより検出された力が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするとともに、上記判定手段により上記人が右側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記右変形力検出センサにより検出された力が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするように構成されていることを特徴とする歩行支援装置。 The walking support device according to claim 2,
When the step change means determines that the person is changing the walking direction to the left by the determination means, the greater the force detected by the left deformation force detection sensor, the greater the left and right steps in the walking motion. When the determination means determines that the person is changing the walking direction to the right side, the greater the force detected by the right deformation force detection sensor, the greater the left and right in the walking motion. A walking support device that is configured to increase a difference in stride.
上記左足部は、上記腰部装着部に対して、予め設定された基準状態から、上下方向に延びる所定の左足部軸線回りに、該左足部の前端が後端に対して左側に移動するように回動可能に構成され、
上記右足部は、上記腰部装着部に対して、予め設定された基準状態から、上下方向に延びる所定の右足部軸線回りに、該右足部の前端が後端に対して右側に移動するように回動可能に構成され、
上記歩行方向変更動作検出手段は、上記左足部の上記基準状態からの上記回動量を検出する左足部回動検出センサと、上記右足部の上記基準状態からの上記回動量を検出する右足部回動検出センサとで構成され、
上記判定手段は、上記左足部回動検出センサにより検出された回動量が所定量よりも大きくかつ上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が上記所定量以下であるときには、上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定する一方、上記左足部回動検出センサによりにより検出された回動量が上記所定量以下でありかつ上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が上記所定量よりも大きいときには、上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定するように構成されていることを特徴とする歩行支援装置。 The walking support device according to claim 1,
The left foot portion moves from a reference state set in advance to the waist attachment portion around a predetermined left foot axis extending in the vertical direction so that the front end of the left foot portion moves to the left with respect to the rear end. It is configured to be rotatable,
The right foot portion moves from the reference state set in advance to the waist mounting portion around a predetermined right foot axis extending in the vertical direction so that the front end of the right foot portion moves to the right with respect to the rear end. It is configured to be rotatable,
The walking direction changing operation detecting means includes a left foot rotation detection sensor that detects the amount of rotation of the left foot from the reference state, and a right foot rotation that detects the amount of rotation of the right foot from the reference state. Consisting of a motion detection sensor,
When the rotation amount detected by the left foot rotation detection sensor is greater than a predetermined amount and the rotation amount detected by the right foot rotation detection sensor is equal to or less than the predetermined amount, While it is determined that the walking direction is to be changed to the left side, the rotation amount detected by the left foot rotation detection sensor is equal to or less than the predetermined amount and the rotation amount detected by the right foot rotation detection sensor is A walking assist device configured to determine that the person is about to change the walking direction to the right when the predetermined amount is greater than the predetermined amount.
上記歩幅変更手段は、上記判定手段により上記人が左側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記左足部回動検出センサにより検出された回動量が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするとともに、上記判定手段により上記人が右側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするように構成されていることを特徴とする歩行支援装置。 The walking support device according to claim 4,
When the determination means determines that the person is changing the walking direction to the left side, the stride changing means increases the amount of rotation detected by the left foot rotation detection sensor and increases the left and right in the walking motion. When the determination means determines that the person is changing the walking direction to the right side, the larger the amount of rotation detected by the right foot rotation detection sensor is, the larger the difference in step length is. A walking support device configured to increase a difference in left and right stride in motion.
上記人の腰部に装着される腰部装着部と、
上記左足部と腰部装着部とを連結する左脚部と、
上記右足部と腰部装着部とを連結する右脚部とを備え、
上記左脚部が、上記人の左脚における大腿部の左側側方に設けられた左上側四辺形リンク機構と、上記左脚における下腿部の左側側方に設けられ、上記左上側四辺形リンク機構と連結された左下側四辺形リンク機構とで構成され、
上記右脚部が、上記人の右脚における大腿部の右側側方に設けられた右上側四辺形リンク機構と、上記右脚における下腿部の右側側方に設けられ、上記右上側四辺形リンク機構と連結された右下側四辺形リンク機構とで構成され、
上記左上側四辺形リンク機構が、上記腰部装着部に連結されかつ上記人の腰部と略同じ高さ位置で前後方向に延びる左腰部板と、上記人の膝部と略同じ高さ位置で前後方向に延びる左膝部板と、上記左腰部板と左膝部板とに連結され、前後に並んで上下方向に延びる2つの左上側リンク部材とで構成され、
上記左下側四辺形リンク機構が、上記左膝部板と、上記左足部と、上記左膝部板と左足部とに連結され、前後に並んで上下方向に延びる2つの左下側リンク部材とで構成され、
上記右上側四辺形リンク機構が、上記腰部装着部に連結されかつ上記人の腰部と略同じ高さ位置で前後方向に延びる右腰部板と、上記人の膝部と略同じ高さ位置で前後方向に延びる右膝部板と、上記右腰部板と右膝部板とに連結され、前後に並んで上下方向に延びる2つの右上側リンク部材とで構成され、
上記右下側四辺形リンク機構が、上記右膝部板と、上記右足部と、上記右膝部板と右足部とに連結され、前後に並んで上下方向に延びる2つの右下側リンク部材とで構成され、
上記左上側四辺形リンク機構及び右上側四辺形リンク機構をそれぞれ駆動する左上側リンク機構駆動手段及び右上側リンク機構駆動手段と、
上記左下側四辺形リンク機構及び右下側四辺形リンク機構をそれぞれ駆動する左下側リンク機構駆動手段及び右下側リンク機構駆動手段とを更に備え、
上記左足部及び右足部が、上記各リンク機構駆動手段による上記各四辺形リンク機構の駆動によって、上記腰部装着部に対して前後方向及び上下方向に移動して歩行動作を行うことが可能に構成され、
上記各リンク部材駆動手段により、上記各四辺形リンク機構を、上記左足部及び右足部が所定の歩幅で歩行動作を行うようにそれぞれ駆動することで、上記人の歩行を支援する歩行支援装置であって、
上記人が左側又は右側に歩行方向を変更しようとする動作を検出する歩行方向変更動作検出手段と、
上記歩行方向変更動作検出手段による検出結果に基づいて、上記人が歩行方向を左側及び右側のうちいずれの側に変更しようとしているのかを判定する判定手段と、
上記判定手段により上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定されたときには、上記左足部及び右足部の歩行動作における左側の歩幅が右側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅を変更するとともに、上記判定手段により上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定されたときには、上記歩行動作における右側の歩幅が左側の歩幅よりも小さくなるように上記所定の歩幅を変更する歩幅変更手段とを備えていることを特徴とする歩行支援装置。 A left foot and a right foot to be worn on each of the left and right feet in a state where a person puts the left and right feet respectively;
A waist mounting part to be mounted on the waist of the person;
A left leg connecting the left foot and the waist mounting part;
A right leg connecting the right foot and the waist mounting portion;
The left leg is provided on the left upper side quadrilateral link mechanism provided on the left side of the thigh in the left leg of the person, and the left upper side on the left side of the lower leg in the left leg. The lower left quadrilateral link mechanism connected to the shape link mechanism,
The right leg is provided on the right side of the right leg of the lower leg of the right leg, and the right side of the lower leg of the right leg is provided on the right side of the thigh. The lower right quadrilateral link mechanism connected to the shape link mechanism,
The left upper quadrilateral link mechanism is connected to the waist mounting portion and extends in the front-rear direction at the same height as the person's waist, and the front / rear at the same height as the person's knee. A left knee plate extending in the direction, and two left upper link members connected to the left waist plate and the left knee plate and extending in the vertical direction along the front and rear,
The lower left quadrilateral link mechanism is connected to the left knee plate, the left foot, the left knee plate and the left foot, and two lower left link members extending in the vertical direction along the front and rear. Configured,
The right upper quadrilateral link mechanism is connected to the waist mounting portion and extends in the front-rear direction at the same height as the person's waist, and the front / rear at the same height as the person's knee. A right knee plate extending in the direction, and two right upper link members connected to the right waist plate and the right knee plate and extending in the up-down direction along the front-rear direction,
The lower right quadrilateral link mechanism is connected to the right knee plate, the right foot, the right knee plate and the right foot, and two right lower link members extending in the vertical direction along the front and rear. And consists of
A left upper link mechanism driving means and an upper right link mechanism driving means for driving the left upper quadrilateral link mechanism and the upper right quadrilateral link mechanism, respectively;
A left lower link mechanism driving means and a lower right link mechanism driving means for driving the lower left quadrilateral link mechanism and the lower right quadrilateral link mechanism, respectively;
The left foot part and the right foot part can be moved in the front-rear direction and the up-down direction with respect to the waist mounting part by the driving of the quadrilateral link mechanisms by the link mechanism driving means. And
A walking support device for supporting the walking of the person by driving the quadrilateral link mechanisms by the link member driving means so that the left foot part and the right foot part perform a walking motion at a predetermined stride. There,
A walking direction change operation detecting means for detecting an operation in which the person tries to change the walking direction to the left side or the right side;
Based on the detection result by the walking direction changing operation detecting means, a determining means for determining which side the walking direction is going to be changed to the left side or the right side;
When the determining means determines that the person is changing the walking direction to the left side, the predetermined step length is set so that the left step length in the walking motion of the left foot portion and the right foot portion is smaller than the right step length. And when the determination means determines that the person is going to change the walking direction to the right side, the predetermined step length is changed so that the right step length in the walking motion is smaller than the left step length. A walking support device comprising stride changing means.
上記歩行方向変更動作検出手段は、上記2つの左下側リンク部材のうちの前側の左下側リンク部材に設けられかつ該前側の左下側リンク部材を左側に変形させる力を検出する左変形力検出センサと、上記2つの右下側リンク部材のうちの前側の右下側リンク部材に設けられかつ該前側の右下側リンク部材を右側に変形させる力を検出する右変形力検出センサとで構成され、
上記判定手段は、上記左変形力検出センサにより検出された力が所定値よりも大きくかつ上記右変形力検出センサにより検出された力が上記所定値以下であるときには、上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定するとともに、上記左変形力検出センサにより検出された力が上記所定値以上でありかつ上記右変形力検出センサにより検出された力が上記所定値よりも大きいときには、上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定するように構成されていることを特徴とする歩行支援装置。 The walking support device according to claim 6,
The walking direction changing motion detecting means is provided on a front left lower link member of the two lower left link members and detects a force that deforms the front left lower link member to the left. And a right deformation force detection sensor that detects a force that is provided on the front right lower link member of the two right lower link members and that deforms the front right lower link member to the right. ,
When the force detected by the left deformation force detection sensor is greater than a predetermined value and the force detected by the right deformation force detection sensor is less than or equal to the predetermined value, the determination means When the force detected by the left deformation force detection sensor is equal to or greater than the predetermined value and the force detected by the right deformation force detection sensor is greater than the predetermined value, A walking support device configured to determine that a person is about to change the walking direction to the right side.
上記歩幅変更手段は、上記判定手段により上記人が左側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記左変形力検出センサにより検出された力が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするとともに、上記判定手段により上記人が右側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記右変形力検出センサにより検出された力が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするように構成されていることを特徴とする歩行支援装置。 The walking support device according to claim 7,
When the step change means determines that the person is changing the walking direction to the left by the determination means, the greater the force detected by the left deformation force detection sensor, the greater the left and right steps in the walking motion. When the determination means determines that the person is changing the walking direction to the right side, the greater the force detected by the right deformation force detection sensor, the greater the left and right in the walking motion. A walking support device that is configured to increase a difference in stride.
上記左足部は、上記腰部装着部に対して、予め設定された基準状態から、上下方向に延びる所定の左足部軸線回りに、該左足部の前端が後端に対して左側に移動するように回動可能に構成され、
上記右足部は、上記腰部装着部に対して、予め設定された基準状態から、上下方向に延びる所定の右足部軸線回りに、該右足部の前端が後端に対して右側に移動するように回動可能に構成され、
上記歩行方向変更動作検出手段は、上記左足部の上記基準状態からの上記回動量を検出する左足部回動検出センサと、上記右足部の上記基準状態からの上記回動量を検出する右足部回動検出センサとで構成され、
上記判定手段は、上記左足部回動検出センサにより検出された回動量が所定量よりも大きくかつ上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が上記所定量以下であるときには、上記人が歩行方向を左側に変更しようとしていると判定する一方、上記左足部回動検出センサによりにより検出された回動量が上記所定量以下でありかつ上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が上記所定量よりも大きいときには、上記人が歩行方向を右側に変更しようとしていると判定するように構成されていることを特徴とする歩行支援装置。 The walking support device according to claim 6,
The left foot portion moves from a reference state set in advance to the waist attachment portion around a predetermined left foot axis extending in the vertical direction so that the front end of the left foot portion moves to the left with respect to the rear end. It is configured to be rotatable,
The right foot portion moves from the reference state set in advance to the waist mounting portion around a predetermined right foot axis extending in the vertical direction so that the front end of the right foot portion moves to the right with respect to the rear end. It is configured to be rotatable,
The walking direction changing operation detecting means includes a left foot rotation detection sensor that detects the amount of rotation of the left foot from the reference state, and a right foot rotation that detects the amount of rotation of the right foot from the reference state. Consisting of a motion detection sensor,
When the rotation amount detected by the left foot rotation detection sensor is greater than a predetermined amount and the rotation amount detected by the right foot rotation detection sensor is equal to or less than the predetermined amount, While it is determined that the walking direction is to be changed to the left side, the rotation amount detected by the left foot rotation detection sensor is equal to or less than the predetermined amount and the rotation amount detected by the right foot rotation detection sensor is A walking assist device configured to determine that the person is about to change the walking direction to the right when the predetermined amount is greater than the predetermined amount.
上記歩幅変更手段は、上記判定手段により上記人が左側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記左足部回動検出センサにより検出された回動量が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするとともに、上記判定手段により上記人が右側に歩行方向を変更しようとしていると判定されたときには、上記右足部回動検出センサにより検出された回動量が大きい程、上記歩行動作における左右の歩幅の差を大きくするように構成されていることを特徴とする歩行支援装置。 The walking support device according to claim 9, wherein
When the determination means determines that the person is changing the walking direction to the left side, the stride changing means increases the amount of rotation detected by the left foot rotation detection sensor and increases the left and right in the walking motion. When the determination means determines that the person is changing the walking direction to the right side, the larger the amount of rotation detected by the right foot rotation detection sensor is, the larger the difference in step length is. A walking support device configured to increase a difference in left and right stride in motion.
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