JP2011036558A

JP2011036558A - 関節用能動装具

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Publication number: JP2011036558A
Application number: JP2009188607A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Tanimura; 康隆谷村; Shigeaki Tochimoto; 茂昭栃本
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2009-08-17
Filing date: 2009-08-17
Publication date: 2011-02-24

Abstract

【課題】変形性膝関節症の患者である装着者に廃用、装着感、血行障害を生じさせずに痛みを伴うことなく、筋力の増強につながる運動が行える装具を提供する。
【解決手段】膝の外側部にあてがわれるセンサ部２を引っ張る第１アクチュエータ部９〜１２を備え、第１アクチュエータ部９〜１２で生成される各分力ｆｘを合成した力で膝の外側部を内側に押圧するようにした。また、膝関節にかかる荷重のうち左右方向の分力を荷重分力として検出するセンサ部２を備え、このセンサ部２より検出された荷重分力と同じ大きさの抗力を第１アクチュエータ部９〜１２で発生させるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、関節にかかる荷重により該関節が本来の屈曲方向と直交する方向に曲がろうとするのを防止又は抑制する関節用能動装具に関する。

高齢化により主に膝関節等において軟骨が減少し、炎症や痛みを伴う変形性膝関節症を多くの人が煩い、国内での潜在患者数は３０００万人、要治療の患者数が７００万人とも言われている。また、日本人の９０％以上の人が「Ｏ（オー）」脚であると言われており、変形性膝関節症においては関節部の片当たりが発生しやすく、関節部に痛みを生じやすい体質であるといえる。

変形性膝関節症の治療としてヒアルロン酸注射やサポータ等の装具を用いた保存的療法と共に、関節を人工関節に置換するような外科的な治療なども行われている。ヒアルロン酸注射は、関節内に炎症を抑える効果のあるヒアルロン酸を注入することにより、消炎作用によって痛みを和らげる治療法であり、ヒアルロン酸以外にステロイド等の薬剤が用いられる場合もある。

一方、外科的治療には、大きく分けて３つの治療があり、関節部のクリーニング、骨の一部を切り取る骨きり手術、及び、関節全体を人工の関節に置き換える人工関節置換術がある。

また、前記のような薬剤治療や外科的治療の他、装具を用いた治療も広く行われている（例えば下記特許文献１参照）。例えば、足底に三角形の足底装具を入れてＯ脚を補正したり、膝関節部の外側に支柱の入った装具を用いることにより、膝関節を外側に曲げようとする力を抑えて膝関節の大腿骨と脛骨との当り面を正常な状態に補正したりする治療である。関節の当り面を正常な状態に保持したまま、筋力の増強トレーニングを行うことにより、自身の筋力による保持力を高め、痛みを抑えることを図る。

また、下記特許文献２には、神経伝達信号及び筋電位信号に基づいて、アクチュエータに動力を発生させて関節部の屈曲を補助する技術が開示されている。

特開２０００−５２４７号公報特開２００５−９５５６１号公報

しかしながら、このような膝関節装具においては、関節部の上下で支柱を常時固定しておかなければならないため、常に固定箇所での強い締め付けが必要であり、締め付けや、常時の固定により廃用や装着感、圧迫による血行障害などの要因になっていた。また、このような装具は概して大きく無骨な構成であるため、服の上からでも装着が分かり、受け入れ難い要因になっていた。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、変形性膝関節症の患者である装着者に廃用、装着感、血行障害を生じさせずに痛みを伴うことなく、筋力の増強につながる運動が行える装具を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、関節を介して運動を行う第１及び第２の部位が前記運動を行った場合の前記第１及び第２の部位の移動軌跡を含む面の法線に平行な所定の一方向に力を発生する第１アクチュエータ部と、前記第１及び第２の部位と前記関節とを含んでなる運動部位が前記関節で前記一方向と逆方向に曲がったとき、前記第１アクチュエータ部に前記一方向の力を生成させて前記関節に付与させる第１アクチュエータ制御部とを備える関節用能動装具である。

この発明によれば、前記運動部位が関節で前記一方向と逆方向に曲がったとき、第１アクチュエータ部により、前記一方向の力を生成して前記関節に付与する構成としたので、必要なときに必要な分だけ前記関節に前記一方向の力を付与することが可能となる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の関節用能動装具において、前記関節にかかる荷重のうち前記一方向と逆方向の成分を荷重分力として検出する荷重分力検出部を備え、前記第１アクチュエータ制御部は、前記荷重分力検出部により荷重分力が検出されたときに、前記第１アクチュエータ部に前記一方向の力を前記荷重分力に対する抗力として発生させるものである。

この発明によれば、前記関節にかかる荷重のうち前記一方向と逆方向の成分を荷重分力として検出し、その荷重分力に対する抗力を前記第１アクチュエータ部に発生させる構成としたので、前記荷重分力により前記運動部位が前記関節で前記一方向と逆方向に曲がるのを防止又は抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の関節用能動装具において、前記運動部位の前記関節における屈曲状態を検出する屈曲状態検出部と、前記屈曲状態検出部により検出された前記運動部位の屈曲状態に基づいて、前記運動部位の屈曲態様を予測する予測部とを備え、前記第１アクチュエータ制御部は、前記予測部による予測結果に基づいて、前記関節にかかる荷重のうち前記一方向と逆方向の成分である荷重分力に対する抗力を前記第１アクチュエータ部に発生させるものである。

この発明によれば、前記屈曲状態検出部により検出された前記運動部位の前記関節における屈曲状態に基づいて、前記部位の屈曲状態を予測し、この予測結果に基づいて、前記関節にかかる荷重のうち前記荷重分力に対する抗力を前記第１アクチュエータ部に発生させるようにしたので、前記荷重分力により前記運動部位が前記関節で前記一方向と逆方向に曲がるのを防止又は抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の関節用能動装具において、前記抗力を、前記荷重分力と同じ大きさの力としたものである。

この発明によれば、前記抗力を前記荷重分力と同じ大きさの力としたので、過度な負担を前記関節にかけるのを防止しつつ、前記荷重分力により前記運動部位が前記関節で前記一方向と逆方向に曲がるのを防止又は抑制することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一項に記載の関節用能動装具において、前記第１及び第２の部位のうち前記関節を挟む各部位にそれぞれ巻き付けられることにより前記第１アクチュエータ部を保持するための一対のバンド部を更に備えたものである。

この発明によれば、前記第１アクチュエータ部を保持する大掛かりな支柱などを要することなく、前記第１アクチュエータ部を前記運動部位又はその近傍に保持することができる。これにより、服の下に装着した場合でも目立つ事が無く又は目立ち難くなり、外観の点から当該関節用能動装具の装着が拒まれるのを抑制することが可能となる。

本発明によれば、必要なときに必要な分だけ前記関節に前記一方向の力を付与することが可能となるため、負担が装着者の身体にかかる時間を必要最小限に抑制することができる。その結果、装着者に廃用、装着感、血行障害を生じさせずに痛みを伴うことなく、筋力の増強につながる運動が行える関節用能動装具を実現することができる。

本発明に係る関節用能動装具の外観構成の一例を示す図である。関節用能動装具の電気的な構成を示すブロック図である。関節用能動装具の電気的な構成を示すブロック図である。Ｏ脚の人の膝関節にかかる荷重の態様を説明するための図である。テーブル記憶部に格納されているテーブルを示す図である。関節用能動装具の動作を示すフローチャートである。本件に係る関節用能動装具の第２の実施形態に係る関節用能動装具が装着された状態を、膝を正面からみたときの図である。本件に係る関節用能動装具の第２の実施形態に係る関節用能動装具が装着された状態を側方からみたときの図である。第２の実施形態に係る関節用能動装具の動作を説明するための図である。（ａ）は、歩行動作において出力されるセンサ部の検出信号の波形を示し、（ｂ）は、第１アクチュエータ部により発生させるべき抗力の大きさの変化を示す波形図である。

以下、本発明に係る関節用能動装具の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。また、本実施形態に係る関節用能動装具は、前記運動部位として足を、又、前記関節として膝関節を想定して装着されるものとする。図１は、本実施形態に係る関節用能動装具が装着された状態を、膝を正面からみたときの図、図２は、本実施形態に係る関節用能動装具が装着された状態を側方からみたときの図である。

図１に示すように、関節用能動装具１は、膝の外側部にあてがわれるセンサ部２と、上腿部の膝近傍適所及び下腿部の膝近傍適所において巻き付けられる上バンド部３及び下バンド部４と、上バンド部３及び下バンド部４とセンサ部２とを連結する複数の第１アクチュエータ部９〜１２とを備えて構成されている。

センサ部２は、例えば圧力センサを備えて構成されている。図４に示すように、装着者が直立している場合、該装着者の体重等による荷重は、本来ならば、重力方向に膝関節にかかるが、Ｏ脚の人の場合、重力方向に対して角度θ（≠０）の角度で膝関節に荷重Ｆがかかる。この荷重のうち重力方向と直交する左右方向の成分Ｆｘが膝関節に悪影響を及ぼす。センサ部２は、この成分の力Ｆｘの大きさを荷重分力として検出するものである。

なお、センサ部２の構成としては、前記圧力センサを用いたものの他、荷重計や圧力計等のセンサや歪みゲージを用いたものを採用することも可能である。センサ部２は、後述する第１アクチュエータ部９〜１２により生成された力（抗力）を膝関節の外側部に分散付与するためのパッドとしての機能も有する。

上バンド部３及び下バンド部４は、略同様の構成を有する。すなわち、上バンド部３は、バネやゴムなどの弾性体を用いて構成された帯状のバンド体５と、当該関節用能動装具１が装着された場合に、前記バンド体５の両端に連結される第２アクチュエータ部６とを備えて構成されている。下バンド部４は、バネやゴムなどの弾性体を用いて構成された帯状のバンド体７と、当該関節用能動装具１が装着された場合に、前記バンド体７の両端に連結される第２アクチュエータ部８とを備えて構成されている。

第２アクチュエータ部６，８は、バンド体５，７を自然長と該自然長より所定値だけ長い状態との間で変化させるものである。バンド体５，７は、自然長のときにその張力が最小となり、第２アクチュエータ部６，８により伸張されると前記張力が大きくなる。なお、第２アクチュエータ部６，８は、後述する制御部１３（第２アクチュエータ制御部１６）により動作が制御される。

第１アクチュエータ部９〜１２は、略同様の構成を有しており、ゴムチューブに空気を入れることにより収縮するゴム人工筋や、電界をかけることにより駆動される電気活性ポリマー、或いは、形状記憶合金を用いたアクチュエータなどの人工筋肉やソフトアクチュエータなどのアクチュエータで構成されている。

第１アクチュエータ部９〜１２は、それぞれ例えば帯状を成し、本実施形態では、一端部（以下、センサ側端部という）がセンサ部２に連結されている一方、他端部（以下、バンド側端部という）が上バンド部３のバンド体５又は下バンド部４のバンド体７の適所に連結されており、当該関節用能動装具１が装着されたとき、膝の外側部にあてがわれたセンサ部２から、その上側又は下側に位置する上バンド部３及び下バンド部４の内腿側に向かって放射状に延びる態様となる。第１アクチュエータ部９〜１２と上バンド部３及び下バンド部４とは、一般的なフック機構（図示せず）で機械的に接続され、また、コネクタを使って電気的に接続される。

第１アクチュエータ部９〜１２は、それぞれ、第１アクチュエータ制御部１５の指示に基づき、当該第１アクチュエータ部９〜１２の放射方向にセンサ部２を引っ張ったりそれを緩めたりするものである。ここで、当該関節用能動装具１が適切に装着された場合、第１アクチュエータ部９〜１２の各バンド側端部は、センサ部２の位置より内腿側に位置するから、図１に示すように、第１アクチュエータ部９〜１２がセンサ部２を引っ張ったとき、センサ部２には、前記第１アクチュエータ部９〜１２の引張力ｆのうち、装着者の左右方向（水平方向）の成分の分力ｆｘがそれぞれ付与されることとなり、センサ部２は、各分力ｆｘを合成した力で膝の外側部を内腿側に押圧する。なお、本実施形態においては、膝関節に荷重がかかっていない状態で当該関節用能動装具１が装着されている場合は、前記第１アクチュエータ部９〜１２の引張力ｆは零であるものとする。

図３は、関節用能動装具１の電気的な構成を示すブロック図である。

図３に示すように、関節用能動装具１は、前記センサ部２、第１アクチュエータ部９〜１２及び制御部１３を備える。前記センサ部２は、膝の外側部から前記荷重分力Ｆｘを受けると、この荷重分力Ｆｘを示す力情報を前記制御部１３に出力するものである。

制御部１３は、図略のＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理部）と、そのＣＰＵの動作を規定するプログラムを格納するＲＯＭ（Read Only Memory）やデータを一時的に保管する機能や作業領域としての機能を有するＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えて構成されたマイクロコンピュータを有してなり、当該関節用能動装具１の全体制御を司るものであり、テーブル記憶部１４と、第１アクチュエータ制御部１５と、第２アクチュエータ制御部１６として機能する。

テーブル記憶部１４は、図５に示すように、予め定められた、荷重分力Ｆｘの値Ｆｘ_１，・・・，Ｆｘ_Ｎ，・・・と、前記第１アクチュエータ部９〜１２の制御値Ｃ_１，・・・，Ｃ_Ｎ，・・・との対応関係をテーブル形式で記憶するものである。前記第１アクチュエータ部９〜１２の制御値は、第１アクチュエータ部９〜１２がゴム人工筋である場合にはコンプレッサの制御値であり、電気活性ポリマーである場合には電圧値であり、形状記憶合金を用いたアクチュエータであれば電力値である。

第１アクチュエータ制御部１５は、前記センサ部２から出力された力情報が示す力Ｆｘの値に対応する前記第１アクチュエータ部９〜１２の制御値をテーブル記憶部１４に格納されたテーブルから割り出し、その割り出した制御値を示す制御情報を前記第１アクチュエータ部９〜１２に出力する。

例えば、第１アクチュエータ制御部１５は、前記センサ部２から出力された力情報が示す力Ｆｘの値Ｆｘ_Ｎであったとき、この力Ｆｘの値Ｆｘ_Ｎに対応する前記第１アクチュエータ部９〜１２の制御値Ｃ_Ｎを前記テーブルから割り出し、その割り出した制御値Ｃ_Ｎを示す制御情報を前記第１アクチュエータ部９〜１２に出力する。これにより、前記第１アクチュエータ部９〜１２は、前記制御値Ｃ_Ｎに基づく収縮量だけ収縮する。

前記テーブルに設定されている制御値Ｃは、第１アクチュエータ部９〜１２で生成される前記左右方向成分の分力の合力が、荷重分力Ｆｘを相殺する力（荷重分力Ｆｘと反対向きで大きさが同じ力）となるように設定されている。

第２アクチュエータ制御部１６は、前記第２アクチュエータ部６，８の動作を制御するものであり、第１アクチュエータ制御部１５が第１アクチュエータ部９〜１２にセンサ部２を引っ張らせる期間のみ、前記第２アクチュエータ部６，８に所定の収縮動作を行わせる。

これにより、バンド体５，７が伸張され、上バンド部３及び下バンド部４が締め付けられる。そのため、第１アクチュエータ部９〜１２の各バンド側端部が確実に固定される。その結果、上バンド部３及び下バンド部４の締め付けが緩く第１アクチュエータ部９〜１２の各バンド側端部が確実に固定されずに第１アクチュエータ部９〜１２が不安定な状態でセンサ部２を引っ張る動作を行うことで設計値通りの引張力が生成されなくなるのを回避することができる。

図６は、関節用能動装具１の動作を示すフローチャートである。

図６に示すように、制御部１３は、図略のスタートボタンが操作され、第１アクチュエータ部９〜１２及び第２アクチュエータ部６，８の制御を開始すべきタイミングになると（ステップ♯１でＹＥＳ）、第１アクチュエータ制御部１５は、センサ部２を用いて荷重分力Ｆｘを検出し（ステップ♯２）、前記荷重分力Ｆｘの値に対応する前記第１アクチュエータ部９〜１２の制御値をテーブル記憶部１４に格納されたテーブルから導き出し（ステップ♯３）、その導き出した制御値を示す制御情報を前記第１アクチュエータ部９〜１２に出力して、前記第１アクチュエータ部９〜１２を動作させる（ステップ♯４）。

また、第２アクチュエータ制御部１６は、前記第１アクチュエータ部９〜１２を動作させている旨の通知を第１アクチュエータ制御部１５から受けて、前記第２アクチュエータ部６，８を動作させる（ステップ♯５）。

その後、制御部１３は、図略の終了ボタンが操作され、第１アクチュエータ部９〜１２及び第２アクチュエータ部６，８の制御を終了すべきタイミングになったか否かを判断し（ステップ♯５）、そうでない場合には（ステップ♯５でＮＯ）、ステップ♯２の処理に戻る一方、前記タイミングになった場合には（ステップ♯５でＹＥＳ）、一連の処理を終了する。

以上のように、膝の外側部にあてがわれるセンサ部２を引っ張る第１アクチュエータ部９〜１２を備え、第１アクチュエータ部９〜１２で生成される各分力ｆｘを合成した力で膝の外側部を内側に押圧するようにしたので、必要なときだけ必要な分だけ前記膝の外側部に前記押圧力を付与することが可能となる。

よって、足の締め付けなどの負担が装着者の身体にかかる時間を必要最小限に抑制することができ、装着者に廃用、装着感、血行障害を生じさせずに痛みを伴うことなく、筋力の増強につながる運動が行える関節用能動装具を実現することができる。

また、前記関節にかかる荷重のうち前記左右方向の分力を荷重分力として検出するセンサ部２を備え、このセンサ部２より検出された荷重分力と同じ大きさの抗力を第１アクチュエータ部９〜１２で発生させるようにしたので、過大な負担を装着者に付与するのを回避しつつ、Ｏ脚に起因して生じる前記荷重分力によって足が膝関節で不自然に曲がるのを防止又は抑制することができる。

また、上バンド部３及び下バンド部４によってセンサ部２を支持する構成を採用したので、前記第１アクチュエータ部９〜１２を保持する大掛かりな支柱などを要することなく、前記第１アクチュエータ部９〜１２を前記部位に保持することができる。これにより、服の下に装着した場合でも目立つ事が無く又は目立ち難くなり、外観の点から当該関節用能動装具１の装着が拒まれるのを抑制することができる。

また、バンド部３，４は、当該バンド部３，４の張力を変化させるための第２アクチュエータ部６，８に必要なとき（前記抗力を発生させるとき）だけ前記バンド部３，４を締め付けることができ、平時の装着感や圧迫による血行障害などを可及的に防ぐことができる。

なお、本実施形態では、第１アクチュエータ部９〜１２を複数個搭載したが、単数でもよい。ただし、第１アクチュエータ部９〜１２を複数個搭載すると、前記抗力を増強したり、各アクチュエータ部の個体バラツキの影響を低減したりすることができる。

本件は、前記各実施形態に代えて、又は前記実施形態に加えて次のような変形形態も採用可能である。

［１］本件に係る関節用能動装具の機械的構成は、前記第１の実施形態に係る関節用能動装具１に限定されるものではなく、図７，図８に示すような機械的構成を有するものでもよい。以下、図７，図８に示す関節用能動装具を、本件に係る関節用能動装具の第２の実施形態として説明する。また、本実施形態に係る関節用能動装具も前記運動部位として足を、又、前記関節として膝関節を想定して装着されるものとし、また、電気的な構成については同様であるから、その説明は省略する。図７は、本実施形態に係る関節用能動装具が装着された状態を、膝を正面からみたときの図、図８は、本実施形態に係る関節用能動装具が装着された状態を側方からみたときの図である。

図７，８に示すように、本実施形態に係る関節用能動装具１’は、上バンド部３及び下バンド部４と、パッド部１７と、第１アクチュエータ部１８，１９と、センサ部２０とを有して構成されている。上バンド部３及び下バンド部４は、前記第１の実施形態の上バンド部３及び下バンド部４と略同様の構成を有しているので、前記第１の実施形態と同一の番号を付し、その説明を省略する。

パッド部１７は、第１アクチュエータ部１８，１９により生成された力（抗力）を膝の外側部に分散付与するためのものである。

第１アクチュエータ部１８，１９は、略同様の構成を有しており、前記第１の実施形態に係る第１アクチュエータ部９〜１２と同様の人工筋肉やソフトアクチュエータなどのアクチュエータで構成されている。

第１アクチュエータ部１８，１９は、それぞれ例えば帯状を成し、本実施形態では、一端部（以下、パッド側端部という）がセンサ部２０に連結されており、第１アクチュエータ部１８の他端部（以下、バンド側端部という）が上バンド部３のバンド体５に、又、第１アクチュエータ部１９の他端部（以下、バンド側端部という）が下バンド部４のバンド体７の適所に連結されており、第１アクチュエータ部１８，１９は、当該関節用能動装具１’が装着されたときに、鉛直方向に沿って一直線状に配設された態様となる。

第１アクチュエータ部１８，１９は、センサ部２０を互いに反対方向に引っ張る。すなわち、第１アクチュエータ部１８はパッド部１７を上側に引っ張る一方、第１アクチュエータ部１９はパッド部１７を下側にそれぞれ引っ張る。

センサ部２０は、一方向に長い長尺形状を有し、第１アクチュエータ部１８、１９及びパッド部１７の各外表面に密着して取り付けられ、パッド部１７の歪みを検出するものである。

このような構成を有する関節用能動装具１においては、図９に示すように、Ｏ脚により膝関節を外側方に曲げようとする力が膝関節に作用して、足が膝関節で外側方に不自然に曲がると、それにより前記センサ部２０が歪み、センサ部２０は、その歪み量に応じた検出信号を出力する。

制御部１３は、センサ部２０から歪み量に応じた検出信号を受信すると、該制御部１３は、その検出信号が示す歪み量に解消するための収縮量だけ第１アクチュエータ部１８、１９を収縮させる。ここで、本実施形態では、足が膝関節で外側方に不自然に曲がると、と、図９に示すように、足が膝関節で外側方に不自然に曲がるのに伴って第１アクチュエータ部１８，１９のパッド部側端部が移動する。このとき、第１アクチュエータ部１８、１９がパッド部１７を引っ張る力の方向が上下方向成分のみではなく、左右方向内側の成分も発生することとなる。この成分の力ｆｘの合力が荷重分力Ｆｘを相殺する力（荷重分力Ｆｘと反対向きで大きさが同じ力）となり、パッド部１７は、各分力ｆｘを合成した力で膝の外側方を押圧する。

本実施形態によっても、前記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

［２］人間は、膝関節で足の曲げ伸ばしを繰り返して歩行を行っている。このとき、膝関節に荷重がかかるのは足裏が地面に接地しているときであり、それ以外のときは、膝関節は当該膝関節より下の部位を支えているのみである。すなわち、足裏が地面に接地するタイミングは周期的に発生することにより、膝関節での不自然な足の曲がり方が周期的に発生し、これにより、前記第１の実施形態におけるセンサ部２や前記変形形態におけるセンサ部２０の出力波形は図１０（ａ）に示すような周期的な波形となる。

そこで、例えば１周期分若しくは数周期分のセンサ出力に基づいて以降の歩行動作（膝関節での不自然な足の曲がり方の態様）を予測し、図１０（ｂ）に示すように、この予測結果に基づいて第１アクチュエータ部９〜１２，１８，１９や第２アクチュエータ部６，８を制御するようにすると、センサ部２の検出信号の処理を省略することができる。

［３］前記第１及び第２の実施形態においては、患部として膝関節を想定したが、この他、本件に係る関節用能動装具は、足首の関節や肘の関節も適用可能である。

１，１’ 関節用能動装具
２センサ部
３上バンド部
４下バンド部
５，７バンド体
６，８第２アクチュエータ部
９〜１２，１８，１９第１アクチュエータ部
１３制御部
１４テーブル記憶部
１５第１アクチュエータ制御部
１６第２アクチュエータ制御部
１７パッド部
２０センサ部

Claims

関節を介して運動を行う第１及び第２の部位が前記運動を行った場合の前記第１及び第２の部位の移動軌跡を含む面の法線に平行な所定の一方向に力を発生する第１アクチュエータ部と、
前記第１及び第２の部位と前記関節とを含んでなる運動部位が前記関節で前記一方向と逆方向に曲がったとき、前記第１アクチュエータ部に前記一方向の力を生成させて前記関節に付与させる第１アクチュエータ制御部と
を備える関節用能動装具。
前記関節にかかる荷重のうち前記一方向と逆方向の成分を荷重分力として検出する荷重分力検出部を備え、
前記第１アクチュエータ制御部は、前記荷重分力検出部により荷重分力が検出されたときに、前記第１アクチュエータ部に前記一方向の力を前記荷重分力に対する抗力として発生させる請求項１に記載の関節用能動装具。
前記運動部位の前記関節における屈曲状態を検出する屈曲状態検出部と、
前記屈曲状態検出部により検出された前記運動部位の屈曲状態に基づいて、前記運動部位の屈曲態様を予測する予測部と
を備え、
前記第１アクチュエータ制御部は、前記予測部による予測結果に基づいて、前記関節にかかる荷重のうち前記一方向と逆方向の成分である荷重分力に対する抗力を前記第１アクチュエータ部に発生させる請求項１に記載の関節用能動装具。
前記抗力は、前記荷重分力と同じ大きさの力である請求項２又は３に記載の関節用能動装具。
前記第１及び第２の部位のうち前記関節を挟む各部位にそれぞれ巻き付けられることにより前記第１アクチュエータ部を保持するための一対のバンド部を更に備えた請求項１乃至４の何れか一項に記載の関節用能動装具。