JP2009106385A

JP2009106385A - 歩容改善支援システム

Info

Publication number: JP2009106385A
Application number: JP2007279676A
Authority: JP
Inventors: Matsuki Yamamoto; 松樹山本; Yoshihiro Matsumura; 吉浩松村
Original assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2007-10-26
Publication date: 2009-05-21

Abstract

【課題】簡易な構成で、歩行の妨げにならない歩容改善支援システムを提供する。
【解決手段】振動命令生成部４０４は、ピッチ測定部４０２が測定したピッチ（測定ピッチ）と目標ピッチ設定部４０３が設定したピッチの目標パターンデータ（目標ピッチ）とを比較し、測定ピッチが目標ピッチからずれたと判断すると、無線通信部４０１を介して振動装置２０_Ｌ，２０_Ｒへ交互に振動命令を送信し、振動装置２０_Ｌ，２０_Ｒは目標ピッチに同期して交互に振動する。
【選択図】図１

Description

本発明は、歩容改善支援システムに関するものである。

従来、加速度計等の振動検出手段を備えて構成され、検出した振動から使用者の歩行ピッチを計測し、ピッチ音としてヘッドフォンから出力して使用者に現在の歩行ピッチを提示する装置がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１８５７２５号公報

しかし、従来の技術では、ヘッドフォンを用いて使用者の耳にピッチ音を聞かせており、使用者は歩行時にヘッドフォンを装着する必要があり、ヘッドフォンが歩行の妨げになる煩わしい構成であった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で、歩行の妨げにならない歩容改善支援システムを提供することにある。

請求項１の発明は、歩行時の目標ピッチを設定する目標ピッチ設定手段と、設定した目標ピッチに基づいて使用者の足裏に刺激を与える刺激出力手段とを備えることを特徴とする。

この発明によれば、従来のようにピッチ音を聞くためのヘッドフォンを装着する必要はなく、簡易な構成で、歩行の妨げにならない歩容改善支援システムを提供することができる。

なお、本発明における「歩行」とは、散歩やウォーキング等に加えて、ジョギングやランニング等の走行も含むものとする。

請求項２の発明は、請求項１において、前記刺激出力手段は、使用者の足裏に刺激を与えることを特徴とする。

この発明によれば、足裏には体全体の末梢神経の末端が集まっており、足裏を刺激することは体全体を刺激することになり、刺激による歩容改善効果が大きい。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記刺激出力手段は、使用者が履いた靴のインナーソールに設けられることを特徴とする。

この発明によれば、複数の靴、複数の使用者に対して本歩容改善支援システムを構成できるので、システムとしての汎用性が高くなる。

請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかにおいて、使用者の心拍数を測定する心拍数計測手段を備え、前記目標ピッチ設定手段は、測定された心拍数に基づいて歩行時の目標ピッチを設定することを特徴とする。

この発明によれば、使用者の身体への安全性を考慮した目標ピッチを設定することができる。

請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかにおいて、使用者の足裏の圧力を検出する圧力検出手段を備え、前記刺激出力手段は、圧力検出手段が検出した足裏の圧力に基づいて歩行時のピッチを導出し、当該導出したピッチと前記設定した目標ピッチとがずれた場合に使用者の足裏に刺激を与えることを特徴とする。

この発明によれば、自己の歩行時のピッチが目標ピッチからずれた場合のみ、刺激出力手段が正しいピッチで振動するので、より歩行の妨げにならない。

以上説明したように、本発明では、簡易な構成で、歩行の妨げにならない歩容改善支援システムを提供することができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態の歩容改善支援システムは、図１，図２に示すように、使用者Ｈが履いている左靴Ｓ_ＬのインナーソールＳ１_Ｌに設けた圧力センサ１０_Ｌ，振動装置２０_Ｌ，無線通信部３０_Ｌと、使用者Ｈが履いている右靴Ｓ_ＲのインナーソールＳ１_Ｒに設けた圧力センサ１０_Ｒ，振動装置２０_Ｒ，無線通信部３０_Ｒと、使用者Ｈの腰に装着されたコントローラ４０とで構成される。

圧力センサ１０_Ｌ，１０_Ｒは、圧電式、または圧力による抵抗変化を利用する方式のものであり、図３に示すように、使用者Ｈの足裏のかかとに対向して配置されて、左右の足毎にかかとの接地圧力を測定している。

振動装置２０（２０_Ｌ，２０_Ｒ）は、図４に示すように、モータユニット２０１と、使用者Ｈの足裏の母指に対向して配置された振動部２０２（２０２_Ｌ，２０２_Ｒ）とを各々備える（図３参照）。モータユニット２０１は、モータ２０１ａと、モータの駆動用電池２０１ｂと、無線通信部１３１からの振動命令に応じてモータ２０１ａを駆動するモータ駆動部２０１ｃと、モータ２０１ａが発生する駆動力を振動部２０２へ伝達するアーム等の動力伝達部２０１ｄとを備える。そして、振動部２０２はモータ２０１ａから動力伝達部２０１ｄを介して伝達された駆動力で振動し、この振動刺激は使用者Ｈの足裏の母指に伝達される。

無線通信部３０_Ｌ，３０_Ｒは、コントローラ４０との間で無線信号による通信を行い、圧力センサ１０_Ｌ，１０_Ｒからの測定データ（圧力データ）をコントローラ４０へ送信し、またコントローラ４０から送信された振動命令を受信して振動装置２０_Ｌ，２０_Ｒへ出力する。

コントローラ４０は、マイクロコンピュータ等で構成され、無線通信部３０_Ｌ，３０_Ｒとの間で無線信号による通信を行う無線通信部４０１と、圧力センサ１０_Ｌ，１０_Ｒからの圧力データに基づいて使用者Ｈの歩行時のピッチを測定するピッチ測定部４０２と、ピッチの目標パターンデータを設定する目標ピッチ設定部４０３と、振動命令を生成する振動命令生成部４０４とで構成される。

そして、使用者Ｈの操作によって目標ピッチ設定部４０３はピッチの目標パターンデータを予め設定する。この目標パターンデータは、時間に対してピッチを変動可能に設定することができ、例えば、歩行の開始時は低いピッチ数に設定し、時間が経過するにしたがってピッチ数を高く設定することが可能である。

使用者Ｈの歩行が開始されると、圧力センサ１０_Ｌ，１０_Ｒから無線通信部３０_Ｌ，３０_Ｒを介して圧力データを送信し、コントローラ４０のピッチ測定部４０２は無線通信部４０１を介して圧力データを受け取ると、圧力データのピークを検出することで使用者Ｈの歩行時のピッチを測定する。振動命令生成部４０４は、ピッチ測定部４０２からの入力によって歩行の開始を検出して、ピッチ測定部４０２が測定したピッチ（測定ピッチ）と目標ピッチ設定部４０３が設定したピッチの目標パターンデータ（目標ピッチ）とを比較する。図５（ａ）（ｂ）は測定ピッチと目標ピッチを各々示し、振動命令生成部４０４は、目標ピッチの前後に予め設定した許容範囲Ｗ１外に測定ピッチが発生すると、測定ピッチが目標ピッチからずれたと判断して、図５（ｃ）に示すような目標ピッチに同期した振動命令を一定時間生成し、無線通信部４０１を介して振動装置２０_Ｌ，２０_Ｒへ交互に振動命令を送信する。また、測定ピッチが許容範囲Ｗ１外に所定回数連続してずれた場合に、測定ピッチが目標ピッチからずれたと判断する方法もある。

振動装置２０_Ｌ，２０_Ｒは無線通信部３０_Ｌ，３０_Ｒを介して振動命令を交互に受け取る。そして、振動装置２０_Ｌ，２０_Ｒの各モータユニット２０１では、モータ駆動部２０１ｃが振動命令にしたがってモータ２０１ａを駆動し、動力伝達部２０１ｄを介して振動部２０２を振動させ、使用者Ｈの足裏の母指を振動させる。この振動は、振動装置２０_Ｌ，２０_Ｒで交互に発生し、測定ピッチが目標ピッチからずれた時点から目標ピッチに同期して一定時間繰り返される。

使用者Ｈは、母指に振動刺激を与えられることで、自己の歩行時のピッチが目標ピッチからずれていることがわかるとともに、この振動刺激が発生したほうの足を振動刺激に合わせて接地させることによって正しいピッチパターンに改善できる。したがって、歩行能力が衰えた人や、歩行バランスが悪い人の歩容（例えば、左右の足の荷重移動の癖や、右一歩時間と左一歩時間との時間差、右歩幅と左歩幅との差、歩隔など）を矯正できる。

このように本実施形態では、従来のようにピッチ音を聞くためのヘッドフォンを装着する必要はなく、自己の歩行時のピッチが目標ピッチからずれた場合のみ、靴内に設けた振動装置２０_Ｌ，２０_Ｒが正しいピッチで振動するので、簡易な構成で、歩行の妨げにならない歩容改善支援システムを実現している。

また、圧力センサ，振動装置，無線通信部を設けたインナーソールＳ１_Ｌ，Ｓ１_Ｒを靴に装着する構成であり、複数の靴、複数の使用者に対して本システムを構成できるので、システムとしての汎用性が高くなる。

さらに、足裏には体全体の末梢神経の末端が集まっており、足裏を刺激することは体全体を刺激することになり、刺激による歩容改善効果が大きい。

なお本実施形態では、振動装置２０_Ｌ，２０_Ｒの振動を、測定ピッチが目標ピッチの許容範囲Ｗ１外に発生してから一定時間繰り返しているが、測定ピッチが目標ピッチの許容範囲Ｗ１内に戻るまで繰り返してもよい。

（実施形態２）
本実施形態の歩容改善支援システムは、図６に示すように、実施形態１の構成に心拍センサ５０を設けたものであり、心拍センサ５０は使用者Ｈの胸部（図３中の破線参照）または腕部に装着されて、使用者Ｈの心拍に同期した心拍信号を生成し、この心拍信号を無線信号でコントローラ４０へ送信する。

コントローラ４０の目標ピッチ設定部４０３は、無線通信部４０１を介して受け取った心拍信号に基づいて心拍数を測定し、この心拍数に基づいて目標とするピッチ数を変更する。具体的には、ジョギング時に実施形態１と同様に設定した目標ピッチに対して、運動強度が大きすぎて使用者Ｈの心拍数が所定数より高くなった場合にはピッチ数を下げた目標ピッチに変更し、測定した心拍数が１００〜１２０回／分となるように目標ピッチを再設定する。したがって、使用者Ｈの身体への安全性を考慮した目標ピッチを設定することができる。

また、上記実施形態１，２では、使用者の足裏に与える刺激として振動刺激を例示しているが、ペルチェ素子を用いた温度刺激（冷却、加熱）等の他の刺激であってもよい。

なお、上述の各実施形態における「歩行」とは、散歩やウォーキング等に加えて、ジョギングやランニング等の走行も含むものとする。

実施形態１の歩容改善支援システムのブロック構成を示す図である。同上の使用者への装着状態を示す図である。同上の使用者の足裏を示す図である。同上の振動装置のブロック構成を示す図である。（ａ）〜（ｃ）同上のピッチと振動命令を示す図である。実施形態２の歩容改善支援システムのブロック構成を示す図である。

符号の説明

１０_Ｌ，１０_Ｒ圧力センサ
２０_Ｌ，２０_Ｒ振動装置
３０_Ｌ，３０_Ｒ無線通信部
４０コントローラ
４０１無線通信部
４０２ピッチ測定部
４０３目標ピッチ設定部
４０４振動命令生成部

Claims

歩行時の目標ピッチを設定する目標ピッチ設定手段と、
設定した目標ピッチに基づいて使用者の足に刺激を与える刺激出力手段と
を備えることを特徴とする歩容改善支援システム。
前記刺激出力手段は、使用者の足裏に刺激を与えることを特徴とする請求項１記載の歩容改善支援システム。
前記刺激出力手段は、使用者が履いた靴のインナーソールに設けられることを特徴とする請求項１または２記載の歩容改善支援システム。
使用者の心拍数を測定する心拍数計測手段を備え、前記目標ピッチ設定手段は、測定された心拍数に基づいて歩行時の目標ピッチを設定することを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載の歩容改善支援システム。
使用者の足裏の圧力を検出する圧力検出手段を備え、前記刺激出力手段は、圧力検出手段が検出した足裏の圧力に基づいて歩行時のピッチを導出し、当該導出したピッチと前記設定した目標ピッチとがずれた場合に使用者の足裏に刺激を与えることを特徴とする請求項１乃至４いずれか記載の歩容改善支援システム。