JP2013208293A - Walking support device and walking support program - Google Patents

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JP2013208293A
JP2013208293A JP2012080764A JP2012080764A JP2013208293A JP 2013208293 A JP2013208293 A JP 2013208293A JP 2012080764 A JP2012080764 A JP 2012080764A JP 2012080764 A JP2012080764 A JP 2012080764A JP 2013208293 A JP2013208293 A JP 2013208293A
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clutch
knee joint
walking
joint
leg
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Tatsuya Kato
竜也 加藤
Akira Kotabe
顕 小田部
Kazuaki Fujii
一彰 藤井
Atsushi Sato
敦 佐藤
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Equos Research Co Ltd
Original Assignee
Equos Research Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce an unnatural feeling of an assist in a swing phase by releasing a clutch arranged in a knee joint in a swing phase.SOLUTION: A drive system of a leg connection member 27 and a transmission system for transmitting drive force by the drive system to the leg connection member 27 are connected or released with the use of a clutch 36. A region where the angular velocity of a knee joint is higher in walking is the section from immediately before a swing phase to near the end of a swing phase. In the period, a body has no necessity to be supported and assist force is not required. A region requiring assist force is mainly a first half of a stance phase and an angular velocity is lower in the period. A wearable robot 1 determines timing of a stance phase or a swing phase. A clutch 36 is separated in a swing phase so as to demonstrate required assist force in a stance phase and to eliminate an unnatural feeling in walking assistance in a swing phase.

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、装着者の歩行をアシストするものに関する。   The present invention relates to a walking support device and a walking support program, for example, to assisting a wearer's walking.

近年、ユーザの歩行を補助するウェアラブルな歩行支援装置が開発されている。
歩行支援装置は、装着者の股関節、膝関節、足首関節などで歩行に要する関節モーメントをアクチュエータによって軽減することにより装着者の歩行を補助する。歩行支援装置は健常者の歩行を支援する他に、高齢者など歩行が困難なユーザの歩行を支援することができる。
In recent years, wearable walking support devices that assist users in walking have been developed.
The walking support device assists the wearer's walking by reducing the joint moment required for walking at the hip joint, knee joint, ankle joint, and the like of the wearer with an actuator. In addition to supporting the walking of healthy people, the walking support device can support the walking of users who are difficult to walk, such as elderly people.

このような技術として特許文献1の「歩行補助装置」がある。
一般に、立脚期の十分なトルクを必要とする期間と、遊脚期の速度が速く負荷が軽い期間を単一のアクチュエータで両立することは困難であり、トルクと速度のいずれかが不足する可能性が高い。
この技術は、立脚期の出力をアクチュエータの出力によらずワンウェイクラッチを係合させて発生させることによりアクチュエータの能力不足を補うものである。
As such a technique, there is a “walking assisting device” of Patent Document 1.
In general, it is difficult to achieve both a period in which sufficient torque is required in the stance phase and a period in which the speed of the swing phase is high and the load is light, with a single actuator, and either torque or speed may be insufficient. High nature.
This technology compensates for the insufficient capacity of the actuator by generating the output of the stance phase by engaging the one-way clutch regardless of the output of the actuator.

しかし、この技術では、遊脚期にアクチュエータが脚部に連動しているため、遊脚期における速度が不足し、歩行時に抵抗となり違和感が発生するという問題があった。   However, this technique has a problem that since the actuator is interlocked with the leg during the swinging leg period, the speed during the swinging leg period is insufficient, causing resistance during walking and causing discomfort.

特開2011−142958号公報JP 2011-142958 A

本発明は、遊脚期のアシストの違和感を低減することを目的とする。   An object of the present invention is to reduce the discomfort of assist during the swing leg period.

(1)請求項1に記載の発明では、歩行支援対象者の脚部を保持する保持手段と、前記脚部の関節で発生する関節モーメントを補助するアシスト力を出力するアシスト力出力手段と、前記出力したアシスト力を前記保持手段に伝達する伝達手段と、前記伝達手段による伝達を開放する開放手段と、を具備した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、前記関節は膝関節であ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、前記開放手段は、歩行周期に同期して前記伝達を開放することを特徴とする請求項1、又は請求項2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、前記開放手段は、遊脚期間に前記伝達を開放することを特徴とすることを特徴とする請求項1、請求項2、又は請求項3に記載の歩行支援装置を提供する。
(5)請求項5に記載の発明では、歩行支援対象者の脚部の関節で発生する関節モーメントを補助するアシスト力を出力するアシスト力出力機能と、前記出力したアシスト力を脚部を保持する保持手段に伝達する伝達機能と、前記伝達手段による伝達を開放する開放機能と、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 invention according to claim 1, a holding means for holding the leg part of the walking support target, an assist force output means for outputting an assist force for assisting a joint moment generated at the joint of the leg part, There is provided a walking support device comprising: a transmission unit that transmits the output assist force to the holding unit; and an opening unit that releases transmission by the transmission unit.
(2) In the invention described in claim 2, the walking support device according to claim 1, wherein the joint is a knee joint.
(3) In the invention described in claim 3, the opening means releases the transmission in synchronization with the walking cycle, and provides the walking support device according to claim 1 or 2. .
(4) In the invention according to claim 4, the release means releases the transmission during a free leg period. The invention according to claim 1, 2, or 3 A walking support device is provided.
(5) In the invention described in claim 5, the assist force output function for outputting the assist force for assisting the joint moment generated at the joint of the leg of the walking support target, and the output assist force is held in the leg. Provided is a walking support program for realizing a transmission function for transmitting to a holding means and an opening function for releasing transmission by the transmission means by a computer.

本発明によれば、遊脚期に膝関節に設けたクラッチを開放することにより、遊脚期のアシストの違和感を低減することができる。   According to the present invention, by disengaging the clutch provided at the knee joint during the swing phase, it is possible to reduce the discomfort of the assist during the swing phase.

装着型ロボットの装着状態を示した図である。It is the figure which showed the mounting state of the mounting type robot. クラッチ機構を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a clutch mechanism. 装着型ロボットのシステム構成を示した図である。It is the figure which showed the system configuration | structure of the mounting | wearing type robot. クラッチを作動させる領域を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the area | region which operates a clutch. クラッチを操作する手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure which operates a clutch. 開放判断処理の手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure of an open determination process. 接続判断処理の手順を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the procedure of a connection determination process.

(1)実施形態の概要
下腿連結部材27の駆動系(膝関節アシストアクチュエータ18など)と、当該駆動系による駆動力を下腿連結部材27に伝達する伝達系(膝関節軸34など)は、クラッチ36によって接続したり開放したりすることができる(図2(a))。
図4のグラフから明らかなように、歩行時に膝関節の角速度が速い領域は遊脚期の直前から遊脚期の終了時付近であり、また、この期間は体を支える必要がなくアシスト力を必要としない。一方、アシスト力が必要な領域は主に立脚期の前半であり、この期間では角速度が遅くなる。
そこで、装着型ロボット1は、立脚期・遊脚期のタイミングを判断し、遊脚期にクラッチ36を切り離すことで、立脚期には、必要なアシスト力を発揮し、遊脚期には、駆動系の速度の不足の影響を無くし、歩行補助における違和感を解消する。
(1) Outline of Embodiment A drive system (such as the knee joint assist actuator 18) of the crus coupling member 27 and a transmission system (such as the knee joint shaft 34) that transmits the driving force by the drive system to the crus coupling member 27 are a clutch. 36 can be connected or released (FIG. 2A).
As is clear from the graph of FIG. 4, the region where the angular velocity of the knee joint is fast when walking is from just before the swing phase to the end of the swing phase, and during this period, it is not necessary to support the body and assist force is applied. do not need. On the other hand, the region where the assist force is required is mainly in the first half of the stance phase, and the angular velocity is slow during this period.
Therefore, the wearable robot 1 determines the timing of the stance phase and the swing phase and disconnects the clutch 36 during the swing phase, thereby demonstrating the necessary assist force during the stance phase. Eliminates the effects of insufficient speed of the drive system and eliminates discomfort in walking assistance.

(2)実施形態の詳細
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、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2、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 FIG. 1 is a diagram showing a mounting state of the mounting 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 waist attachment part 21, an upper leg attachment part 22, a lower leg attachment part 23, a foot attachment part 24, an upper leg connection member 26, a lower leg connection member 27, a control device 2, a toe reaction force sensor 10, Force sensor 11, toe posture sensor 12, heel posture sensor 13, waist posture sensor 14, upper leg posture sensor 15, lower leg posture sensor 16, hip joint assist actuator 17, knee joint assist actuator 18, ankle joint assist actuator 19 and the like are provided. Yes. In addition, except for the waist mounting part 21, the control device 2, and the waist posture sensor 14, they are provided on both the left and right feet, and the respective detected values are output.
However, the toe reaction force sensor 10 and the heel reaction force sensor 11 may be provided with a toe grounding sensor and a heel grounding sensor instead of both sensors in the embodiment in which the detection of the reaction force is unnecessary. .

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 waist mounting portion 21 is attached around the waist of the wearer and fixes the wearable robot 1.
The waist posture sensor 14 is attached to the waist attachment portion 21 and detects the posture of the waist (roll angle, yaw angle, pitch angle) with a gyroscope or the like. Also, by differentiating these angles, the angular velocity and angular acceleration of the waist can be obtained.

制御装置2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。
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を3軸アクチュエータとして横方向にも駆動するように構成することもできる。
The control device 2 is attached to the waist mounting portion 21 and controls the operation of the wearable robot 1.
The hip joint assist actuator 17 is provided at the same height as the hip joint of the wearer, and drives the upper thigh coupling member 26 in the front-rear direction with respect to the waist mounting portion 21. Note that the hip joint assist actuator 17 may be configured to be driven in the lateral direction as a three-axis actuator.

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 thigh coupling member 26 is a rigid columnar member provided outside the upper thigh of the wearer, and is fixed to the upper thigh of the wearer by the upper thigh mounting portion 22. The upper thigh connecting member 26 is driven by the hip joint assist actuator 17 to support the movement of the upper thigh.
The outer side of the upper thigh mounting part 22 is fixed to the inner side of the upper thigh coupling member 26, and the inner side is fixed to the upper leg of the wearer.
The upper leg posture sensor 15 detects the upper leg posture (roll angle, yaw angle, pitch angle). In addition, by differentiating these angles, the angular velocity and acceleration of the upper thigh can be obtained.

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。
膝関節アシストアクチュエータ18には、後述のクラッチ36が形成されており、制御装置2からの指令によって、膝関節アシストアクチュエータ18が下腿連結部材27に対して発生するトルクを開放、接続することができる。
The knee joint assist actuator 18 is provided at the same height as the knee joint of the wearer, and moves the lower leg connection member 27 in the front-rear direction with respect to the upper leg connection member 26 to move the lower leg of the wearer. Support.
The knee joint assist actuator 18 is provided with a clutch 36 which will be described later, and the torque generated by the knee joint assist actuator 18 with respect to the crus coupling member 27 can be released and connected by a command from the control device 2. .

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 crus connecting member 27 is a columnar member having rigidity provided outside the crus of the wearer, and is fixed to the crus of the wearer by the crus attachment 23. The lower leg connecting member 27 is driven by the knee joint assist actuator 18 to support the movement of the lower leg.

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 leg mounting portion 23 is fixed to the inner side of the lower leg connecting member 27, and the inner side is fixed to the lower leg of the wearer.
The lower leg posture sensor 16 detects the lower leg posture (roll angle, yaw angle, pitch angle). Also, by differentiating these angles, the angular velocity and angular acceleration of the lower leg can be obtained.

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。
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 joint assist actuator 19 is provided at the same height as the wearer's ankle joint, and drives the toe of the foot mounting portion 24 in the direction of moving up and down with respect to the crus coupling member 27.
The foot mounting portion 24 is fixed to the foot portion (instep and sole) of the wearer. Generally, the joint at the base of the toe is bent during walking, but the foot mounting portion 24 is also configured so that the base of the toe is bent according to the toes.

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 toe posture sensor 12 and the heel posture sensor 13 are respectively installed at the front end and the rear end of the foot mounting portion 24 and detect the toe and heel postures (roll angle, yaw angle, pitch angle), respectively. Further, by differentiating these angles, the angular velocity and angular acceleration of the toes and the heel can be obtained.

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 reaction force sensor 10 is installed in front of the sole portion of the foot mounting portion 24 and detects the ground contact of the toe and the reaction force from the walking surface.
The heel reaction force sensor 11 is installed on the rear side of the sole of the foot mounting portion 24 and detects the ground contact of the heel and also detects the reaction force from the walking surface.
The wearable robot 1 configured as described above supports the walking of the wearer by driving the hip joint assist actuator 17, the knee joint assist actuator 18, and the ankle joint assist actuator 19.

図2の各図は、膝関節アシストアクチュエータ18に形成されたクラッチ機構を説明するための図である。
図2(a)に示したように、膝関節アシストアクチュエータ18は、膝関節モータ31、回転軸32、かさ歯車33、かさ歯車35、膝関節軸34、クラッチ36などから構成されている。
Each drawing in FIG. 2 is a view for explaining a clutch mechanism formed in the knee joint assist actuator 18.
As shown in FIG. 2A, the knee joint assist actuator 18 includes a knee joint motor 31, a rotation shaft 32, a bevel gear 33, a bevel gear 35, a knee joint shaft 34, a clutch 36, and the like.

上腿連結部材26と下腿連結部材27は、膝関節軸34によって前後方向に回転可能に接続している。
膝関節軸34は、上腿連結部材26に対する下腿連結部材27の前後運動と装着者の上腿に対する下腿の前後運動が一致するように、例えば、装着者の膝関節と同軸に形成されている。なお、これは一例であって、装着者の膝関節の運動により適合するように二重関節によって上腿連結部材26と下腿連結部材27を接合してもよい。
The upper thigh connecting member 26 and the lower thigh connecting member 27 are connected by a knee joint shaft 34 so as to be rotatable in the front-rear direction.
For example, the knee joint shaft 34 is formed coaxially with the knee joint of the wearer so that the longitudinal motion of the lower leg connection member 27 with respect to the upper leg connection member 26 and the longitudinal motion of the lower leg with respect to the wearer's upper leg coincide with each other. . This is an example, and the upper thigh connecting member 26 and the lower thigh connecting member 27 may be joined by a double joint so as to be more adapted to the movement of the knee joint of the wearer.

膝関節モータ31は、例えば、DCモータであり、膝関節のアシストに必要なトルク、即ちアシスト力を発生する。
通常は、立脚期での低速回転及び大トルクと、遊脚期での高速回転及び小トルクをできるだけ両立するような高度なモータを必要とするが、装着型ロボット1では、遊脚期に膝関節モータ31を膝関節の駆動系から切り離すため、より低コストのモータを使用することができる。
The knee joint motor 31 is, for example, a DC motor, and generates torque necessary for assisting the knee joint, that is, assist force.
Normally, an advanced motor is required which can achieve both low-speed rotation and large torque in the stance phase and high-speed rotation and small torque in the swing phase as much as possible. Since the joint motor 31 is separated from the knee joint drive system, a lower cost motor can be used.

膝関節モータ31の膝関節側には、膝関節モータ31の回転軸32が突出し、その先端部分にかさ歯車33が形成されている。
一方、膝関節軸34には、回転軸32とかみ合うかさ歯車35が形成されており、膝関節モータ31のトルクが膝関節軸34を回転するトルクに変換されるようになっている。
かさ歯車35は、クラッチ36を介して膝関節軸34に接合しており、クラッチ36を接続、開放することにより、かさ歯車35にかさ歯車33から伝達されたトルクを膝関節軸34に伝達、切断(遮断)することができる。
On the knee joint side of the knee joint motor 31, a rotation shaft 32 of the knee joint motor 31 protrudes, and a bevel gear 33 is formed at the tip portion thereof.
On the other hand, a bevel gear 35 that meshes with the rotary shaft 32 is formed on the knee joint shaft 34, and the torque of the knee joint motor 31 is converted into torque that rotates the knee joint shaft 34.
The bevel gear 35 is joined to the knee joint shaft 34 via the clutch 36, and the torque transmitted from the bevel gear 33 to the bevel gear 35 is transmitted to the knee joint shaft 34 by connecting and releasing the clutch 36. Can be cut (blocked).

図2(b)は、クラッチ36が開放状態となってるところを示した図である。
クラッチ36は、膝関節軸側円板42、かさ歯車側円板41、及び円板移動部材43などから構成されている。
膝関節軸側円板42は、膝関節軸34に対して膝関節軸34の回転方向に対して固定されており、かつ、膝関節軸34の回転軸方向に移動可能なディスクであり、膝関節軸34の回転軸方向に膝関節軸34と同軸に複数枚形成されている。
FIG. 2 (b) is a view showing a state where the clutch 36 is in an open state.
The clutch 36 includes a knee joint shaft side disk 42, a bevel gear side disk 41, a disk moving member 43, and the like.
The knee joint shaft side disc 42 is a disk that is fixed relative to the knee joint shaft 34 in the rotational direction of the knee joint shaft 34 and is movable in the rotational axis direction of the knee joint shaft 34. A plurality of joint shafts 34 are formed coaxially with the knee joint shaft 34 in the rotation axis direction.

かさ歯車側円板41は、かさ歯車35に対し、かさ歯車35の回転方向に固定されており、かつ、かさ歯車35の回転軸方向に移動可能なディスクであり、かさ歯車35の回転軸方向に複数枚形成されている。
膝関節軸側円板42とかさ歯車側円板41は、互い違いに配置されており、クラッチ36の解放時には、バネ機構などにより互いに所定距離を隔てて位置している。
このように、クラッチ36の解放時には、膝関節軸側円板42とかさ歯車側円板41の間には摩擦が発生せず、かさ歯車35で発生するトルクは膝関節軸34に伝達しない。
The bevel gear disc 41 is a disk that is fixed to the bevel gear 35 in the rotational direction of the bevel gear 35 and is movable in the rotational axis direction of the bevel gear 35. A plurality of sheets are formed.
The knee joint shaft side discs 42 and the bevel gear side discs 41 are alternately arranged, and are located at a predetermined distance from each other by a spring mechanism or the like when the clutch 36 is released.
As described above, when the clutch 36 is released, no friction is generated between the knee joint shaft side disk 42 and the bevel gear side disk 41, and the torque generated by the bevel gear 35 is not transmitted to the knee joint shaft 34.

図2(c)は、クラッチ36が接続状態となっているところを示した図である。
膝関節軸34には、クラッチ36の接続時に膝関節軸側円板42をかさ歯車側円板41側に圧迫する円板移動部材43が形成されている。
円板移動部材43は、クラッチ36の接続時には、最も外側の膝関節軸側円板42をかさ歯車側円板41方向に圧迫する。
FIG. 2 (c) is a view showing a state where the clutch 36 is in a connected state.
The knee joint shaft 34 is formed with a disk moving member 43 that presses the knee joint shaft side disk 42 toward the bevel gear side disk 41 when the clutch 36 is connected.
The disk moving member 43 presses the outermost knee joint axis side disk 42 toward the bevel gear side disk 41 when the clutch 36 is connected.

すると、膝関節軸側円板42とかさ歯車側円板41は、外側のものから順次かさ歯車35の側に移動して、互いに密着する。
これによって、膝関節軸側円板42とかさ歯車側円板41が摩擦力によって接合し、かさ歯車35の発生するトルクが膝関節軸34に伝達する。
Then, the knee joint shaft side disk 42 and the bevel gear side disk 41 are sequentially moved from the outer side toward the bevel gear 35 and are brought into close contact with each other.
As a result, the knee joint shaft side disk 42 and the bevel gear side disk 41 are joined by frictional force, and the torque generated by the bevel gear 35 is transmitted to the knee joint shaft 34.

このように、クラッチ36は、円板移動部材43を用いて駆動力の伝達、開放を制御することができる。
なお、クラッチ36は、一例であって、電磁クラッチなどの各種のクラッチを用いることができる。
Thus, the clutch 36 can control transmission and release of the driving force using the disk moving member 43.
The clutch 36 is an example, and various clutches such as an electromagnetic clutch can be used.

図3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2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7、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. 3 is a diagram showing a system configuration of the wearable robot 1.
The control device 2 includes an electronic control unit including a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), a clock as means for measuring time, a storage unit 7, various interfaces, and the like. And each part of the wearable robot 1 is electronically controlled.

制御装置2は、また、CPUで記憶部7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、センサ情報取得部3、各種パラメータ算出部4、歩行動作判定部5、歩行シーン判定部6、歩行アシスト力決定部8、クラッチ制御部9を備えている。
センサ情報取得部3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3で取得した各センサの検出値は、立脚期・遊脚期の判定や、歩行動作の判定や、歩行シーンの判定や、歩行パラメータの算出等に使用される。
The control device 2 is also configured by executing various programs such as a walking support program stored in the storage unit 7 by the CPU, and includes a sensor information acquisition unit 3, various parameter calculation units 4, a walking motion determination unit 5, A walking scene determination unit 6, a walking assist force determination unit 8, and a clutch control unit 9 are provided.
The sensor information acquisition unit 3 acquires a detection value from each of the toe reaction force sensor 10 to the crus posture sensor 16. The detection value of each sensor acquired by the sensor information acquisition unit 3 is used for determination of the stance period / swing period, determination of walking motion, determination of walking scene, calculation of walking parameters, and the like.

各種パラメータ算出部4は、センサ情報取得部3で取得した検出値から、各関節の角度や角速度など、立脚期・遊脚期の判定に必要なパラメータ値を算出する。
なお、立脚期とは、脚部が接地して地面を後方に蹴っている期間であり、遊脚期とは脚部が地面から浮いて前に戻している期間である。
歩行動作判定部5は、装着者の動作が屈伸運動や足踏み動作などの歩行以外の動作なのか、それとも実際に歩行している動作なのかを判定する。
The various parameter calculation unit 4 calculates parameter values necessary for determination of the stance phase / swing phase, such as the angle and angular velocity of each joint, from the detection values acquired by the sensor information acquisition unit 3.
The stance period is a period in which the leg is grounded and kicks the ground backward, and the free leg period is a period in which the leg is lifted from the ground and returned to the front.
The walking motion determination unit 5 determines whether the wearer's motion is a motion other than walking such as a bending / stretching motion or a stepping motion, or an actual walking motion.

歩行シーン判定部6は、センサ情報取得部3で取得した検出値から、装着者の歩行している歩行シーンを判定する。判定対象となる歩行シーンとしては、歩行面種類(平地、上り階段、下り階段、上り坂道、下り坂道)の5種類のそれぞれに対して、前進歩行と後進歩行の歩行方向2種類があり、合計10の歩行シーンがある。   The walking scene determination unit 6 determines a walking scene in which the wearer is walking from the detection value acquired by the sensor information acquisition unit 3. There are two types of walking scenes that can be judged: walking direction (flat, upstairs, downstairs, uphill, downhill) for each of the five walking directions of forward walking and backward progress. There are 10 walking scenes.

歩行アシスト力決定部8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。なお、アシスト力とは、装着型ロボット1が各アシストアクチュエータを駆動して脚部に作用させるモーメント(トルク)である。
クラッチ制御部9は、円板移動部材43(図2)を駆動してクラッチ36の接続及び開放を制御する。
The walking assist force determining unit 8 determines the assist force to be output to the hip joint assist actuator 17, the knee joint assist actuator 18, and the ankle joint assist actuator 19 disposed on the left and right feet, and drives these assist actuators accordingly. . The assist force is a moment (torque) that the wearable robot 1 drives each assist actuator to act on the legs.
The clutch control unit 9 controls the connection and release of the clutch 36 by driving the disk moving member 43 (FIG. 2).

図4の各図は、1歩行周期においてクラッチ36を作動させる領域(区間)を説明するための図である。
図4(a)は、膝関節の関節モーメントの推移を示したグラフである。
グラフから明らかなように歩行周期は立脚期と遊脚期から構成されており、立脚期では、遊脚期に比べて膝関節に大きな関節モーメントが発生している。
例えば、立脚期では、関節モーメントの絶対値の最大値が40(Nm)程度であるのに対し、遊脚期では絶対値が10(Nm)程度である。
Each figure of FIG. 4 is a figure for demonstrating the area | region (section) which operates the clutch 36 in one walk cycle.
FIG. 4A is a graph showing the transition of the joint moment of the knee joint.
As is apparent from the graph, the walking cycle is composed of a stance phase and a swing phase, and a larger joint moment is generated in the knee joint in the stance phase than in the swing phase.
For example, in the stance phase, the maximum absolute value of the joint moment is about 40 (Nm), whereas in the swing phase, the absolute value is about 10 (Nm).

図4(b)は、膝関節の角速度の推移を示したグラフである。
グラフから明らかなように遊脚期では立脚期よりも大きな角速度が発生している。
例えば、遊脚期では、角速度の絶対値の最大値が400(Deg/Sec)程度であるのに対し、立脚では絶対値が200(Deg/Sec)程度である。
FIG. 4B is a graph showing changes in the angular velocity of the knee joint.
As is apparent from the graph, the angular velocity is larger in the swing phase than in the stance phase.
For example, the absolute value of the angular velocity is about 400 (Deg / Sec) in the swing phase, whereas the absolute value is about 200 (Deg / Sec) in the stance.

以上のように、立脚期では関節モーメントが大きくて角速度が小さく、逆に遊脚期では関節モーメントが小さくて角速度が大きいことがわかる。
従来例では、波線で示した遊脚期の角速度の速い領域51で膝関節アシストアクチュエータ18による抵抗が感じられる場合があったが、装着型ロボット1は、領域51によって膝関節アシストアクチュエータ18による駆動系と駆動力を伝達する伝達系を切断するため、装着者による下肢の運動が膝関節アシストアクチュエータ18に連動せず(即ち、下肢は自由運動できる状態となる)、装着者は自然に下肢を運動させることができる。
As described above, it can be seen that the joint moment is large and the angular velocity is small in the stance phase, and conversely, the joint moment is small and the angular velocity is large in the swing phase.
In the conventional example, there is a case where resistance by the knee joint assist actuator 18 is felt in the region 51 where the angular velocity of the swing leg period indicated by the wavy line is fast, but the wearable robot 1 is driven by the knee joint assist actuator 18 by the region 51. In order to cut off the transmission system that transmits the driving force to the system, the movement of the lower limb by the wearer is not interlocked with the knee joint assist actuator 18 (that is, the lower limb is free to move), and the wearer naturally moves the lower limb. Can exercise.

図5は、制御装置2がクラッチ36を操作する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2のCPUが所定のプログラムに従って行うものである。
なお、以下では、右足のクラッチ36について説明するが、左足のクラッチ36も同様に処理する。
FIG. 5 is a flowchart for explaining a procedure in which the control device 2 operates the clutch 36.
The following processing is performed by the CPU of the control device 2 according to a predetermined program.
In the following, the right foot clutch 36 will be described, but the left foot clutch 36 is processed in the same manner.

まず、制御装置2は、右足のクラッチ36の状態(接続しているか、開放しているか)を取得する(ステップ5)。
これは、円板移動部材43の動作状態を取得することにより行うことができる。
次に、制御装置2は、クラッチ36の状態からクラッチ36が接続中か、あるいは開放中かを判断する(ステップ10)。
First, the control device 2 acquires the state (connected or released) of the right foot clutch 36 (step 5).
This can be done by acquiring the operating state of the disc moving member 43.
Next, the control device 2 determines whether the clutch 36 is being connected or released from the state of the clutch 36 (step 10).

クラッチ36が接続中の場合(ステップ10;Y)、制御装置2は、クラッチ36を開放できるか否かの開放判断処理を行う(ステップ15)。
開放判断処理の結果、開放できると判断した場合(ステップ20;Y)、制御装置2は、クラッチ36を開放する(ステップ25)。
一方、開放できないと判断した場合(ステップ20;N)、制御装置2はクラッチ36の接続を維持する(ステップ30)。
When the clutch 36 is engaged (step 10; Y), the control device 2 performs a release determination process as to whether or not the clutch 36 can be released (step 15).
As a result of the release determination process, when it is determined that the release is possible (step 20; Y), the control device 2 releases the clutch 36 (step 25).
On the other hand, if it is determined that the clutch cannot be released (step 20; N), the control device 2 maintains the connection of the clutch 36 (step 30).

また、ステップ10でクラッチ36が開放中と判断した場合(ステップ10;N)、制御装置2は、クラッチ36を接続できるか否かの接続判断処理を行う(ステップ35)。
接続判断処理の結果、接続すると判断した場合(ステップ40;Y)、制御装置2は、クラッチ36を接続する(ステップ45)。
一方、接続しないと判断した場合(ステップ40;N)、制御装置2は、クラッチ36の開放を維持する(ステップ50)。
When it is determined in step 10 that the clutch 36 is disengaged (step 10; N), the control device 2 performs a connection determination process as to whether or not the clutch 36 can be connected (step 35).
As a result of the connection determination process, when it is determined that the connection is established (step 40; Y), the control device 2 connects the clutch 36 (step 45).
On the other hand, if it is determined that the connection is not established (step 40; N), the control device 2 maintains the release of the clutch 36 (step 50).

図6は、図5のステップ15の開放判断処理の手順を説明するためのフローチャートである。
まず、制御装置2は、右足の接地状態を取得する(ステップ105)。これは、つま先反力センサ10、踵反力センサ11などからの出力により取得することができる。
次に、右足のつま先のみが接地しているか否かを判断する(ステップ110)。これは、立脚時の初期、終期には、つま先のみが接地するため、当該初期、終期を検出するものである。
つま先以外(ここでは踵)も接地している場合(ステップ110;N)、制御装置2は、右足が立脚期であると判断し、クラッチ36の接続を維持すると判断する(ステップ140)。
FIG. 6 is a flowchart for explaining the procedure of the release determination process in step 15 of FIG.
First, the control device 2 acquires the ground contact state of the right foot (step 105). This can be acquired by an output from the toe reaction force sensor 10, the heel reaction force sensor 11, or the like.
Next, it is determined whether only the right toe is in contact with the ground (step 110). This is to detect the initial stage and the final stage since only the toes are grounded at the initial stage and the final stage when standing.
When other than the toes (here, the heel) is also grounded (step 110; N), the control device 2 determines that the right foot is in the stance phase and determines that the clutch 36 is maintained connected (step 140).

一方、つま先のみが接地している場合(ステップ110;Y)、制御装置2は、右股関節の角度と角速度を取得する(ステップ115)。これは、各種パラメータ算出部4により算出される。
次に、制御装置2は、股関節の角度と角速度から右足が装着者の体より後ろで、かつ、後ろ向きに運動しているか否かを判断する(ステップ120)。
上の条件のうち、少なくとも一方が満たされない場合(ステップ120;N)、制御装置2は、立脚期の初期であると判断し、クラッチ36の接続を維持すると判断する(ステップ140)。
On the other hand, when only the toe is grounded (step 110; Y), the control device 2 acquires the angle and angular velocity of the right hip joint (step 115). This is calculated by the various parameter calculation unit 4.
Next, the control device 2 determines whether or not the right foot is moving backward and backward from the wearer's body from the angle and angular velocity of the hip joint (step 120).
When at least one of the above conditions is not satisfied (step 120; N), the control device 2 determines that it is in the initial stage of the stance phase and determines that the clutch 36 is maintained (step 140).

上の条件が両方とも満たされている場合(ステップ120;Y)、制御装置2は、立脚期の終期であると判断する。
そして、制御装置2は、右足の膝関節の関節モーメントを推定する(ステップ125)。この推定値は各種パラメータ算出部4で算出される。
次に、制御装置2は、推定された関節モーメントが所定の閾値以下であるか否かを判断する(ステップ130)。
When both of the above conditions are satisfied (step 120; Y), the control device 2 determines that it is the end of the stance phase.
The control device 2 estimates the joint moment of the knee joint of the right foot (step 125). This estimated value is calculated by various parameter calculation units 4.
Next, the control device 2 determines whether or not the estimated joint moment is equal to or less than a predetermined threshold (step 130).

そして、制御装置2は、関節モーメントが閾値以下の場合は(ステップ130;Y)、クラッチ36を開放すると判断し(ステップ135)、関節モーメントが閾値よりも大きい場合は(ステップ130;N)、クラッチ36の接続を維持すると判断する(ステップ140)。
このように、判断基準に関節モーメントの閾値を設けることにより、立脚期の終期においてトルクが要求されているにもかかわらずクラッチ36が開放されるのを防止することができる。
When the joint moment is equal to or smaller than the threshold (step 130; Y), the control device 2 determines that the clutch 36 is released (step 135), and when the joint moment is larger than the threshold (step 130; N), It is determined that the connection of the clutch 36 is maintained (step 140).
Thus, by providing the threshold value of the joint moment in the determination criterion, it is possible to prevent the clutch 36 from being released even though torque is required at the end of the stance phase.

図7は、図5のステップ35の接続判断処理の手順を説明するためのフローチャートである。
まず、制御装置2は、右足の膝関節の関節モーメントを推定する(ステップ205)。この推定は各種パラメータ算出部4により行われる。
次に、制御装置2は、関節モーメントが所定の閾値以上か否かを判断する(ステップ210)。
FIG. 7 is a flowchart for explaining the procedure of the connection determination process in step 35 of FIG.
First, the control device 2 estimates the joint moment of the knee joint of the right foot (step 205). This estimation is performed by the various parameter calculation unit 4.
Next, the control device 2 determines whether or not the joint moment is equal to or greater than a predetermined threshold (step 210).

関節モーメントが閾値以上である場合(ステップ210;Y)、制御装置2は、クラッチ36を接続すると判断する(ステップ235)。
関節モーメントが閾値未満である場合(ステップ210;N)、制御装置2は、右足の接地状態を取得する(ステップ215)。これは、つま先反力センサ10、踵反力センサ11の出力により取得する。
When the joint moment is equal to or greater than the threshold (step 210; Y), the control device 2 determines that the clutch 36 is engaged (step 235).
When the joint moment is less than the threshold value (step 210; N), the control device 2 acquires the ground contact state of the right foot (step 215). This is acquired from the outputs of the toe reaction force sensor 10 and the heel reaction force sensor 11.

次に、制御装置2は、取得した接地状態により右足が接地しているか否かを判断する(ステップ220)。
右足が接地していないと判断した場合(ステップ220;N)、制御装置2は、クラッチ36の開放を維持すると判断する(ステップ240)。
一方、右足が接地していると判断した場合(ステップ220;Y)、制御装置2は、直前の状態をデータから取得する(ステップ225)。このデータは、記憶部7に記憶されている。これは、直前のデータと比較することにより、足を接地した瞬間であるか否かを判断するためである。
Next, the control device 2 determines whether or not the right foot is in contact with the acquired contact state (step 220).
When it is determined that the right foot is not in contact with the ground (step 220; N), the control device 2 determines to maintain the clutch 36 open (step 240).
On the other hand, when it is determined that the right foot is in contact with the ground (step 220; Y), the control device 2 acquires the previous state from the data (step 225). This data is stored in the storage unit 7. This is to determine whether or not it is the moment when the foot is grounded by comparing with the immediately preceding data.

次に、制御装置2は、直前のデータにおいて右足が接地していなかったか否かを判断する(ステップ230)。
直前のデータで右足が接地していた場合(ステップ230;N)、制御装置2は、立脚期の終期であると判断し、クラッチ36の開放を維持すると判断する(ステップ240)。
一方、直前のデータで右足が接地していなかった場合(ステップ230;Y)、制御装置2は、右足が接地した瞬間であると判断し、クラッチ36を接続すると判断する(ステップ235)。
Next, the control device 2 determines whether or not the right foot was not grounded in the previous data (step 230).
If the right foot is in contact with the previous data (step 230; N), the control device 2 determines that it is the end of the stance phase and determines to maintain the clutch 36 open (step 240).
On the other hand, when the right foot is not grounded in the previous data (step 230; Y), the control device 2 determines that it is the moment when the right foot is grounded and determines that the clutch 36 is connected (step 235).

以上に説明した実施の形態では、膝関節についてクラッチ36による伝達系の接続と開放を実施したが、これは膝関節に限定するものではなく、股関節や足首関節に適用することもできる。
例えば、装着者が走っていたり早歩きしている場合には、股関節についても同様に遊脚期にクラッチを切断することが望ましい場合も考えられる。
In the embodiment described above, the transmission system is connected and released by the clutch 36 for the knee joint, but this is not limited to the knee joint, and can be applied to the hip joint and ankle joint.
For example, when the wearer is running or walking fast, it may be desirable to disengage the clutch in the same way for the hip joint.

以上に説明した実施の形態では、次のような効果を得ることができる。
(1)遊脚期にクラッチ36を切り離すことで、負荷となる動力源である駆動系、即ち膝関節アシストアクチュエータ18を動かさなくてもよくなり、軽い力で動かせるため違和感が低減される。
(2)膝関節モータ31が、立脚時の高出力低速回転、遊脚期の低出力高速回転の双方に対応する必要が無くなり、高価で高機能な膝関節モータを使用する必要が無く、コストを低減することができる。
(3)クラッチ36を切り離した状態では膝関節モータ31を駆動する必要が無くなり、消費エネルギーを低減することができる。
(4)遊脚期の終了時において膝の関節モーメントが閾値以下か否かを判断することにより、膝関節アシストアクチュエータ18によるトルクが必要なのにもかかわらずクラッチ36が開放されるのを防止することができる。
(5)遊脚期の開始時において直前のデータを参照することにより足が接地した瞬間にクラッチ36を接続することができる。
In the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) By disengaging the clutch 36 during the swing phase, it is not necessary to move the drive system that is a power source that is a load, that is, the knee joint assist actuator 18, and it is possible to move with a light force.
(2) It is not necessary for the knee joint motor 31 to cope with both high-output low-speed rotation during standing and low-output high-speed rotation during the swing phase, and it is not necessary to use an expensive and highly functional knee joint motor. Can be reduced.
(3) When the clutch 36 is disengaged, it is not necessary to drive the knee joint motor 31 and energy consumption can be reduced.
(4) By preventing whether the knee joint moment is equal to or less than a threshold value at the end of the swing leg period, the clutch 36 is prevented from being released despite the need for torque by the knee joint assist actuator 18. Can do.
(5) The clutch 36 can be connected at the moment when the foot contacts the ground by referring to the previous data at the start of the swing phase.

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、上腿連結部材26や下腿連結部材27によって装着者の脚部を保持するため、歩行支援対象者の脚部を保持する保持手段を備えている。
また、膝関節アシストアクチュエータ18が膝関節で発生する関節モーメントを補助するアシスト力を出力するため、装着型ロボット1は、前記脚部の関節で発生する関節モーメントを補助するアシスト力を出力するアシスト力出力手段を備えている。
また、クラッチ36は、アシスト力を下腿連結部材27に伝達するため、装着型ロボット1は、前記出力したアシスト力を前記保持手段に伝達する伝達手段を備えている。
制御装置2は、遊脚期間でクラッチ36を開放するため、装着型ロボット1は、前記伝達手段による伝達を開放する開放手段を備えている。
この開放手段による開放は、例えば、遊脚期の場合など所定の条件が満たされた場合に自動的に開放するもののほか、例えば、装着者が必要に応じて手動で開放するように構成することもできる。
According to the embodiment described above, the following configuration can be obtained.
The wearable robot 1 includes holding means for holding the legs of the walking support target person in order to hold the legs of the wearer by the upper thigh connecting member 26 and the lower thigh connecting member 27.
Further, since the knee joint assist actuator 18 outputs an assist force for assisting the joint moment generated at the knee joint, the wearable robot 1 assists in outputting an assist force for assisting the joint moment generated at the joint of the leg. Force output means is provided.
Further, since the clutch 36 transmits the assist force to the crus coupling member 27, the wearable robot 1 includes a transmission unit that transmits the output assist force to the holding unit.
Since the control device 2 releases the clutch 36 during the free leg period, the wearable robot 1 includes an opening unit that releases transmission by the transmission unit.
For example, the opening by the opening means is configured to be automatically opened when a predetermined condition is satisfied, for example, in the case of a swing leg period, or to be manually opened by the wearer as necessary. You can also.

クラッチ機構により接続・開放する関節は、膝関節が特に有効なため、前記関節は膝関節とすることができる。   The joint that is connected / released by the clutch mechanism is particularly effective at the knee joint, so that the joint can be a knee joint.

装着型ロボット1は、歩行周期のうち遊脚期にクラッチ36を開放するため、前記開放手段は、歩行周期に同期して前記伝達を開放しており、また、遊脚期間に前記伝達を開放している。   Since the wearable robot 1 releases the clutch 36 during the free leg period of the walking cycle, the releasing means releases the transmission in synchronization with the walking cycle, and also releases the transmission during the free leg period. doing.

1 装着型ロボット
2 制御装置
3 センサ情報取得部
4 各種パラメータ算出部
5 歩行動作判定部
6 歩行シーン判定部
7 記憶部
8 歩行アシスト力決定部
9 クラッチ制御部
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
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
31 膝関節モータ
32 回転軸
33 かさ歯車
34 膝関節軸
35 かさ歯車
36 クラッチ
41 かさ歯車側円板
42 膝関節軸側円板
43 円板移動部材
51 領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wearable robot 2 Control apparatus 3 Sensor information acquisition part 4 Various parameter calculation part 5 Walking motion determination part 6 Walking scene determination part 7 Memory | storage part 8 Walking assist force determination part 9 Clutch control part 10 Toe reaction force sensor 11 踵 Reaction force sensor 11 12 toe posture sensor 13 heel posture sensor 14 waist posture sensor 15 upper leg posture sensor 16 lower leg posture sensor 17 hip joint assist actuator 18 knee joint assist actuator 19 ankle joint assist actuator 21 waist attachment portion 22 upper leg attachment portion 23 lower leg attachment portion 24 foot Mounting part 26 Upper thigh connecting member 27 Lower thigh connecting member 31 Knee joint motor 32 Rotating shaft 33 Bevel gear 34 Knee joint shaft 35 Bevel gear 36 Clutch 41 Bevel gear side disc 42 Knee joint axis side disc 43 Disc moving member 51 Region

Claims (5)

歩行支援対象者の脚部を保持する保持手段と、
前記脚部の関節で発生する関節モーメントを補助するアシスト力を出力するアシスト力出力手段と、
前記出力したアシスト力を前記保持手段に伝達する伝達手段と、
前記伝達手段による伝達を開放する開放手段と、
を具備したことを特徴とする歩行支援装置。
Holding means for holding the legs of the walking support target person;
An assist force output means for outputting an assist force for assisting a joint moment generated at the joint of the leg,
A transmission means for transmitting the output assist force to the holding means;
Opening means for releasing transmission by the transmission means;
A walking support device characterized by comprising:
前記関節は膝関節であることを特徴とする請求項1に記載の歩行支援装置。   The walking support device according to claim 1, wherein the joint is a knee joint. 前記開放手段は、歩行周期に同期して前記伝達を開放することを特徴とする請求項1、又は請求項2に記載の歩行支援装置。   The walking support device according to claim 1, wherein the opening unit releases the transmission in synchronization with a walking cycle. 前記開放手段は、遊脚期間に前記伝達を開放することを特徴とすることを特徴とする請求項1、請求項2、又は請求項3に記載の歩行支援装置。   The walking support device according to claim 1, wherein the opening unit releases the transmission during a swing leg period. 歩行支援対象者の脚部の関節で発生する関節モーメントを補助するアシスト力を出力するアシスト力出力機能と、
前記出力したアシスト力を脚部を保持する保持手段に伝達する伝達機能と、
前記伝達手段による伝達を開放する開放機能と、
をコンピュータで実現する歩行支援プログラム。
An assist force output function for outputting an assist force for assisting a joint moment generated at a joint of a leg of a walking support target;
A transmission function for transmitting the output assist force to a holding means for holding a leg;
An opening function for releasing transmission by the transmission means;
A walking support program that uses a computer.
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015173739A (en) * 2014-03-13 2015-10-05 株式会社東芝 Knee joint movement support device
CN106256336A (en) * 2016-08-22 2016-12-28 中国科学院合肥物质科学研究院 The ectoskeleton disabled aiding robot step phase changing method that logic-based returns
WO2017017809A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-02 川村義肢株式会社 Knee joint control method and lower extremity orthosis
JP2017213346A (en) * 2017-02-23 2017-12-07 サンコール株式会社 Long lower extremity orthosis with actuator
JP2017213347A (en) * 2017-02-23 2017-12-07 サンコール株式会社 Long lower extremity orthosis with actuator
JP2019141954A (en) * 2018-02-20 2019-08-29 パワーアシストインターナショナル株式会社 Wearable type posture holding device
IT201800005550A1 (en) * 2018-05-21 2019-11-21 Controlled friction actuator method and device, intended in particular for robotic applications
IT201800009202A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-05 Scuola Superiore Di Studi Univ E Di Perfezionamento Sant'anna Multiple exit actuation system for robotic joints
JP2021151695A (en) * 2016-11-11 2021-09-30 サルコス コーポレーションSarcos Corp. Clutch type joint module having semi-passive elastic actuator for robot assembly
CN114987645A (en) * 2022-04-26 2022-09-02 中国北方车辆研究所 Shaft-driven three-degree-of-freedom bionic leg
US11679511B2 (en) 2018-12-31 2023-06-20 Sarcos Corp. Robotic end effector with dorsally supported actuation mechanism
US11717956B1 (en) 2022-08-29 2023-08-08 Sarcos Corp. Robotic joint system with integrated safety
US11759944B2 (en) 2016-11-11 2023-09-19 Sarcos Corp. Tunable actuator joint modules having energy recovering quasi- passive elastic actuators with internal valve arrangements
US11826907B1 (en) 2022-08-17 2023-11-28 Sarcos Corp. Robotic joint system with length adapter
US11833676B2 (en) 2020-12-07 2023-12-05 Sarcos Corp. Combining sensor output data to prevent unsafe operation of an exoskeleton
US11897132B1 (en) 2022-11-17 2024-02-13 Sarcos Corp. Systems and methods for redundant network communication in a robot
US11924023B1 (en) 2022-11-17 2024-03-05 Sarcos Corp. Systems and methods for redundant network communication in a robot

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015173739A (en) * 2014-03-13 2015-10-05 株式会社東芝 Knee joint movement support device
WO2017017809A1 (en) * 2015-07-29 2017-02-02 川村義肢株式会社 Knee joint control method and lower extremity orthosis
JPWO2017017809A1 (en) * 2015-07-29 2018-05-24 川村義肢株式会社 Knee joint control method and lower limb orthosis
CN106256336A (en) * 2016-08-22 2016-12-28 中国科学院合肥物质科学研究院 The ectoskeleton disabled aiding robot step phase changing method that logic-based returns
US11926044B2 (en) 2016-11-11 2024-03-12 Sarcos Corp. Clutched joint modules having a quasi-passive elastic actuator for a robotic assembly
US11759944B2 (en) 2016-11-11 2023-09-19 Sarcos Corp. Tunable actuator joint modules having energy recovering quasi- passive elastic actuators with internal valve arrangements
US11772283B2 (en) 2016-11-11 2023-10-03 Sarcos Corp. Clutched joint modules having a quasi-passive elastic actuator for a robotic assembly
JP2021151695A (en) * 2016-11-11 2021-09-30 サルコス コーポレーションSarcos Corp. Clutch type joint module having semi-passive elastic actuator for robot assembly
JP2017213346A (en) * 2017-02-23 2017-12-07 サンコール株式会社 Long lower extremity orthosis with actuator
JP2017213347A (en) * 2017-02-23 2017-12-07 サンコール株式会社 Long lower extremity orthosis with actuator
JP2019141954A (en) * 2018-02-20 2019-08-29 パワーアシストインターナショナル株式会社 Wearable type posture holding device
JP7062244B2 (en) 2018-02-20 2022-05-06 パワーアシストインターナショナル株式会社 Wearable posture holding device
WO2019224690A1 (en) * 2018-05-21 2019-11-28 Fondazione Istituto Italiano Di Tecnologia Controlled-clutch actuator device and method, in particular for robotic applications
IT201800005550A1 (en) * 2018-05-21 2019-11-21 Controlled friction actuator method and device, intended in particular for robotic applications
WO2020070711A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-09 Scuola Superiore Di Studi Universitari E Di Perfezionamento Sant'anna Multiple output actuation system for robotic joints
IT201800009202A1 (en) * 2018-10-05 2020-04-05 Scuola Superiore Di Studi Univ E Di Perfezionamento Sant'anna Multiple exit actuation system for robotic joints
US11679511B2 (en) 2018-12-31 2023-06-20 Sarcos Corp. Robotic end effector with dorsally supported actuation mechanism
US11833676B2 (en) 2020-12-07 2023-12-05 Sarcos Corp. Combining sensor output data to prevent unsafe operation of an exoskeleton
CN114987645A (en) * 2022-04-26 2022-09-02 中国北方车辆研究所 Shaft-driven three-degree-of-freedom bionic leg
US11826907B1 (en) 2022-08-17 2023-11-28 Sarcos Corp. Robotic joint system with length adapter
US11717956B1 (en) 2022-08-29 2023-08-08 Sarcos Corp. Robotic joint system with integrated safety
US11897132B1 (en) 2022-11-17 2024-02-13 Sarcos Corp. Systems and methods for redundant network communication in a robot
US11924023B1 (en) 2022-11-17 2024-03-05 Sarcos Corp. Systems and methods for redundant network communication in a robot

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