JP2013208291A - Walking assistance device and walking assistance program - Google Patents
Walking assistance device and walking assistance program Download PDFInfo
- Publication number
- JP2013208291A JP2013208291A JP2012080762A JP2012080762A JP2013208291A JP 2013208291 A JP2013208291 A JP 2013208291A JP 2012080762 A JP2012080762 A JP 2012080762A JP 2012080762 A JP2012080762 A JP 2012080762A JP 2013208291 A JP2013208291 A JP 2013208291A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gravity
- center
- walking
- heavy object
- ideal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Rehabilitation Tools (AREA)
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
本発明は、歩行支援装置、及び歩行支援プログラムに関し、例えば、装着者の歩行を支援するものに関する。 The present invention relates to a walking support device and a walking support program, and, for example, relates to a device that supports walking of a wearer.
近年、2足歩行ロボットの分野の発展は目覚しく、静歩行のみならず動歩行が可能なロボットや走る動作が可能な2足歩行ロボットが存在する。
なお、静歩行とは、重心の路面への投影点が左右の何れかの足裏に位置する歩行であり、動歩行とは、当該投影点が左右の足裏から外れる歩行である。
2. Description of the Related Art In recent years, the development of bipedal robots has been remarkable, and there are robots that can not only walk statically but also can walk dynamically and bipedal robots that can run.
Note that the static walk is a walk in which the projected point of the center of gravity on the road surface is located on either the left or right sole, and the dynamic walk is a walk in which the projected point deviates from the left or right sole.
2足歩行を行う場合、如何にして重心の位置を調節するかが重要であり、そのための技術の1つとして、特許文献1の「ロボット、及び、ロボットの重心位置制御方法」のように、身体に取り付けた重量物(例えば腕やバッテリなど)をバランサとして利用することで転びにくく、見た目も人の歩行に近い動きを可能にする技術が存在する。 When biped walking, it is important how to adjust the position of the center of gravity, and as one of the techniques for that purpose, as in “Robot and center of gravity position control method of robot” in Patent Document 1, There is a technique that makes it difficult to fall by using a heavy object attached to the body (for example, an arm or a battery) as a balancer, and also enables a movement similar to that of a person to walk.
また、特許文献2の「歩行補助装置」のように、装着者の歩行をアシストするウェアラブルモビリティにおいて歩行支援装置として適用される歩行ロボットもある。歩行支援装置は、装着者の歩行に同調して動作し、装着者の筋力を補助するものである。
歩行支援装置の場合、装着者が腕や腰などの身体部位を適当に変位させることにより重心の位置の調節が図られる。
In addition, there is a walking robot that is applied as a walking assistance device in wearable mobility that assists the wearer's walking, such as the “walking assist device” of Patent Document 2. The walking assist device operates in synchronization with the wearer's walking and assists the wearer's muscle strength.
In the case of a walking support device, the position of the center of gravity can be adjusted by the wearer appropriately displacing body parts such as arms and waists.
ところで、人が歩行する場合には重心位置を左右方向に移動させながら歩行しており、理想的な重心移動をすることで、疲れにくい効率的な歩行とが、一般には各人の歩行に癖があって必ずしも理想的な重心移動をしてはいないのが現状である。
これに対し、従来の歩行支援装置では、単に足の上げ下げに必要な力を補助しているにすぎなかった。このため、歩行支援装置を装着した歩行者が無理に理想的な重心移動をしようとすると、自分の癖からかけ離れた歩行となり、違和感を感じることになる。
その一方で、歩行支援装置を装着した状態で理想的な重心移動をしないと、歩行者の負担が大きくなる。この負担を軽減するためにアシスト率を高くすることは可能であるが、装置の効率が悪くなるという問題がある。
特許文献1の技術は、2足歩行ロボット用に開発され、転びにくい制御をすることを目的として開発されたものであり、理想的な歩行となるように重心の軌跡を制御することを前提としていないため、人間の自然な歩行には適用できないという問題があった。
By the way, when a person walks, he / she walks while moving the center of gravity position in the left / right direction. However, the current situation is that the ideal center of gravity is not necessarily moved.
On the other hand, the conventional walking assistance device merely assists the force necessary for raising and lowering the foot. For this reason, if the pedestrian wearing the walking support device tries to move the center of gravity forcibly, the walking is far from his / her own heel, and the user feels uncomfortable.
On the other hand, if the ideal center-of-gravity movement is not performed with the walking assistance device attached, the burden on the pedestrian increases. Although it is possible to increase the assist rate in order to reduce this burden, there is a problem that the efficiency of the apparatus is deteriorated.
The technology of Patent Document 1 was developed for a biped walking robot, and was developed for the purpose of controlling to prevent falling, and on the premise that the locus of the center of gravity is controlled so as to achieve ideal walking. Therefore, there is a problem that it cannot be applied to human natural walking.
本発明は、装着者の歩行に対する違和感を軽減しつつ、できるだけ理想な重心移動による歩行を可能にすることを目的とする。 An object of the present invention is to enable walking by the ideal center-of-gravity movement as much as possible while reducing the discomfort of the wearer with respect to walking.
(1)請求項1に記載の発明では、歩行支援装置を構成する重量物を左右方向に移動させる重量物移動手段と、前記重量物を除いた歩行支援対象者の重心位置を人体重心位置として取得する人体重心位置取得手段と、前記取得した人体重心位置に対応する、重心の基準位置を取得する基準重心位置取得手段と、歩行支援装置を装着した前記重量物を含む歩行支援対象者の全体重心位置が、前記人体重心位置よりも前記重心の基準位置に近づくように、前記重量物移動手段による重量物の移動を制御する重量物移動制御手段と、を具備することを特徴とする歩行支援装置を提供する。
(2)請求項2に記載の発明では、前記重量物移動制御手段は、前記重量物を、前記取得した重心の基準位置よりも外側に移動するように制御する、ことを特徴とする請求項1に記載の歩行支援装置を提供する。
(3)請求項3に記載の発明では、前記重量物移動手段は、前記重量物として、少なくとも電力を供給するバッテリを左右方向に移動する、ことを特徴とする請求項1に記載の歩行支援装置を提供する。
(4)請求項4に記載の発明では、歩行支援装置を構成する重量物を左右方向に移動させる重量物移動手段を備えた歩行支援装置の歩行支援プログラムであって、前記重量物を除いた歩行支援対象者の重心位置を人体重心位置として取得する人体重心位置取得機能と、前記取得した人体重心位置に対応する、重心の基準位置を取得する基準重心位置取得機能と、歩行支援装置を装着した前記重量物を含む歩行支援対象者の全体重心位置が、前記人体重心位置よりも前記重心の基準位置に近づくように、前記重量物移動手段による重量物の移動を制御する重量物移動制御機能と、をコンピュータで実現する歩行支援プログラムを提供する。
(1) In the first aspect of the present invention, the heavy object moving means for moving the heavy object constituting the walking support device in the left-right direction, and the gravity center position of the walking support target excluding the heavy object as the human body gravity center position. The human body gravity center position acquisition means to acquire, the reference center of gravity position acquisition means to acquire the reference position of the center of gravity corresponding to the acquired human body gravity center position, and the entire walking support target person including the heavy object equipped with the walking support device And a heavy object movement control means for controlling movement of the heavy object by the heavy object movement means so that the position of the center of gravity is closer to the reference position of the center of gravity than the position of the center of gravity of the human body. Providing the device.
(2) In the invention described in claim 2, the heavy article movement control means controls the heavy article to move outward from a reference position of the acquired center of gravity. A walking support device according to 1 is provided.
(3) In the invention described in claim 3, the heavy object moving means moves, in the left-right direction, at least a battery that supplies power as the heavy object. Providing the device.
(4) The invention according to claim 4 is a walking support program for a walking support device provided with a heavy load moving means for moving a heavy load constituting the walking support device in the left-right direction, excluding the heavy load. Equipped with a human body centroid position acquisition function that acquires the centroid position of the walking support target person as the human body centroid position, a reference centroid position acquisition function that acquires the reference position of the centroid corresponding to the acquired human centroid position, and a walking support device The heavy object movement control function for controlling the movement of the heavy object by the heavy object moving means so that the overall gravity center position of the walking support target person including the heavy object is closer to the reference position of the gravity center than the human body gravity center position. And a walking support program that realizes the above with a computer.
本発明によれば、歩行支援装置を装着した重量物を含む歩行支援対象者の全体重心位置が、人体重心位置よりも前記重心の基準位置に近づくように、重量物を移動するので、装着者は歩行に対する違和感を受けることなく、理想な重心移動による効率的な、疲れにくい歩行をすることができる。 According to the present invention, the weight object is moved so that the overall gravity center position of the walking support target person including the heavy object wearing the walking assistance device is closer to the reference position of the center of gravity than the human body gravity center position. Can walk efficiently without fatigue due to ideal movement of the center of gravity without feeling uncomfortable with walking.
(1)実施形態の概要
歩行各相における理想的な左右重心位置は決まっておりその連続が重心軌跡となる。
本実施形態では、各種パラメータ(身体パラメータ、関節角度、床反力など)から歩行中の状態を判断(歩行における初期接地から遊脚終期にまでの各相)し、その歩行状態の理想的な左右重心位置になるように、人の重心位置に近い場所にある歩行支援装置の構造部材(バッテリーなどの重量物)を利用し制御する。
すなわち、歩行支援装置を装着した歩行者の歩行状態を取得して人の重心位置を計算し、計算した重心位置と、当該歩行状態における理想的な左右重心位置とを比較し、その差分を歩行支援装置の構造物(バッテリなど)を左右方向にスライドさせることによって補正する。
歩行に必要な左右重心移動の一部を歩行支援装置の構造物に代替させることで、歩行支援装置を装着した状態の重心位置が理想的な左右重心位置となり、人自身の左右の揺れ幅が小さくなり、人が歩行するための運動エネルギーを軽減することができる。また装着者にとっては、自分の癖のままの歩行であっても、理想的な重心移動の歩行になっているため、違和感のない楽な歩行をすることができる。
(1) Outline of Embodiment The ideal left-right center of gravity position in each phase of walking is determined, and the continuity is the center-of-gravity locus.
In this embodiment, the state during walking is determined from various parameters (body parameters, joint angles, floor reaction force, etc.) (each phase from the initial grounding to the end of the free leg in walking), and the ideal walking state is determined. Control is performed using a structural member (a heavy object such as a battery) of the walking support device located near the center of gravity of the person so that the center of gravity is located on the left and right.
That is, the walking state of the pedestrian wearing the walking support device is acquired to calculate the position of the center of gravity of the person, the calculated center of gravity position is compared with the ideal left and right center of gravity position in the walking state, and the difference is walked. Correction is performed by sliding the structure of the support device (battery or the like) in the left-right direction.
By replacing part of the left and right center of gravity movement necessary for walking with the structure of the walking support device, the center of gravity position with the walking support device attached becomes the ideal left and right center of gravity position, and the person's own left and right swing width is It becomes small and can reduce the kinetic energy for a person to walk. In addition, for the wearer, even if walking with his / her own heel, it is an ideal walking with a center of gravity movement, and therefore, a comfortable walking with no sense of incongruity can be performed.
(2)実施形態の詳細
以下本実施形態の歩行支援装置について、図1に示した装着型ロボット1を例に説明する。
図1は装着型ロボット1の装着状態を示した図である。
装着型ロボット1は、装着者の腰部及び下肢に装着し、装着者の歩行を支援(アシスト)するものである。
装着型ロボット1は、制御装置50、腰部装着部21、上腿装着部22、下腿装着部23、足装着部24、上腿連結部材26、下腿連結部材27、制御装置2、つま先反力センサ10、踵反力センサ11、つま先姿勢センサ12、踵姿勢センサ13、腰姿勢センサ14、上腿姿勢センサ15、下腿姿勢センサ16、股関節アシストアクチュエータ17、膝関節アシストアクチュエータ18、足首関節アシストアクチュエータ19などを備えている。なお、腰部装着部21、制御装置50、腰姿勢センサ14以外は、左右の両足に設けられており、それぞれの検出値が出力されるようになっている。
但し、つま先反力センサ10、踵反力センサ11については、反力の検出が不要である実施例の場合には、両センサに変えてつま先接地センサ、踵接地センサを備えるようにしてもよい。
(2) Details of Embodiment Hereinafter, the walking support apparatus according to the present embodiment will be described using the wearable robot 1 shown in FIG. 1 as an example.
FIG. 1 is a diagram showing a wearing state of the wearing robot 1.
The wearable robot 1 is worn on the waist and lower limbs of the wearer to assist (assist) the wearer's walking.
The wearable robot 1 includes a
However, the toe
腰部装着部21は、装着者の腰部の周囲に取り付けられ装着型ロボット1を固定する。
腰姿勢センサ14は、腰部装着部21に取り付けられ、ジャイロなどによって腰部の姿勢(ロール角、ヨー角、ピッチ角)を検出する。また、これらの角度を微分することにより、腰部の角速度や角加速度を求めることもできる。
The
The
制御装置50は、腰部装着部21に取り付けられ、装着型ロボット1の動作を制御する。
制御装置50は、股関節アシストアクチュエータ17等の各アクチュエータや、各センサ部などの各部を駆動するための電源としてのバッテリ21(後述)と、このバッテリ21を左右方向に移動(スライド)させる重量物スライドアクチュエータ20(後述)を備えている。
バッテリ21は、装着型ロボット(歩行支援装置)1を構成する(構造物である)、人体重心近傍に配置された重量物として機能する。
本実施形態では、人体近傍に配置された重量物として、バッテリ21を使用する場合について説明するが、他に、バッテリ21を含む制御装置50全体や、バッテリ21を除く制御装置50を使用するようにしてもよい。また、重量物として、専用のバランサを別途配置するようにしてもよい。
The
The
The
In the present embodiment, the case where the
股関節アシストアクチュエータ17は、装着者の股関節と同じ高さに設けられており、腰部装着部21に対して上腿連結部材26を前後方向に駆動する。
なお、股関節アシストアクチュエータ17は、腰部装着部21に対して上腿連結部材26を前後方向に駆動するだけでなく、横方向や斜め方向にも駆動できるようにしてもよい。この場合、股関節アシストアクチュエータ17を前後方向に駆動するアクチュエータと横方向に駆動するアクチュエータを組み合わせて構成することができる。前後方向のアクチュエータと横方向のアクチュエータの動作を組み合わせることにより、股関節を前後方向、横方向、及び斜め方向に3次元的に駆動することができる。または、股関節アシストアクチュエータ17を単一の3軸アクチュエータとしてもよい。
The hip
The hip
上腿連結部材26は、装着者の上腿部の外側に設けられた剛性を有する柱状部材であり、上腿装着部22によって装着者の上腿部に固定される。そして、上腿連結部材26は、股関節アシストアクチュエータ17によって駆動し、上腿部の運動を支援する。
上腿装着部22は、外側が上腿連結部材26の内側に固定されており、内側が装着者の上腿に固定される。
上腿姿勢センサ15は、上腿部の姿勢(ロール角、ヨー角、ピッチ角)を検出する。また、これらの角度を微分することにより、上腿部の角速度や角加速度を求めることもできる。
The upper
The outer side of the upper
The upper
膝関節アシストアクチュエータ18は、装着者の膝関節と同じ高さに設けられており、上腿連結部材26に対して下腿連結部材27を前後方向に運動させて装着者の下腿部の運動を支援する。
下腿連結部材27は、装着者の下腿部の外側に設けられた剛性を有する柱状部材であり、下腿装着部23によって装着者の下腿部に固定される。そして、下腿連結部材27は、膝関節アシストアクチュエータ18によって駆動し、下腿部の運動を支援する。
The knee
The
下腿装着部23は、外側が下腿連結部材27の内側に固定されており、内側が装着者の下腿に固定される。
下腿姿勢センサ16は、下腿部の姿勢(ロール角、ヨー角、ピッチ角)を検出する。また、これらの角度を微分することにより、下腿部の角速度や角加速度を求めることもできる。
The outer side of the lower
The lower
足首関節アシストアクチュエータ19は、装着者の足首関節と同じ高さに設けられており、下腿連結部材27に対して足装着部24のつま先を上下する方向に駆動する。この足首関節アシストアクチュエータ19についても、股関節アシストアクチュエータ17と同様に横方向や斜め方向にも駆動するようにしてもよい。
足装着部24は、装着者の足部(足の甲、及び足裏)に固定される。一般に、足指の付け根の関節は歩行の際に屈曲するが、足装着部24も足指の付け根の部分が足指に従って屈曲するようになっている。
The ankle
The
つま先姿勢センサ12と踵姿勢センサ13は、それぞれ、足装着部24の先端と後端に設置され、それぞれ、つま先と踵の姿勢(ロール角、ヨー角、ピッチ角)を検出する。また、これらの角度を微分することにより、つま先や踵の角速度や角加速度を求めることもできる。
The
つま先反力センサ10は、足装着部24の足裏部前方に設置され、つま先の接地を検出すると共に、歩行面からの反力を検出する。
踵反力センサ11は、足装着部24の足裏部後方に設置され、踵の接地を検出すると共に、歩行面からの反力を検出する。
以上のように構成された装着型ロボット1は、股関節アシストアクチュエータ17、膝関節アシストアクチュエータ18、足首関節アシストアクチュエータ19を駆動することにより、装着者の歩行を支援する。
The toe
The heel
The wearable robot 1 configured as described above supports the walking of the wearer by driving the hip
図2は、装着型ロボット1のシステム構成を示した図である。
制御装置50は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、時間を計測する手段としての時計、記憶部、各種インターフェースなどを備えた電子制御ユニットであり、装着型ロボット1の各部を電子制御する。
FIG. 2 is a diagram showing a system configuration of the wearable robot 1.
The
制御装置50は、また、CPUで記憶部に記憶された歩行支援プログラム等の各種プログラムを実行することにより構成される、身体パラメータ入力部51、センサ情報取得部52、各種パラメータ算出部53、人体重心算出部54、理想重心算出部55、重心軌跡比較部56、歩行アシスト力決定部57、重心補正決定部58を備えている。
The
身体パラメータ入力部51は、装着者の身長、体重などの身体的なパラメータの入力を例えば、キーボードから受け付ける。これらパラメータは、装着者の人体重心や理想重心の位置(重心の基準位置)や左右方向の軌跡(左右方向軌跡)を算出するのに用いられる。
なお、人体重心とは、装着型ロボット1を装着した状態の装着者から重量物スライドアクチュエータ20による可動対象(バッテリ21)を除いた歩行支援対象者の重心位置であり、理想重心とは、装着者が理想的な歩行をしている場合の身体の重心である。
The body
The center of gravity of the human body is the position of the center of gravity of the walking support target person excluding the movable object (battery 21) by the heavy
センサ情報取得部52は、つま先反力センサ10〜下腿姿勢センサ16の各センサから検出値を取得する。センサ情報取得部52で取得した各センサの検出値は、歩行状態(後述する歩行の各相)の判定や人体重心や理想重心の位置などの算出に使用される。
The sensor
各種パラメータ算出部53は、センサ情報取得部52で取得した検出値から、各関節の角度、位置、角速度、関節モーメントなどを算出する。これらの算出値は、歩行状態(後述する歩行の各相)の判定や人体重心や理想重心の位置などの算出に使用される。
The various
人体重心算出部54は、身体パラメータ入力部51で入力されたデータ、センサ情報取得部52で取得したセンサ値、各種パラメータ算出部53の算出値により、人体の重心の現在位置を算出し、更に、その時間的な推移により人体重心の左右方向軌跡を算出する。
The human body center-of-
理想重心算出部55は、身体パラメータ入力部51で入力されたデータ、センサ情報取得部52で取得したセンサ値、各種パラメータ算出部53の算出値により、現在の歩行の相(後述)を判定し、当該相における装着者の理想重心の位置を算出し、更に、その時間的な推移により理想重心の左右方向軌跡を算出する。
重心軌跡比較部56は、人体重心算出部54が算出した人体重心の左右方向軌跡と理想重心算出部55が算出した理想重心の左右方向軌跡を比較し、両者の差分を算出する。
The ideal center-of-
The center-of-gravity
歩行アシスト力決定部57は、左右両足のそれぞれに配置されている股関節アシストアクチュエータ17、膝関節アシストアクチュエータ18、足首関節アシストアクチュエータ19に出力させるアシスト力を決定し、これに従ってこれらアシストアクチュエータを駆動する。すなわち、歩行アシスト力決定部57は、各種パラメータ算出部53で算出した各関節の動きに必要な関節モーメントに応じた、必要なアシスト力(例えば、必要な関節モーメントに所定比率を乗じた値)を決定し、アシストアクチュエータを駆動する。
The walking assist
重心補正決定部58は、重心軌跡比較部56が算出した差分を0に近づける(即ち、人体重心の左右方向軌跡を理想重心の左右方向軌跡に近づける)ように、重量物スライドアクチュエータ20を駆動してバッテリ21を左右に移動させる。
このバッテリ21の移動は、人体重心位置に対して理想重心側で、理想重心位置よりも外側に移動する。これにより、人体重心と可動重量物であるバッテリ21とを合わせた全体の重心位置(装着型ロボット1を装着した状態での重心位置)、が理想重心の位置に移動することになる。但し、理想重心側であれば、理想重心位置よりも内側であっても、バッテリ21を固定した場合に比べて効率的な歩行が可能であるという一定の効果を得ることはできる。
The center-of-gravity
The movement of the
重量物スライドアクチュエータ20は、重量物として使用するバッテリ21を左右に移動させるためのアクチュエータであり、ボールネジ等により構成される。
一般に理想重心の移動量は幅4cm〜10cmの範囲である。
そこで、重量物スライドアクチュエータ20によるバッテリ21の可動範囲は、バッテリを理想重心よりも外側に移動させる必要があることから、理想重心の移動幅よりも大きい範囲に形成される。
例えば、重量物(バッテリ21)の重量によって異なるが、身体の左右中央から左右方向10cmずつ、合計20cmの範囲で可動するように形成される。但し、この可動範囲内では、理想重心が最も外側に位置する場合に、全体の重心位置を理想重心32の位置に補正できない場合には、重量物の重量を増加させるか、又は/及び、可動範囲を装着型ロボット1の最大横幅の範囲まで拡大する。
重量物の重量増加は、バッテリ21だけでなく、バッテリ21以外の構造物、例えば、バッテリ21を含めた制御装置全体を重量物として可動対象とする。
The heavy
In general, the amount of movement of the ideal center of gravity is in the range of 4 cm to 10 cm in width.
Therefore, the movable range of the
For example, although it changes with the weight of a heavy article (battery 21), it is formed so that it can move in the range of a total of 20 cm by 10 cm in the left-right direction from the left-right center of the body. However, within this movable range, when the ideal center of gravity is located on the outermost side, if the overall center of gravity position cannot be corrected to the position of the ideal center of
The increase in the weight of the heavy object is not limited to the
図3は、歩行周期を説明するための図である。
歩行周期は、歩行において片足が1サイクルする周期である。ここでは、観察肢を右足とし、反対側の足を左足として説明する。観察肢を左足とし、反対側の足を右足とした場合も同様である。
歩行周期は、大きく立脚期と遊脚期に分類される。立脚期とは、右足(観察肢)が接地している期間であり、遊脚期とは、右足が地面から離れている期間である。
FIG. 3 is a diagram for explaining the walking cycle.
The walking cycle is a cycle in which one leg makes one cycle during walking. Here, the observation limb is assumed to be the right foot, and the opposite foot is assumed to be the left foot. The same applies to the case where the observation limb is the left foot and the opposite foot is the right foot.
The walking cycle is roughly classified into the stance phase and the swing phase. The stance phase is a period in which the right foot (observation limb) is in contact with the ground, and the swing phase is a period in which the right foot is away from the ground.
更に、立脚期は、初期接地a(イニシャルコンタクト)、荷重応答期b(ローディングレスポンス)、立脚中期c(ミッドスタンス)、立脚終期d(ターミナルスタンス)に分類される。
一方、遊脚期は、前遊脚期e(プレスイング)、遊脚初期f(イニシャルスイング)、遊脚中期g(ミッドスイング)、遊脚終期h(ターミナルスイング)に分類される。
Furthermore, the stance phase is classified into an initial ground contact a (initial contact), a load response phase b (loading response), a mid-stance phase c (mid stance), and a stance end phase d (terminal stance).
On the other hand, the free leg period is classified into the previous free leg period e (pressing), the free leg initial stage f (initial swing), the free leg middle period g (mid swing), and the free leg end period h (terminal swing).
初期接地aと荷重応答期bは、共に身体の荷重を他方の脚部が立脚期から遊脚期に移行する際に荷重を受け継ぐ期間である。
初期接地aは、右足が遊脚期のスイングを終えて接地する瞬間である。歩行周期の各相の判断は、センサ情報取得部52、各種パラメータ算出部53での値を総合的に判断して行うが、初期接地aは、主に左の踵反力センサ11の出力により接地を検出して行うことができる。
The initial grounding a and the load response period b are periods in which the body load is inherited when the other leg shifts from the stance phase to the swing phase.
The initial grounding a is a moment when the right foot comes into contact with the ground after swinging in the swing phase. Each phase of the walking cycle is determined by comprehensively determining values from the sensor
荷重応答期bは、初期接地aから右足が地面から離れた瞬間までの期間である。この期間では体重が素早く左に移動してくる。
加重応答期の終わりは、主に右足のつま先反力センサ10により右足が地面から離れた瞬間を検出することにより行うことができる。
The load response period b is a period from the initial ground contact a to the moment when the right foot leaves the ground. During this period, the weight moves quickly to the left.
The end of the weighted response period can be performed mainly by detecting the moment when the right foot is separated from the ground by the toe
立脚中期cと立脚終期dは、共に単脚(ここでは左脚)で身体を支持する期間である。
立脚中期cは、左足が地面から離れた瞬間から右足の踵が地面から離れる瞬間までの期間である。この期間では、右足を支点として前方に身体を移動すると共に体幹の安定を確保する。
立脚中期cの終わりは、主に右足の踵反力センサ11で右足踵が離れた瞬間を検出することにより行われる。
The middle stance phase c and the last stance phase d are both periods in which the body is supported by a single leg (here, the left leg).
The middle stance c is a period from the moment when the left foot is separated from the ground to the moment when the heel of the right foot is separated from the ground. During this period, the body is moved forward with the right foot as a fulcrum, and the trunk is secured.
The end of the middle stance c is performed mainly by detecting the moment when the right footpad is separated by the right footpad
立脚終期dは、右足の踵が地面から離れた瞬間から左足の初期接地aまでの期間である。この期間では、身体を支持足より前に運ぶ。
立脚終期dの終わりは、主に左の踵反力センサ11により接地を検出することにより行われる。
The stance end d is a period from the moment when the right foot heel leaves the ground to the initial grounding a of the left foot. During this period, the body is carried before the supporting foot.
The end of the stance end d is performed mainly by detecting the ground contact by the left side
一方、遊脚期の前遊脚期e〜遊脚終期hは、遊脚肢を前方に動かす(空間でスイングする)期間である。
前遊脚期eは、左足の初期接地aから右足のつま先が地面から離れた瞬間までの期間である。この期間は、遊脚初期fの準備をする期間である。
前遊脚期eの終わりは、主に右足のつま先反力センサ10によりつま先が地面から離れたことを検出することにより行われる。
On the other hand, the free leg period e to the free leg end period h of the swing leg period is a period in which the swing leg is moved forward (swings in space).
The front swing leg period e is a period from the initial ground contact a of the left foot to the moment when the toe of the right foot leaves the ground. This period is a period for preparing for the free leg initial stage f.
The end of the front swing leg period e is mainly performed by detecting that the toes are separated from the ground by the toe
遊脚初期fは、左足のつま先が地面から離れた瞬間から両足の下腿が交差するまでの期間である。この期間では、右足を地面から離し、前方に運ぶ。
遊脚初期fの終わりは、各センサの出力により、右足の状態と左足の状態を算出し、そして、下腿の交差を判断することにより行われる。
The free leg initial f is a period from the moment when the toe of the left foot is separated from the ground until the lower leg of both feet intersects. During this period, take your right foot away from the ground and carry it forward.
The end of the free leg initial stage f is performed by calculating the state of the right foot and the state of the left foot based on the output of each sensor and determining the intersection of the lower leg.
遊脚中期gは、両足の下腿が交差してから右足の下腿が地面に対して直角になる瞬間までの期間である。この期間では、右足を更に移動すると共につま先と地面とのクリアランスを確保する。
遊脚中期gの終わりは、各センサの出力により、右足の状態を算出し、右足の下腿が地面に対して直角となったことを判断することにより行われる。
The free leg middle period g is a period from the intersection of the lower leg of both feet to the moment when the lower leg of the right foot is perpendicular to the ground. During this period, the right foot is further moved and the clearance between the toes and the ground is secured.
The end of the free leg middle period g is performed by calculating the state of the right foot based on the output of each sensor and determining that the lower leg of the right foot is perpendicular to the ground.
遊脚終期hは、両足の下腿が地面に対して直角になってから右足の踵が地面に接触する間での期間である。この期間では、右足の前方への移動を終了し、右足で立脚するための準備を行う。
遊脚終期hの終わりは、主に右足の踵反力センサ11により接地を検出することにより行われる。
以上のようにして右足の1歩行周期が構成される。左足の1歩行周期も同様である。
The free leg end period h is a period from when the lower leg of both feet is perpendicular to the ground until the heel of the right foot contacts the ground. During this period, the forward movement of the right foot is terminated and preparations are made for standing on the right foot.
The end of the free leg end period h is performed mainly by detecting the ground contact by the
As described above, one walking cycle of the right foot is configured. The same applies to one walking cycle of the left foot.
図4の各図は、歩行における理想重心32の左右方向の移動について説明するための図である。
各図は、理想的な歩行を行っている歩行者を前から見たところを示している。理想的な歩行であるため、人体重心の位置は、理想重心32の位置と一致している。
図4(a)〜図4(h)は、右足の1歩行周期における初期接地aから遊脚終期hまでの各相に対応している。
図4に示したように、人の腰付近に存在する理想重心32は、歩行における1歩行周期の間で仮想の基準線Aを基準にして左右に等距離だけ移動していることがわかる。
Each figure of FIG. 4 is a figure for demonstrating the movement of the left-right direction of the
Each figure has shown the place which looked at the pedestrian who is performing the ideal walk from the front. Since it is an ideal walk, the position of the center of gravity of the human body matches the position of the ideal center of
4 (a) to 4 (h) correspond to each phase from the initial ground contact a to the free leg end h in one walking cycle of the right foot.
As shown in FIG. 4, it can be seen that the ideal center of
歩行の各相における理想重心32は、図4(a)〜(h)の順に、その位置が次のように変化する。
ただし、図4は、歩行者を前から見た図とその理想重心32の位置を表しているが、理想重心32の動く方向については、歩行者と対面した者の視点からみた方向として説明する。従って、理想重心32の動きを右方向と説明する場合、歩行者にとっては左方向の動きである。
なお、後述する図5も同じである。
The position of the ideal center of
However, FIG. 4 shows a view of the pedestrian from the front and the position of the ideal center of
The same applies to FIG. 5 described later.
図4(a)〜(h)に示すように、歩行の各相における基準線Aに対する理想重心32の位置は、初期接地aにおいて基準線より少し右側にあるが、荷重応答期bでは基準線Aの左側に移動する。
そして、立脚中期c(左上)に変化すると理想重心32は、基準線Aよりも更に左側に移動し、立脚終期dでは最左端を折り返して基準線A方向に向かう。
前遊脚期eでは左から基準線A付近に移動し、遊脚初期fでは基準線Aを通過して右側に移動する。
さらに、遊脚中期gになると、理想重心32は基準線から引き続き右へ移動し、遊脚終期hでは最右端を折り返して基準線A方向に向かう。
As shown in FIGS. 4A to 4H, the position of the ideal center of
Then, when changing to the middle stance phase c (upper left), the ideal center of
In the front swing leg period e, it moves from the left to the vicinity of the reference line A, and in the free swing initial stage f, it passes through the reference line A and moves to the right side.
Further, at the free leg middle stage g, the ideal center of
図5は、本実施形態における、バッテリ21の移動により装置全体の重心位置が理想重心32と一致するように補正する動作を説明するための図である。
図5(a)は、バッテリ21を移動しないで人体重心33を、遊脚終期における理想重心32位置に移動させた状態を表したものである。
この状態では、線Pで表す理想重心32の位置が、基準線Aから最も右方向に移動した状態であり、人体重心(バッテリ21を除いた装着型ロボット1と人の重心)位置も線Pまで移動させることは、歩行に障害や癖のある歩者にとっては、かなり外側に移動させる必要を感じる可能性があり、このような歩行者にとってみると、人体重心33まで無理に移動するため疲れを感じやすかったり、違和感を受ける可能性がある。
FIG. 5 is a diagram for describing an operation for correcting the center of gravity of the entire apparatus to match the ideal center of
FIG. 5A shows a state in which the human
In this state, the position of the ideal center of
これに対して、図5(b)は、本実施形態における重量物スライドアクチュエータ20で重量物であるバッテリ21を移動した場合の、遊脚終期における各重心位置を表したものである。
図5(b)における理想重心32は、図5(a)と同じく遊脚終期における基準線Aから同じ位置まで移動した状態を表している。
この図に示すように、線Q上に位置する人体重心33と、線P上に位置理想重心32との差分を算出し、重量物スライドアクチュエータ20により、矢印mで表すように差分に相当する移動量だけバッテリ21を線Pよりも外側に移動させる。
On the other hand, FIG. 5B shows the position of the center of gravity at the end of the free leg when the
The ideal center of
As shown in this figure, the difference between the human body center of
なお、移動後のバッテリ21の位置については、重心補正決定部58が決定、及び制御する。
すなわち、重心補正決定部58は、身体パラメータ入力部51で入力されたデータ、センサ情報取得部52で取得したセンサ値、各種パラメータ算出部53の算出値に基づいて、人体重心算出部54で算出した人体重心33の現在位置と、当該現在位置に対応して重心軌跡比較部56で算出した人体重心33と理想重心32との差分とから、バッテリ21の移動量(移動目標位置)求める。
具体的には、人体重心33の現在位置(線Q上)に対応する理想体重32の位置(線P上)を求め、全体重心が線P上に位置するためのバッテリ21の位置を重心補正決定部58で算出し、決定した位置にバッテリ21が移動するように重量物スライドアクチュエータ20を駆動する。
Note that the position of the
That is, the center-of-gravity
Specifically, the position (on the line P) of the
これにより、人体重心33とバッテリ21とを合わせた全体重心は、理想重心32と同じく線P上に移動することで、理想的な歩行が実現され、エネルギロスや装着者の疲れを軽減することができる。
そして、人体重心33の移動量が理想重心32よりも基準線A側にあることからも理解できるように、装着者は基準線Aに対して横方向の動き幅が小さくてすむことから、無理な動きがなく、また自分の歩行の癖もそのままでよいことから、違和感なく楽な歩行をすることが可能になる。
As a result, the total center of gravity of the human body center of
Further, as can be understood from the fact that the movement amount of the human body center of
なお、このバッテリ21の移動による、重心位置の補正処理中においても、各種パラメータ算出部53による歩行状態に応じた関節モーメントの算出と、算出した関節モーメントに応じて、歩行アシスト力決定部57と各関節アシストアクチュエータ17〜19により歩行支援(アシスト)が行われる。
Even during the process of correcting the center of gravity due to the movement of the
図6は、装着型ロボット1が行う重心補正処理の手順を説明するためのフローチャートである。
以下の処理は、制御装置50が備えるCPUが所定のプログラムに従って行うものである。
まず、制御装置50は、各種のデータを取得する(ステップ5)。具体的には、身体パラメータ入力部51で入力された身長、体重などのデータや、センサ情報取得部52で取得した床反力などのセンサ値のほか、各種パラメータ算出部53で算出された関節角度、関節の角速度、関節モーメントなどの各種データを取得する。
次に、制御装置50は、これらのデータを用いて歩行判断を行う(ステップ10)。この判断は、装着者が歩行しているか否かを判断するものである。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the procedure of the center-of-gravity correction process performed by the wearable robot 1.
The following processing is performed by the CPU included in the
First, the
Next, the
歩行判断結果によって歩行中でなかった場合(ステップ15;N)、制御装置50は、アシスト動作を中止するか否かを判断する(ステップ110)。
この判断は、例えば、装着者が歩行を一時停止しているか、それともアシスト機能をオフにしたかを判断するものであり、例えば、装着者が手動でアシスト機能をオフにした場合にアシスト動作停止と判断する。
動作を停止する場合(ステップ110;Y)、制御装置50は、処理を終了し、動作を停止しない場合(ステップ110;N)、制御装置50は、ステップ5に戻る。
When it is not walking based on the walking determination result (
This determination is made, for example, to determine whether the wearer has temporarily stopped walking or has turned off the assist function. For example, when the wearer manually turns off the assist function, the assist operation is stopped. Judge.
When the operation is stopped (step 110; Y), the
一方、歩行中である場合(ステップ15;Y)、制御装置50は、ステップ5で取得したデータにより、現在、歩行周期のどの相にあるかを判断する(ステップ20)。
判断の結果、相が初期接地aである場合(ステップ25、;Y)、制御装置50は、次のステップ30〜40から構成された補正処理を行う。
On the other hand, when walking (
As a result of the determination, when the phase is the initial ground a (
まず、制御装置50は、人体重心算出部54によって人体重心の現在位置を取得し、更に、理想重心32算出部55で初期接地aでの理想重心32の位置を取得し、重心軌跡比較部56によって両重心位置を比較する(ステップ30)。
First, the
比較の結果、人体重心33の位置(図5(b)の線Q上の位置)と理想重心32の位置(図5(b)の線P上の位置)にずれがある場合(ステップ35;N)、制御装置50は、重心補正決定部58によって重量物スライドアクチュエータ20を駆動してずれを補正し(ステップ40)、補正を終了する(ステップ45)。すなわち、制御装置50は、人体重心33の現在位置に対応するバッテリ21の目標位置を決定し、当該目標位置に重量物スライドアクチュエータ20でバッテリ21を駆動する。
一方、比較の結果、ずれが無い場合(ステップ35;Y)、制御装置50は、補正を終了する(ステップ45)。制御装置50は、補正を終了した後、ステップ5に戻る。
なお、ずれの有無の判断は、両者の差分が所定の閾値以上の場合にずれがあると判断し、所定の閾値未満の場合にずれが無いと判断するようにしてもよい。
As a result of comparison, when the position of the human body centroid 33 (position on the line Q in FIG. 5B) and the position of the ideal centroid 32 (position on the line P in FIG. 5B) are different (
On the other hand, if there is no deviation as a result of the comparison (
The determination of whether or not there is a shift may be made by determining that there is a shift when the difference between the two is equal to or greater than a predetermined threshold, and determining that there is no shift when the difference is less than the predetermined threshold.
一方、歩行周期判断が初期接地aでなかった場合(ステップ25;N)、制御装置50は、相が荷重応答期bであるか否かを判断する(ステップ50)。
相が荷重応答期bであった場合(ステップ50;Y)、制御装置50は、荷重応答期bにおける理想重心32の位置と人体重心の現在位置の比較に基づく補正処理を行い(ステップ55)、補正を終了して(ステップ45)、ステップ5に戻る。
なお、この補正処理(ステップ55)は、初期接地aに対するステップ30〜40の補正処理と同様なので、説明を省略する(以下同じ)。
相が荷重応答期bでなかった場合(ステップ50;N)、制御装置50は、相が立脚中期cであるか否かを判断する(ステップ60)。
On the other hand, when the walking cycle determination is not the initial ground contact a (
When the phase is the load response period b (
Since this correction process (step 55) is the same as the correction process of
When the phase is not in the load response period b (
相が立脚中期cであった場合(ステップ60;Y)、制御装置50は、立脚中期cにおける理想重心32の位置と人体重心の現在位置の比較に基づく補正処理を行い(ステップ65)、補正を終了して(ステップ45)、ステップ5に戻る。
相が立脚中期cでなかった場合(ステップ60;N)、制御装置50は、相が立脚終期dであるか否かを判断する(ステップ70)。
When the phase is the middle stance c (
When the phase is not the middle stance phase c (
相が立脚終期dであった場合(ステップ70;Y)、制御装置50は、立脚終期dにおける理想重心32の位置と人体重心の現在位置の比較に基づく補正処理を行い(ステップ75)、補正を終了して(ステップ45)、ステップ5に戻る。
相が立脚終期dでなかった場合(ステップ70;N)、制御装置50は、相が遊脚初期fであるか否かを判断する(ステップ80)。
When the phase is the stance end d (
When the phase is not the stance end d (
相が遊脚初期fあった場合(ステップ80;Y)、制御装置50は、遊脚初期fにおける理想重心32の位置と人体重心の現在位置の比較に基づく補正処理を行い(ステップ85)、補正を終了して(ステップ45)、ステップ5に戻る。
相が遊脚初期fでなかった場合(ステップ80;N)、制御装置50は、相が遊脚中期gであるか否かを判断する(ステップ90)。
When the phase is the free leg initial f (step 80; Y), the
When the phase is not the free leg initial f (step 80; N), the
相が遊脚中期gあった場合(ステップ90;Y)、制御装置50は、遊脚中期gにおける理想重心32の位置と人体重心の現在位置の比較に基づく補正処理を行い(ステップ95)、補正を終了して(ステップ45)、ステップ5に戻る。
When the phase is the swing leg middle period g (step 90; Y), the
相が遊脚中期gでなかった場合(ステップ90;N)、制御装置50は、相が遊脚終期hであると判断する。そして制御装置50は、遊脚終期hにおける理想重心32の位置と人体重心の現在位置の比較に基づく補正処理を行って(ステップ105)、補正を終了して(ステップ45)、ステップ5に戻る。
When the phase is not the swinging leg middle stage g (step 90; N), the
以上のようにして、装着型ロボット1は、装置を装着した全体の重心の軌跡が理想重心32の軌跡となるように、重量物であるバッテリ21を移動することにより、装着者は効率がよく違和感のない歩行を行うことができる。
As described above, the wearable robot 1 is efficient for the wearer by moving the
以上、本発明の歩行支援装置を装着型ロボット1に適用した場合の実施形態について説明したが、本発明は説明した実施形態に限定されるものではなく、各請求項に記載した範囲において各種の変形を行うことが可能である。
例えば、説明した実施形態では、理想重心の位置は基準線Aを中心に左右方向に変化する場合を例に説明したが、基準線Aと直交し水平面と平行な基準線Bを中心に理想重心が前後方向に移動する場合も合わせて判断し、左右方向に加えて前後方向の補正をバッテリ21の移動によって行うようにしてもよい。
この場合、バッテリ21は前後方向の補正を行うためには、上下方向にバッテリ21を移動させる重量物上下方向アクチュエータを備える。
この結果、バッテリ21は、装着者の身体面と平行な面上を移動すうことになる。
As mentioned above, although the embodiment at the time of applying the walking support device of the present invention to the wearing type robot 1 was described, the present invention is not limited to the described embodiment, and various kinds are included in the range described in each claim. Deformation can be performed.
For example, in the embodiment described above, an example in which the position of the ideal centroid changes in the left-right direction around the reference line A has been described as an example, but the ideal centroid is centered around the reference line B that is orthogonal to the reference line A and parallel to the horizontal plane. It is also possible to determine whether or not the
In this case, in order to perform the correction in the front-rear direction, the
As a result, the
また、説明した実施形態では、通常起こり得る人体重心と理想重心の位置関係として、理想重心よりも人体重心の方が基準軸Aに近いことから、重量物スライドアクチュエータ20は常に理想重心よりも外側に移動させる場合について説明した。
これに対し、人体重心と理想重心とのズレ量がマイナスの場合、すなわち、基準線Aに対して人体重心33が理想重心32よりも外側にある場合には、重量物(バッテリ21)を、理想重心32の位置よりも中心軸A側に移動するようにしてもよい。
In the described embodiment, since the human body centroid is closer to the reference axis A than the ideal centroid as the positional relationship between the human centroid and the ideal centroid that can occur normally, the heavy
On the other hand, when the amount of deviation between the human body center of gravity and the ideal center of gravity is negative, that is, when the human body center of
また、説明した実施形態では、1歩行周期を図3、4で説明したように初期接地a〜立脚周期hの8つに分けて説明したが、より細かく細分化(例えば、各相を前期、後期に分けた16相、前期、中期、後期の24相等)してもよい。
この場合、細分化した各相毎の理想重心位置を予め決めておくようにしてもよい。これにより、人体重心と理想重心との差の算出を、簡易に素早く行うことができる。
Further, in the described embodiment, one walking cycle is divided into eight steps from the initial grounding a to the stance cycle h as described in FIGS. 3 and 4, but more finely divided (for example, each phase in the previous period, 16 phases divided into the latter half, the first half, the middle, the late 24, etc.).
In this case, the ideal center-of-gravity position for each subdivided phase may be determined in advance. As a result, the difference between the human center of gravity and the ideal center of gravity can be calculated easily and quickly.
また説明した実施形態では、装着型ロボット1を装着した状態からバッテリを除いた人(装着状態)の重心を人体重心として取得する場について説明したが、装着ロボットを装着していない人単体の重心位置を人体重心としてもよい。これは、左右に移動するバッテリ21を除いた場合、装着ロボット1は装着者に対して左右対称の重量となるように構成されるためである。
In the embodiment described above, the place where the center of gravity of a person (wearing state) excluding the battery from the state in which the wearable robot 1 is worn is acquired as the human body center of gravity has been described. The position may be the center of gravity of the human body. This is because, when the
以上に説明した実施の形態により、次の構成を得ることができる。
装着型ロボット1は、理想重心32算出部55によって、初期接地a〜遊脚終期hの各歩行周期に対応して理想重心32の位置(重心の基準位置)を順次取得するため、歩行支援対象者の重心の基準位置の軌跡を歩行周期に対応して取得する基準位置軌跡取得手段を備えている。
また、装着型ロボット1は、人体重心算出部54によって、初期接地a〜遊脚終期hの各歩行周期に対応して装着者の人体重心(重心位置)を順次サンプリングするため、前記歩行支援対象者の重心位置の軌跡を前記歩行周期に対応して取得する重心位置軌跡取得手段を備えている。
また、装着型ロボット1は、理想重心32と人体重心の差分(ずれ)が所定の閾値以上である場合は、閾値未満となるように各アクチュエータを駆動して装着者の歩行姿勢を矯正するため、前記取得した基準位置の軌跡と前記取得した重心位置の軌跡のずれが所定量以下となるように前記歩行支援対象者の姿勢を制御する姿勢制御手段を備えている。
According to the embodiment described above, the following configuration can be obtained.
The wearable robot 1 sequentially acquires the position (reference position of the center of gravity) of the ideal center of
In addition, the wearable robot 1 sequentially samples the wearer's human center of gravity (center of gravity position) corresponding to each walking cycle from the initial grounding a to the free leg end h by the human body center of
In addition, when the difference (deviation) between the ideal center of
また、装着型ロボット1は、股関節アシストアクチュエータ17、膝関節アシストアクチュエータ18、足首関節アシストアクチュエータ19によって装着者の歩行姿勢を矯正するため、前記歩行支援対象者の脚部の関節の動作を補助するアクチュエータを具備し、前記姿勢制御手段は、前記アクチュエータを駆動することにより前記歩行支援対象者の姿勢を制御している。
In addition, the wearable robot 1 assists the movement of the joints of the leg of the person to be supported for walking in order to correct the walking posture of the wearer by the hip
歩行周期は、初期接地a〜遊脚終期hに区分されており、制御装置50は、区分ごとに装着者の人体重心を補正するため、前記歩行周期は複数の時期に区分されており、前記姿勢制御手段は、前記時期ごとにずれを検出して前記歩行支援対象者の姿勢を制御している。
The walking cycle is divided into initial grounding a to free leg end h, and the
1 装着型ロボット
10 つま先反力センサ
11 踵反力センサ
12 つま先姿勢センサ
13 踵姿勢センサ
14 腰姿勢センサ
15 上腿姿勢センサ
16 下腿姿勢センサ
17 股関節アシストアクチュエータ
18 膝関節アシストアクチュエータ
19 足首関節アシストアクチュエータ
20 バッテリ(重量物)
21 腰部装着部
22 上腿装着部
23 下腿装着部
24 足装着部
26 上腿連結部材
27 下腿連結部材
32 理想重心
33 人体重心
50 制御装置
51 身体パラメータ入力部
52 センサ情報取得部
53 各種パラメータ算出部
54 人体重心算出部
55 理想重心算出部
56 重心軌跡比較部
57 歩行アシスト力決定部
58 重量物スライドアクチュエータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記重量物を除いた歩行支援対象者の重心位置を人体重心位置として取得する人体重心位置取得手段と、
前記取得した人体重心位置に対応する、重心の基準位置を取得する基準重心位置取得手段と、
歩行支援装置を装着した前記重量物を含む歩行支援対象者の全体重心位置が、前記人体重心位置よりも前記重心の基準位置に近づくように、前記重量物移動手段による重量物の移動を制御する重量物移動制御手段と、
を具備することを特徴とする歩行支援装置。 A heavy article moving means for moving a heavy article constituting the walking support device in the left-right direction;
Human body center-of-gravity position acquisition means for acquiring the center-of-gravity position of the walking support target person excluding the heavy object as the human body center-of-gravity position;
Reference centroid position acquisition means for acquiring a reference position of the centroid corresponding to the acquired human body centroid position;
The movement of the heavy object by the heavy object moving means is controlled so that the overall gravity center position of the walking support target person including the heavy object equipped with the walking assistance device is closer to the reference position of the gravity center than the human body gravity center position. Heavy goods movement control means;
A walking support device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の歩行支援装置。 The heavy object movement control means controls the heavy object so as to move outside a reference position of the acquired center of gravity.
The walking support apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の歩行支援装置。 The heavy object moving means moves, as the heavy object, at least a battery that supplies electric power in the left-right direction.
The walking support apparatus according to claim 1.
前記重量物を除いた歩行支援対象者の重心位置を人体重心位置として取得する人体重心位置取得機能と、
前記取得した人体重心位置に対応する、重心の基準位置を取得する基準重心位置取得機能と、
歩行支援装置を装着した前記重量物を含む歩行支援対象者の全体重心位置が、前記人体重心位置よりも前記重心の基準位置に近づくように、前記重量物移動手段による重量物の移動を制御する重量物移動制御機能と、
をコンピュータで実現する歩行支援プログラム。 A walking support program of a walking support device provided with a heavy object moving means for moving a heavy object constituting the walking support device in the left-right direction,
Human body gravity center position acquisition function for acquiring the gravity center position of the walking support target person excluding the heavy object as the human body gravity center position;
A reference center of gravity position acquisition function for acquiring a reference position of the center of gravity corresponding to the acquired human body center of gravity position;
The movement of the heavy object by the heavy object moving means is controlled so that the overall gravity center position of the walking support target person including the heavy object equipped with the walking assistance device is closer to the reference position of the gravity center than the human body gravity center position. Heavy object movement control function,
A walking support program that uses a computer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012080762A JP2013208291A (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Walking assistance device and walking assistance program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012080762A JP2013208291A (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Walking assistance device and walking assistance program |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013208291A true JP2013208291A (en) | 2013-10-10 |
Family
ID=49526802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012080762A Pending JP2013208291A (en) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | Walking assistance device and walking assistance program |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2013208291A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101880693B1 (en) * | 2017-02-28 | 2018-07-23 | 경희대학교 산학협력단 | Apparatus and method of calculating push-off angle using human motion data |
RU2737498C2 (en) * | 2019-02-07 | 2020-12-01 | Акционерное общество "Волжский электромеханический завод" | Method of providing stability of exoskeleton with user |
JP7138683B2 (en) | 2020-10-20 | 2022-09-16 | 和 庄野 | Insole data generation system and insole data generation method |
KR102526450B1 (en) * | 2022-12-29 | 2023-04-27 | 주식회사 휴로틱스 | Method, apparatus and computer program for improving battery efficiency of wearable robot |
-
2012
- 2012-03-30 JP JP2012080762A patent/JP2013208291A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101880693B1 (en) * | 2017-02-28 | 2018-07-23 | 경희대학교 산학협력단 | Apparatus and method of calculating push-off angle using human motion data |
RU2737498C2 (en) * | 2019-02-07 | 2020-12-01 | Акционерное общество "Волжский электромеханический завод" | Method of providing stability of exoskeleton with user |
JP7138683B2 (en) | 2020-10-20 | 2022-09-16 | 和 庄野 | Insole data generation system and insole data generation method |
KR102526450B1 (en) * | 2022-12-29 | 2023-04-27 | 주식회사 휴로틱스 | Method, apparatus and computer program for improving battery efficiency of wearable robot |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109195565B (en) | Walking movement assisting device | |
JP5640991B2 (en) | Walking assist device | |
JP5936233B2 (en) | Walking training apparatus and walking training system | |
US20200315900A1 (en) | Ankle-less walking assistant apparatus and method for controlling the same | |
EP2968052B1 (en) | Powered orthotic system for cooperative overground rehabilitation | |
KR101490885B1 (en) | Wearable robot determinable intention of user and method for controlling of the same | |
KR102384155B1 (en) | Method and apparatus for assisting walking | |
JP4417300B2 (en) | Walking assist device | |
US9687408B2 (en) | Exercise support apparatus and exercise support method | |
JP2019005595A (en) | Human machine interface for lower extremity orthotics | |
JP6846535B2 (en) | Animal locomotion support device | |
JP2014073199A (en) | Walking support device and walking support program | |
CN106456432A (en) | Exoskeleton comprising a foot structure | |
JP2009207840A (en) | Walking movement assisting device | |
JP5565037B2 (en) | Walking support device | |
JP6250420B2 (en) | LOAD SUPPORT DEVICE, CONTROL METHOD FOR LOAD SUPPORT DEVICE, AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM CONTAINING PROGRAM FOR EXECUTING THE CONTROL METHOD | |
JP2014068869A (en) | Walking support device and walking support program | |
KR20190053615A (en) | Control method and control apparatus for turning walking | |
JP2012095793A (en) | Walking training system | |
JP2014184047A (en) | Walking assisting apparatus and walking assisting method | |
CN112405504B (en) | Exoskeleton robot | |
JP2014184086A (en) | Walking support device and walking support program | |
JP2014068868A (en) | Foot-worn device | |
JP2013208291A (en) | Walking assistance device and walking assistance program | |
JP2014068867A (en) | Walking support device and walking support program |