JP2009195646A - Walking steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、簡易に装着できる歩行支援装置であって、前記歩行支援装置の装着者が下半身の不自由な人であっても、前記装着者に対し、右折・左折を伴う歩行、および段差がある箇所での歩行の補助を行うことができるものである。 The present invention is a walking support device that can be easily worn, and even if the wearer of the walking support device is a person with a lower body, a walk with a right turn or a left turn, and a step difference with respect to the wearer. It can assist walking at a certain place.
外力により人の動きを補助する装置の開発がなされている。前記補助装置は、近年の制御工学の進歩や駆動源の小型化により、人の上肢や膝関節の動きなど、よりさまざまな人の動きを補助できるように進化しつつある。そして、前記補助装置は、福祉の現場などにおいて様々な効果が期待されている。一例として、歩行が困難な人の歩行動作を支援する装置すなわち歩行支援装置は、単に歩行困難な人が単独で歩行することを可能とすることで、歩行の際の介護者による助けを不要にするだけでなく、健常者と一緒に歩行ができる生活をもたらす。通常、歩行困難になってしまった人の多くは、車椅子による生活を余儀なくされ、物理的にも精神的にも苦痛を伴う生活を送らねばならなくなってしまう。例えば、歩行困難な人が健常者と一緒に旅行に出かけた場合、前記歩行困難な人は、車椅子による移動をせざるを得ず、前記健常者と同じ目線で旅先の景色を眺めることは難しい。ここで、前記歩行困難な人が前記歩行支援装置により、旅行先で歩行による移動が可能になれば、前記歩行困難な人は、前記健常者と同じ目線で旅先の景色を楽しむことができる。このように、歩行困難であっても車椅子を必要とせず健常者とほぼ同様に歩くことのできる生活は、車椅子による生活に比べ、明らかに前記歩行困難な人に精神的な潤いをもたらす。 Devices that assist human movement by external force have been developed. The auxiliary device is evolving so as to be able to assist more various human movements such as movements of the upper limbs and knee joints of humans due to recent advances in control engineering and miniaturization of drive sources. The auxiliary device is expected to have various effects in the field of welfare. As an example, a device that supports walking motion of a person who has difficulty walking, i.e., a walking support device, enables a person who has difficulty walking alone to walk alone, thereby eliminating the need for help from a caregiver during walking. Not only does it lead to a life where people can walk with healthy people. Usually, many people who have difficulty walking are forced to live in wheelchairs and have to live physically and mentally painful lives. For example, when a person who has difficulty walking walks with a healthy person, the person who has difficulty walking has to move in a wheelchair, and it is difficult to see the scenery of the destination from the same viewpoint as the healthy person . Here, if the person with difficulty walking can move by walking at the travel destination by the walking support device, the person with difficulty walking can enjoy the scenery of the destination with the same eyes as the healthy person. As described above, a life that does not require a wheelchair even if it is difficult to walk and can walk in the same manner as a healthy person obviously brings about mental hydration to a person who is difficult to walk compared to a life using a wheelchair.
前記歩行支援装置の従来例の一つとして、特許文献１などに記載のＨＡＬが挙げられる。このＨＡＬは、装着者の筋電から装着者の動作を検出し、装着者の股関節、膝関節を補助するものである。
前記ＨＡＬに限らず、従来型の歩行支援装置の多くは、基本的には、装着者は装置自体に下肢部分を固定しなければならないものである。装置自体に装着者の下肢部分を固定することで、前記装着者は違和感や圧迫感を感じざるを得なくなる。 Not only the HAL but also many conventional walking support devices, basically, the wearer must fix the lower limb portion to the device itself. By fixing the lower limb portion of the wearer to the device itself, the wearer has to feel a sense of discomfort and pressure.
上記の問題点を解決するべく、本件発明にかかる発明者は、他の発明者と共同で、特許文献２に記載の歩行支援装置、および、特願２００７−０６３１４６を提案している。前記２発明は、装着者の下肢部分を前記装着者の足裏から持ち上げることで前記装着者の下肢部分の動きを補助するものである。しかし、前記２発明においては、装着時に装着者は自身の上半身をシートベルトなどで固定する必要があり、装着に手間取ることを余儀なくされていた。また、前記２発明においては、装着者が足首をひねることにより、前記２発明にかかる装置の右折・左折動作が行われていた。前記装置は足首部分が不自由な人の右折・左折動作を補助することはできない。 In order to solve the above problems, the inventor according to the present invention has proposed a walking support device described in Patent Document 2 and Japanese Patent Application No. 2007-063146 in cooperation with other inventors. In the second invention, the movement of the lower limb portion of the wearer is assisted by lifting the lower limb portion of the wearer from the sole of the wearer. However, in the above two inventions, the wearer needs to fix his / her upper body with a seat belt or the like at the time of wearing, and is forced to take time and effort. In the second aspect of the invention, when the wearer twists the ankle, the device according to the second aspect of the invention performs a right turn / left turn operation. The device cannot assist a person who has an ankle inconvenience in turning right or left.
そこで、本件発明は、装置の上半身部分と下半身部分との間に弾性リンクを設け、前記下半身部分に対して前記上半身部分をねじり、前記ねじりから装着者の右折・左折動作および段差のある箇所での歩行動作を補助する歩行支援装置を提案する。 Accordingly, the present invention provides an elastic link between the upper body part and the lower body part of the device, twists the upper body part with respect to the lower body part, and places the wearer's right and left turns and steps from the twist. We propose a walking support device that assists in the walking movement.
まず、第一の発明として、大腿部を含む下半身に装着され歩行支援のための駆動モータを有する下半身装着部と、腰上部を含む上半身を支える上半身支持部と、下半身装着部と、上半身支持部とを弾性連結する弾性リンク部と、弾性リンク部でのねじり方向を検知する検知部と、検知部で検知されたねじり方向に応じて下半身装着部の片足ごとの足運制御をするために駆動モータを制御する足運制御部と、を有する歩行支援装置を提供する。 First, as a first invention, a lower body mounting portion that is attached to the lower body including the thigh and has a drive motor for walking support, an upper body support portion that supports the upper body including the upper waist, a lower body mounting portion, and an upper body support An elastic link part that elastically connects the parts, a detection part that detects a torsion direction at the elastic link part, and a foot control for each foot of the lower body mounting part according to the torsion direction detected by the detection part There is provided a walking support device having a foot control unit that controls a drive motor.
次に、第二の発明として、上半身支持部は、両腕を体の前方両側で支持する支持ハンドルを有し、支持ハンドルによって上半身支持部は下半身装着部に対して相対的にねじることが可能である第一の発明に記載の歩行支援装置を提供する。 Next, as a second invention, the upper body support part has a support handle for supporting both arms on both front sides of the body, and the upper body support part can be twisted relative to the lower body mounting part by the support handle. A walking support device according to the first invention is provided.
次に、第三の発明として、足運制御部は、検知部での検知が左右ねじりである場合に進行方向を変更するための歩幅制御をする歩幅制御手段を有する第一または第二の発明に記載の歩行支援装置を提供する。 Next, as a third invention, the foot control unit has a stride control means for controlling a stride for changing the advancing direction when the detection by the detection unit is a left-right torsion. The walking support device described in 1. is provided.
次に、第四の発明として、足運制御部は、検知部での検知が上下ねじりである場合に登下方向を変更するための足上制御をする足上制御手段を有する第一から第三の発明のいずれか一に記載の歩行支援装置を提供する。 Next, as a fourth invention, the foot control unit includes a foot control unit that performs foot control for changing the climbing direction when the detection by the detection unit is vertical torsion. A walking support device according to any one of the three inventions is provided.
次に、第五の発明として、大腿部を含む下半身に装着され歩行支援のための駆動モータを有する下半身装着部と、腰上部を含む上半身を支える上半身支持部と、下半身装着部と、上半身支持部とを弾性連結する弾性リンク部と、を有する歩行支援装置の動作方法であって、弾性リンク部でのねじり方向を検知する検知ステップと、検知部で検知されたねじり方向に応じて下半身装着部の片足ごとの足運制御をするために駆動モータを制御する足運制御ステップと、を有する歩行支援装置の動作方法を提供する。 Next, as a fifth aspect of the invention, a lower body mounting portion that is attached to the lower body including the thigh and has a drive motor for walking support, an upper body support portion that supports the upper body including the upper waist, a lower body mounting portion, and an upper body An operation method of a walking support device having an elastic link portion that elastically connects the support portion, a detection step for detecting a twist direction in the elastic link portion, and a lower body according to the torsion direction detected by the detection portion And a foot control step for controlling a drive motor to perform foot control for each foot of the mounting portion.
次に、第六の発明として、上半身支持部は、両腕を体の前方両側で支持する支持ハンドルを有し、検知ステップは、支持ハンドルによって上半身支持部が下半身装着部に対して生ずる相対的なねじれを検知する相対的ねじれ検知サブステップを有する第五の発明に記載の歩行支援装置の動作方法を提供する。 Next, as a sixth aspect of the invention, the upper body support portion has a support handle for supporting both arms on both front sides of the body, and the detecting step is performed by the support handle so that the upper body support portion is generated relative to the lower body mounting portion. An operation method of the walking assist device according to the fifth aspect of the present invention has a relative torsion detection substep for detecting a torsion.
次に、第七の発明として、足運制御ステップは、相対的ねじれ検知サブステップでの検知が左右ねじりである場合に進行方向を変更するための歩幅制御をする歩幅制御サブステップを有する第五または第六の発明に記載の歩行支援装置の動作方法を提供する。 Next, as a seventh aspect of the invention, the foot control step includes a step control substep for performing a step control for changing a traveling direction when the detection in the relative torsion detection substep is a left-right torsion. Or the operation | movement method of the walking assistance apparatus as described in 6th invention is provided.
次に、第八の発明として、足運制御ステップは、相対的ねじれ検知サブステップでの検知が上下ねじりである場合に登下方向を変更するための足上制御をする足上制御サブステップを有する第五から第七の発明のいずれか一に記載の歩行支援装置の動作方法を提供する。 Next, as an eighth invention, the foot control step includes an foot control sub-step for performing foot control for changing the climbing direction when the detection in the relative twist detection sub-step is vertical torsion. An operation method of the walking support device according to any one of the fifth to seventh inventions is provided.
第一および第五の発明により、装着者の着脱が簡易な歩行操舵装置が実現する。 According to the first and fifth aspects of the invention, a walking steering apparatus that is easy for the wearer to attach and detach is realized.
また、第二および第六の発明により、より操作性のよい歩行操舵装置が実現する。 In addition, according to the second and sixth inventions, a walking steering apparatus with better operability is realized.
また、第三および第七の発明により、足首部分が不自由な人の右折・左折動作も補助することができる歩行操舵装置が実現する。 Further, according to the third and seventh aspects of the invention, a walking steering apparatus that can assist a person with a disabled ankle portion in turning right or left is realized.
また、第四および第八の発明により、足首部分が不自由な人の段差がある箇所における歩行動作も補助することができる歩行操舵装置が実現する。 Further, according to the fourth and eighth inventions, a walking steering apparatus capable of assisting a walking operation at a place where there is a step of a person whose ankle portion is inconvenient is realized.
以下に、本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明はこれら実施の形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる様態で実施しうる。なお、以下の実施形態と請求項の関係は次の通りである。
実施形態１は、主に請求項１および３および４などについて説明する。
実施形態２は、主に請求項２および３および４などについて説明する。
<<実施形態１>>
<実施形態１の概要>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. Note that the present invention is not limited to these embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the scope of the invention. In addition, the relationship between the following embodiment and a claim is as follows.
The first embodiment will mainly describe
In the second embodiment, claims 2 and 3 and 4 will be mainly described.
<<
<Outline of
本実施形態は、歩行操舵装置に関するものである。本実施形態にかかる歩行操舵装置においては、前記装置の上半身部分に設けられた背負子により装着者の腰部を固定する。そして、前記装着者は自身の腰部をねじることで前記装置の上半身部分と下半身部分とねじれを生じさせ、前記装置は前記ねじれにより自身の駆動を制御される。
<実施形態１の機能的構成>
The present embodiment relates to a walking steering apparatus. In the walking steering apparatus according to the present embodiment, the waist of the wearer is fixed by a backpack provided on the upper body part of the apparatus. The wearer twists his / her waist to cause twisting of the upper and lower body parts of the device, and the device is controlled by the twisting.
<Functional configuration of
図１は、本実施形態にかかる歩行支援装置の機能ブロックを示すものである。図１に示すように、本実施形態にかかる歩行支援装置（０１０１）は、駆動モータ（０１０２）と、下半身装着部（０１０３）と、上半身支持部（０１０４）と、弾性リンク部（０１０５）と、検知部（０１０６）と、足運制御部（０１０７）と、歩幅制御手段（０１０８）と、足上制御手段（０１０９）と、からなる。また、図１には示さないが、駆動モータ（０１０２）と、下半身装着部（０１０３）と、上半身支持部（０１０４）と、は基本的には、前記歩行支援装置の装着者の右左両足に一つずつ配置されるものとする。また、歩幅制御手段（０１０８）と、足上制御手段（０１０９）と、は本実施形態において必須の構成要件ではなく、目的に応じて付け加えられるものである。また、本実施形態にかかる歩行操舵装置の機械的機構例を図２に示す。 FIG. 1 shows functional blocks of the walking support apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the walking assist device (0101) according to the present embodiment includes a drive motor (0102), a lower body mounting part (0103), an upper body support part (0104), and an elastic link part (0105). , A detection unit (0106), a foot control unit (0107), a stride control unit (0108), and a foot control unit (0109). Although not shown in FIG. 1, the drive motor (0102), the lower body wearing part (0103), and the upper body supporting part (0104) are basically attached to the right and left legs of the wearer of the walking support device. It shall be arranged one by one. Further, the stride control means (0108) and the foot control means (0109) are not indispensable constituent elements in the present embodiment, and are added according to the purpose. An example of a mechanical mechanism of the walking steering apparatus according to the present embodiment is shown in FIG.
（駆動モータについての説明）駆動モータ（０１０２）は、歩行支援のための動力を生じるものである。下半身装着部（０１０３）はこの駆動モータ（０１０２）により駆動制御される。図２において、駆動モータは、装着者右足の膝関節角度を制御する駆動モータＡ（０２１０）と、装着者右足の足首関節角度を制御する駆動モータＢ（０２２４）と、装着者左足の膝関節角度を制御する駆動モータＣ（０２１１）と、装着者左足の足首関節角度を制御する駆動モータＤ（０２２５）と、から構成される。なお、前記駆動モータの構成は飽くまでも一例である。本実施形態にかかる駆動モータ（０１０２）の構成は、下半身装着部（０１０３）の駆動制御を行うのに差し支えない構成であればいかなる構成をとってもかまわない。また、前記駆動モータＡ〜Ｄについては、一例としてステッピングモータなどを用いるのが好ましい。また、この駆動モータ（０１０２）は、汎用的なコネクタケーブルなどにより足運制御部（０１０７）と接続する。 (Description of Drive Motor) The drive motor (0102) generates power for walking support. The lower body mounting portion (0103) is driven and controlled by the drive motor (0102). In FIG. 2, the drive motor includes a drive motor A (0210) that controls the knee joint angle of the wearer's right foot, a drive motor B (0224) that controls the ankle joint angle of the wearer's right foot, and the knee joint of the wearer's left foot. A drive motor C (0211) for controlling the angle and a drive motor D (0225) for controlling the ankle joint angle of the wearer's left foot are configured. The configuration of the drive motor is just an example. The configuration of the drive motor (0102) according to the present embodiment may be any configuration as long as it does not interfere with the drive control of the lower body mounting portion (0103). For the drive motors A to D, it is preferable to use a stepping motor as an example. The drive motor (0102) is connected to the foot control unit (0107) by a general-purpose connector cable or the like.
（下半身装着部についての説明）下半身装着部（０１０３）は、大腿部を含む下半身に装着され、歩行支援のための駆動モータを有する。図２記載の、本実施形態にかかる歩行操舵装置の機械的機構例において、下半身装着部は、中心リンク（０２０１）と、中心リンクに連結され装着者の膝関節を駆動する右下半身大腿部駆動機構および左下半身駆動機構と、前記右下半身大腿部駆動機構に連結され装着者の右足首関節を駆動する右下半身下腿部駆動機構と、前記左下半身大腿部駆動機構に連結され装着者の左足首関節を駆動する左下半身下腿部駆動機構と、からなる。以下に、前記右下半身大腿部駆動機構と、前記左下半身大腿部駆動機構と、前記右下半身下腿部駆動機構と、前記左下半身下腿部駆動機構と、について説明する。 (Description of Lower Body Wearing Unit) The lower body wearing unit (0103) is worn on the lower body including the thigh and has a drive motor for walking support. In the mechanical mechanism example of the walking steering apparatus according to the present embodiment shown in FIG. 2, the lower body mounting portion includes a center link (0201) and a right lower body thigh that is connected to the center link and drives the wearer's knee joint. Drive mechanism and lower left body drive mechanism, right lower body lower leg thigh drive mechanism connected to the right lower body thigh drive mechanism and driving the wearer's right ankle joint, and connected to the lower left body thigh drive mechanism And a left lower leg lower leg drive mechanism that drives the left ankle joint of the person. The right lower body thigh drive mechanism, the left lower body thigh drive mechanism, the right lower body thigh drive mechanism, and the left lower body thigh drive mechanism will be described below.
前記右下半身大腿部駆動機構は、タイミングベルトＡ（０２１２）と、メインギアＡ（０２１４）と、固定リンクＡ（０２１６）と、回転リンクＡ（０２１８）と、並行リンクＡ（０２２２）と、右大腿部装着リンク（０２０２）と、右膝関節リンク（０２０４）と、からなる。 The lower right body thigh drive mechanism includes a timing belt A (0212), a main gear A (0214), a fixed link A (0216), a rotation link A (0218), a parallel link A (0222), It consists of a right thigh attachment link (0202) and a right knee joint link (0204).
タイミングベルトＡ（０２１２）は、駆動モータＡ（０２１０）の回転をメインギアＡ（０２１４）へと伝達する。メインギアＡ（０２１４）は、タイミングベルトＡ（０２１２）とかみ合い回転する。固定リンクＡ（０２１６）は、中心リンク（０２０１）と自身の中心部で連結し、メインギアＡ（０２１４）の回転軸を自身の前端部にて固定している。回転リンクＡ（０２１８）は、メインギアＡ（０２１４）の回転軸を自身の上側の回転軸の軸中心とし、固定リンクＢ（０２２０）前端部との接続部分を自身の下側の回転軸の軸中心とし、メインギアＡ（０２１４）に固定されメインギアＡ（０２１４）とともに回転する。並行リンクＡ（０２２２）は、固定リンクＡ（０２１６）の後端部に設けられた軸を上側の回転軸とし、固定リンクＢ（０２２０）中心部との接続部分を自身の下側の回転軸の軸中心とし、自身と前記固定リンクＡ（０２１６）と回転リンクＡ（０２１８）と固定リンクＢ（０２２０）とからなる形状を平行四辺形状に維持しながら回転する。右大腿部装着リンク（０２０２）は、中心リンク（０２０１）と全方向継手により連結し、右膝関節リンク（０２０４）の左側端部と全方向継手により連結している。右膝関節リンク（０２０４）は、自身の右側端部にて固定リンクＢ（０２２０）後端部と連結し、自身の左側端部にて右下腿部装着リンク（０２０６）および前記右大腿部装着リンク（０２０２）と全方向継手により連結している。 The timing belt A (0212) transmits the rotation of the drive motor A (0210) to the main gear A (0214). The main gear A (0214) rotates in mesh with the timing belt A (0212). The fixed link A (0216) is connected to the center link (0201) at its center, and the rotation shaft of the main gear A (0214) is fixed at its front end. The rotation link A (0218) has the rotation axis of the main gear A (0214) as the axis center of its upper rotation axis, and the connecting portion with the front end of the fixed link B (0220) is the rotation axis of its lower rotation axis. Centered on the shaft, it is fixed to the main gear A (0214) and rotates together with the main gear A (0214). The parallel link A (0222) uses the shaft provided at the rear end of the fixed link A (0216) as the upper rotary shaft, and the connecting portion with the central portion of the fixed link B (0220) as its lower rotary shaft. , And the shape composed of itself, the fixed link A (0216), the rotation link A (0218), and the fixed link B (0220) is rotated while maintaining a parallelogram shape. The right thigh attachment link (0202) is connected to the center link (0201) by an omnidirectional joint, and is connected to the left end of the right knee joint link (0204) by an omnidirectional joint. The right knee joint link (0204) is connected to the rear end portion of the fixed link B (0220) at its right end portion, and the right lower leg attachment link (0206) and the right thigh at its left end portion. The part mounting link (0202) and the omnidirectional joint are connected.
前記駆動モータＡ（０２１０）の回転に伴い、タイミングベルトＡ（０２１２）が駆動し、メインギアＡ（０２１４）が回転する。前記メインギアＡ（０２１４）の回転に伴い、回転リンクＡ（０２１８）が回転する。前記回転リンクＡ（０２１８）の回転に伴い、固定リンクＡ（０２１６）と回転リンクＡ（０２１８）と固定リンクＢ（０２２０）と並行リンクＡ（０２２２）とからなる形状が平行四辺形状を維持しながら、前記各リンクが動く。前記固定リンクＢ（０２２０）の動きに伴い、前記右膝関節リンク（０２０４）も一緒に動く。前記右膝関節リンク（０２０４）の動きに伴い、前記中心リンク（０２０１）との連結部分を中心に前記右大腿部装着リンク（０２０２）が回転運動をする。ここでは、回転リンクＡ（０２１８）と、並行リンクＡ（０２２２）と、右大腿部装着リンク（０２０２）と、は常にほぼ平行を保ったまま動く。以上が右下半身大腿部駆動機構についての説明である。 As the drive motor A (0210) rotates, the timing belt A (0212) is driven and the main gear A (0214) rotates. As the main gear A (0214) rotates, the rotation link A (0218) rotates. As the rotary link A (0218) rotates, the shape of the fixed link A (0216), the rotary link A (0218), the fixed link B (0220), and the parallel link A (0222) maintains a parallelogram shape. However, each said link moves. As the fixed link B (0220) moves, the right knee joint link (0204) also moves together. In accordance with the movement of the right knee joint link (0204), the right thigh attachment link (0202) rotates around the connecting portion with the center link (0201). Here, the rotation link A (0218), the parallel link A (0222), and the right thigh attachment link (0202) always move while maintaining substantially parallel. The above is the description of the lower right half thigh drive mechanism.
右下半身下腿部駆動機構は、タイミングベルトＢ（０２３７）と、メインギアＢ（０２２６）と、固定リンクＢ（０２２０）と、回転リンクＢ（０２２８）と、並行リンクＢ（０２３０）と、右下腿部装着リンク（０２０６）と、右足裏支持板（０２０８）と、からなる。 The lower right lower leg drive mechanism includes timing belt B (0237), main gear B (0226), fixed link B (0220), rotating link B (0228), parallel link B (0230), It consists of a crus mounting link (0206) and a right foot support plate (0208).
タイミングベルトＢ（０２３７）は、駆動モータＢ（０２２４）の回転をメインギアＢ（０２２６）へと伝達する。メインギアＢ（０２２６）は、タイミングベルトＢ（０２３７）とかみ合い回転する。固定リンクＢ（０２２０）は、自身の前端部に回転リンクＡ（０２１８）下側回転軸および並行リンクＢ（０２３０）上側回転軸を有し、自身の中心部に並行リンクＡ（０２２２）下側回転軸および回転リンクＢ（０２２８）上側回転軸を有し、自身の後端部にて右膝関節リンク（０２０４）と連結している。また、前記固定リンクＢ（０２２０）中心部に位置する回転リンクＢ（０２２８）上側回転軸はメインギアＢ（０２２６）の回転軸と連結しており、メインギアＢ（０２２６）の回転とともに、回転リンクＢ（０２２８）は前記回転軸を軸中心として回転可能である。また、回転リンクＢ（０２２８）は右足裏支持板（０２０８）右辺後端部と全方向継手により連結されており、前記全方向継手を中心に回転可能である。同様に、並行リンクＢ（０２３０）は右足裏支持板（０２０８）右辺中央端部と全方向継手により連結されており、前記全方向継手を中心に回転可能である。右下腿部装着リンク（０２０６）は、自身の上端部にて右膝関節リンク（０２０４）の右側端部と、自身の下端部にて右足裏支持板（０２０８）左辺後端部と、それぞれ全方向継手により連結されている。 The timing belt B (0237) transmits the rotation of the drive motor B (0224) to the main gear B (0226). The main gear B (0226) meshes with the timing belt B (0237) and rotates. The fixed link B (0220) has a rotary link A (0218) lower rotary shaft and a parallel link B (0230) upper rotary shaft at its front end, and the parallel link A (0222) lower side at its center. The rotary shaft and the rotary link B (0228) have an upper rotary shaft, and are connected to the right knee joint link (0204) at the rear end thereof. The upper rotation shaft of the rotation link B (0228) located at the center of the fixed link B (0220) is connected to the rotation shaft of the main gear B (0226), and rotates together with the rotation of the main gear B (0226). The link B (0228) can rotate around the rotation axis. Further, the rotary link B (0228) is connected to the rear end portion of the right side of the right foot support plate (0208) by an omnidirectional joint, and is rotatable around the omnidirectional joint. Similarly, the parallel link B (0230) is connected to the center end portion of the right side of the right foot support plate (0208) by an omnidirectional joint and is rotatable around the omnidirectional joint. The right lower leg attachment link (0206) has a right end of the right knee joint link (0204) at its upper end, and a right foot support plate (0208) rear end at the lower end of its own, They are connected by omnidirectional joints.
前記駆動モータＢ（０２２４）の回転に伴い、タイミングベルトＢ（０２３７）が駆動し、メインギアＢ（０２２６）が回転する。前記メインギアＢ（０２２６）の回転に伴い、回転リンクＢ（０２２８）が回転する。前記回転リンクＢ（０２２８）の回転に伴い、回転リンクＢ（０２２８）と右足裏支持板（０２０８）と固定リンクＢ（０２２０）と並行リンクＢ（０２３０）とからなる形状が平行四辺形状を維持しながら、各リンクおよび前記右足裏支持板（０２０８）が動く。前記右足裏支持板（０２０８）の動きに伴い、前記右膝関節リンク（０２０４）との連結部分を中心に前記右下腿部装着リンク（０２０６）が回転運動をする。ここでは、回転リンクＢ（０２２８）と、並行リンクＢ（０２３０）と、右下腿部装着リンク（０２０６）と、は常にほぼ平行を保ったまま動く。以上が右下半身下腿部駆動機構についての説明である。 As the drive motor B (0224) rotates, the timing belt B (0237) is driven and the main gear B (0226) rotates. As the main gear B (0226) rotates, the rotation link B (0228) rotates. As the rotating link B (0228) rotates, the shape of the rotating link B (0228), the right foot support plate (0208), the fixed link B (0220), and the parallel link B (0230) maintains a parallelogram shape. However, each link and the right foot support plate (0208) move. In accordance with the movement of the right foot support plate (0208), the right lower leg attachment link (0206) rotates around the connection portion with the right knee joint link (0204). Here, the rotation link B (0228), the parallel link B (0230), and the right lower leg attachment link (0206) always move while maintaining substantially parallel. This completes the description of the lower right half leg drive mechanism.
左下半身大腿部駆動機構は、タイミングベルトＣ（０２１３）と、メインギアＣ（０２１５）と、固定リンクＣ（０２１７）と、回転リンクＣ（０２１９）と、並行リンクＣ（０２２３）と、左大腿部装着リンク（０２０３）と、左膝関節リンク（０２０５）と、からなる。左下半身大腿部駆動機構をなす各パーツ同士の接続様態および駆動様態は、前述した右下半身大腿部駆動機構をなす各パーツの接続様態とほぼ同様である。
左下半身下腿部駆動機構タイミングベルトＤ（０２３８）と、メインギアＤ（０２２７）と、固定リンクＤ（０２２１）と、回転リンクＤ（０２２９）と、並行リンクＤ（０２３１）と、左下腿部装着リンク（０２０７）と、左足裏支持板（０２０９）と、からなる。左下半身下腿部駆動機構をなす各パーツ同士の接続様態および駆動様態は、前述した右下半身下腿部駆動機構をなす各パーツの接続様態とほぼ同様である。
The lower left thigh drive mechanism includes a timing belt C (0213), a main gear C (0215), a fixed link C (0217), a rotation link C (0219), a parallel link C (0223), It consists of a thigh attachment link (0203) and a left knee joint link (0205). The connection mode and drive mode between the parts constituting the lower left body thigh drive mechanism are substantially the same as the connection mode of each part constituting the lower right body thigh drive mechanism described above.
Lower left half leg drive mechanism timing belt D (0238), main gear D (0227), fixed link D (0221), rotation link D (0229), parallel link D (0231), left lower leg It consists of a mounting link (0207) and a left foot support plate (0209). The connection mode and drive mode between the parts constituting the left lower body lower leg drive mechanism are substantially the same as the connection mode of each part constituting the right lower body lower leg drive mechanism described above.
図２に記載の、本実施形態にかかる歩行操舵装置の機械的機構例を用いる場合、装着者は右足裏支持板（０２０８）および左足裏支持板（０２０９）に両足をそれぞれ乗せ、右下腿部装着リンク（０２０６）および左下腿部装着リンク（０２０７）に両下腿部分をそれぞれ添え、右膝関節リンク（０２０４）および左膝関節リンク（０２０５）に膝裏をそれぞれ添え、右大腿部装着リンク（０２０２）および左大腿部装着リンク（０２０３）に両大腿部分をそれぞれ添える。また、図２に記載の、本実施形態にかかる歩行操舵装置の機械的機構例を用いる場合には、各大腿部装着リンク（０２０２、０２０３）と並行リンクＡ、Ｃ（０２２２、０２２３）との間、および、各下腿部装着リンク（０２０６、０２０７）と回転リンクＢ、Ｄ（０２２８、０２２９）との間に、木板やコルク板などからなる保護板を設置するのも好ましい。 When the mechanical mechanism example of the walking steering apparatus according to the present embodiment shown in FIG. 2 is used, the wearer puts both feet on the right foot support plate (0208) and the left foot support plate (0209), and the right lower leg. Both lower leg parts are attached to the head attachment link (0206) and the left lower leg part attachment link (0207), and the right knee joint link is attached to the right knee joint link (0204) and the left knee joint link (0205). The thighs are attached to the link (0202) and the left thigh attachment link (0203), respectively. In addition, when the example of the mechanical mechanism of the walking steering apparatus according to the present embodiment shown in FIG. 2 is used, the thigh attachment links (0202 and 0203) and the parallel links A and C (0222 and 0223) It is also preferable to install a protective plate made of a wood board, a cork board, or the like between each of the lower leg attachment links (0206, 0207) and the rotation links B, D (0228, 0229).
なお、図２に記載の、本実施形態にかかる歩行操舵装置の機械的機構例においては、各リンクおよび各ギアおよび各足裏支持板については、一例としてアルミニウムなどからなる金属製の材料のものを用いるのが好ましい。また、前記金属製のものに代えて、強化プラスティックなどを用いることも可能である。また、各タイミングベルトについては、一例としてゴム製のものなどを用いるのが好ましい。また、全方向継手については、一例として、アルミニウムなどからなる金属製のスイベル継手やボール継手、球面すべり軸受けなどを用いるのが好ましい。 In the example of the mechanical mechanism of the walking steering apparatus according to the present embodiment shown in FIG. 2, each link, each gear, and each foot support plate is made of a metal material made of aluminum or the like as an example. Is preferably used. Further, a reinforced plastic or the like can be used instead of the metal one. For each timing belt, it is preferable to use a rubber belt as an example. As for the omnidirectional joint, as an example, it is preferable to use a metal swivel joint made of aluminum or the like, a ball joint, a spherical plain bearing, or the like.
（上半身支持部についての説明）上半身支持部（０１０４）は、腰上部を含む上半身を支える。図２において、上半身支持部は、背負子右面板（０２３２）と、背負子左面板（０２３３）と、背負子背面板（０２３５）と、前記背負子各面板を固定する上半身リンク（０２３４）とから構成される。背負子背面板（０２３５）は自身の裏面において弾性リンク部と金属ねじなどにより固定される。この図２に示す上半身支持部を用いる場合、装着者は自らの腰部が、背負子右面板（０２３２）と、背負子左面板（０２３３）との間に挟まるように立ち、自身の背面を背負子背面板（０２３５）に添えることで前記上半身支持部を装着する。前述のように装着者が前記上半身支持部を装着することで、装着者の腰部のねじれに伴い、前記上半身支持部も弾性リンク部を軸中心として回転するからである。 (Description of Upper Body Supporting Section) The upper body supporting section (0104) supports the upper body including the upper waist. In FIG. 2, the upper body support portion includes a back carrier right side plate (0232), a back carrier left side plate (0233), a back carrier back plate (0235), and an upper body link (0234) that fixes each back plate of the back carrier. . The backpack back plate (0235) is fixed on its back surface by an elastic link portion and a metal screw. When using the upper body support portion shown in FIG. 2, the wearer stands so that his / her waist is sandwiched between the backpack right side plate (0232) and the backpack left side plate (0233), and the back of the back is placed on the back of the backpack. The upper body support part is attached by attaching to (0235). This is because, as described above, when the wearer wears the upper body support part, the upper body support part also rotates about the elastic link part as the wearer twists the waist.
（弾性リンク部についての説明）弾性リンク部（０１０５）は、下半身装着部（０１０２）と、上半身支持部（０１０４）とを弾性結合する。図２において、弾性リンク部は、直方体形状でありＳＵＳ板もしくはゴム板などからなり、自身の前後左右方向に弾性変形が可能な弾性リンク（０２３６）からなる。この弾性リンク（０２３６）は、中心リンク（０２０１）の中心部にて金属ねじなどにより固定され、背負子背面板（０２３５）背面において金属ねじなどにより固定されている。上述した通り、この弾性リンク（０２３６）にはゴム板などの弾性のある材料を用いる。したがって、背負子各面板（０２３２、０２３３，０２３５）が、装着者が腰部をねじるような動作を受けることで、背負子背面板（０２３５）に連結された弾性リンク（０２３６）がねじれる。したがって、背負子各面板（０２３２、０２３３，０２３５）は中心リンク（０２０１）に対しねじれの配置をとることができる。 (Description of Elastic Link Part) The elastic link part (0105) elastically couples the lower body mounting part (0102) and the upper body support part (0104). In FIG. 2, the elastic link portion has a rectangular parallelepiped shape and is made of an SUS plate or a rubber plate, and is made of an elastic link (0236) that can be elastically deformed in the front-rear and left-right directions. The elastic link (0236) is fixed with a metal screw or the like at the center of the center link (0201), and is fixed with a metal screw or the like on the back surface of the back plate (0235). As described above, an elastic material such as a rubber plate is used for the elastic link (0236). Therefore, the elastic link (0236) connected to the back carrier back plate (0235) is twisted when the wearer is subjected to an operation such that the wearer twists the lumbar region of each back plate (0232, 0233, 0235). Therefore, the back plate (0232, 0233, 0235) can be twisted with respect to the center link (0201).
（検知部についての説明）検知部（０１０６）は、弾性リンク部（０１０５）でのねじり方向を検知する。図３は、本実施形態にかかる検知部の機構例を示すものである。図３（ａ）に示す検知部の機構例は、図２記載の中心リンク（０３０１）の両端部に、自身の上端面全面が十分に背負子背面板（０３０５）と接触するように、歪ゲージ（０３０２、０３０３）を取り付けたものである。このような機構をとることにより、検知部は、装着者の左右ねじ方向への体のねじれを検知することができる。たとえば、装着者が自身の腰部を右ねじ方向にねじった場合、弾性リンク（０３０４）は右ねじ方向にねじれ、背負子背面板（０３０５）は中心リンク（０３０１）に対し右ねじ方向に回転する。背負子背面板（０３０５）右下端部は右側に配置された歪ゲージ（０３０２）に触れ、前記歪ゲージ（０３０２）は抵抗値の変化を生ずる。この抵抗値の変化を制御部（０１０７）が処理し、駆動モータＡ（０２１０）および駆動モータＢ（０２２４）の回転力が、駆動モータＣ（０２１１）および駆動モータＤ（０２２５）の回転力よりも弱くなる制御をかけることで、装着者の右折歩行動作を補助することができる。また、さらに、段差のある箇所の歩行動作を補助するためには、図３（ｂ）に示すように、図２記載の中心リンク（０３０６）前面および背面の両端部に、自身の上端面全面が十分に背負子背面板（０３１２）と接触するように、歪ゲージ（０３０７〜０３１０）を取り付けるなどする。このように歪ゲージ（０３０７〜０３１０）を配置することで、検知部は、装着者の左右ねじ方向への体のねじれのみならず、装着者上半身の前後方向へ傾きも検知することができる。たとえば、装着者が自身の上半身を前方向に倒した場合、弾性リンク（０３１１）は装着者前面方向にねじれ、背負子背面板（０３１２）は前面方向に倒れる。背負子背面板（０３１２）前面左右両下端部は中心リンク（０３０６）に対し前側に配置された歪ゲージ（０３０９、０３１０）に触れ、前記各歪ゲージ（０３０９、０３１０）は抵抗値の変化を生ずる。この抵抗値の変化を足運制御部（０１０７）が処理し、下半身装着部が階段を降りる動作をするよう制御をかけることで、装着者が階段を降りる動作を補助することができる。また、図３（ｃ）に示すように、上端部に感圧センサ（０３１５、０３１７、０３１９、０３２１）を設け、弾性リンクと同じ材料からなる感圧センサ支持体（０３１４、０３１６、０３１８、０３２０）を、歪ゲージ（０３０７〜０３１０）の代わりに配置する方法なども好ましい。このように感圧センサ（０３１５、０３１７、０３１９、０３２１）を配置することで、装着者直立時に感圧センサ（０３１５、０３１７、０３１９、０３２１）を背負子背面板前後面左右両下端に接触させることが出来、装着者の腰部のねじれをよりきめ細かに検知することができる。なお、図３に示す検知部の機構は飽くまでも例にすぎない。その他、装着者の腰部のねじれを検出するのに適切な機構であれば、本実施形態にかかる検知部の機構については、いかなる機構をとってもかまわない。 (Description of Detection Unit) The detection unit (0106) detects the twisting direction of the elastic link unit (0105). FIG. 3 shows an example of the mechanism of the detection unit according to the present embodiment. An example of the mechanism of the detection unit shown in FIG. 3A is a strain gauge in which the entire upper end surface of the center link (0301) shown in FIG. 2 is sufficiently in contact with the backplate (0305). (0302, 0303) is attached. By adopting such a mechanism, the detection unit can detect the twist of the body in the left-right screw direction of the wearer. For example, when the wearer twists his / her waist in the right-handed screw direction, the elastic link (0304) twists in the right-handed screw direction, and the backpack back plate (0305) rotates in the right-handed screw direction with respect to the central link (0301). The lower right end of the back plate (0305) of the backpacker touches the strain gauge (0302) disposed on the right side, and the strain gauge (0302) causes a change in resistance value. The controller (0107) processes this change in resistance value, and the rotational force of the drive motor A (0210) and the drive motor B (0224) is greater than the rotational force of the drive motor C (0211) and the drive motor D (0225). It is possible to assist the wearer's right turn walking motion by applying control that weakens. Further, in order to assist the walking operation at the stepped portion, as shown in FIG. 3B, the entire upper end surface of the center link (0306) shown in FIG. For example, a strain gauge (0307 to 0310) is attached so as to sufficiently contact the back plate (0312). By arranging the strain gauges (0307 to 0310) in this way, the detection unit can detect not only the twist of the body in the left-right screw direction of the wearer but also the tilt of the wearer's upper body in the front-rear direction. For example, when the wearer tilts his / her upper body forward, the elastic link (0311) twists toward the front of the wearer, and the backplate (0312) tilts toward the front. The left and right lower ends of the back surface of the back plate (0312) touch the strain gauges (0309, 0310) arranged on the front side with respect to the center link (0306), and the strain gauges (0309, 0310) change in resistance. . The foot control unit (0107) processes the change in the resistance value and controls the lower body wearing part to move down the stairs, thereby assisting the wearer to go down the stairs. Further, as shown in FIG. 3 (c), pressure sensors (0315, 0317, 0319, 0321) are provided at the upper end, and pressure sensor support bodies (0314, 0316, 0318, 0320) made of the same material as the elastic link. ) Is preferably used instead of the strain gauge (0307-0310). By arranging the pressure-sensitive sensors (0315, 0317, 0319, 0321) in this way, the pressure-sensitive sensors (0315, 0317, 0319, 0321) are brought into contact with the left and right lower ends of the back and forth of the back of the back plate when the wearer is standing upright. It is possible to detect the twist of the wearer's waist more finely. Note that the mechanism of the detection unit shown in FIG. In addition, any mechanism may be adopted as the mechanism of the detection unit according to the present embodiment as long as the mechanism is suitable for detecting the twist of the waist of the wearer.
弾性リンク部（０１０５）でのねじり方向は、たとえば図３に例示する場合のように、前記ねじり方向を背負子背面板と各歪ゲージもしくは感圧センサとの接触により検知する場合、前記ねじり方向は各歪ゲージもしくは感圧センサの抵抗値の変化から判別できる。この場合、まず前記抵抗値の変化を、前記歪ゲージとＡ／Ｄ変換機とを接続する汎用的なコネクタケーブルによりＡ／Ｄ変換機に伝達し、前記Ａ／Ｄ変換機によりデジタル信号であるねじり信号に変換する。そして、前記ねじれ信号を、前記Ａ／Ｄ変換機と、前記ねじり信号からねじり方向を特定するための演算処理装置とを接続する汎用的なコネクタケーブルにより前記ねじり方向特定用の演算処理装置へと伝達する。そして、前記演算処理装置にて、ねじり信号をもとに、装着者の腰部がどの方向へ何度動いたかに関する情報を有するねじり方向情報を生成する。 When the torsion direction at the elastic link portion (0105) is detected by contact between the backplate and each strain gauge or pressure sensor, as shown in FIG. 3, for example, the torsion direction is It can be discriminated from the change in the resistance value of each strain gauge or pressure sensor. In this case, first, the change in the resistance value is transmitted to the A / D converter by a general-purpose connector cable that connects the strain gauge and the A / D converter, and is converted into a digital signal by the A / D converter. Convert to torsion signal. Then, the torsional signal is sent to the arithmetic processing unit for specifying the twisting direction by a general-purpose connector cable that connects the A / D converter and an arithmetic processing unit for specifying the twisting direction from the torsional signal. introduce. Then, the arithmetic processing unit generates torsional direction information having information on how many times the wearer's waist has moved based on the torsion signal.
前記ねじり方向情報の生成については、基本的には、弾性リンク部（０１０５）および上半身支持部（０１０４）が下半身支持部（０１０３）前面方向に対し何度ねじれたかなどのねじりに対する正確な情報を検出し、その情報をそのままねじり方向情報とするのが好ましいが、単に、右ねじ方向に少しねじれた、などの大雑把な情報を検出し、その情報を基に、ねじり方向を右ねじ方向に２０°に決定する、などの処理方法でねじり方向情報を生成してもかまわない。その処理の様子を、本実施形態にかかる検知部（０１０６）が図３（ｃ）に例示するような機構をとる場合を用いて説明する。たとえば、背負子背面板が右ねじ方向にねじれた場合、背負子背面板前面左側の感圧センサ（０３１９）もしくは背負子背面板後面右側の感圧センサ（０３１５）が圧力を感知する。ここで、背負子背面板が中心リンク（０３１３）延長方向に対して右ねじ方向に９０°ねじれた際に前記感圧センサ（０３１９）が生ずる抵抗値の変化量をＲｍａｘ、中心リンク（０３１３）前面方向を０°とした際のねじり方向情報にかかるねじり角度をθ、実際に前記感圧センサ（０３１９）が生じた抵抗値の変化量をＲとする。この場合において、前記ねじり角度θは、θ＝９０°×（Ｒ／Ｒｍａｘ）により決定する。このように決定された前記ねじり角度θを前記ねじり方向情報とする。以上が、前記ねじり方向情報の生成処理の一例である。 For the generation of the torsional direction information, basically, accurate information on torsion such as how many times the elastic link part (0105) and the upper body support part (0104) are twisted with respect to the front surface direction of the lower body support part (0103) is provided. It is preferable to detect and use the information as it is as the torsion direction information, but simply detect rough information such as a slight twist in the right-hand screw direction, and based on this information, the twist direction is set to the right-hand screw direction. The twist direction information may be generated by a processing method such as determining at °. The state of the processing will be described using a case where the detection unit (0106) according to the present embodiment employs a mechanism as illustrated in FIG. For example, when the back plate is twisted in the right-handed direction, the pressure sensor (0319) on the front left side of the back plate of the back plate or the pressure sensor (0315) on the right side of the back side of the back plate of the back plate senses the pressure. Here, when the back plate of the backpack is twisted by 90 ° in the right-handed direction with respect to the extension direction of the center link (0313), the amount of change in the resistance value generated by the pressure sensor (0319) is Rmax, and the front surface of the center link (0313) The torsion angle according to the torsion direction information when the direction is 0 ° is θ, and the change amount of the resistance value actually generated by the pressure sensor (0319) is R. In this case, the twist angle θ is determined by θ = 90 ° × (R / Rmax). The twist angle θ determined in this way is used as the twist direction information. The above is an example of the generation process of the twist direction information.
前記演算処理装置については、足運制御部（０１０７）にて用いられる演算処理装置と同じものを用いるなどする。前記ねじり方向情報は前記演算処理装置を共有して用いる足運制御部（０１０７）へ、前記演算処理装置内の記憶装置などを介するなどして伝達される。なお、ここに記した前記ねじり方向の足運制御部（０１０７）への伝達方法は飽くまでも一例である。その他、前記ねじり方向を足運制御部（０１０７）へ伝達するのに適切な機構であれば、いかなる機構をとってもかまわない。 About the said arithmetic processing apparatus, the same thing as the arithmetic processing apparatus used in a foot control part (0107) is used. The torsional direction information is transmitted to a foot control unit (0107) that shares and uses the arithmetic processing unit via a storage device in the arithmetic processing unit. Note that the transmission method to the torsion direction foot control unit (0107) described here is only an example. In addition, any mechanism may be used as long as it is an appropriate mechanism for transmitting the twist direction to the foot control unit (0107).
（足運制御部についての説明）足運制御部（０１０７）は、検知部（０１０６）で検知されたねじり方向に応じて下半身装着部（０１０３）の片足ごとの足運制御をするために駆動モータ（０１０２）を制御する。前記足運制御とは、たとえば、装着者が自身の上半身を前方向に倒す動作を行い、検知部（０１０６）が、前記動作を検知した場合に、前記検知に基づき、制御部（０１０９）が、下半身装着部（０１０３）に対し階段を降りる動作をするよう制御をかけることなどを示す。また、足運制御部（０１０７）は、歩幅制御手段（０１０８）および足上制御手段（０１０９）を有することも可能である。なお、足運制御部（０１０７）は、コンピュータなどの演算処理装置などからなる。 (Description of the foot control unit) The foot control unit (0107) is driven to perform foot control for each foot of the lower body attachment unit (0103) according to the torsion direction detected by the detection unit (0106). The motor (0102) is controlled. For example, when the wearer performs an operation of tilting his / her upper body forward and the detection unit (0106) detects the operation, the control unit (0109) , The lower body mounting part (0103) is controlled to be moved down the stairs. The foot control unit (0107) can also include stride control means (0108) and foot control means (0109). The foot control unit (0107) includes an arithmetic processing unit such as a computer.
（歩幅制御手段についての説明）歩幅制御手段（０１０８）は、検知部（０１０６）での検知が左右ねじりである場合に進行方向を変更するための歩幅制御をする。前記進行方向の変更とは、下半身装着部（０１０３）の右折・左折歩行動作のことである。前記歩幅制御については、検知部（０１０６）にて検知した、弾性リンク部（０１０５）のねじり方向により制御する。前記制御の方法に関する具体例を以下に示す。たとえば、直線方向への歩行動作をさせる際の下半身支持部（０１０３）右半身を駆動する各駆動モータ（図２における駆動モータＡ（０２１０）および駆動モータＢ（０２２４））に与える電圧値をＦＡ、ＦＢ、左半身を駆動する各駆動モータ（図２における駆動モータＣ（０２１１）および駆動モータＤ（０２２５））に与える電圧値をＦＣ、ＦＤとする。また、歩幅制御により右折・左折歩行動作をさせる際の下半身支持部（０１０３）右半身を駆動する各駆動モータ（図２における駆動モータＡ（０２１０）および駆動モータＢ（０２２４））に与える電圧値をＦ'Ａ、Ｆ'Ｂ、左半身を駆動する各駆動モータ（図２における駆動モータＣ（０２１１）および駆動モータＤ（０２２５））に与える電圧値をＦ'Ｃ、Ｆ'Ｄとする。そして、前述したねじり方向情報にかかるねじり角度θが０°<θ≦９０°である場合に、Ｆ'Ａ＝ＦＡｃｏｓθ、Ｆ'Ｂ＝ＦＢｃｏｓθ、Ｆ'Ｃ＝ＦＣ、Ｆ'Ｄ＝ＦＤ、からなる制御を加える。また、前記θが−９０°≦θ<０°である場合に、Ｆ'Ａ＝ＦＡ、Ｆ'Ｂ＝ＦＢ、Ｆ'Ｃ＝ＦＣｃｏｓθ、Ｆ'Ｄ＝ＦＤｃｏｓθ、からなる制御を加える。また、前記θがθ＝０°である場合に、Ｆ'Ａ＝ＦＡ、Ｆ'Ｂ＝ＦＢ、Ｆ'Ｃ＝ＦＣ、Ｆ'Ｄ＝ＦＤ、からなる制御を加える。 (Description of stride control means) Stride control means (0108) performs stride control for changing the advancing direction when the detection by the detection unit (0106) is torsional to the left and right. The change of the advancing direction is a right turn / left turn walking motion of the lower body wearing part (0103). The stride length control is controlled by the twisting direction of the elastic link portion (0105) detected by the detection portion (0106). Specific examples of the control method will be shown below. For example, the voltage value given to each drive motor (drive motor A (0210) and drive motor B (0224) in FIG. 2) for driving the right half of the lower body support portion (0103) when performing a walking motion in a linear direction is F. The voltage values given to A and F B and the respective drive motors (drive motor C (0211) and drive motor D (0225) in FIG. 2) for driving the left half are F C and F D. Further, the lower half body support portion (0103) when driving the right / left turn by stride control, the voltage value given to each drive motor (drive motor A (0210) and drive motor B (0224) in FIG. 2) that drives the right half body F ′ A , F ′ B , and voltage values given to the drive motors (drive motor C (0211) and drive motor D (0225) in FIG. 2) for driving the left half are F ′ C and F ′ D. When the torsion angle θ applied to the torsion direction information is 0 ° <θ ≦ 90 °, F ′ A = F A cos θ, F ′ B = F B cos θ, F ′ C = F C , F ′ Add control consisting of D = F D. Further, the case where the theta is -90 ° ≦ θ <0 °, F 'A = F A, F' B = F B, F 'C = F C cosθ, F' D = F D cosθ from Add control. Further, when the θ is θ = 0 °, control including F ′ A = F A , F ′ B = F B , F ′ C = F C , and F ′ D = F D is added.
なお、前記ＦＡ、ＦＢ、ＦＣ、ＦＤについては、図５に記載の、下半身装着部（０１０３）に直線方向の歩行動作をさせる際における、一つ一つの歩行動作に対して駆動モータ（０１０２）に加えるべき電圧値の例を示すデータなどを参照して行う。ここで、図５（ａ）は、前記足運制御により下半身装着部（０１０３）の右足側の膝関節部分がなすべき角度（図２における回転リンクＡ（０２１８）と並行リンクＢ（０２３０）とがなすべき角度）であり、図５（ｂ）は、前記角度を達成するために、下半身装着部（０１０３）の右足側の膝関節角度を調節する駆動モータ（図２における駆動モータＡ（０２１０）のこと）にかける電圧値を規格化したものである。すなわち、前記ＦＡは図５（ｂ）におけるＦＡ（ｔ）に相当する。また、図５（ｃ）は、前記足運制御により下半身装着部（０１０３）の右足側の足首関節部分がなすべき角度（図２における回転リンクＢ（０２２８）と右足裏支持板（０２０８）とがなすべき角度）を示し、図５（ｄ）は、前記角度を達成するために、下半身装着部（０１０３）の右足側の足首関節角度を調節する駆動モータ（図２における駆動モータＢ（０２２４）のこと）にかける電圧値を規格化した値を示す。すなわち、前記ＦＢは図５（ｄ）におけるＦＢ（ｔ）に相当する。また、図５（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）はそれぞれ、下半身装着部（０１０３）の左足側について、該各関節部分がなすべき角度、および、前記なすべき角度を達成するために該駆動モータにかけるべき電圧値を規格化した値、を示すものである。すなわち、前記ＦＣは図５（ｆ）におけるＦＣ（ｔ）に相当し、前記ＦＤは図５（ｈ）におけるＦＤ（ｔ）に相当する。図５におけるｔ０〜ｔ６、ｔ１'は、人間の歩行動作に係る一つ一つの動作の終了時間を示す。たとえば、ｔ０からｔ１の間は、歩行者が自身の右下腿部を持ちあげる動作を行う期間である。このように、ｔ１からｔ１'の期間からなる、一つ一つの動作の組み合わせを、周期的に繰り返すことが、人間の歩行動作の全体像をなす。以上が前記歩幅制御の方法の一例である。 Incidentally, the F A, F B, for F C, F D, according to FIG. 5, the lower body mounting portion (0103) definitive when to the linear direction of walking, driving for one single walking This is performed with reference to data indicating examples of voltage values to be applied to the motor (0102). Here, FIG. 5 (a) shows the angles (the rotation link A (0218) and the parallel link B (0230) in FIG. 2) that the knee joint portion on the right foot side of the lower body wearing part (0103) should make by the foot control. 5 (b) shows a drive motor (drive motor A (0210 in FIG. 2) that adjusts the knee joint angle on the right foot side of the lower body mounting portion (0103) in order to achieve the angle. ))) Is a standardized voltage value. That is, the F A corresponds to F A (t) in FIG. FIG. 5C shows an angle (rotation link B (0228) and right foot support plate (0208) in FIG. 2) that the ankle joint portion on the right foot side of the lower body mounting portion (0103) should make by the foot control. FIG. 5D shows a drive motor (drive motor B (0224 in FIG. 2) that adjusts the ankle joint angle on the right foot side of the lower body mounting portion (0103) in order to achieve the angle. ))) Is a standardized value of the voltage applied. That is, the F B corresponds to F B (t) in FIG. 5 (e), (f), (g), and (h), respectively, achieve the angle that each joint portion should make and the angle that should be made on the left foot side of the lower body mounting portion (0103). In order to achieve this, a value obtained by standardizing a voltage value to be applied to the drive motor is shown. That is, the F C corresponds to F C (t) in FIG. 5F, and the F D corresponds to F D (t) in FIG. In FIG. 5, t0 to t6 and t1 ′ indicate the end time of each motion related to the human walking motion. For example, the period from t0 to t1 is a period during which the pedestrian performs an operation of lifting his / her right lower leg. In this way, periodically repeating each combination of movements consisting of the period from t1 to t1 ′ forms an overall picture of human walking movements. The above is an example of the stride control method.
なお、前記歩幅制御の方法はあくまでも一例である。本実施形態にかかる歩幅制御の方法については、前記方法以外に有効な方法があれば、その方法をとることも可能である。また、足運制御の際に駆動モータ（０１０２）に加える電圧値についても、図５に示す例以外に、適切なデータがあればそのデータを用いることも可能である。 The stride control method is merely an example. As to the stride control method according to the present embodiment, if there is an effective method other than the above method, it is possible to adopt that method. Further, as to the voltage value applied to the drive motor (0102) during foot control, it is also possible to use the data if there is appropriate data other than the example shown in FIG.
（足上制御手段についての説明）足上制御手段（０１０９）は、検知部（０１０６）での検知が上下ねじりである場合に登下方向を変更するための足上制御をする。つまり、足上制御手段（０１０９）は、検知部（０１０６）で検知した装着者上半身の前後方向への傾きに基づき、階段などの段差のある箇所の上り下り動作を行うべく駆動モータ（０１０２）の駆動を制御するものである。ここで、前記足上制御の方法の一例を以下に示す。検知部（０１０６）にて装着者上半身の前方向への傾きを検知し始めると、足上制御手段（０１０９）は、図６（ａ）〜（ｈ）に記載の、下半身装着部（０１０３）に階段を上る動作をさせる際における、一つ一つの歩行動作に対して各駆動モータ（０１０２）に加えるべき電圧値の例を示すデータなどを参照して、各駆動モータ（０１０２）に加える電圧値を制御する。そして、前記上半身の傾きの検知が終わると、足上制御手段（０１０９）は、図６（ｉ）〜（ｐ）に記載の、下半身装着部（０１０３）に階段を上る動作を終わらせる際における、一つ一つの歩行動作に対して各駆動モータ（０１０２）に加えるべき電圧値の例を示すデータなどを参照して、各駆動モータ（０１０２）に加える電圧値を制御する。ここで、図６（ａ）は、前記足上制御により、下半身装着部（０１０３）の、最初に段差箇所を上る側の膝関節部分がなすべき角度（図２における回転リンクＡ（０２１８）と並行リンクＢ（０２３０）とがなすべき角度）であり、図６（ｂ）は、前記角度を達成するために、下半身装着部（０１０３）の前記上る側の膝関節角度を調節する駆動モータ（図２における駆動モータＡ（０２１０）のこと）にかける電圧値を規格化したものである。また、図６（ｃ）は、前記足上制御により、下半身装着部（０１０３）の、前記踏み出した側の足首関節部分がなすべき角度（図２における回転リンクＢ（０２２８）と右足裏支持板（０２０８）とがなすべき角度）を示し、図６（ｄ）は、前記角度を達成するために、下半身装着部（０１０３）の前記踏み出した側の足首関節角度を調節する駆動モータ（図２における駆動モータＢ（０２２４）のこと）にかける電圧値を規格化した値を示す。また、図６（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）、（ｈ）はそれぞれ、下半身装着部（０１０３）の、段差開始箇所に最初に踏み出した側について、該各関節部分がなすべき角度、および、前記なすべき角度を達成するために該駆動モータにかけるべき電圧値を規格化した値、を示すものである。また、図６（ｉ）、（ｊ）、（ｋ）、（ｌ）はそれぞれ、下半身装着部（０１０３）のうち、あとに段差部分を上り切る側について、該各関節部分がなすべき角度、および、前記なすべき角度を達成するために該駆動モータにかけるべき電圧値を規格化した値、を示すものである。そして、図６（ｍ）、（ｎ）、（ｏ）、（ｐ）はそれぞれ、下半身装着部（０１０３）のうち、先に段差部分を上り切る側について、該各関節部分がなすべき角度、および、前記なすべき角度を達成するために該駆動モータにかけるべき電圧値を規格化した値、を示すものである。図６におけるｔ０〜ｔ６、ｔ１'〜ｔ４'、ｔ１"〜ｔ３"は、人間の階段を上る動作に係る一つ一つの動作の終了時間を示す。たとえば、ｔ０からｔ１の間は、歩行者が自身の最初に段差箇所を上る側の膝部分を持ちあげる動作を行う期間である。このように、ｔ１からｔ１'の期間からなる、一つ一つの動作の組み合わせを周期的に繰り返し、それら動作の最後にｔ１"〜ｔ３"の期間からなる動作を行うことが、人間の階段を上る動作の全体像をなす。 (Description of Foot Control Means) The foot control means (0109) performs foot control for changing the climbing direction when the detection by the detection unit (0106) is torsion in the vertical direction. That is, the foot control means (0109) drives the drive motor (0102) to perform an ascending / descending operation of a stepped portion such as a staircase based on the inclination of the wearer's upper body detected by the detection unit (0106) in the front-rear direction. Is controlled. Here, an example of the above foot control method is shown below. When the detection unit (0106) starts detecting the forward inclination of the wearer's upper body, the foot control means (0109) displays the lower body attachment unit (0103) shown in FIGS. 6 (a) to 6 (h). The voltage applied to each drive motor (0102) with reference to data showing examples of voltage values to be applied to each drive motor (0102) for each walking motion when performing a climbing stairs operation Control the value. Then, when the detection of the inclination of the upper body is finished, the foot control means (0109) at the time of finishing the operation of climbing the stairs to the lower body wearing part (0103) shown in FIGS. 6 (i) to (p). The voltage value to be applied to each drive motor (0102) is controlled with reference to data indicating examples of voltage values to be applied to each drive motor (0102) for each walking motion. Here, FIG. 6A shows the angle (the rotation link A (0218) in FIG. 2) that the knee joint portion on the side of the lower body mounting portion (0103) that first climbs the stepped portion should be formed by the above-mentioned foot control. 6 (b) shows a drive motor that adjusts the knee joint angle on the upper side of the lower body mounting portion (0103) in order to achieve the angle. This is a standardized voltage value applied to the drive motor A (0210) in FIG. FIG. 6 (c) shows an angle (rotation link B (0228) and right foot sole support plate in FIG. 2) to be formed by the ankle joint portion on the stepped-out side of the lower body mounting portion (0103) by the above foot control. FIG. 6D shows a drive motor (FIG. 2) that adjusts the ankle joint angle on the stepped side of the lower body mounting portion (0103) in order to achieve the angle. The value applied to the drive motor B (0224) in FIG. 6 (e), (f), (g), and (h) are the angles that the joint portions should make with respect to the side of the lower body mounting portion (0103) that is first stepped on the step start position, And the value which normalized the voltage value which should be applied to this drive motor in order to achieve the angle which should be done is shown. 6 (i), (j), (k), and (l) are angles that each joint portion should make on the side of the lower body mounting portion (0103) that subsequently goes up the stepped portion, And the value which normalized the voltage value which should be applied to this drive motor in order to achieve the angle which should be done is shown. 6 (m), (n), (o), and (p) are angles that each joint portion should make on the side of the lower body mounting portion (0103) that goes up the step portion first, And the value which normalized the voltage value which should be applied to this drive motor in order to achieve the angle which should be done is shown. In FIG. 6, t0 to t6, t1 ′ to t4 ′, t1 ″ to t3 ″ indicate end times of each operation related to the operation of climbing the human stairs. For example, the period from t0 to t1 is a period in which the pedestrian performs an operation of lifting the knee portion on the side that first climbs the stepped portion. As described above, it is possible to periodically repeat a combination of each operation including the period from t1 to t1 ′ and perform an operation including the period from t1 ″ to t3 ″ at the end of these operations. Provides an overall picture of the climbing action.
また、検知部（０１０６）にて装着者上半身の後ろ方向への傾きを検知し始めると、足上制御手段（０１０９）は、図７（ａ）〜（ｈ）に記載の、下半身装着部（０１０３）に階段を降りる動作をさせる際における、一つ一つの歩行動作に対して各駆動モータ（０１０２）に加えるべき電圧値の例を示すデータなどを参照して、各駆動モータ（０１０２）に加える電圧値を制御する。そして、前記上半身の傾きの検知が終わると、足上制御手段（０１０９）は、図７（ｉ）〜（ｐ）に記載の、下半身装着部（０１０３）に階段を降りる動作を終わらせる際における、一つ一つの歩行動作に対して各駆動モータ（０１０２）に加えるべき電圧値の例を示すデータなどを参照して、各駆動モータ（０１０２）に加える電圧値を制御する。図７（ａ）〜（ｐ）は、それぞれ図６（ａ）〜（ｐ）の各値を、階段を降りる動作によるものに書き換えたものである。以上が前記足上制御の方法の一例である。 Further, when the detection unit (0106) starts to detect the inclination of the wearer's upper body in the rear direction, the foot control means (0109) displays the lower body attachment unit (FIG. 7 (a) to (h)). 0103), referring to data showing examples of voltage values to be applied to each drive motor (0102) for each walking motion at the time of going down the stairs, each drive motor (0102) Controls the voltage value to be applied. Then, when the detection of the inclination of the upper body is finished, the foot control means (0109) at the time of ending the operation of descending the stairs to the lower body wearing part (0103) shown in FIGS. 7 (i) to (p). The voltage value to be applied to each drive motor (0102) is controlled with reference to data indicating examples of voltage values to be applied to each drive motor (0102) for each walking motion. FIGS. 7A to 7P are obtained by rewriting the values in FIGS. 6A to 6P to those obtained by moving down the stairs. The above is an example of the method of the above foot control.
なお、前記足上制御の方法はあくまでも一例である。本実施形態にかかる足上制御の方法については、前記方法以外に有効な方法があれば、その方法をとることも可能である。また、足上制御の際に駆動モータ（０１０２）に加える電圧値についても、図５に示す例以外に、適切なデータがあればそのデータを用いることも可能である。
<実施形態１にかかるハードウエア的構成>
Note that the above foot control method is merely an example. As for the foot control method according to the present embodiment, if there is an effective method other than the above method, it is possible to adopt the method. Further, regarding the voltage value applied to the drive motor (0102) during the foot control, other than the example shown in FIG. 5, if there is appropriate data, the data can be used.
<Hardware Configuration According to First Embodiment>
図４は、本実施形態にかかる足運制御部（０１０７）を演算処理装置などで構成した場合の構成例である。本実施形態にかかる演算処理装置は主に、ＣＰＵ（０４０１）、ＨＤＤ（０４０２）、メインメモリ（０４０３）、Ｉ／Ｏ（０４０４）から構成される。その他モニタなど必要なものがあれば設けることができる。 FIG. 4 is a configuration example when the foot control unit (0107) according to the present embodiment is configured by an arithmetic processing unit or the like. The arithmetic processing apparatus according to the present embodiment mainly includes a CPU (0401), an HDD (0402), a main memory (0403), and an I / O (0404). Any other necessary items such as a monitor can be provided.
前記メインメモリ（０４０３）のワーク領域には歩幅制御プログラム（０４０５）、足上制御プログラム（０４１３）、駆動モータ制御プログラム（０４０８）が展開される。また、データ領域には歩幅制御テーブル（０４１４）および足上制御テーブル（０４１５）が格納されている。 A stride control program (0405), a foot control program (0413), and a drive motor control program (0408) are developed in the work area of the main memory (0403). Further, the stride control table (0414) and the foot control table (0415) are stored in the data area.
歩幅制御プログラム（０４０５）は、ねじれ信号（０４０７）をもとに、歩幅制御テーブル（０４１５）に基づいて、前述の歩幅制御手段にかかる処理を行い、歩幅制御情報（０４０６）を生成し、前記歩幅制御情報（０４０６）をメインメモリのデータ領域に格納する。ここで、歩幅制御テーブルとは、図５に示す、歩幅制御のあいだ各駆動モータ（０１０２）に与える電圧値についての情報を有するものである。 The stride control program (0405) performs processing related to the above stride control means based on the stride control table (0415) based on the twist signal (0407), generates stride control information (0406), and The stride control information (0406) is stored in the data area of the main memory. Here, the stride control table has information on the voltage value given to each drive motor (0102) during stride control shown in FIG.
足上制御プログラム（０４１３）は、ねじれ信号（０４０７）をもとに、足上制御テーブル（０４１６）に基づいて、前述の足上制御手段にかかる処理を行い、足上制御情報（０４１４）を生成し、前記足上制御情報（０４１４）をメインメモリのデータ領域に格納する。ここで、歩幅制御テーブルとは、図６、７に示す、足上制御の間各駆動モータ（０１０２）に与える電圧値についての情報を有するものである。 Based on the torsion signal (0407), the foot control program (0413) performs processing related to the above-described foot control means based on the foot control table (0416), and generates foot control information (0414). The foot control information (0414) is generated and stored in the data area of the main memory. Here, the stride length control table has information about voltage values given to each drive motor (0102) during the foot control shown in FIGS.
そして、駆動モータ制御プログラム（０４０８）は、前記歩幅制御情報（０４０６）および前記足上制御情報（０４１４）をもとに、各駆動モータ（０１０２）の駆動を制御する駆動モータＡ制御信号（０４０９）、駆動モータＢ制御信号（０４１０）、駆動モータＣ制御信号（０４１１）、駆動モータＤ制御信号（０４１２）を生成する。
<実施形態１における処理の流れ>
Then, the drive motor control program (0408) controls the drive motor A control signal (0409) for controlling the drive of each drive motor (0102) based on the stride control information (0406) and the foot control information (0414). ), A drive motor B control signal (0410), a drive motor C control signal (0411), and a drive motor D control signal (0412).
<Processing Flow in
図８は、本実施形態にかかる歩行操舵装置の動作方法（Ｓ０８０１）における処理の流れを示すものである。 FIG. 8 shows a flow of processing in the operation method (S0801) of the walking steering apparatus according to the present embodiment.
検知ステップ（Ｓ０８０２）は、弾性リンク部（０１０５）でのねじり方向を検知するステップである。すなわち、図１における検知部（０１０６）における処理と同様の処理を行うステップである。 The detection step (S0802) is a step of detecting the twisting direction at the elastic link portion (0105). That is, this is a step for performing processing similar to the processing in the detection unit (0106) in FIG.
足運制御ステップ（Ｓ０８０３）は、検知ステップ（Ｓ０８０２）で検知されたねじり方向に応じて下半身装着部（０１０３）の片足ごとの足運制御をするために駆動モータ（０１０２）を制御するステップである。すなわち、図１における足運制御部（０１０７）における処理と同様の処理を行うステップである。また、この足運制御ステップ（Ｓ０８０３）は、歩幅制御サブステップ（Ｓ０８０４）および足上制御サブステップ（Ｓ０８０５）を有することも可能である The foot control step (S0803) is a step of controlling the drive motor (0102) in order to perform foot control for each foot of the lower body mounting portion (0103) according to the torsion direction detected in the detection step (S0802). is there. That is, this is a step for performing processing similar to the processing in the foot control unit (0107) in FIG. Further, the foot control step (S0803) can include a stride control sub-step (S0804) and a foot control sub-step (S0805).
歩幅制御サブステップ（Ｓ０８０４）は、検知ステップ（Ｓ０８０２）での検知が左右ねじりである場合に進行方向を変更するための歩幅制御をするステップである。すなわち、図１における歩幅制御手段（０１０８）における処理と同様の処理を行うステップである。 The stride control sub-step (S0804) is a step of stride control for changing the advancing direction when the detection in the detection step (S0802) is a left-right twist. That is, this is a step for performing processing similar to the processing in the stride control means (0108) in FIG.
足上制御サブステップ（Ｓ０８０５）は、検知ステップ（Ｓ０８０２）での検知が上下ねじりである場合に登下方向を変更するための足上制御をするステップである。すなわち、図１における足上制御手段（０１０９）における処理と同様の処理を行うステップである。
<実施形態１の効果>
The foot control sub-step (S0805) is a step of performing foot control for changing the climbing direction when the detection in the detection step (S0802) is vertical torsion. That is, this is a step for performing processing similar to the processing in the foot control means (0109) in FIG.
<Effect of
本実施形態にかかる歩行操舵装置により、装着者の着脱が簡易であり、足首部分が不自由な人の右折・左折動作および段差がある箇所における歩行動作も補助することができる歩行操舵装置が実現する。
<<実施形態２>>
<実施形態２の概要>
The walking steering apparatus according to the present embodiment realizes a walking steering apparatus that is easy for a wearer to attach and detach, and that can assist a person who has an ankle portion with a right or left turn and a walking operation at a stepped portion. To do.
<< Embodiment 2 >>
<Outline of Embodiment 2>
本実施形態は、より操作性の良い歩行操舵装置に関するものである。
<実施形態２の機能的構成>
The present embodiment relates to a walking steering apparatus with better operability.
<Functional configuration of Embodiment 2>
図９は、本実施形態にかかる歩行支援装置の機能ブロックを示すものである。図９に示すように、本実施形態にかかる歩行操舵装置（０９０３）は、基本的には実施形態１にかかる歩行操舵装置の機能的構成と同様である。ただし、本実施形態にかかる歩行操舵装置（０９０３）は、上半身支持部（０９０１）が支持ハンドル（０９０２）を有する点において実施形態１にかかる該装置と異なる。 FIG. 9 shows functional blocks of the walking support apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, the walking steering apparatus (0903) according to the present embodiment is basically the same as the functional configuration of the walking steering apparatus according to the first embodiment. However, the walking steering apparatus (0903) according to the present embodiment is different from the apparatus according to the first embodiment in that the upper body support portion (0901) has a support handle (0902).
（支持ハンドルについての説明）支持ハンドル（０９０２）は、両腕を体の前方両側で支持する。そして、支持ハンドル（０９０２）によって上半身支持部（０９０１）は下半身装着部（０９０４）にたいして相対的にねじることが可能である。図１０に、本実施形態にかかる歩行操舵装置の機械的機構例を示す。図１０からもわかるように、本実施形態にかかる歩行操舵装置の機械的機構は、基本的には実施形態１にかかる該機械的機構と同様である。ただし、図１０において上半身支持部は上半身リンク（１００１）と、右腕ハンドル（１００２）と、左腕ハンドル（１００３）と、右腕置き（１００４）、左腕置き（１００５）と、背負子背面板（１００６）とからなる。図１０にかかる歩行操舵装置を用いる際、装着者は自身の右腕を右腕置き（１００４）に、左腕を左腕置き（１００５）に添え、右手・左手でそれぞれ右腕ハンドル（１００２）および左腕ハンドル（１００３）の先端をつかむ。このような機構をとることで、腰部が回らない人が装着しても、腕の動きにより上半身支持部を下半身支持部に対してねじることができ、ひいては該歩行操舵装置の操作を行うことができる。
<実施形態２における処理の流れ>
(Description of Support Handle) The support handle (0902) supports both arms on both front sides of the body. The upper body support portion (0901) can be twisted relative to the lower body attachment portion (0904) by the support handle (0902). FIG. 10 shows an example of the mechanical mechanism of the walking steering apparatus according to this embodiment. As can be seen from FIG. 10, the mechanical mechanism of the walking steering apparatus according to the present embodiment is basically the same as the mechanical mechanism according to the first embodiment. However, in FIG. 10, the upper body support section includes an upper body link (1001), a right arm handle (1002), a left arm handle (1003), a right arm rest (1004), a left arm rest (1005), and a backboard back plate (1006). Consists of. When using the walking steering apparatus according to FIG. 10, the wearer attaches his right arm to the right arm rest (1004) and the left arm to the left arm rest (1005), and the right arm handle (1002) and the left arm handle (1003) with the right hand and the left hand, respectively. ) By adopting such a mechanism, even if a person who does not turn his / her waist can wear it, the upper body support part can be twisted with respect to the lower body support part by the movement of the arm, and thus the walking steering device can be operated. it can.
<Processing flow in Embodiment 2>
図１１は、本実施形態にかかる歩行操舵装置の動作方法（Ｓ１１０１）における処理の流れを示すものである。本実施形態にかかる歩行操舵装置の動作方法（Ｓ１１０１）における処理の流れは、基本的には実施形態１にかかる該処理の流れとほぼ同様であるが、検知ステップ（Ｓ１１０２）が相対的なねじれ検知サブステップ（Ｓ１１０３）を有する点において異なる。 FIG. 11 shows the flow of processing in the operation method (S1101) of the walking steering apparatus according to the present embodiment. The processing flow in the operation method (S1101) of the walking steering apparatus according to the present embodiment is basically the same as the processing flow according to the first embodiment, but the detection step (S1102) is a relative twist. The difference is that it has a detection sub-step (S1103).
相対的なねじれ検知サブステップ（Ｓ１１０３）は、支持ハンドル（０９０２）によって上半身支持部（０９０１）が下半身装着部（０９０４）にたいして生ずる相対的なねじれを検知する。前記相対的なねじれとは、支持ハンドルにより上半身支持部（０９０１）が下半身装着部（０９０４）にたいして生ずるねじれのことであり、支持ハンドルを用いて生じている点を除けば、基本的には実施形態１にかかる弾性リンク部でのねじりと同様である。
<実施形態２の効果>
In the relative twist detection sub-step (S1103), the support handle (0902) detects the relative twist generated by the upper body support portion (0901) with respect to the lower body attachment portion (0904). The relative twist is a twist generated by the support handle from the upper body support portion (0901) to the lower body mounting portion (0904), and is basically implemented except that the support handle is used. This is the same as the torsion at the elastic link portion according to
<Effect of Embodiment 2>
本実施形態にかかる歩行操舵装置により、腰部が不自由な人でも使うことのできる、より操作性のよい歩行操舵装置が実現する。 The walking steering apparatus according to the present embodiment realizes a walking steering apparatus with better operability that can be used even by a person with a low waist.
１００１ 上半身リンク
１００２ 右腕ハンドル
１００３ 左腕ハンドル
１００４ 右腕置き
１００５ 左腕置き
１００６ 背負子背面板
1001
Claims (8)
腰上部を含む上半身を支える上半身支持部と、
下半身装着部と、上半身支持部とを弾性連結する弾性リンク部と、
弾性リンク部でのねじり方向を検知する検知部と、
検知部で検知されたねじり方向に応じて下半身装着部の片足ごとの足運制御をするために駆動モータを制御する足運制御部と、
を有する歩行支援装置。 A lower body mounting portion mounted on the lower body including the thigh and having a drive motor for walking support;
An upper body support that supports the upper body including the upper waist,
An elastic link portion that elastically connects the lower body mounting portion and the upper body support portion;
A detection unit for detecting a twist direction in the elastic link unit;
A foot control unit that controls the drive motor in order to perform foot control for each foot of the lower body mounting portion according to the torsion direction detected by the detection unit;
A walking support device.
支持ハンドルによって上半身支持部は下半身装着部に対して相対的にねじることが可能である請求項１に記載の歩行支援装置。 The upper body support part has a support handle for supporting both arms on both front sides of the body,
The walking support device according to claim 1, wherein the upper body support portion can be twisted relatively to the lower body mounting portion by the support handle.
検知部での検知が左右ねじりである場合に進行方向を変更するための歩幅制御をする歩幅制御手段を有する請求項１または２に記載の歩行支援装置。 The foot control unit
The walking support device according to claim 1, further comprising a stride control unit that performs stride control for changing a traveling direction when the detection by the detection unit is torsional right and left.
検知部での検知が上下ねじりである場合に登下方向を変更するための足上制御をする足上制御手段を有する請求項１から３のいずれか一に記載の歩行支援装置。 The foot control unit
The walking support device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a foot control unit that performs foot control for changing a climbing direction when the detection by the detection unit is vertical torsion.
腰上部を含む上半身を支える上半身支持部と、
下半身装着部と、上半身支持部とを弾性連結する弾性リンク部と、
を有する歩行支援装置の動作方法であって、
弾性リンク部でのねじり方向を検知する検知ステップと、
検知部で検知されたねじり方向に応じて下半身装着部の片足ごとの足運制御をするために駆動モータを制御する足運制御ステップと、
を有する歩行支援装置の動作方法。 A lower body wearing part that is attached to the lower body including the thigh and has a drive motor for walking support;
An upper body support that supports the upper body including the upper waist,
An elastic link portion that elastically connects the lower body mounting portion and the upper body support portion;
An operation method of a walking support device having
A detection step for detecting a torsional direction at the elastic link part;
A foot control step for controlling a drive motor in order to perform foot control for each foot of the lower body mounting portion according to the torsion direction detected by the detector;
A method of operating a walking support device having
検知ステップは、支持ハンドルによって上半身支持部が下半身装着部に対して生ずる相対的なねじれを検知する相対的ねじれ検知サブステップを有する請求項５に記載の歩行支援装置の動作方法。 The upper body support part has a support handle for supporting both arms on both front sides of the body,
6. The operation method of the walking assistance apparatus according to claim 5, wherein the detecting step includes a relative twist detection sub-step of detecting a relative twist generated by the support handle with respect to the lower body mounting portion of the upper body support portion.
検知ステップでの検知が左右ねじりである場合に進行方向を変更するための歩幅制御をする歩幅制御サブステップを有する請求項５または６に記載の歩行支援装置の動作方法。 The foot control step
The operation method of the walking assistance apparatus according to claim 5 or 6, further comprising a step control substep for performing step control for changing a traveling direction when the detection in the detection step is a left-right twist.
検知ステップでの検知が上下ねじりである場合に登下方向を変更するための足上制御をする足上制御サブステップを有する請求項５から７のいずれか一に記載の歩行支援装置の動作方法。 The foot control step
The operation method of the walking support device according to any one of claims 5 to 7, further comprising a foot control substep for performing foot control for changing a climbing direction when the detection in the detection step is vertical torsion. .
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