JP2009183405A - Walking aid device - Google Patents

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JP2009183405A
JP2009183405A JP2008025334A JP2008025334A JP2009183405A JP 2009183405 A JP2009183405 A JP 2009183405A JP 2008025334 A JP2008025334 A JP 2008025334A JP 2008025334 A JP2008025334 A JP 2008025334A JP 2009183405 A JP2009183405 A JP 2009183405A
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angle
road surface
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Mikiyuki Oki
幹志 大木
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a walking aid device which appropriately deals with road surfaces tilted rightward and leftward. <P>SOLUTION: The walking aid device 10 includes a supporting member 26 which is laterally placed across a pair of right and left joints, is supported by the pair of right and left joints to rotate about an axis in the horizontal direction, and has at least one rotation supporting part configured to rotate about the axis in the front-back direction, an electrical component 22 which is hung from the rotation supporting part of the supporting member for controlling to drive front side wheels and rear side wheels, a hanging angle sensor 34 for detecting a hanging angle of the electrical component around the axis in the front-back direction with respect to the supporting member, and a controller 12d for independently controlling a connecting angle between the left side main frame and the left side sub-frame and a connecting angle between the right side main frame and the right side sub-frame based on the hanging angle of the electrical component around the axis in the front-back direction which is detected by the hanging angle sensor 34. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、歩行者の歩行を補助するための歩行補助装置、特に手押し車型の歩行補助装置に関する。   The present invention relates to a walking assistance device for assisting a pedestrian to walk, and more particularly to a handcart type walking assistance device.

従来文献(特許文献1‐4)には、歩行補助装置の例が示されている。
特許3156367号 特開平10‐216183号公報 国際公開WO98/41182 特開昭61‐501611号公報
Examples of walking assist devices are shown in the conventional literature (Patent Literatures 1 to 4).
Japanese Patent No. 3156367 JP-A-10-216183 International Publication WO 98/41182 Japanese Patent Laid-Open No. 61-501611

歩行補助装置は、平坦な路面上で使用されるだけではなく、傾斜した路面上で使用されることもある。特に、路面が歩行補助装置の進行方向に対して垂直な方向(言い換えれば、歩行者の左右方向)に傾斜している場合には、歩行補助装置は不安定な状態となる。路面が過度に左右方向に傾斜している場合には、歩行補助装置が横転してしまう虞がある。   The walking assist device is not only used on a flat road surface but also used on an inclined road surface. In particular, when the road surface is inclined in a direction perpendicular to the traveling direction of the walking assistance device (in other words, the left-right direction of the pedestrian), the walking assistance device is in an unstable state. If the road surface is excessively inclined in the left-right direction, the walking assistance device may roll over.

また、路面が歩行補助装置の進行方向に対して垂直な方向に傾斜している場合には、歩行補助装置の姿勢が歩行者に対して斜めになってしまう。例えば、歩行者の左右方向に傾斜した路面では、歩行補助装置のハンドルが歩行者に対して左側または右側に移動してしまう。このように、歩行者の左右方向に傾斜した路面では、歩行補助装置は歩行者にとって使用しづらいものとなる。   Further, when the road surface is inclined in a direction perpendicular to the traveling direction of the walking assist device, the posture of the walking assist device is inclined with respect to the pedestrian. For example, on a road surface inclined in the left-right direction of the pedestrian, the handle of the walking assist device moves to the left or right side with respect to the pedestrian. Thus, on a road surface inclined in the left-right direction of the pedestrian, the walking assist device is difficult to use for the pedestrian.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、左右方向の傾斜した路面に好適に対処することが可能な歩行補助装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a walking assist device that can suitably cope with a sloping road surface in the left-right direction.

上述した目的を達成するために、本発明の歩行補助装置は、歩行者が把持可能な高さで路面に対して水平に延設されるハンドルと、ハンドルの両端から歩行者の前側の斜め下方に向けて路面近傍まで延びる左右一対のメインフレームと、メインフレームの途中部分から歩行者付近の路面に向けて路面近傍まで延びる左右一対のサブフレームと、メインフレームの途中部分に設けられ、メインフレームに対してサブフレームを回動自在に連結する左右一対のジョイントと、メインフレームの路面近傍の下端に設けられ左右一対の前側車輪と、サブフレームの路面近傍の下端に設けられ左右一対の後側車輪と、左右一対のジョイントの間に横架された支持部材であって、左右一対のジョイントにより左右方向軸回りに回動自在に支持されると共に、前後方向軸回りに回動自在に構成された少なくとも一つの回動支持部を有する支持部材と、支持部材の回動支持部から吊り下げられた、前側車輪および後側車輪の駆動制御用の電装部品と、支持部材に対する電装部品の前後方向軸回りの吊下げ角を検出する吊下げ角センサと、吊下げ角センサにより検出された電装部品の前後方向軸回りの吊下げ角に基づいて、左側メインフレームおよび左側サブフレームの連結角度および右側メインフレームおよび右側サブフレームの連結角度をそれぞれ独立して制御するコントローラと、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above-described object, the walking assist device of the present invention includes a handle that extends horizontally with respect to the road surface at a height that can be gripped by a pedestrian, and a diagonally lower front side of the pedestrian from both ends of the handle. A pair of left and right main frames extending to the vicinity of the road surface toward the road, a pair of left and right subframes extending from the middle part of the main frame to the road surface near the pedestrian, and a middle part of the main frame. A pair of left and right joints that pivotally connect the subframe to the pair, a pair of left and right front wheels provided at the lower end near the road surface of the main frame, and a pair of left and right rear sides provided at the lower end near the road surface of the subframe A support member that is horizontally mounted between a wheel and a pair of left and right joints, and is supported by a pair of left and right joints so as to be rotatable about a left and right axis. A support member having at least one rotation support portion configured to be rotatable about a longitudinal axis, and electrical equipment for driving control of the front wheels and the rear wheels suspended from the rotation support portion of the support member A suspension angle sensor for detecting a suspension angle of the electrical component around the longitudinal axis of the electrical component relative to the support member, and a left side based on the suspension angle of the electrical component around the longitudinal axis of the electrical component detected by the suspension angle sensor And a controller for independently controlling a connection angle between the main frame and the left subframe and a connection angle between the right main frame and the right subframe.

本発明の歩行補助装置では、左右一対のジョイントの間に支持部材が横架されており、この支持部材は、左右一対のジョイントにより左右方向軸回りに回動自在に支持されると共に、前後方向軸回りに回動自在に構成された回動支持部を有している。この支持部材の回動支持部には、前側車輪および後側車輪の駆動制御用の電装部品が吊り下げられており、吊下げ角センサが支持部材に対する電装部品の前後方向軸回りの吊下げ角を検出する。コントローラは、吊下げ角センサにより検出された電装部品の前後方向軸回りの吊下げ角に基づいて、左側メインフレームおよび左側サブフレームの連結角度および右側メインフレームおよび右側サブフレームの連結角度をそれぞれ独立して制御する。このため、本発明の歩行補助装置によれば、路面が左右方向に傾斜していても、左側メインフレームおよび左側サブフレームの連結角度および右側メインフレームおよび右側サブフレームの連結角度をそれぞれ独立して制御することで、歩行補助装置を安定な状態とすることができる。また、本発明の歩行補助装置によれば、路面が左右方向に傾斜していても、左側メインフレームおよび左側サブフレームの連結角度および右側メインフレームおよび右側サブフレームの連結角度をそれぞれ独立して制御することで、ハンドルの左右への移動を軽減することができる。   In the walking assist device of the present invention, a support member is horizontally mounted between the pair of left and right joints, and the support member is supported by the pair of left and right joints so as to be rotatable about the left and right axis, and the front and rear direction. A rotation support portion configured to be rotatable about an axis is provided. An electrical component for driving control of the front wheel and the rear wheel is suspended from the rotation support portion of the support member, and the suspension angle sensor is a suspension angle around the longitudinal axis of the electrical component relative to the support member. Is detected. The controller independently determines the connection angle between the left main frame and the left sub frame and the connection angle between the right main frame and the right sub frame based on the suspension angle around the longitudinal axis of the electrical component detected by the suspension angle sensor. And control. Therefore, according to the walking assist device of the present invention, even if the road surface is inclined in the left-right direction, the connection angle between the left main frame and the left sub-frame and the connection angle between the right main frame and the right sub-frame are independent of each other. By controlling, the walking assist device can be in a stable state. Further, according to the walking assist device of the present invention, even when the road surface is inclined in the left-right direction, the connection angle between the left main frame and the left sub-frame and the connection angle between the right main frame and the right sub-frame are independently controlled. By doing so, the movement of the handle to the left and right can be reduced.

また、本発明の歩行補助装置において、コントローラは、吊下げ角センサにより検出された電装部品の前後方向軸回りの吊下げ角に基づいて、左側が山側であり右側が谷側であると判定される場合に、右側メインフレームおよび右側サブフレームの連結角度よりも、左側メインフレームおよび左側サブフレームの連結角度を大きくすることが好ましい。この構成によれば、左側が山側であり右側が谷側であると判定される場合に、右側メインフレームおよび右側サブフレームの連結角度よりも、左側メインフレームおよび左側サブフレームの連結角度を大きくするため、歩行補助装置を安定な状態とすることができる。   In the walking assist device of the present invention, the controller determines that the left side is the mountain side and the right side is the valley side based on the hanging angle around the longitudinal axis of the electrical component detected by the hanging angle sensor. In this case, it is preferable that the connection angle between the left main frame and the left subframe is larger than the connection angle between the right main frame and the right subframe. According to this configuration, when it is determined that the left side is the mountain side and the right side is the valley side, the connection angle between the left main frame and the left sub frame is made larger than the connection angle between the right main frame and the right sub frame. Therefore, the walking assist device can be in a stable state.

また、本発明の歩行補助装置において、コントローラは、吊下げ角センサにより検出された電装部品の前後方向軸回りの吊下げ角に基づいて、左側が谷側であり右側が山側であると判定される場合に、左側メインフレームおよび左側サブフレームの連結角度よりも、右側メインフレームおよび右側サブフレームの連結角度を大きくすることが好ましい。この構成によれば、左側が谷側であり右側が山側であると判定される場合に、左側メインフレームおよび左側サブフレームの連結角度よりも、右側メインフレームおよび右側サブフレームの連結角度を大きくするため、歩行補助装置を安定な状態とすることができる。   Further, in the walking assistance device of the present invention, the controller determines that the left side is the valley side and the right side is the mountain side based on the hanging angle around the longitudinal axis of the electrical component detected by the hanging angle sensor. In this case, it is preferable that the connection angle between the right main frame and the right subframe is larger than the connection angle between the left main frame and the left subframe. According to this configuration, when it is determined that the left side is the valley side and the right side is the mountain side, the connection angle between the right main frame and the right subframe is made larger than the connection angle between the left main frame and the left subframe. Therefore, the walking assist device can be in a stable state.

また、本発明の歩行補助装置は、左側メインフレームおよび左側サブフレームの連結角度を調節自在な左側ジョイントアクチュエータと、右側メインフレームおよび右側サブフレームの連結角度を調節自在な右側ジョイントアクチュエータと、をさらに備え、コントローラは、吊下げ角センサにより検出された電装部品の前後方向軸回りの吊下げ角に基づいて、左側ジョイントアクチュエータおよび右側ジョイントアクチュエータのそれぞれを制御して、左前側車輪から左後側車輪までの左側車輪間距離および右前側車輪から右後側車輪までの右側車輪間距離を調節することにより、メインフレームおよびサブフレームの連結角度を制御することが好ましい。この構成によれば、メインフレームおよびサブフレームの連結角度を制御するために、左側ジョイントアクチュエータおよび右側ジョイントアクチュエータのそれぞれを制御するため、歩行補助装置を安定な状態とすることができる。   The walking assist device according to the present invention further includes a left joint actuator capable of adjusting a connection angle between the left main frame and the left sub frame, and a right joint actuator capable of adjusting a connection angle between the right main frame and the right sub frame. The controller controls each of the left joint actuator and the right joint actuator from the left front wheel to the left rear wheel based on the suspension angle around the longitudinal axis of the electrical component detected by the suspension angle sensor. It is preferable to control the connection angle between the main frame and the subframe by adjusting the distance between the left wheels and the distance between the right wheels from the right front wheel to the right rear wheel. According to this configuration, since the left joint actuator and the right joint actuator are controlled in order to control the connection angle between the main frame and the subframe, the walking assistance device can be in a stable state.

また、本発明の歩行補助装置において、コントローラは、ハンドルが水平な状態を維持するように、左側メインフレームおよび左側サブフレームの連結角度および右側メインフレームおよび右側サブフレームの連結角度をそれぞれ独立して制御する。よって、傾斜した路面であってもハンドルが略水平となるため、歩行者にとって歩行補助装置の使い心地を向上することができる。   Further, in the walking assist device of the present invention, the controller independently sets the connection angle of the left main frame and the left sub frame and the connection angle of the right main frame and the right sub frame so that the handle is maintained in a horizontal state. Control. Therefore, the handle becomes substantially horizontal even on an inclined road surface, so that the pedestrian can improve the comfort of using the walking assist device.

また、本発明の歩行補助装置において、各車輪は、車輪にモータが内蔵されたインホイールモータであってもよい。また、本発明の歩行補助装置において、電装部品は、各車輪に電力を供給するための電源ユニットであってもよい。   In the walking assistance device of the present invention, each wheel may be an in-wheel motor in which a motor is built in the wheel. In the walking assistance device of the present invention, the electrical component may be a power supply unit for supplying power to each wheel.

本発明によれば、左右方向の傾斜した路面に好適に対処することが可能な歩行補助装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the walk assistance apparatus which can cope suitably with the road surface inclined in the left-right direction can be provided.

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素または同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements or elements having the same function, and redundant description is omitted.

図1および図2は、本実施形態に係る歩行補助装置10の外観を示している。また、図3は、本実施形態に係る歩行補助装置10のブロック図を示している。図1、図2および図3を参照して、本実施形態に係る歩行補助装置10の構成を説明する。   1 and 2 show the appearance of the walking assist device 10 according to the present embodiment. Moreover, FIG. 3 has shown the block diagram of the walking assistance apparatus 10 which concerns on this embodiment. With reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG. 3, the structure of the walking assistance apparatus 10 which concerns on this embodiment is demonstrated.

歩行補助装置10は手押し車型であり、ハンドル12、メインフレーム14L,14R、サブフレーム16L,16R、ジョイント18L,18R、支持部材26、電源ユニット22および車輪20FL,20FR,20RL,20RRにより構成されている。図2に示されるように、歩行補助装置10は、歩行者が歩行補助装置10を手前に配置して、歩行補助装置10の上端に配置されるハンドル12を持つことにより、歩行補助装置10が歩行者を支持し、歩行者の歩行を補助するように構成されている。   The walking assist device 10 is a handcart type, and includes a handle 12, main frames 14L and 14R, sub frames 16L and 16R, joints 18L and 18R, a support member 26, a power supply unit 22, and wheels 20FL, 20FR, 20RL, and 20RR. Yes. As shown in FIG. 2, the walking assistance device 10 is configured such that the walking assistance device 10 has the handle 12 disposed at the upper end of the walking assistance device 10 by placing the walking assistance device 10 in front and the walking assistance device 10. It is configured to support the pedestrian and assist the pedestrian in walking.

歩行補助装置10のハンドル12は、歩行者の胸部手前の把持可能な高さにおいて、路面に対して左右方向に水平に延設されている。ハンドル12には、歩行者が歩行補助装置10を制御するための複数のスイッチ類12a,12b,12c(使用開始/終了スイッチ12bなど)が設けられている。また、ハンドル12の内部には、スイッチ類12a,12b,12cからの信号を取り込んで歩行補助装置10の動作を制御するためのコントローラ12dが設けられている。また、ハンドル12の内部には、歩行者がハンドル12を押す力を検出するための押力センサ13が設けられている。   The handle 12 of the walking assist device 10 extends horizontally in the left-right direction with respect to the road surface at a grippable height before the pedestrian's chest. The handle 12 is provided with a plurality of switches 12a, 12b, and 12c (use start / end switch 12b and the like) for a pedestrian to control the walking assist device 10. Further, inside the handle 12, a controller 12d for taking in signals from the switches 12a, 12b, and 12c and controlling the operation of the walking assist device 10 is provided. In addition, a push force sensor 13 for detecting a force by which a pedestrian pushes the handle 12 is provided inside the handle 12.

一対のメインフレーム14L,14Rは、ハンドル12の両端から歩行者の前側の斜め下方に向けて延びている。一対のメインフレーム14L,14Rは、ハンドル12の左端から延びる左側のメインフレーム14Lと、ハンドル12の右端から延びる右側のメインフレーム14Rとからなる。各メインフレーム14L,14Rは路面近傍まで延びており、各メインフレーム14L,14Rの先端には前側車輪20FL,20FRが回転自在に取り付けられている。   The pair of main frames 14L and 14R extend from both ends of the handle 12 obliquely downward on the front side of the pedestrian. The pair of main frames 14 </ b> L and 14 </ b> R includes a left main frame 14 </ b> L extending from the left end of the handle 12 and a right main frame 14 </ b> R extending from the right end of the handle 12. The main frames 14L and 14R extend to the vicinity of the road surface, and front wheels 20FL and 20FR are rotatably attached to the tips of the main frames 14L and 14R.

一対のサブフレーム16L,16Rは、左側メインフレーム14Lから延びる左側サブフレーム16Lと、右側メインフレーム14Rから延びる右側サブフレーム16Rとからなる。一対のサブフレーム16L,16Rは、メインフレーム14L,14Rの途中部分から斜め下方に向けて延びている。より詳しく説明すると、一対のサブフレーム16L,16Rは、メインフレーム14L,14Rの途中部分に設けられたジョイント18L,18Rから、歩行者付近の路面に向けて延びている。各サブフレーム16L,16Rは路面近傍まで延びており、各サブフレーム16L,16Rの先端には後側車輪20RL,20RRが取り付けられている。   The pair of subframes 16L and 16R includes a left subframe 16L extending from the left main frame 14L and a right subframe 16R extending from the right main frame 14R. The pair of sub-frames 16L and 16R extends obliquely downward from the middle part of the main frames 14L and 14R. More specifically, the pair of sub-frames 16L and 16R extends from joints 18L and 18R provided in the middle of the main frames 14L and 14R toward the road surface near the pedestrian. Each sub-frame 16L, 16R extends to the vicinity of the road surface, and rear wheels 20RL, 20RR are attached to the tips of the sub-frames 16L, 16R.

メインフレーム14L,14Rおよびサブフレーム16L,16Rに取り付けられた車輪20FL,20FR,20RL,20RRのそれぞれは、車輪20FL,20FR,20RL,20RRに駆動力または制動力を付与するためのモータを内蔵するインホイールモータユニットである。このインホイールモータユニット20FL,20FR,20RL,20RRは、コントローラ12dによりそれぞれ独立して制御可能である。すなわち、このインホイールモータユニット20FL,20FR,20RL,20RRのそれぞれは、電源ユニット22から電力の供給を受けて、コントローラ12dからの制御指令に応じて駆動力または制動力を出力する。   Each of the wheels 20FL, 20FR, 20RL, 20RR attached to the main frames 14L, 14R and the subframes 16L, 16R incorporates a motor for applying driving force or braking force to the wheels 20FL, 20FR, 20RL, 20RR. It is an in-wheel motor unit. The in-wheel motor units 20FL, 20FR, 20RL, and 20RR can be independently controlled by the controller 12d. That is, each of the in-wheel motor units 20FL, 20FR, 20RL, and 20RR is supplied with electric power from the power supply unit 22 and outputs a driving force or a braking force in accordance with a control command from the controller 12d.

メインフレーム14L,14Rの途中部分に設けられた一対のジョイント18L,18Rは、メインフレーム14L,14Rに対してサブフレーム16L,16Rを回動自在に連結する。一対のジョイント18L,18Rのそれぞれには、サブフレーム16L,16Rの連結角度A,A(図4参照)を調節するためのジョイントアクチュエータ19L,19Rが内蔵されている。このジョイントアクチュエータ19L,19Rは、コントローラ12dによりそれぞれ独立して制御可能である。すなわち、このジョイントアクチュエータ19L,19Rのそれぞれは、電源ユニット22から電力の供給を受けて、コントローラ12dからの制御指令に応じてサブフレーム16L,16Rを回動する。このジョイントアクチュエータ19L,19Rのそれぞれは、メインフレーム14L,14Rに対するサブフレーム16L,16Rの連結角度A,Aを検出するためのフレーム角センサ30L,30Rを有している。 A pair of joints 18L, 18R provided in the middle part of the main frames 14L, 14R rotatably connects the sub frames 16L, 16R to the main frames 14L, 14R. Each of the pair of joints 18L and 18R includes joint actuators 19L and 19R for adjusting the connection angles A L and A R (see FIG. 4) of the sub frames 16L and 16R. The joint actuators 19L and 19R can be independently controlled by the controller 12d. That is, each of the joint actuators 19L and 19R receives the supply of electric power from the power supply unit 22 and rotates the sub frames 16L and 16R in accordance with a control command from the controller 12d. The joint actuator 19L, each of 19R, has the main frame 14L, the sub-frame 16L for 14R, connecting angle A L of 16R, frame angle sensor 30L for detecting an A R, the 30R.

一対のジョイント18L,18Rは、メインフレーム14L,14Rに固定された軸受を用いてサブフレーム16L,16Rを軸支しており、メインフレーム14L,14Rに対してサブフレーム16L,16Rを回動可能としている。但し、ジョイント18L,18Rは、メインフレーム14L,14Rの一部でサブフレーム16L,16Rを回動可能にすればよいため、例えば、メインフレーム14L,14Rとサブフレーム16L,16Rとの間にゴム製のブッシュを介装した簡素化された構造としてもよい。これにより、歩行補助装置10を軽量で安価に構成することができる。   The pair of joints 18L and 18R pivotally support the sub frames 16L and 16R using bearings fixed to the main frames 14L and 14R, and the sub frames 16L and 16R can be rotated with respect to the main frames 14L and 14R. It is said. However, since the joints 18L and 18R only need to be able to turn the subframes 16L and 16R at a part of the main frames 14L and 14R, for example, rubber is provided between the main frames 14L and 14R and the subframes 16L and 16R. It is good also as a simplified structure which interposed the bush made from. Thereby, the walking assistance apparatus 10 can be comprised lightweight and cheaply.

一対のジョイント18L,18Rの間には、電源ユニット22を吊り下げて支持するための支持部材26が横架されている。支持部材26は、上から見て十字形の部材であり、中央から左側ジョイント18Lまで延設される左側延設部26aと、中央から右側ジョイント18Rまで延設される右側延設部26cと、中央から前方に延設される前側延設部26bと、中央から後方に延設される後側延設部26dと、を有している。左側延設部26aおよび右側延設部26cは一対のジョイント18L,18Rにより軸支されており、一対のジョイント18L,18Rにより左右方向軸回りに回動自在に支持されている。前側延設部26bの前端付近には前側回動支持部28Fが設けられており、後側延設部26dの後端付近には後側回動支持部28Rが設けられている。   A support member 26 is suspended between the pair of joints 18L and 18R to suspend and support the power supply unit 22. The support member 26 is a cross-shaped member as viewed from above, a left extending portion 26a extending from the center to the left joint 18L, a right extending portion 26c extending from the center to the right joint 18R, It has a front extension 26b extending forward from the center and a rear extension 26d extending rearward from the center. The left extending portion 26a and the right extending portion 26c are pivotally supported by a pair of joints 18L and 18R, and are supported by the pair of joints 18L and 18R so as to be rotatable around a left and right axis. A front rotation support portion 28F is provided near the front end of the front extension portion 26b, and a rear rotation support portion 28R is provided near the rear end of the rear extension portion 26d.

電源ユニット22は、各車輪20FL,20FR,20RL,20RRの駆動制御用の電装部品であり、各車輪20FL,20FR,20RL,20RRに駆動用電力を供給する。電源ユニット22は、前側吊下げバンド24Fおよび後側吊下げバンド24Rを用いて、前側回動支持部28Fおよび後側回動支持部28Rから吊り下げられている。前側回動支持部28Fにはフレキシブルな1本の前側吊下げバンド24Fが掛けられており、前側吊下げバンド24Fの一端は電源ユニット22の左前端に固定され、前側吊下げバンド24Fの他端は電源ユニット22の右前端に固定されている。また、後側回動支持部28Rにはフレキシブルな1本の後側吊下げバンド24Rが掛けられており、後側吊下げバンド24Rの一端は電源ユニット22の左後端に固定され、後側吊下げバンド24Rの他端は電源ユニット22の右後端に固定されている。   The power supply unit 22 is an electrical component for driving control of the wheels 20FL, 20FR, 20RL, and 20RR, and supplies driving power to the wheels 20FL, 20FR, 20RL, and 20RR. The power supply unit 22 is suspended from the front rotation support portion 28F and the rear rotation support portion 28R using the front suspension band 24F and the rear suspension band 24R. A flexible front suspension band 24F is hung on the front rotation support portion 28F. One end of the front suspension band 24F is fixed to the left front end of the power supply unit 22 and the other end of the front suspension band 24F. Is fixed to the right front end of the power supply unit 22. In addition, one flexible rear suspension band 24R is hung on the rear rotation support portion 28R, and one end of the rear suspension band 24R is fixed to the left rear end of the power supply unit 22, and the rear side The other end of the hanging band 24R is fixed to the right rear end of the power supply unit 22.

コントローラ12dは、押力センサ13の検出値を取り込むと、押力センサ13の検出値に応じた目標速度を設定する。ここで、目標速度は、歩行補助装置10から歩行者に適度な反力を与えて、歩行者が歩行補助装置10に適度に寄り掛かることができる程度に設定される。コントローラ12dは、歩行補助装置10が目標速度で移動するようにインホイールモータ20FL,20FR,20RL,20RRを制御する。この歩行補助装置10の制御方法によれば、歩行者が歩行補助装置10に与える押力、言い換えれば、歩行補助装置10が歩行者に与える反力を略一定にする。このため、歩行者は歩行補助装置10に一定押力で寄り掛かることができるため、歩行者の姿勢を安定させることができると共に、歩行者の使い心地を向上することができる。   When the controller 12 d takes in the detection value of the pressing force sensor 13, the controller 12 d sets a target speed according to the detection value of the pressing force sensor 13. Here, the target speed is set to such an extent that an appropriate reaction force is applied to the pedestrian from the walking assist device 10 so that the pedestrian can lean on the walking assist device 10 appropriately. The controller 12d controls the in-wheel motors 20FL, 20FR, 20RL, and 20RR so that the walking assistance device 10 moves at the target speed. According to the control method of the walking assist device 10, the pressing force that the pedestrian gives to the walking assist device 10, in other words, the reaction force that the walking assist device 10 gives to the pedestrian is made substantially constant. For this reason, since the pedestrian can lean on the walking assist device 10 with a constant pressing force, the posture of the pedestrian can be stabilized and the comfort of the pedestrian can be improved.

前側回動支持部28Fの内部において、前側吊下げバンド24Fは前後方向軸回りに回動自在に支持されている。また、後側回動支持部28Rの内部において、後側吊下げバンド24Rは前後方向軸回りに回動自在に支持されている。よって、電源ユニット22の重心は、常に、支持部材26の中央から重力の作用する方向に位置する。すなわち、歩行補助装置10が平坦な路面にある時だけでなく、歩行補助装置10が傾斜した路面にある時にも、電源ユニット22の重心は支持部材26の中央の真下に位置する。   Inside the front rotation support portion 28F, the front suspension band 24F is supported so as to be rotatable about a front-rear direction axis. Further, the rear suspension band 24R is supported so as to be rotatable about the front-rear direction axis within the rear-side rotation support portion 28R. Therefore, the center of gravity of the power supply unit 22 is always located in the direction in which gravity acts from the center of the support member 26. That is, not only when the walking assistance device 10 is on a flat road surface, but also when the walking assistance device 10 is on a sloping road surface, the center of gravity of the power supply unit 22 is located directly below the center of the support member 26.

前後方向に傾斜した路面において歩行補助装置10が傾斜した場合には、ジョイント18L,18Rにおいて支持部材26が左右方向軸回りに回動するため、ジョイント18L,18Rに対して電源ユニット22は回動する。また、左右方向に傾斜した路面において歩行補助装置10が傾斜した場合には、前側回動支持部28Fおよび後側回動支持部28Rにおいて吊下げバンド24F,24Rが前後方向軸回りに回動するため、支持部材26に対して電源ユニット22は回動する。   When the walking assist device 10 is inclined on the road surface inclined in the front-rear direction, the support member 26 rotates around the left-right axis at the joints 18L, 18R, so the power supply unit 22 rotates relative to the joints 18L, 18R. To do. Further, when the walking assist device 10 is inclined on the road surface inclined in the left-right direction, the suspension bands 24F, 24R are rotated around the front-rear direction axis in the front-side rotation support portion 28F and the rear-side rotation support portion 28R. Therefore, the power supply unit 22 rotates with respect to the support member 26.

なお、図4には、支持部材26および電源ユニット22を取り外した歩行補助装置10が示されている。図4に示されるように、左側連結角度Aは、左側ジョイント18Lを頂点として左側メインフレーム14Lおよび左側サブフレーム16Lがなす角度であり、右側連結角度Aは、右側ジョイント18Rを頂点として右側メインフレーム14Rおよび右側サブフレーム16Rがなす角度である。また、左側車輪間距離Dは、左前側車輪20FLの回転軸から左後側車輪20RLの回転軸までの前後方向の離間距離であり、右側車輪間距離Dは、右前側車輪20FRの回転軸から右後側車輪20RRの回転軸までの前後方向の離間距離である。 Note that FIG. 4 shows the walking assist device 10 from which the support member 26 and the power supply unit 22 have been removed. As shown in FIG. 4, left connection angles A L is the angle left main frame 14L and the left sub-frame 16L of the left joint 18L as the vertex, the right connection angle A R, right and right joint 18R as the vertex This is an angle formed by the main frame 14R and the right subframe 16R. Moreover, the left wheel distance D L is the longitudinal distance from the axis of rotation of the left front side wheels 20FL to the rotational axis of the left rear wheel 20RL, the right wheel distance D R, the rotation of the right front wheel 20FR This is the distance in the front-rear direction from the shaft to the rotating shaft of the right rear wheel 20RR.

ジョイント18L,18Rの内部には、電源ユニット22の左右方向軸回りの吊下げ角AFRを検出するための第1吊下げ角センサ32が設けられている。図5に示されるように、第1吊下げ角センサ32は、ジョイント18L,18Rに対する電源ユニット22の回動角AFRを検出する。この電源ユニット22の回動角AFRは、歩行補助装置10の側方から見て路面垂線Lと重力作用方向Lとがなす角度であり、路面の前後方向の傾斜角度に相当する。すなわち、第1吊下げ角センサ32は、路面の前後方向の勾配を検出するための勾配センサである。 Inside the joints 18L and 18R, a first hanging angle sensor 32 for detecting a hanging angle A FR around the left-right axis of the power supply unit 22 is provided. As shown in FIG. 5, the first hanging angle sensor 32 detects the rotation angle A FR of the power supply unit 22 with respect to the joints 18L and 18R. Rotation angle A FR of the power supply unit 22, when viewed from the side of the walking assist device 10 is the angle between the road surface perpendicular L V and the gravity acting direction L G, corresponding to the inclination angle of the longitudinal direction of the road. That is, the first hanging angle sensor 32 is a gradient sensor for detecting the gradient in the front-rear direction of the road surface.

また、回動支持部28F,28Rの内部には、電源ユニット22の前後方向軸回りの吊下げ角ALRを検出するための第2吊下げ角センサ34が設けられている。図6に示されるように、第2吊下げ角センサ34は、回動支持部28F,28Rに対する電源ユニット22の回動角ALRを検出する。この電源ユニット22の回動角ALRは、歩行補助装置10の前方から見て路面垂線Lと重力作用方向Lとがなす角度であり、路面の左右方向の傾斜角度に相当する。すなわち、第2吊下げ角センサ34は、路面の左右方向の勾配を検出するための勾配センサである。 Further, the rotation support portions 28F, in the interior of the 28R, the second hanging angle sensor 34 for detecting a hanging angle A LR of the longitudinal axis of the power supply unit 22 is provided. As shown in FIG. 6, the second suspension angle sensor 34 detects the rotation angle A LR of the power supply unit 22 with respect to the rotation support portions 28F and 28R. Rotation angle A LR of the power supply unit 22, when viewed from the front of the walking assist device 10 is the angle between the road surface perpendicular L V and the gravity acting direction L G, corresponding to the inclination angle in a lateral direction of the road surface. That is, the second hanging angle sensor 34 is a gradient sensor for detecting the gradient in the left-right direction of the road surface.

本実施形態において、歩行補助装置10は特殊構造を有する。図7を参照して、歩行補助装置10の特殊構造を説明する。歩行補助装置10が略平坦な路面にある場合には、メインフレーム14L,14Rのジョイント18L,18Rよりも上側の部分(以下、メインフレーム上部と呼ぶ)14La,14Raは、メインフレーム14L,14Rのジョイント18L,18Rよりも下側の部分(以下、メインフレーム下部と呼ぶ)14Lb,14Rbとロックされて一体化されており、メインフレーム下部14Lb,14Rbと直線的に結合している。一方、歩行補助装置10が傾斜した路面にある場合には、メインフレーム14L,14Rおよびサブフレーム16L,16Rは、次に説明するように動作可能である。   In the present embodiment, the walking assist device 10 has a special structure. With reference to FIG. 7, the special structure of the walking assistance apparatus 10 is demonstrated. When the walking assist device 10 is on a substantially flat road surface, the portions 14La, 14Ra above the joints 18L, 18R of the main frames 14L, 14R (hereinafter referred to as the main frame upper portion) 14La, 14Ra are connected to the main frames 14L, 14R. Locked and integrated with lower portions (hereinafter referred to as main frame lower portions) 14Lb and 14Rb below the joints 18L and 18R, and linearly coupled to the main frame lower portions 14Lb and 14Rb. On the other hand, when the walking assistance device 10 is on an inclined road surface, the main frames 14L and 14R and the sub frames 16L and 16R can operate as described below.

すなわち、歩行補助装置10が傾斜した路面にある場合には、コントローラ12dからの制御信号に応じて、メインフレーム上部14La,14Raとメインフレーム下部14Lb,14Rbとのロックが解除されて、メインフレーム下部14Lb,14Rbはメインフレーム上部14La,14Raから分離される。そして、コントローラ12dからの同制御信号に応じて、メインフレーム上部14La,14Raの姿勢(傾斜角度)を維持したまま、メインフレーム下部14Lb,14Rbおよびサブフレーム16L,16Rの連結角度A,Aを変化させる。ここで、メインフレーム下部14Lb,14Rbの角度変化方向は、サブフレーム16L,16Rの角度変化方向と逆であり、メインフレーム下部14Lb,14Rbの角度変化量は、サブフレーム16L,16Rの角度変化量に等しい。 That is, when the walking assist device 10 is on an inclined road surface, the lock between the main frame upper portions 14La and 14Ra and the main frame lower portions 14Lb and 14Rb is released in accordance with a control signal from the controller 12d, and the main frame lower portion 14Lb and 14Rb are separated from the main frame upper portions 14La and 14Ra. Then, in accordance with the control signal from the controller 12d, the connection angles A L and A R of the main frame lower portions 14Lb and 14Rb and the sub frames 16L and 16R are maintained while maintaining the postures (tilt angles) of the main frame upper portions 14La and 14Ra. To change. Here, the angle change directions of the main frame lower portions 14Lb and 14Rb are opposite to the angle change directions of the sub frames 16L and 16R, and the angle change amounts of the main frame lower portions 14Lb and 14Rb are the angle change amounts of the sub frames 16L and 16R. be equivalent to.

コントローラ12dは、電源ユニット22の前後方向軸回りの吊下げ角ALRに基づいて、左側ジョイントアクチュエータ19Lおよび右側ジョイントアクチュエータ19Rのそれぞれに異なる制御信号を与えて、左側連結角度Aおよび右側連結角度Aをそれぞれ独立して制御する。左側連結角度Aおよび右側連結角度Aをそれぞれ独立して制御することにより、左側車輪間距離Dおよび右側車輪間距離Dのそれぞれを異なる距離に調節することができる。歩行補助装置10が左右方向に傾斜する路面を移動する場合に、コントローラ12dが、第2吊下げ角センサ34により検出された電源ユニット22の前後方向軸回りの吊下げ角ALRに基づいて、左側連結角度Aおよび右側連結角度Aをそれぞれ独立して制御することにより、歩行補助装置10の安定性を向上することができる。 The controller 12d on the basis of the hoisting angle A LR of the longitudinal axis of the power supply unit 22, given different control signals to each of the left joint actuators 19L and the right joint actuator 19R, left connection angles A L and right connection angle controlling the a R independently. By controlling the left connection angles A L and right connection angle A R independently, it is possible to adjust the respective left wheel distance D L, and the right wheel distance D R at different distances. When the walking assist device 10 moves on a road surface that is inclined in the left-right direction, the controller 12d is based on the suspension angle A LR around the longitudinal axis of the power supply unit 22 detected by the second suspension angle sensor 34. By independently controlling the left connection angle AL and the right connection angle AR , the stability of the walking assist device 10 can be improved.

上述したように、本実施形態では、メインフレーム14L,14Rはメインフレーム上部14La,14Raおよびメインフレーム下部14Lb,14Rbに分離可能に構成されており、メインフレーム上部14La,14Raの姿勢を維持したまま、メインフレーム下部14Lb,14Rbおよびサブフレーム16L,16Rの連結角度A,Aを変更する。但し、他の実施形態では、メインフレーム14L,14Rを分離不可能に構成し、メインフレーム14L,14Rに対するサブフレーム16L,16Rの連結角度を変更するのみでもよい。 As described above, in the present embodiment, the main frames 14L and 14R are configured to be separable into the main frame upper portions 14La and 14Ra and the main frame lower portions 14Lb and 14Rb, and the postures of the main frame upper portions 14La and 14Ra are maintained. , mainframe bottom 14 lb, 14Rb and subframe 16L, 16R connecting angle a L of, changing the a R. However, in other embodiments, the main frames 14L and 14R may be configured so as not to be separated, and only the connection angles of the sub frames 16L and 16R with respect to the main frames 14L and 14R may be changed.

次に、図8〜図11を参照して、歩行補助装置10が傾斜した路面にある時のコントローラ12dの制御を説明する。図8は、傾斜した路面におけるコントローラ12dの制御のフローチャートである。図9は、傾斜した路面における支持部材26および電源ユニット22の動作を示している。図10および図11は、傾斜した路面における歩行補助装置10の姿勢変化を示している。   Next, the control of the controller 12d when the walking assistance device 10 is on an inclined road surface will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a flowchart of control of the controller 12d on an inclined road surface. FIG. 9 shows the operation of the support member 26 and the power supply unit 22 on an inclined road surface. 10 and 11 show a change in posture of the walking assist device 10 on an inclined road surface.

ステップ801において、コントローラ12dは、第1吊下げ角センサ32および第2吊下げ角センサ34の検出出力を取り込んで、路面の勾配を検出する。すなわち、図9に示されるように、コントローラ12dは、第1吊下げ角センサ32の検出出力を取り込んで、電源ユニット22の左右方向軸LLR回りの吊下げ角AFRを検出し、この吊下げ角AFRを路面の前後方向の勾配として認識する。また、コントローラ12dは、第2吊下げ角センサ34の検出出力を取り込んで、電源ユニット22の前後方向軸LFR回りの吊下げ角ALRを検出し、この吊下げ角ALRを路面の左右方向の勾配として認識する。コントローラ12dは、路面が左右方向に傾斜している場合には、ステップ802以降の処理を行う。 In Step 801, the controller 12d detects the road surface gradient by taking in the detection outputs of the first hanging angle sensor 32 and the second hanging angle sensor 34. That is, as shown in FIG. 9, the controller 12 d takes in the detection output of the first hanging angle sensor 32 to detect the hanging angle A FR around the left-right axis L LR of the power supply unit 22. The downward angle A FR is recognized as a gradient in the front-rear direction of the road surface. The controller 12d takes in detection output of the second hanging angle sensor 34 detects the hoisting angle A LR of the longitudinal axis L FR around the power supply unit 22, the left and right of the hanging angle A LR of a road surface Recognize as a gradient of direction. When the road surface is inclined in the left-right direction, the controller 12d performs the processing after step 802.

ステップ802において、コントローラ12dは、路面の左右方向の勾配ALRに基づいて、左側車輪間距離Dおよび右側車輪間距離Dを決定する。すなわち、コントローラ12dは、左側が山側であり右側が谷側であると判定される場合に、右側連結角度Aよりも左側連結角度Aを大きくするように、左側車輪間距離Dおよび右側車輪間距離Dを決定する。また、コントローラ12dは、左側が谷側であり右側が山側であると判定される場合に、左側連結角度Aよりも右側連結角度Aを大きくするように、左側車輪間距離Dおよび右側車輪間距離Dを決定する。 In step 802, the controller 12d on the basis of the slope A LR of the left and right direction of the road surface, determines the left wheel distance D L, and the right wheel distance D R. That is, the controller 12d, when the left side is the mountain side right is determined to be a valley side, so as to increase the left connection angles A L than the right articulation angle A R, the left wheel distance D L, and the right determining the wheel distance D R. Further, the controller 12d, when the left side is the valley right is determined to be the mountain side, so as to increase the right connection angle A R than left connection angles A L, left wheel distance D L, and the right determining the wheel distance D R.

ステップ803において、コントローラ12dは、決定された左側車輪間距離Dおよび右側車輪間距離Dとなるように、ジョイントアクチュエータ19L,19Rを制御する。この結果、歩行補助装置10は、図10および図11に示される姿勢となる。図10は、路面前側から見た歩行補助装置10を示しており、図11は、路面山側(図10の矢印XI方向)から見た歩行補助装置10を示している。図10および図11に示されるように、歩行補助装置10は、路面山側の車輪間距離Dが長く路面谷側の車輪間距離Dが短い状態となり、ハンドル12および支持部材26が略水平となっている。 In step 803, the controller 12d is such that the distance between the determined left wheel D L and a right wheel distance D R, and controls the joint actuators 19L, the 19R. As a result, the walking assist device 10 assumes the posture shown in FIGS. 10 and 11. FIG. 10 shows the walking assist device 10 viewed from the front side of the road surface, and FIG. 11 shows the walking assist device 10 viewed from the road surface mountain side (the direction of the arrow XI in FIG. 10). As shown in FIGS. 10 and 11, the walking assist device 10, a wheel distance D R of the wheel distance D L of the road mountain long road valley becomes short state, the handle 12 and the support member 26 is substantially horizontal It has become.

ステップ804において、コントローラ12dは、押力センサ13の検出値を取り込んで目標速度を設定し、この目標速度で歩行補助装置10が走行するようにインホイールモータ20FL,20FR,20RL,20RRを制御する。歩行補助装置10が目標速度で走行している時に、歩行補助装置10から歩行者に適度な反力が与えられ、歩行者が歩行補助装置10に適度に寄り掛かることができるようになる。   In step 804, the controller 12d captures the detection value of the pressing force sensor 13 to set a target speed, and controls the in-wheel motors 20FL, 20FR, 20RL, and 20RR so that the walking assist device 10 travels at the target speed. . When the walking assist device 10 is traveling at the target speed, an appropriate reaction force is applied from the walking assist device 10 to the pedestrian, and the pedestrian can lean on the walking assist device 10 appropriately.

上記に説明した左右方向に傾斜した路面における制御方法によれば、コントローラ12dが左側車輪間距離Dおよび右側車輪間距離Dのそれぞれを独立して制御するため、歩行補助装置10を安定な状態とすることができる。すなわち、仮に左側車輪間距離Dおよび右側車輪間距離Dをそれぞれ独立して制御できない場合を想定すると、歩行補助装置10が傾斜した路面にある場合には、路面の傾斜角度に応じて歩行補助装置10の姿勢は傾き、歩行補助装置10が横転する虞がある。これに対して、本実施形態のように左側車輪間距離Dおよび右側車輪間距離Dをそれぞれ独立して制御した場合には、歩行補助装置10が傾斜した路面にある場合でも、路面の傾斜に応じて歩行補助装置10の姿勢を安定させ、歩行補助装置10の横転を未然に防止することができる。 According to the control method in the road surface which is inclined in the lateral direction as described above, since the controller 12d is to independently control each of the left wheel distance D L, and the right wheel distance D R, a stable walking assist device 10 State. That is, if the inter-left wheel distance D L, and the right wheel distance D R to suppose that can not be controlled independently, if the walking assist device 10 is in a road surface that is inclined, walking according to the inclination angle of the road surface The posture of the auxiliary device 10 is inclined, and the walking auxiliary device 10 may roll over. On the contrary, when the left wheel distance D L, and the right wheel distance D R as in the present embodiment is controlled independently, even if the walking assist device 10 is in a road surface which is inclined, the road surface The posture of the walking assistance device 10 can be stabilized according to the inclination, and the rollover of the walking assistance device 10 can be prevented beforehand.

また、仮に左側車輪間距離Dおよび右側車輪間距離Dをそれぞれ独立して制御できない場合を想定すると、歩行補助装置10が傾斜した路面にある場合には、路面の傾斜角度に応じて歩行補助装置10の姿勢は傾き、ハンドル12が歩行者に対して左側または右側に移動してしまう。これに対して、本実施形態の制御方法によれば、コントローラ12dが左側車輪間距離Dおよび右側車輪間距離Dのそれぞれを独立して制御するため、歩行補助装置10が傾斜した路面にある場合にも歩行補助装置10を比較的に鉛直な姿勢とすることができる。よって、歩行補助装置10の姿勢が歩行者に対して斜めにならないようにして、歩行補助装置10のハンドルが左側または右側に移動することを防止するため、歩行者にとって歩行補助装置10の使い心地を向上することができる。 Further, if the inter-left wheel distance D L, and the right wheel distance D R to suppose that can not be controlled independently, if the walking assist device 10 is in a road surface that is inclined, walking according to the inclination angle of the road surface The posture of the auxiliary device 10 is inclined, and the handle 12 moves to the left or right side with respect to the pedestrian. In contrast, according to the control method of this embodiment, since the controller 12d is to independently control each of the left wheel distance D L, and the right wheel distance D R, the road surface the walking assist device 10 is inclined Even in some cases, the walking assistance device 10 can be in a relatively vertical posture. Therefore, in order to prevent the handle of the walking assist device 10 from moving to the left or right side so that the posture of the walking assist device 10 is not inclined with respect to the pedestrian, the pedestrian is comfortable to use the walking assist device 10. Can be improved.

特に、前述のようにメインフレーム14L,14Rはメインフレーム上部14La,14Raおよびメインフレーム下部14Lb,14Rbに分離可能に構成されており、歩行補助装置10が傾斜した路面にある場合に、ジョイント18L,18Rに対してメインフレーム上部14La,14Raが回動しない。よって、傾斜した路面においてもハンドル12が略水平となるため、歩行者にとって歩行補助装置10の使い心地を向上することができる。   In particular, as described above, the main frames 14L and 14R are configured to be separable into the main frame upper portions 14La and 14Ra and the main frame lower portions 14Lb and 14Rb, and when the walking assist device 10 is on an inclined road surface, The main frame upper portions 14La and 14Ra do not rotate with respect to 18R. Therefore, since the handle 12 is substantially horizontal even on an inclined road surface, it is possible to improve the comfort of the walking assist device 10 for pedestrians.

図12は、歩行補助装置10の制御系を示すシステム図が示されている。図12に示される歩行補助装置10の制御系により、歩行補助装置10の上記制御が実現される。この歩行補助装置10の制御系では、路面の左右方向の傾斜角度ALRの検出値をフィードバックして、PID制御により歩行補助装置10の姿勢を好適に制御する。より詳しく説明すると、歩行補助装置10のロール角(傾斜角度ALRの検出値M)からロール角目標値を減算して得た偏差Mに比例ゲインGpを乗じた比例項Pを演算し、また偏差Mを積分した値に積分ゲインGiを乗じた積分項Iを演算し、また偏差Mを微分した値に微分ゲインGdを乗じた微分項Dを演算し、これら3つの値P,I,Dを加算して傾斜角度ALRの制御値Oを生成する。そして、制御値Oに差分値(0.5)を加算して得た制御値Sを用いて右側車輪間距離Dを制御すると共に、制御値Oから差分値(0.5)を減算して得た制御値Tを用いて左側車輪間距離Dを制御する。この結果、歩行補助装置10のロール角がロール角目標値に制御される。 FIG. 12 is a system diagram illustrating a control system of the walking assist device 10. The above control of the walking assist device 10 is realized by the control system of the walking assist device 10 shown in FIG. In the control system of the walking assist device 10, the detected value of the inclination angle ALR in the left-right direction of the road surface is fed back, and the posture of the walking assist device 10 is suitably controlled by PID control. More specifically, the proportional term P obtained by multiplying the deviation M obtained by subtracting the roll angle target value from the roll angle of the walking assist device 10 (the detected value M of the tilt angle A LR ) by the proportional gain Gp, An integral term I obtained by multiplying a value obtained by integrating the deviation M by an integral gain Gi is calculated, and a differential term D obtained by multiplying a value obtained by differentiating the deviation M by a differential gain Gd is calculated. These three values P, I, D Are added to generate the control value O of the tilt angle ALR . Then, to control the right wheel distance D R using the control value S of the difference value (0.5) obtained by adding the control value O, the difference value (0.5) was subtracted from the control value O The left wheel distance D L is controlled using the control value T obtained in this way. As a result, the roll angle of the walking assist device 10 is controlled to the roll angle target value.

歩行補助装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of a walking assistance apparatus. 歩行補助装置の外観を示す側面図である。It is a side view which shows the external appearance of a walking assistance apparatus. 歩行補助装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows a walking assistance apparatus. 連結角度A,Aおよび車輪間距離D,Dを示す図である。Connecting angle A L, A R and the wheel distance D L, a diagram illustrating a D R. 電源ユニットの左右方向軸回りの吊下げ角度AFRを示す図である。It is a diagram illustrating a hoisting angle A FR in the horizontal direction axis of the power supply unit. 電源ユニットの前後方向軸回りの吊下げ角度ALRを示す図である。It is a diagram illustrating a hoisting angle A LR of the longitudinal axis of the power supply unit. 歩行補助装置の姿勢変化を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the attitude | position change of a walking assistance apparatus. 左右方向に傾斜した路面における歩行補助装置の制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows control of the walking assistance apparatus in the road surface inclined in the left-right direction. 路面傾斜の検出方法を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the detection method of a road surface inclination. 左右方向に傾斜した路面における歩行補助装置を示す前面図である。It is a front view which shows the walk assistance apparatus in the road surface inclined in the left-right direction. 左右方向に傾斜した路面における歩行補助装置を示す側面図である。It is a side view which shows the walk assistance apparatus in the road surface inclined in the left-right direction. 歩行補助装置の制御系を示すシステム図である。It is a system diagram which shows the control system of a walking assistance apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

10…歩行補助装置、12…ハンドル、12a,12b,12c…スイッチ類、12d…コントローラ、13…押力センサ、14L,14R…メインフレーム、14La,14Ra…メインフレーム上部、14Lb,14Rb…メインフレーム下部、16L,16R…サブフレーム、18L,18R…ジョイント、19L,19R…ジョイントアクチュエータ、20FL,20FR,20RL,20RR…車輪(インホイールモータ)、22…電源ユニット(電装部品)、24F…前側吊下げバンド、24R…後側吊下げバンド、26…支持部材、28F,28R…回動支持部、30L,30R…フレーム角センサ、32…第1吊下げ角センサ、34…第2吊下げ角センサ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Walking assistance apparatus, 12 ... Handle, 12a, 12b, 12c ... Switches, 12d ... Controller, 13 ... Push force sensor, 14L, 14R ... Main frame, 14La, 14Ra ... Main frame upper part, 14Lb, 14Rb ... Main frame Lower part, 16L, 16R ... sub-frame, 18L, 18R ... joint, 19L, 19R ... joint actuator, 20FL, 20FR, 20RL, 20RR ... wheel (in-wheel motor), 22 ... power supply unit (electrical component), 24F ... front suspension Lower band, 24R: Rear suspension band, 26: Support member, 28F, 28R: Rotation support, 30L, 30R: Frame angle sensor, 32: First suspension angle sensor, 34: Second suspension angle sensor

Claims (7)

歩行者が把持可能な高さで路面に対して水平に延設されるハンドルと、
前記ハンドルの両端から歩行者の前側の斜め下方に向けて路面近傍まで延びる左右一対のメインフレームと、
前記メインフレームの途中部分から歩行者付近の路面に向けて路面近傍まで延びる左右一対のサブフレームと、
前記メインフレームの前記途中部分に設けられ、前記メインフレームに対して前記サブフレームを回動自在に連結する左右一対のジョイントと、
前記メインフレームの路面近傍の下端に設けられ左右一対の前側車輪と、
前記サブフレームの路面近傍の下端に設けられ左右一対の後側車輪と、
前記左右一対のジョイントの間に横架された支持部材であって、前記左右一対のジョイントにより左右方向軸回りに回動自在に支持されると共に、前後方向軸回りに回動自在に構成された少なくとも一つの回動支持部を有する支持部材と、
前記支持部材の前記回動支持部から吊り下げられた、前記前側車輪および前記後側車輪の駆動制御用の電装部品と、
前記支持部材に対する前記電装部品の前後方向軸回りの吊下げ角を検出する吊下げ角センサと、
前記吊下げ角センサにより検出された前記電装部品の前後方向軸回りの吊下げ角に基づいて、前記左側メインフレームおよび前記左側サブフレームの連結角度および前記右側メインフレームおよび前記右側サブフレームの連結角度をそれぞれ独立して制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする歩行補助装置。
A handle that extends horizontally to the road surface at a height that can be gripped by a pedestrian,
A pair of left and right main frames extending from the both ends of the handle to the vicinity of the road surface obliquely downward on the front side of the pedestrian,
A pair of left and right subframes extending from the middle part of the main frame to the road surface near the pedestrian,
A pair of left and right joints provided in the middle portion of the main frame and rotatably connecting the sub frame to the main frame;
A pair of left and right front wheels provided at the lower end near the road surface of the main frame;
A pair of left and right rear wheels provided at the lower end near the road surface of the subframe;
A support member that is horizontally mounted between the pair of left and right joints, and is supported by the pair of left and right joints so as to be rotatable about a left-right axis and is rotatable about a front-rear direction axis. A support member having at least one pivot support;
Electrical components for driving control of the front wheel and the rear wheel suspended from the rotation support portion of the support member;
A hanging angle sensor for detecting a hanging angle of the electrical component with respect to the support member around a longitudinal axis;
Based on the hanging angle around the longitudinal axis of the electrical component detected by the hanging angle sensor, the connecting angle of the left main frame and the left sub frame and the connecting angle of the right main frame and the right sub frame A controller for controlling each independently,
A walking assistance device comprising:
前記コントローラは、前記吊下げ角センサにより検出された前記電装部品の前後方向軸回りの吊下げ角に基づいて、左側が山側であり右側が谷側であると判定される場合に、前記右側メインフレームおよび前記右側サブフレームの連結角度よりも、前記左側メインフレームおよび前記左側サブフレームの連結角度を大きくすることを特徴とする請求項1に記載の歩行補助装置。   When the controller determines that the left side is a mountain side and the right side is a valley side based on the hanging angle around the longitudinal axis of the electrical component detected by the hanging angle sensor, the right main The walking assistance device according to claim 1, wherein a connection angle between the left main frame and the left subframe is larger than a connection angle between the frame and the right subframe. 前記コントローラは、前記吊下げ角センサにより検出された前記電装部品の前後方向軸回りの吊下げ角に基づいて、左側が谷側であり右側が山側であると判定される場合に、前記左側メインフレームおよび前記左側サブフレームの連結角度よりも、前記右側メインフレームおよび前記右側サブフレームの連結角度を大きくすることを特徴とする請求項1に記載の歩行補助装置。   When the controller determines that the left side is the valley side and the right side is the mountain side based on the hanging angle around the longitudinal axis of the electrical component detected by the hanging angle sensor, the left main The walking assistance device according to claim 1, wherein a connection angle between the right main frame and the right subframe is larger than a connection angle between the frame and the left subframe. 前記左側メインフレームおよび前記左側サブフレームの連結角度を調節自在な左側ジョイントアクチュエータと、前記右側メインフレームおよび前記右側サブフレームの連結角度を調節自在な右側ジョイントアクチュエータと、をさらに備え、
前記コントローラは、前記吊下げ角センサにより検出された前記電装部品の前後方向軸回りの吊下げ角に基づいて、前記左側ジョイントアクチュエータおよび前記右側ジョイントアクチュエータのそれぞれを制御して、前記左前側車輪から前記左後側車輪までの左側車輪間距離および前記右前側車輪から前記右後側車輪までの右側車輪間距離を調節することにより、前記メインフレームおよび前記サブフレームの連結角度を制御することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の歩行補助装置。
A left joint actuator capable of adjusting a connection angle between the left main frame and the left sub frame; and a right joint actuator capable of adjusting a connection angle between the right main frame and the right sub frame;
The controller controls each of the left joint actuator and the right joint actuator based on a suspension angle around the longitudinal axis of the electrical component detected by the suspension angle sensor, from the left front wheel. The connection angle between the main frame and the sub-frame is controlled by adjusting the distance between the left wheels to the left rear wheel and the distance between the right wheels from the right front wheel to the right rear wheel. The walking assist device according to any one of claims 1 to 3.
前記コントローラは、前記ハンドルが水平な状態を維持するように、前記左側メインフレームおよび前記左側サブフレームの連結角度および前記右側メインフレームおよび前記右側サブフレームの連結角度をそれぞれ独立して制御することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の歩行補助装置。   The controller independently controls a connection angle of the left main frame and the left subframe and a connection angle of the right main frame and the right subframe so that the handle is maintained in a horizontal state; The walking assist device according to any one of claims 1 to 4, wherein 前記各車輪は、車輪にモータが内蔵されたインホイールモータであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の歩行補助装置。   The walking assist device according to claim 1, wherein each of the wheels is an in-wheel motor in which a motor is built in the wheel. 前記電装部品は、前記各車輪に電力を供給するための電源ユニットであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の歩行補助装置。   The walking assistance device according to any one of claims 1 to 6, wherein the electrical component is a power supply unit for supplying power to the wheels.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2011115318A1 (en) * 2010-03-19 2011-09-22 대진기술정보 Walking assistance device and method for controlling same
JP5704285B2 (en) * 2012-09-18 2015-04-22 株式会社村田製作所 Wheelbarrow
WO2018133050A1 (en) * 2017-01-20 2018-07-26 法玛科技顾问股份有限公司 Electric walking aid for multimode walking training, and control method therefor

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