JP2016165338A - Walking assist device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ユーザの脚の関節にトルクを与え、歩行を補助する歩行補助装置に関する。 The present invention relates to a walking assistance device that applies torque to a joint of a user's leg to assist walking.
従来、このような分野の技術として、特開2011−193901号公報がある。この公報に記載された歩行補助装置は、ユーザの大腿に装着する上リンクと、ユーザの下腿に装着する下リンクと、上リンクと下リンクとを回転可能に連結する回転ジョイントと、下リンクが上リンクに対して揺動するように回転ジョイントを動作させるモータと、モータの動作を制御するコントローラを有する。 Conventionally, there is JP, 2011-193901, A as a technique of such a field. The walking assist device described in this publication includes an upper link to be attached to the user's thigh, a lower link to be attached to the user's lower leg, a rotary joint that rotatably connects the upper link and the lower link, and a lower link. A motor that operates the rotary joint to swing with respect to the upper link and a controller that controls the operation of the motor are included.
コントローラは、検知される異常状態の種類に応じて、下リンクの揺動を禁止するか否かの制御を行う。例えば、コントローラは、検知された異常状態がモータの制御に係る異常であるか否かを判定すると共に、ユーザが着座しているか否かを下リンクの揺動角度に基づいて判定し、下リンクの揺動を禁止するか否かを決定する。 The controller controls whether or not to swing the lower link according to the type of abnormal state detected. For example, the controller determines whether or not the detected abnormal state is an abnormality related to the control of the motor, determines whether or not the user is seated based on the swing angle of the lower link, and It is determined whether or not to sway the rocker.
しかしながら、前述した従来の歩行補助装置は、歩行補助装具の異常や、ユーザの姿勢に応じて動作を変更させることができるが、ユーザの調子については考慮せずに、歩行補助を実行している。ユーザの疲労状態によっては、同様の歩行補助が実行された場合であっても、補助が過剰である場合や補助が十分でない場合があるという問題もある。
本発明は、ユーザの疲労状態を検知し、疲労度に応じて適切に歩行を補助する歩行補助装置を提供するものである。
However, the above-described conventional walking assistance device can change the operation according to the abnormality of the walking assistance equipment and the posture of the user, but performs walking assistance without considering the user's condition. . Depending on the user's fatigue state, even when the same walking assistance is executed, there is a problem that the assistance may be excessive or the assistance may not be sufficient.
The present invention provides a walking assistance device that detects a user's fatigue state and appropriately assists walking according to the degree of fatigue.
本発明にかかる歩行補助装置は、ユーザの脚に装着し、ユーザの脚の関節にトルクを与えるアクチュエータを有する脚装具と、前記脚装具のアクチュエータの動作を制御する制御演算部と、ユーザの血圧を測定する血圧計と、時計と、前記時計により測定された時刻において前記血圧計により測定されたユーザの血圧を血圧バイオリズムとして記憶する記憶部と、を備え、前記制御演算部は、前記記憶部に記憶された血圧バイオリズムを基準として、計測された血圧が前記基準より高い場合には補助量を増加させ、計測された血圧が前記基準より低い場合には補助量を低下させる。
これにより、ユーザの血圧バイオリズムの時刻による変化を加味して、歩行補助量を決定することができる。
A walking assist device according to the present invention includes a leg brace having an actuator that is attached to a user's leg and applies torque to a joint of the leg of the user, a control calculation unit that controls an operation of the actuator of the leg brace, and a blood pressure of the user A blood pressure meter that measures the blood pressure of the user measured by the blood pressure meter at a time measured by the timepiece, and a storage unit that stores the blood pressure of the user as a blood pressure biorhythm. With the blood pressure biorhythm stored in the reference, the auxiliary amount is increased when the measured blood pressure is higher than the reference, and the auxiliary amount is decreased when the measured blood pressure is lower than the reference.
Thereby, the walking assistance amount can be determined in consideration of the change of the blood pressure biorhythm of the user according to the time.
これにより、ユーザの疲労度に応じて適切に歩行を補助することができる。 Thereby, walking can be appropriately assisted according to a user's fatigue degree.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1に示すように、歩行補助装置1は、ユーザの腰周りに固定されると共に大腿部に装着される脚装具11と、脚装具11に設けられたアクチュエータ11dの動作を制御する制御演算部12と、ユーザの血圧を測定する血圧計13と、時刻を計測する時計14と、時計14により測定された時刻において血圧計13により測定された血圧を用いて血圧のバイオリズムを記憶する記憶部15と、アクチュエータ11dを駆動させる電源16と、を備える。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
脚装具11は、ユーザの腰回りに設けられユーザに固定されている腰固定部11aと、ユーザの大腿部の側面に配置されているリンク11bと、リンク11bの上端に設けられた回転部11cと、を有する。
The
腰固定部11aは、ユーザの腰回りを周回するように設けられている。これにより腰固定部11aでは、ユーザの腰の位置で脚装具11の固定を行う。
The
回転部11cは、ユーザの側面側において、ユーザの股関節の高さに設けられている。回転部11cは、ユーザの左右方向を回転軸線方向として、腰固定部11aに対して回動可能である。ここで回転部11cには、アクチュエータ11dが設けられている。回転部11cは、アクチュエータ11dから与えられた動力によって回動する。
The rotating
リンク11bは、ユーザの大腿部の側面に配置され、上端が回転部11cに接続されている。リンク11bは、回転部11cが回動することによって、腰固定部11aに対して揺動する。リンク11bには、ユーザの大腿部の前後面に固定される大腿固定部11eが連結されている。
The
制御演算部12は、電源16からアクチュエータ11dに供給される電力を制御することにより、アクチュエータ11dの動作を制御する。具体的には、制御演算部12は、血圧計13により測定された血圧値を、記憶部15に記憶された血圧値の閾値に対して比較してユーザの状態を判定し、アクチュエータ11dの動作量を決定する。制御演算部は、脚装具11の腰固定部11aの内部に配置されている。
The
血圧計13は、ユーザの腕に装着されている。例えば血圧計13は、ユーザの腕に巻かれた腕帯により腕を圧迫した後に腕帯を減圧し、減圧する過程で血管壁に生じる振動を測定するオシロメトリック法により、ユーザの血圧を測定する。血圧計13は、測定により取得した収縮期血圧(最高血圧)と拡張期血圧(最低血圧)血圧値を、制御演算部12と記憶部15に出力する。
The
時計14は、血圧計13により血圧が測定された時刻を取得する。時計14は、時刻情報を、制御演算部12と記憶部15に出力する。
The
記憶部15は、血圧計13により測定されたユーザの血圧値と、時計14から入力された測定時刻を記憶する。図2に示すように、記憶部15は、血圧のバイオリズムを記憶している。ここで記憶部15は、ユーザの血圧のバイオリズムに基づき、時刻によって変化する最高血圧をその時刻における第1の閾値、最低血圧を第2の閾値として記憶する。すなわち、第1の閾値及び第2の閾値は、時刻によって値が変化するものであり、現在の血圧と比較を行う基準となる。なお、記憶部15は、脚装具11の腰固定部11aの内部に配置されている。
The
電源16は、アクチュエータ11dに接続されている。電源16は、制御演算部12の制御に応じて、アクチュエータ11dを動作させるための電力を供給する。なお、電源16は、血圧計13に対して電力の供給を行っていても良い。
The
次に、図3を参照して、歩行補助装置1による補助について説明する。
Next, with reference to FIG. 3, the assistance by the
血圧計13は、ユーザの血圧を測定する(S1)。このとき血圧計13は、ユーザの最高血圧)と、最低血圧を測定する。血圧計13は、測定した血圧を、制御演算部12と記憶部15に出力する。このとき時計14は、血圧計13により測定を行った時刻を取得し、制御演算部12と記憶部15に出力する。
The
制御演算部12は、記憶部15に記憶されている血圧バイオリズムを読み込み、血圧計13により測定された血圧と比較する。より具体的には、制御演算部12は、血圧計13により測定された最高血圧が、血圧バイオリズムから決定された第1の閾値と比べて高いか否かを判定する(S2)。例えば図2に示すように、血圧計13による血圧の測定時刻が22時前であれば、第1の閾値は約110mmHgである。
The
血圧計13によって測定された最高血圧が第1の閾値より高く、すなわち、測定された最高血圧が図2に示すAの範囲である場合には(S2でYes)、制御演算部12は、アクチュエータ11dで実行する補助量をα×tに決定する(S3)。ここで、tはアクチュエータ11dに発生させる際の通常の補助量であり、αは係数である。αは1より大きい値である。言い換えると、制御演算部12は、血圧計13によって測定された最高血圧が第1の閾値より高い場合には、ユーザは高血圧状態であって疲労しているものと判定し、歩行補助装置1で発生させる補助量を増加するように決定する。その後、S7に進む。
When the systolic blood pressure measured by the
血圧計13によって測定された最高血圧が第1の閾値以下であり、すなわち、測定された最高血圧が図2に示すAの範囲でない場合には(S2でNo)、制御演算部12は、血圧計13により測定された最高血圧が、血圧バイオリズムから決定された第2の閾値に比べて、高いか否かを判定する(S4)。
When the systolic blood pressure measured by the
血圧計13によって測定された最高血圧が第2の閾値より高く、すなわち、測定された最高血圧が図2に示すBの範囲である場合には(S4でYes)、制御演算部12は、アクチュエータ11dで実行する補助量をtに決定する(S5)。言い換えると、制御演算部12は、血圧計13によって測定された最高血圧が第2の閾値より高く第1の閾値より低い場合には、ユーザは正常な状態であると判定し、歩行補助装置1で発生させる補助量が通常の補助量となるように決定する。その後、S7に進む。
When the systolic blood pressure measured by the
血圧計13によって測定された最高血圧が第2の閾値以下であり、すなわち、測定された最高血圧が図2に示すCの範囲である場合には(S4でNo)、制御演算部12は、アクチュエータ11dで実行する補助量をβ×tに決定する(S6)。βは1より小さい値である。言い換えると、制御演算部12は、血圧計13によって測定された最高血圧が第2の閾値より低い場合には、ユーザは疲労していないと判定し、歩行補助装置1で発生させる補助量を減少させるように決定する。その後、S7に進む。
When the systolic blood pressure measured by the
制御演算部12は、S3、S5、S6のいずれかにより決定した補助量を、アクチュエータ11dに発生させる(S7)。より具体的には、制御演算部12では、電源16から供給される電力を制御することにより、決定された補助量に基づいてアクチュエータ11dを動作するように制御する。
The
アクチュエータ11dが動作することにより、回転部11cが回転する(S8)。これにより、回転部11cに上端部が接続されているリンク11bが揺動し、大腿固定部11eによりユーザの大腿部の前後方向の動作を補助する。これにより、ユーザの股関節の動作が補助される。
When the
なお、記憶部15では、血圧計13で取得された血圧値を用いて、バイオリズムにより変化する血圧値の補正を行うことができる。例えば、血圧計13により、毎日、所定の時刻にユーザの血圧値を取得する。記憶部15では、該時刻に行われた血圧測定で取得された複数の血圧値を記憶しておき、該時刻において新たに取得された血圧値と、記憶されている複数の血圧値から、該時刻の血圧値の平均値を算出する。これにより記憶部15では、該時刻における最高血圧の平均値を第1の閾値とし、最低血圧の平均値を第2の閾値として補正することができる。
In the
また例えば、記憶部15は、所定の時刻ごとに算出された第1の閾値及び第2の閾値についてスプライン補間を行うことにより、所定の時刻以外の第1の閾値及び第2の閾値を定めることができる。
In addition, for example, the
なお、バイオリズムを加味した血圧の設定方法は上記の方法に限られない。例えば、平均値に代わって中央値を用いても良く、取得した血圧値に重み付けを行ってから平均値を算出しても良い。また、スプライン補間以外の補間方法であっても良い。 The blood pressure setting method taking biorhythm into account is not limited to the above method. For example, the median value may be used instead of the average value, and the average value may be calculated after weighting the acquired blood pressure value. An interpolation method other than spline interpolation may be used.
このように、血圧計13により取得された血圧値からユーザの疲労度を判定して、歩行補助装置1による補助量を変更することができる。これにより、ユーザの疲労度に応じて適切に歩行を補助することができる。
In this manner, the user's fatigue level can be determined from the blood pressure value acquired by the
また、疲労度が同等であっても、測定が行われる時刻によって血圧値は異なる。そのため、あらかじめユーザのバイオリズムによる血圧の変化取得しておき、時刻によって値が変化する第1の閾値と第2の閾値を判定基準として定めておことにより、時刻に応じて変化する血圧値を考慮してユーザの疲労度を判定し、歩行補助装置1による補助量を決定することができる。
Moreover, even if the degree of fatigue is the same, the blood pressure value varies depending on the time when the measurement is performed. For this reason, the blood pressure change due to the user's biorhythm is acquired in advance, and the first threshold value and the second threshold value that change according to the time are determined as determination criteria, so that the blood pressure value changing according to the time is taken into consideration. Thus, it is possible to determine the degree of fatigue of the user and determine the amount of assistance by the
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記では血圧計13により測定された最高血圧を、第1の閾値及び第2の閾値と比較することにより補助量を決定していたが、測定された最低血圧を用いても良く、最高血圧と最低血圧の中間値を用いても良い。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above, the auxiliary amount is determined by comparing the maximum blood pressure measured by the
1 歩行補助装置
11 脚装具
11a 腰固定部
11b リンク
11c 回転部
11d アクチュエータ
11e 大腿固定部
12 制御演算部
13 血圧計
14 時計
15 記憶部
16 電源
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記脚装具のアクチュエータの動作を制御する制御演算部と、
ユーザの血圧を測定する血圧計と、
時計と、
前記時計により測定された時刻において前記血圧計により測定されたユーザの血圧を血圧バイオリズムとして記憶する記憶部と、を備え、
前記制御演算部は、前記記憶部に記憶された血圧バイオリズムを基準として、計測された血圧が前記基準より高い場合には補助量を増加させ、計測された血圧が前記基準より低い場合には補助量を低下させる、
歩行補助装置。 A leg brace having an actuator attached to a user's leg and applying torque to a joint of the user's leg;
A control calculation unit for controlling the operation of the actuator of the leg orthosis,
A sphygmomanometer that measures the user's blood pressure;
Watch and
A storage unit that stores a user's blood pressure measured by the sphygmomanometer at a time measured by the clock as a blood pressure biorhythm,
The control calculation unit increases the auxiliary amount when the measured blood pressure is higher than the reference with the blood pressure biorhythm stored in the storage unit as a reference, and assists when the measured blood pressure is lower than the reference. Reduce the amount,
Walking assistance device.
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