JP2014073217A - Walking assist device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ユーザーが歩行などを行う際、アシスト力を付与することでユーザーの負荷軽減を図る歩行補助装置に関するものである。 The present invention relates to a walking assist device that reduces a user's load by applying an assist force when a user walks.
近年、ユーザーの体に装着して、ユーザーの脚部の可動部に対してアシスト力を付与する歩行補助装置が開発されている。このような歩行補助装置では、高齢者や身障者の歩行を補助する装置として利用されることが期待されている。また高齢者などに限らず、宅配業者など重い荷物を運ぶユーザーに対する補助装置としても利用することで、作業における身体的負担を軽減することが期待されている。 2. Description of the Related Art In recent years, walking assist devices have been developed that are attached to a user's body and apply assist force to a movable part of the user's leg. Such a walking assistance device is expected to be used as a device for assisting elderly people and the disabled. In addition, it is expected to reduce physical burden in work by using it as an auxiliary device for users who carry heavy loads such as courier companies as well as elderly people.
このような歩行補助装置として特許文献1には、生態信号検出手段が検出した筋電位信号に基づいて、モータなどのアクチュエーターを駆動することで、装着者の意志によってアシスト力を付与する動作補助装置が開示されている。 As such a walking assist device, Patent Document 1 discloses an operation assist device that applies an assist force according to the wearer's will by driving an actuator such as a motor based on the myoelectric potential signal detected by the ecological signal detection means. Is disclosed.
また、特許文献2には、膝関節に加えるトルクの反転タイミングをユーザーの歩行に歩行動作に適応させることで、歩行アシストに対する違和感を抑える歩行補助装置が開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a walking assist device that suppresses a sense of incongruity with walking assist by adapting a reversal timing of torque applied to a knee joint to walking motion of a user.
特許文献1、特許文献2に開示される歩行補助装置は、ユーザーの脚部外側に装着された部材に対してアシスト力を加えることで歩行を補助するものである。一方、特許文献3には、ユーザーが跨ぐ形態で利用する歩行補助装置が開示されている。この歩行補助装置は、ユーザーが跨いで着座する着座部材を押し上げることで、装着を容易にする装着アシスト制御が行われている。 The walking assistance device disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2 assists walking by applying an assisting force to a member mounted on the outside of a user's leg. On the other hand, Patent Document 3 discloses a walking assist device used in a form that a user straddles. In this walking assist device, mounting assist control for facilitating mounting is performed by pushing up a seating member on which the user sits straddling.
歩行補助装置は、アシストするため各種部材には強度が必要とされること、また、アシスト力を加えるため、モータなどのアクチュエータ、バッテリーを搭載する必要があることなどを理由にその重量が大きくなることが予想される。その一方、歩行補助装置を利用するユーザーは、高齢、脚部に疾患を有するなど、歩行補助装置を着脱する際、困難を有する者であることが予想される。 The walking assist device increases in weight because various members need strength to assist, and it is necessary to mount an actuator such as a motor and a battery to apply assist force. It is expected that. On the other hand, a user who uses the walking assist device is expected to be a person who has difficulty when attaching or detaching the walking assist device, such as being elderly or having a disease in the leg.
特許文献1、特許文献2に開示されるユーザの脚部外側に装着された部材に対してアシスト力を加える形態の歩行補助装置では、両脚に歩行補助装置を装着する必要があり、自力で行うことが困難であり、場合によっては他人の助けが必要とされる。 In the walking assist device in the form of applying assist force to the members mounted on the outside of the user's legs disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, it is necessary to mount the walking assist device on both legs, and this is done by oneself. It is difficult and in some cases the help of others is required.
特に、特許文献3に開示される歩行補助装置は、跨いで装着する形態であるが、装着時ユーザーは、後に位置する把持部1dを把持することとなる。このような装着方法では、ユーザーは上体を捻って把持部1dを把持する必要があり、アシストを必要とする高齢者、身障者にとっては装着が困難となることが考えられる。 In particular, the walking assistance device disclosed in Patent Document 3 is configured to be worn across, but the user at the time of wearing will hold the grip portion 1d positioned later. In such a mounting method, the user needs to twist the upper body to grip the grip portion 1d, and it may be difficult for an elderly person or a disabled person who needs assistance.
そのため本発明に係る歩行補助装置は、
ユーザーの脚部に装着されアシスト力を加えることでユーザーの歩行を補助する歩行補助装置において、
左右の脚パーツと、前記左右の脚パーツを接続するサドルリンクと、制御部を備え、
前記サドルリンクは、
ユーザーが着座するためのサドルシートと、
前記サドルリンクの前方に位置する前ハンドルと、
前記サドルリンクの後方に位置する後ハンドルと、
前記後ハンドルを前記前ハンドルの操作方向とは逆の方向に移動させるハンドル制御機構と、を備え、
前記制御部は、左右の前記脚パーツにアシスト力を加えることでユーザーの負荷軽減を図るアシスト処理を実行可能とすることを特徴とする。
Therefore, the walking assist device according to the present invention is
In the walking assistance device that is attached to the user's leg and assists the user's walking by applying assist force,
Provided with left and right leg parts, saddle links connecting the left and right leg parts, and a control unit,
The saddle link is
A saddle seat for the user to sit on,
A front handle located in front of the saddle link;
A rear handle located behind the saddle link;
A handle control mechanism for moving the rear handle in a direction opposite to the operation direction of the front handle,
The control unit can execute an assist process for reducing a user's load by applying an assist force to the left and right leg parts.
さらに本発明に係る歩行補助装置において、
前記前ハンドルは移動可能であり、
前記ハンドル制御機構は、前記前ハンドルの移動に基づいて前記後ハンドルを移動させることを特徴とする。
Furthermore, in the walking assistance device according to the present invention,
The front handle is movable;
The handle control mechanism moves the rear handle based on the movement of the front handle.
さらに本発明に係る歩行補助装置において、
前記ハンドル制御機構は、前記前ハンドルの移動量よりも大きい移動量にて前記後ハンドルを移動させることを特徴とする。
Furthermore, in the walking assistance device according to the present invention,
The handle control mechanism moves the rear handle by a movement amount larger than a movement amount of the front handle.
さらに本発明に係る歩行補助装置において、
前記ハンドル制御機構は、前記前ハンドルの移動量を前記後ハンドルの移動量に変換する反転ギアを備えることを特徴とする。
Furthermore, in the walking assistance device according to the present invention,
The handle control mechanism includes a reversing gear that converts a movement amount of the front handle into a movement amount of the rear handle.
さらに本発明に係る歩行補助装置において、
前記ハンドル制御機構は、
前記前ハンドルの操作方向を検出する操作方向検出センサと、
前記後ハンドルを移動させるアクチュエータと、
前記操作方向検出センサが検出した操作方向に基づいて、前記アクチュエータを駆動するハンドル移動制御部と、を備えることを特徴とする。
Furthermore, in the walking assistance device according to the present invention,
The handle control mechanism is
An operation direction detection sensor for detecting an operation direction of the front handle;
An actuator for moving the rear handle;
And a handle movement control unit that drives the actuator based on the operation direction detected by the operation direction detection sensor.
さらに本発明に係る歩行補助装置において、
左右の前記脚パーツは、上腿リンク、下腿リンク、足リンク、摺動部、膝関節、足関節、第1アクチュエータを備えるとともに、装着時、ユーザーの脚部内側に位置し、
前記サドルリンクと前記上腿リンクは前記摺動部を介して摺動可能に接続され、
前記上腿リンクと前記下腿リンクは前記膝関節を介して回動可能に接続され、
前記下腿リンクと前記足リンクは前記足関節を介して回動可能に接続され、
前記第1アクチュエータは、前記膝関節に駆動力を加えることで、前記上腿リンクと前記下腿リンクを回動させ、
アシスト処理は、少なくとも前記第1アクチュエータに駆動力を加えることでユーザーの負荷軽減を図ることを特徴とする。
Furthermore, in the walking assistance device according to the present invention,
The left and right leg parts are provided with an upper leg link, a lower leg link, a foot link, a sliding part, a knee joint, an ankle joint, and a first actuator.
The saddle link and the upper thigh link are slidably connected via the sliding portion,
The upper thigh link and the lower thigh link are rotatably connected via the knee joint,
The lower leg link and the foot link are rotatably connected via the ankle joint,
The first actuator rotates the upper leg link and the lower leg link by applying a driving force to the knee joint,
The assist process is characterized in that a user's load is reduced by applying a driving force to at least the first actuator.
本発明に係る歩行補助装置は、サドルシートに着座する形態の歩行補助装置において、その装着時、あるいは、取り外し時において、サドルリンク後方に位置する後ハンドルを、サドルリンク前方に位置する前ハンドルに対する操作方向とは逆の方向に移動させるこ
とで、ユーザーは上体の捻りを抑えた状態にて、前ハンドルと後ハンドルを把持することが可能となる。
The walking assistance device according to the present invention is a walking assistance device configured to be seated on a saddle seat, and the rear handle located behind the saddle link is attached to the front handle located in front of the saddle link when mounted or removed. By moving in the direction opposite to the operation direction, the user can hold the front handle and the rear handle in a state in which the twist of the upper body is suppressed.
図1は、本発明の実施形態に係る歩行補助装置1の構成を示す図である。図1(A)は歩行補助装置1の左側面図であり、図1(B)は歩行補助装置1の正面図であり、両図ともユーザーが装着していない状態で示されている。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a walking assist device 1 according to an embodiment of the present invention. 1A is a left side view of the walking assist device 1, and FIG. 1B is a front view of the walking assist device 1, both of which are shown in a state where the user is not wearing them.
この実施形態の歩行補助装置1は、左右の脚パーツ19R、L、左右脚パーツ19R、Lを接続するサドルリンク11、制御部30を備えて構成される。サドルリンク11には、左右の脚パーツ19R、Lを摺動可能に接続する摺動レール111R、L、ユーザーが跨いだ状態で着座するためのサドルシート112が設けられている。ユーザーは、この歩行補助装置1を跨ぐようにサドルシート112に着座して歩行補助装置1を装着する。以下、脚パーツ19R、Lなど各種構成について説明を行うが、左右の構成は略同じであるため、添え字のR、Lを省略して説明を行う。
The walking assist device 1 according to this embodiment includes the left and
脚パーツ19は、図の上から順に、摺動部12、上腿リンク13、膝関節14、下腿リンク15、足関節16、足リンク17を備えて構成されている。なお、本明細書中、「足」は足首よりも先の部分を意味する用語として、また「脚」は上腿部、下腿部、足部などを含む用語として使い分けている。 The leg part 19 includes a sliding portion 12, an upper thigh link 13, a knee joint 14, a lower thigh link 15, an ankle joint 16, and a foot link 17 in order from the top of the figure. In the present specification, “foot” is used as a term that means a part ahead of the ankle, and “leg” is used as a term that includes the upper leg, lower leg, foot, and the like.
サドルリンク11は、歩行補助装置1の装着時、ユーザーの股間に位置する。アシスト時には、アクチュエータを利用し、少なくとも膝関節14を回動させることで、このサドルリンク11に対して、ユーザーを持ち上げる方向にアシスト力を加え、ユーザーの体重を軽減し、ユーザーの歩行時あるいは立っている時の負担を軽減する。
The
摺動部12は、サドルリンク11と上腿リンク13を摺動可能に接続する。本実施形態の摺動部12は、サドルリンク11側に設けられている摺動レール111上を摺動することで、上腿リンク13をユーザーの動きに追従させることが可能となっている。この摺動レール111は、下方に円弧を描くように形成されている。このような形状により、摺動中心位置をユーザーの腰部付近、すなわち、歩行補助装置1を装着したユーザーの上腿の回動中心に略一致させることとしている。これは、歩行補助装置1がユーザーの股下で装着されるため、上腿リンク13の回動中心をユーザーの腰部付近に位置させることが出来ないことを1つの理由としている。
The sliding part 12 connects the
摺動部12は、歩行を行う時の摺動(図1(A)の紙面上での回動)に加え、左右の回動(図2の紙面上での回動)を加えることとしてもよい。ユーザーが股を開く動作に対応することが可能となる。 The sliding portion 12 may be added to the left and right rotation (rotation on the paper surface of FIG. 2) in addition to sliding (rotation on the paper surface of FIG. 1A) when walking. Good. It becomes possible to cope with the movement of the user opening the crotch.
膝関節14は、上腿リンク13と下腿リンク15を回動可能に接続する。膝関節14は、歩行を行う時の前後方向に回動可能としている。足関節16は、下腿リンク15と足リンク17を回動可能に接続する。この足関節16も、歩行を行う時の前後方向に回動可能としている。 The knee joint 14 rotatably connects the upper leg link 13 and the lower leg link 15. The knee joint 14 is rotatable in the front-rear direction when walking. The ankle joint 16 connects the lower leg link 15 and the foot link 17 so as to be rotatable. The ankle joint 16 is also rotatable in the front-rear direction when walking.
また、本実施形態では、ユーザーが歩行補助装置1を装着する際、サドルリンク1を昇降させるためのハンドルがサドルシート112に設けられている。特に、本実施形態では、摺動部12が摺動レール111上を自在に移動可能としているため、サドルシート112を含むサドルシート11が前傾、後傾することが考えられる。そのため、本実施形態では、サドルリンク11の前方と後方に位置するように、それぞれ、前ハンドル113F、後ハンドル113Rがサドルシート112に接続されている。ユーザーは、一方の手で前ハンドル113Fを掴み、反対の手で後ハンドル113Rを掴んで、サドルリンク11を上昇させ、サドルシート112に着座するように歩行補助装置1を装着する。なお、前ハンドル113F、後ハンドル113Rは、サドルリンク112の昇降を可能とする形態であれば、必ずしも本実施形態のようにサドルシート112に接続された形態である必要はなく、直接、サドルリンク11に接続するなど各種形態を採用することが考えられる。
In the present embodiment, the
歩行補助装置1を装着する際、足関節14は、第1アクチュエータ51により半制動状態、もしくは、別途足関節に設けられた制動部(ブレーキ機構)にて、半制動状態としておくことが好ましい。ユーザーは、前ハンドル113F、後ハンドル113Rを把持しつつ、サドルシート12が好適な位置になるよう、サドルリンク11の位置調整を行うことが可能となる。
When the walking assistance device 1 is mounted, the ankle joint 14 is preferably in a half-braking state by the first actuator 51 or in a half-braking state by a braking portion (brake mechanism) provided separately in the ankle joint. The user can adjust the position of the
図2には、本発明の実施形態に係る歩行補助装置の制御構成が示されている。本実施形態の歩行補助装置1は、ユーザーが跨ぐとともに、ユーザーの足部と足リンク17を固定することで装着される形態となっている。このような装着形態において、左右の膝関節14に設けられた第1アクチュエータ51に対し、上腿リンク13と下腿リンク15を伸張する方向にアシスト力を加えることで、ユーザーの歩行時、あるいは、及びユーザーが立っているときの体重の一部を補助する。 FIG. 2 shows a control configuration of the walking assist device according to the embodiment of the present invention. The walking assistance device 1 of the present embodiment is configured to be worn by a user striding and fixing the user's foot and the foot link 17. In such a mounting form, by applying an assist force in the direction of extending the upper thigh link 13 and the lower thigh link 15 to the first actuators 51 provided at the left and right knee joints 14, And assisting with part of the weight when the user is standing.
主な制御構成としては、歩行補助装置全体を統括制御する制御ECU101、左右の膝関節14に設けられた第1アクチュエータ51、第1角度検出センサ61、左右の摺動部12に設けられた摺動位置検出センサ62、左右の足関節16に設けられた第3角度検出センサ63、左右の足裏センサ64、歩行の際の外界の情報などを取得するための各種センサ、動作状態など指示可能とする入力手段を備えて構成されている。
The main control configuration includes a
足リンク17は、ユーザーの足部を固定可能な部材であって、例えば、靴のような構造を有し、ユーザーが履くことでユーザーの足部と固定される。 The foot link 17 is a member capable of fixing a user's foot, and has a structure such as a shoe, for example, and is fixed to the user's foot when worn by the user.
また、脚パーツ19には、ユーザーの脚部の状態を検出するための各種センサが設けられている。本実施形態では、膝関節14に設けられ、上腿リンク13と下腿リンク15が形成する角度を検出する第1角度検出センサ61と、摺動部12に設けられ、サドルリンク11に対する摺動部12の位置を検出可能な摺動位置検出センサ62、そして、足関節16に設けられ、下腿リンク15と足リンク17が形成する角度を検出する第3角度検出センサ63が設けられている。これら各種センサ61〜63によって検出された情報は、制御ECU101に送信される。制御ECU101は、受信した検出情報に基づいて体躯
の動きを予測し、少なくとも第1アクチュエータ51に対してアシスト力を加える。アシスト力の制御には、このような各種センサ61〜63以外に、ユーザーの筋電位を計測するセンサを使用することとしてもよい。
The leg part 19 is provided with various sensors for detecting the state of the user's leg. In the present embodiment, a first angle detection sensor 61 that is provided at the knee joint 14 and detects an angle formed by the upper leg link 13 and the lower leg link 15, and a sliding part that is provided at the sliding part 12 and that is against the
さらに足リンク17には、足裏センサ64が設けられている。この足裏センサ64は、足の裏が地面についた立脚状態であるか、地面から浮いた遊脚状態を検知することが可能である。足裏センサ64は、さらに、足裏の荷重分布などを取得することとしてもよい。この足裏センサ64を使用することで、足リンク17の装着状態を判別することも可能である。 Further, the foot link 17 is provided with a foot sensor 64. The sole sensor 64 can detect a standing state where the sole of the foot is on the ground or a floating leg state floating from the ground. The sole sensor 64 may further acquire a load distribution on the sole. By using the sole sensor 64, it is possible to determine the mounting state of the foot link 17.
また、本実施形態の制御部30には、歩行補助装置を装着したユーザーの周囲を検出する各種センサが設けられている。各種センサとしては、ユーザーの前方、後方の様子をそれぞれ撮影する前方カメラ65、後方カメラ66、衛星からのGPS信号を受信し、歩行位置を検出するとともに、地図情報を参照することでユーザーを目的地に導くナビモジュール67、インターネットなどの通信網に接続し、各種情報を取得する無線通信モジュール68等である。この他、ユーザーから障害物までの距離を計測する測距センサを設けることとしてもよい。このような測距センサは、2つのカメラを使用して外界を立体的に撮像することで実現することも可能であり、前方カメラ65、後方カメラ66と兼用することも可能である。
In addition, the
また、本実施形態ではサドルリンク11における重力方向を検知可能な加速度センサ69が設けられている。この加速度センサ69は、アシスト処理を行う際は、ユーザーの歩行方向などの各種状態を検出するセンサとして機能する。
In the present embodiment, an
また、本実施形態の制御部30には、歩行補助装置に対して各種指示や設定を行うための入力手段が設けられている。入力手段としては、歩行補助装置に対して各種指示や設定を行うための入力部81を設けることが考えられる。この入力部81は、スイッチなどの各種ユーザーインターフェイスによって構成されており、歩行補助装置の電源のオン/オフや、アシスト処理、装着処理の実行などを指示、あるいは、設定することが可能である。
Further, the
以上、本実施形態では、歩行補助装置に対して、このような各種センサーを設けたことで、安全な歩行補助を行うことのみならず、目的地までのルート案内や、各種情報をユーザーに提供することが可能となる。なお、各種情報の確認は、制御ECU101に接続されるスピーカ、ディスプレイなどの告知手段を用いて音声、画像出力することとしてもよい。 As described above, in the present embodiment, by providing such various sensors for the walking assistance device, not only safe walking assistance but also route guidance to the destination and various information are provided to the user. It becomes possible to do. In addition, confirmation of various information is good also as outputting sound and an image using notification means, such as a speaker and a display connected to control ECU101.
では、本実施形態の歩行補助装置の装着について図を用いて説明する。図3は、歩行補助装置の装着の一形態を示した図である。歩行補助装置1は、装着前、図に示されるように折り畳まれた状態となっている。本実施形態では、ユーザーは一方の手でサドルシート112の前方に設けられた前ハンドル113Fを掴み、もう一方の手でサドルシート112の後方に設けられた後ハンドル113Rを掴むことで、サドルシート112を含むサドルリンク11を昇降させることが可能となっている。なお、この装着時には、膝関節14を回動させる第1アクチュエータ51に駆動力を付加し、脚パーツ19を伸張させることとししてもよい。
Then, mounting | wearing of the walking assistance apparatus of this embodiment is demonstrated using figures. FIG. 3 is a diagram showing one form of wearing the walking assistance device. The walking assistance device 1 is in a folded state as shown in the figure before mounting. In this embodiment, the user grasps the
図4には、本発明の実施形態に係る歩行補助装置を装着時の様子について、左側面図(図4(A))、正面図(図4(B))が示されている。ユーザーが歩行する、あるいは、立ち上がっているときに、図4(A)に示されるように膝関節14の第1アクチュエータ51にて、脚パーツ19を伸張する方向にアシスト力を加えることで、サドルシート11
2にてユーザーを持ち上げ、ユーザーの脚部にかかる負担を軽減することが可能となっている。
FIG. 4 shows a left side view (FIG. 4A) and a front view (FIG. 4B) of the state when the walking assistance device according to the embodiment of the present invention is mounted. When the user walks or stands up, as shown in FIG. 4A, the first actuator 51 of the knee joint 14 applies an assisting force in the direction in which the leg part 19 is extended, thereby the saddle.
It is possible to lift the user at 2 and reduce the burden on the user's legs.
このように本実施形態の歩行補助装置1は、サドルシート112を跨いで装着する形態であるため、サドルシート112の前方に設けられる前ハンドル113Fと、サドルシート112の後方に設けられる後ハンドル113Rを掴む必要がある。そのため、ユーザーは、上体を左右どちらかの方向に捻る必要がある。しかしながら、このような上体の捻りは、高齢者あるいは身障者にとっては困難となる場合がある。本実施形態の歩行補助装置1は、このような装着時におけるユーザーへの負担軽減を図るものである。
As described above, since the walking assist device 1 according to the present embodiment is mounted across the
そのため、本実施形態の歩行補助装置1では、前ハンドル113Fと後ハンドル113Rに特徴を持たせることとしている。図5には、本発明の実施形態に係る前ハンドルの操作に伴う後ハンドル移動の様子を説明するための図(上面図)が示されている。図面下方がユーザーの正面方向となる
For this reason, in the walking assist device 1 of the present embodiment, the
本実施形態では、前ハンドル113Fの操作に伴い、後ハンドル113Rをユーザーの左右方向において、逆方向となるように移動させている。ここで、後ハンドル113Rの「移動」とは、後ハンドル113Rに設けられた回動軸にて回動させることや、後ハンドル113Rの適宜移動機構にて平行にスライドすることなどを含んで意味する。
In the present embodiment, with the operation of the
図5(A)は、前ハンドル113Fをユーザーが右方向に操作した場合の様子が示されている。図では、ユーザーの操作によって前ハンドル113Fが右方向に傾いているが、前ハンドル113Fは、ユーザーによる操作方向を検知可能とする形態であれば必ずしも移動させる必要はない。本実施形態では、図5(A)のように前ハンドル113Fに対する右方向への操作が検出された場合、後ハンドル113Rを、ユーザーの体躯に関し、それとは反対側、すなわち、ユーザーの左方向に移動させている。
FIG. 5A shows a state where the user operates the
ユーザーは、前ハンドル113Fを右方向に操作する場合、右手にて前ハンドル113Fを把持することとなるが、その際、後ハンドル113Rは、左方向に移動することとなるため、左手にて把持し易い位置に移動する。したがって、歩行補助装置1を装着する際、ユーザーは上体の捻りを少なく抑えつつ、前ハンドル113Fと後ハンドル113Rを掴むことが可能となる。
When the user operates the
図5(B)は、前ハンドル113Fに対して左方向への操作が行われた場合である。この場合、ユーザーは左手にて前ハンドル113Fを左方向に操作していることとなるが、後ハンドル113Rを、ユーザーに対し右方向へと移動させることで、右手にて後ハンドル113Rを把持し易い状態とすることが可能となる。
FIG. 5B shows a case where a leftward operation is performed on the
なお、前述したように前ハンドル113Fは、移動させない形態としてもよいが、ユーザーの操作にしたがって前ハンドル113Fを移動可能とすることで、歩行補助装置1の装着時における状態の捻りをさらに抑え、ユーザーの負担を軽減することが可能となる。
図6は、本発明の実施形態に係る前ハンドルの操作に伴う後ハンドル移動の様子を説明するための図(正面図)である。サドルシート112については、ちょうど図5のA−A’間における断面図となっている。また、前ハンドル113については、分かりやすくするため透過した状態で示している。図6(O)は、操作していないときの中立状態が示されている。一方、図6(A)、図6(B)は、図5(A)、図5(B)に対応した図であって、それぞれ、ユーザーが前ハンドル113Fを右方向に操作したとき、左方向に操作したときの様子が示されている。本実施形態では、ユーザーの操作によって前ハンドル113Fを移動させることで、さらなるユーザーの負担軽減が図られている。
As described above, the
FIG. 6 is a diagram (front view) for explaining a state of rear handle movement accompanying the operation of the front handle according to the embodiment of the present invention. The
図6に示される形態では、前ハンドル113F、後ハンドル113Rのそれぞれについて、回動軸にて回動させた形態としているが、前ハンドル113F、後ハンドル113Rの移動については、このような回動形態以外に、平行移動(スライド)とすることとしてもよい。図7には、本発明の他の実施形態に係る前ハンドル113Fの操作に伴う後ハンドル113R移動の様子を説明するための図(正面図)が示されている。
In the form shown in FIG. 6, each of the
図7の本実施形態では、前ハンドル113Fに対する操作(移動)に伴い、後ハンドル113Rを平行移動させた形態となっている。図7(A)、図6(B)は、図5(A)、図5(B)に対応した図であって、それぞれ、ユーザーが前ハンドル113Fを右方向に操作したとき、左方向に操作したときの様子が示されている。本実施形態においても、ユーザーの操作によって前ハンドル113Fを移動させることで、さらなるユーザーの負担軽減が図られている。
In the present embodiment of FIG. 7, the
図7(A)、図7(B)では、前ハンドル113Fを移動させる構成としているが、前ハンドル113Fの操作に伴う後ハンドル113Rの移動量Xbは、前ハンドル113Fの移動量Xaよりも大きくすることが後ハンドル113Rを掴みやすくする上で好ましい。また、前ハンドル113Rに対する操作量にしたがって、後ハンドル113Rの移動量を可変することとしてもよい。前ハンドル113Rの操作量としては、図7のように前ハンドル113Fの移動量とする他、前ハンドル113Fの操作による圧力値などが考えられる。
In FIGS. 7A and 7B, the
では、このような装着時における後ハンドル113Rの移動について、その制御機構を説明する。図8には、本発明の実施形態に係る後ハンドル113R移動のための制御機が示されている。図8の形態では、前ハンドル113Fの移動量を機械的機構によって、後ハンドル113Rの移動量に変換する構成としている。そのためこのような実施形態では、前ハンドル113Fが可動することが前提となる。
Now, the control mechanism for the movement of the
前ハンドル113Fには、その回動を伝達するための回動軸121aが設けられている。また、この回動軸121aには、ユーザーが前ハンドル113Fを操作していないとき、前ハンドル113Fを基準位置に戻すバネ機構122が設けられている。この回動軸121aは反転ギア123に接続されている。また、この反転ギア123には後ハンドル113Rに接続された回動軸121bが接続されている。反転ギア123は、回動軸121aの回動に伴い、その回転方向が逆方向となるように回動軸121bに力を伝達する。このように図8の実施形態では、機械的なハンドル制御機構にて後ハンドル113Rの移動を実現している。
The
ハンドル制御機構は、このような機械的機構のみならず、電気的機構によって実現することも可能である。図9には、本発明の他の実施形態に係る後ハンドル113R移動のための制御機構が示されている。本実施形態の制御機構は、操作方向検出センサ124、ハンドル駆動制御部125、アクチュエータ126を主な構成要件として有している。
The handle control mechanism can be realized not only by such a mechanical mechanism but also by an electrical mechanism. FIG. 9 shows a control mechanism for moving the
操作方向検出センサ124は、前ハンドル113Fの操作方向を検出可能なセンサであり、本実施形態では前ハンドル113Fの回動量を検出するエンコーダなどによって構成されている。なお、この操作方向検出センサ124が検出する操作方向は、操作方向検出信号Saとして、ハンドル移動制御部125に入力される。ハンドル移動制御部125は、アクチュエータ126に対して、前ハンドル113Fの操作方向とは反対方向に後ハンドル113Rが移動するようにアクチュエータ126を制御する。アクチュエータ126は、回動軸121bを回動させるなどして後ハンドル113Rを移動させる。
The operation
図10には、本発明の実施形態に係るハンドル制御処理を示すフロー図が示されている
。この処理は、ユーザーが歩行補助装置1を装着する装着処理時に実行される。装着処理以外のアシスト処理時などにおいては、このハンドル制御処理を実行しないこととしてもよく、また、前ハンドル113F、後ハンドル113Rを制動機構などにて固定することとしてもよい。
FIG. 10 is a flowchart showing the handle control process according to the embodiment of the present invention. This process is executed during the wearing process in which the user wears the walking assist device 1. During the assist process other than the mounting process, the handle control process may not be executed, and the
操作方向検出センサ124にて検出された前ハンドル113Fの操作方向が検出されると(S101)、ハンドル移動制御部125は、操作方向検出信号Saにて前ハンドル113Fの操作方向を判定する(S102)。この操作方向検出信号Saには、前ハンドル113Fに対する操作量を含めることとしてもよい。ハンドル移動制御部125は、前ハンドル113Fの操作方向に基づいて、後ハンドル113Rが反対方向に移動するようにアクチュエータ126を制御し、後ハンドル113Rを移動させる(S103)。なお、操作方向検出信号Saに前ハンドル113Fに対する操作量が含まれている場合には、操作量に基づき、アクチュエータ126の駆動量を制御することも可能である。前ハンドル113Fの操作量に応じて後ハンドル113Rを移動させることが可能となる。
When the operation direction of the
なお、このような電気機構によるハンドル制御機構では、前ハンドル113Fに対する操作方向が検出できる形態であれば、必ずしも移動させる必要はない。前ハンドル113Fの操作方向の検出としては、前ハンドル113Fにかかる圧力を検知するなど、前ハンドル113Fの操作を直接検出する以外に、例えば、近接センサなどを用いて、ユーザーのどちらの手で操作しているかを推定し、前ハンドル113Fに対する操作方向を間接的に判定することとしてもよい。
It should be noted that the handle control mechanism using such an electric mechanism does not necessarily have to be moved as long as the operation direction with respect to the
以上、本実施形態の歩行補助装置1によれば、前ハンドル113Fの操作方向を検出し、その操作方向とは反対方向に後ハンドル113Rを移動させることで、歩行補助装置1を装着する際、ユーザーの上体の捻りを抑え、装着時における負荷の軽減を図ることが可能となる。
As described above, according to the walking assist device 1 of the present embodiment, when the operation direction of the
なお、本発明はこれらの実施形態のみに限られるものではなく、それぞれの実施形態の構成を適宜組み合わせて構成した実施形態も本発明の範疇となるものである。 Note that the present invention is not limited to these embodiments, and embodiments configured by appropriately combining the configurations of the respective embodiments also fall within the scope of the present invention.
1…歩行補助装置
11…サドルリンク
111R、L…摺動レール
112…サドルシート
113F…前ハンドル
113R…後ハンドル
121a、121b…回動軸
122…バネ機構
123…反転ギア
124…操作方向検出センサ
125…ハンドル移動制御部
126…アクチュエータ
12R、L…摺動部
13R、L…上腿リンク
14R、L…膝関節
15R、L…下腿リンク
16R、L…足関節
17R、L…足リンク
19R、L…脚パーツ
51R、L…第1アクチュエータ
61R、L…第1角度検出センサ
62R、L…摺動位置検出センサ
63R、L…第3角度検出センサ
64R、L…足裏センサ
65…前方カメラ
66…後方カメラ
67…ナビモジュール
68…無線通信モジュール
81…入力部
101…制御ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Walking
Claims (6)
左右の脚パーツと、前記左右の脚パーツを接続するサドルリンクと、制御部を備え、
前記サドルリンクは、
ユーザーが着座するためのサドルシートと、
前記サドルリンクの前方に位置する前ハンドルと、
前記サドルリンクの後方に位置する後ハンドルと、
前記後ハンドルを前記前ハンドルの操作方向とは逆の方向に移動させるハンドル制御機構と、を備え、
前記制御部は、左右の前記脚パーツにアシスト力を加えることでユーザーの負荷軽減を図るアシスト処理を実行可能とすることを特徴とする
歩行補助装置。 In the walking assistance device that is attached to the user's leg and assists the user's walking by applying assist force,
Provided with left and right leg parts, saddle links connecting the left and right leg parts, and a control unit,
The saddle link is
A saddle seat for the user to sit on,
A front handle located in front of the saddle link;
A rear handle located behind the saddle link;
A handle control mechanism for moving the rear handle in a direction opposite to the operation direction of the front handle,
The said control part enables execution of the assist process which reduces a user's load by applying assist force to the said leg parts on either side, The walk assistance apparatus characterized by the above-mentioned.
前記ハンドル制御機構は、前記前ハンドルの移動に基づいて前記後ハンドルを移動させることを特徴とする
請求項1に記載の歩行補助装置。 The front handle is movable;
The walking assist device according to claim 1, wherein the handle control mechanism moves the rear handle based on the movement of the front handle.
請求項1または請求項2に記載の歩行補助装置。 The walking assist device according to claim 1, wherein the handle control mechanism moves the rear handle by a movement amount larger than a movement amount of the front handle.
請求項2または請求項3に記載の歩行補助装置。 The walking assist device according to claim 2, wherein the handle control mechanism includes a reverse gear that converts a movement amount of the front handle into a movement amount of the rear handle.
前記前ハンドルの操作方向を検出する操作方向検出センサと、
前記後ハンドルを移動させるアクチュエータと、
前記操作方向検出センサが検出した操作方向に基づいて、前記アクチュエータを駆動するハンドル移動制御部と、を備えることを特徴とする
請求項1から請求項3の何れか1項に記載の歩行補助装置。 The handle control mechanism is
An operation direction detection sensor for detecting an operation direction of the front handle;
An actuator for moving the rear handle;
The walking assist device according to any one of claims 1 to 3, further comprising: a handle movement control unit that drives the actuator based on an operation direction detected by the operation direction detection sensor. .
前記サドルリンクと前記上腿リンクは前記摺動部を介して摺動可能に接続され、
前記上腿リンクと前記下腿リンクは前記膝関節を介して回動可能に接続され、
前記下腿リンクと前記足リンクは前記足関節を介して回動可能に接続され、
前記第1アクチュエータは、前記膝関節に駆動力を加えることで、前記上腿リンクと前記下腿リンクを回動させ、
アシスト処理は、少なくとも前記第1アクチュエータに駆動力を加えることでユーザーの負荷軽減を図ることを特徴とする
請求項1から請求項5の何れか1項に記載の歩行補助装置。 The left and right leg parts are provided with an upper leg link, a lower leg link, a foot link, a sliding part, a knee joint, an ankle joint, and a first actuator.
The saddle link and the upper thigh link are slidably connected via the sliding portion,
The upper thigh link and the lower thigh link are rotatably connected via the knee joint,
The lower leg link and the foot link are rotatably connected via the ankle joint,
The first actuator rotates the upper leg link and the lower leg link by applying a driving force to the knee joint,
The walking assist device according to any one of claims 1 to 5, wherein the assist process reduces a load on a user by applying a driving force to at least the first actuator.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012221800A JP2014073217A (en) | 2012-10-04 | 2012-10-04 | Walking assist device |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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JP2012221800A Pending JP2014073217A (en) | 2012-10-04 | 2012-10-04 | Walking assist device |
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Country | Link |
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-
2012
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