JP2018079130A - 歩行補助装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータを使用せずに歩行を補助する技術を提供する。【解決手段】第１ワイヤガイドは対象者７０のつま先部分に配置され、第２ワイヤガイドは対象者７０の下腿部分に配置され、第３ワイヤガイドは対象者７０の大腿部分に配置され、第４ワイヤガイドは対象者７０の腰部分に配置される。ワイヤ１８０は、第１ワイヤガイドから、第２ワイヤガイド、第３ワイヤガイド、第４ワイヤガイドに順に通される。第１ワイヤガイド、第２ワイヤガイド、第３ワイヤガイド、第４ワイヤガイドのうちの少なくとも１つが配置される位置は変更可能である。ワイヤ１８０の経路は、第１ワイヤガイド、第２ワイヤガイド、第３ワイヤガイド、第４ワイヤガイドが配置される位置に応じて調節可能である。【選択図】図２

Description

本開示は、歩行補助技術に関し、特に対象者の歩行を補助する歩行補助装置に関する。

姿勢、歩幅等の歩行要素が効率的になるように誘導することによって歩行の運動負荷を軽減するためのアシスト装置が開発されている。アシスト装置は、股関節軸上に配置されるアクチュエータと、アクチュエータを支持する腰フレームと、アクチュエータに着脱される大腿フレームとから構成される。アクチュエータは、多極ブラシレスモータを備え、大腿フレームにアシスト力を伝達する（例えば、非特許文献１参照）。

安原謙、島田圭、小山泰司、井土哲也、菊池敬士郎、遠藤洋介、「リズム歩行アシスト」、Ｈｏｎｄａ Ｒ＆Ｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｖｉｅｗ、日本、Ｖｏｌ．２１、Ｎｏ．２、ｐ．５４−６２、２００９年 大橋航一郎、秋山靖博、岡本正吾、山田陽滋、「ワイヤーを用いた歩行補助およびワイヤーパスの最適化に関する研究」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ２０１６ ＪＳＭＥ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ， Ｙｏｋｏｈａｍａ， Ｊａｐａｎ， Ｊｕｎｅ ８−１１， ２０１６， ２Ａ１−１４ａ５

アシスト装置である歩行補助装置にモータを使用する場合、重量とメンテナンスの面において課題があり、日常的な使用が困難になる。一方、日常的に使用する場合、モータを使用しない構成である方が望ましい。

本開示はこうした状況に鑑みてなされており、その目的とするところの１つは、モータを使用せずに歩行を補助する技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の歩行補助装置は、対象者のつま先部分に配置すべき第１線状部材ガイドと、対象者の下腿部分に配置すべき第２線状部材ガイドと、対象者の大腿部分に配置すべき第３線状部材ガイドと、対象者の腰部分に配置すべき第４線状部材ガイドと、第１線状部材ガイドから、第２線状部材ガイド、第３線状部材ガイド、第４線状部材ガイドに順に通される線状部材とを備える。第１線状部材ガイド、第２線状部材ガイド、第３線状部材ガイド、第４線状部材ガイドのうちの少なくとも１つが配置される位置は変更可能であり、線状部材の経路は、第１線状部材ガイド、第２線状部材ガイド、第３線状部材ガイド、第４線状部材ガイドが配置される位置に応じて調節可能である。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本開示の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本開示の態様として有効である。

本開示によれば、モータを使用せずに歩行を補助できる。

図１（ａ）−（ｄ）は、本実施例の対象となる対象者において定義される部位を示す図である。 図２（ａ）−（ｂ）は、本実施例に係る歩行補助装置の構成を示す図である。 図３（ａ）−（ｂ）は、図２（ａ）の歩行補助装置におけるワイヤの経路の候補を示す図である。 図４（ａ）−（ｂ）は、図２（ａ）の歩行補助装置における下半身のワイヤの経路を示す図である。 図５（ａ）−（ｂ）は、図２（ａ）の歩行補助装置における上半身のワイヤ経路を示す図である。

本実施例を具体的に説明する前に、基礎となった知見を説明する。加齢に伴う筋力の低下により、歩行機能は徐々に低下する。現在、高齢者の歩行動作を支援するための方策として、装着型パワーアシストロボット（以下、「歩行補助装置」という）等の生活支援ロボットの開発の実用化に向けた研究が進んでいる。対象者の関節屈伸運動をアシストすることによって、歩行支援のみではなく、リハビリ支援、作業支援等に用いることが期待されている。歩行補助装置は、対象者の各関節部にモータやワイヤ等を取り付け、それらが生む力により各関節にトルクを与えることで、対象者の関節屈伸運動をアシストする構造となっている。歩行補助装置の種類の中で、歩行支援を目的としたワイヤ式の歩行補助装置は、脚部にワイヤを配し、ワイヤを巻き取ることで発生するテンションによって、下肢の関節にトルクを与え、対象者の歩行をアシストする設計となっている。例えば、支持脚期におけるワイヤの伸展を力に変換しアクチュエータに蓄え、遊脚期に腰関節と足関節にトルクを与えるように、歩行補助装置が構成される。アクチュエータにはモータや、圧縮空気を利用した張力発生装置等を使用するため、大きな力を取り出せる反面、装置の重量が増大する。

歩行アシストの対象となる歩行機能の低下としては、筋力の低下やバランス感覚の衰えによる歩幅の減少、遊脚期の膝関節角度や足関節角度の減少、遊脚期の足底クリアランスのばらつきの増加等が報告されている。背屈角度の減少により足底部のクリアランスが減少し、地面との接触による躓きが発生しやすくなるため、高齢者は転倒のリスクが高くなる。そのため、転倒事故の発生を回避するための手段として、背屈角度を増加させ、足底部のクリアランスを回復させることが有効である。歩行補助装置のアシストにより背屈角度を増加させ、足底部のクリアランスを回復させることで、躓きの回避を期待できるが、歩行補助装置によりこれを実現するためには歩行補助装置を日常的に装着していなくてはならない。この点、ワイヤ式の歩行補助装置は、スーツのように装着することができるため、日常的な使用に適している。

ワイヤ式の歩行補助装置の構成において、関節に効率よく力を伝えるためのワイヤパスであるワイヤの経路の設計が重要になる。ワイヤの経路によって、関節に働くトルクの大きさや、トルクの働く箇所が決まる。したがって、ワイヤ式の歩行補助装置により背屈の増加を得るためには、足関節に効率よくトルクを与える最適なワイヤの経路の設計が要求される。特に、ワイヤ式の歩行補助装置がモータを備えない場合、最適なワイヤの経路の設計がさらに重要になる。一方、対象者毎に体格、筋力、姿勢、筋肉の使い方が異なるので、最適なワイヤの経路は対象者毎に異なる。そのため、対象者に応じてワイヤの経路が調節可能であることが望まれる。

以下、図面等を参照しながら、本開示を実施するための実施例について詳細に説明する。なお、以下の説明において、「平行」、「直交」は、完全な平行、直交だけではなく、誤差の範囲で平行からずれている場合も含むものとする。また、「略」は、おおよその範囲で同一であるという意味である。

図１（ａ）−（ｄ）は、本実施例の対象となる対象者７０において定義される部位を示す。ここでは、説明を明瞭にするために、左半身の部位を主として示すが、右半身にも同様に各部位が定義される。図１（ａ）−（ｂ）は、対象者７０の下半身を示しており、特に図１（ａ）は前方から見た下半身を示し、図１（ｂ）は左側側方から見た下半身を示す。つま先部分１０は、足部の上面に配置される甲の前方部分であり、例えば指の付け根付近である。そのため、つま先部分１０は足底部の反対側の面であるといえる。下腿内側部分１２、下腿前方部分１４、下腿外側部分１６は、下腿部分と総称され、膝関節と踝の間の部分である。特に、下腿内側部分１２は内側に配置され、下腿前方部分１４は前方に配置され、下腿外側部分１６は外側に配置される。

膝関節内側部分１８、膝関節外側部分２０、膝関節前方内側部分２２、膝関節前方外側部分２４は、膝関節部分と総称される。膝関節内側部分１８は膝関節の内側の軸近傍部分であり、膝関節外側部分２０は膝関節の外側の軸近傍部分である。膝関節前方内側部分２２は膝関節内側部分１８の前方部分であり、膝蓋骨の内側側方部分である。膝関節前方外側部分２４は、膝関節外側部分２０の前方部分であり、膝蓋骨の外側側方部分である。大腿内側部分２６、大腿外側部分２８は、大腿部分と総称され、股関節と膝関節との間の部分である。特に、大腿内側部分２６は内側に配置され、大腿外側部分２８は外側に配置される。股関節横部分３０、股関節後方部分３２は、股関節部分と総称される。股関節横部分３０は股関節の横側部分である。股関節後方部分３２は、股関節の後方部分であり、臀部の近傍部分である。

図１（ｃ）−（ｄ）は、対象者７０の上半身を示しており、特に図１（ｃ）は前方から見た上半身を示し、図１（ｄ）は後方から見た上半身を示す。上前腸骨棘付近部分５０、骨盤後方部分５２は、腰部分と総称される。上前腸骨棘付近部分５０は、骨盤を前方から見た場合に一番高くなるように出っ張った腸骨の一部の近傍部分であり、骨盤後方部分５２は、骨盤の後方部分である。体側部分５４は、体の側面の部分であり、脇の部分である。体側部分５４は、腰部分の上方に配置される。胸部分５８は、首と腹部に挟まれ、かつ脊椎より前方に配置される部分である。

背中下側部分５６、背中上側部分６０は、背中部分と総称される。背中下側部分５６は骨盤後方部分５２の上方に配置され、背中上側部分６０は背中下側部分５６の上方に配置される。肩部分６２は、腕が胴体に接続する部分の上部から首の付け根にかけての部分である。上腕外側部分６４、肘部分６６は、上肢部分と総称される。上腕外側部分６４は、肩と肘との間において外側に配置される部分である。肘部分６６は、肘関節の近傍部分である。なお、以下では、図面を明瞭にするために、つま先部分１０から股関節後方部分３２、上前腸骨棘付近部分５０から肘部分６６の図示を省略する。一方、これらの少なくとも１つを説明に使用するが、それは図１（ａ）−（ｄ）に示される位置に配置されるものとする。

図２（ａ）−（ｂ）は、本実施例に係る歩行補助装置１０００の構成を示す。図２（ａ）は、対象者７０に装着された歩行補助装置１０００の構成を示す正面図である。歩行補助装置１０００は、つま先部分ワイヤガイド１００、下腿外側部分ワイヤガイド１０２、膝関節外側部分ワイヤガイド１０４、大腿外側部分ワイヤガイド１０６、股関節横部分ワイヤガイド１０８、上前腸骨棘付近部分ワイヤガイド１１０、胸部分ワイヤガイド１１２、上腕外側部分ワイヤガイド１１４、ワイヤ１８０、つま先部分ベルト２００、下腿部分ベルト２０２、膝関節部分ベルト２０４、大腿部分ベルト２０６、股関節・腰部分ベルト２０８、胸部分ベルト２１２、上腕部分ベルト２１４を含む。

つま先部分ベルト２００から上腕部分ベルト２１４は、伸縮可能な素材により構成されるとともに、面ファスナー、バックル等を備えて対象者７０の体の一部に着脱可能に固定される。つま先部分ベルト２００は、つま先部分ワイヤガイド１００を備えるとともに、つま先部分ワイヤガイド１００がつま先部分１０に配置されるように装着される。つま先部分ワイヤガイド１００は、例えば、ワッシャリングによって構成される。なお、つま先部分ワイヤガイド１００は、ワッシャリングでなく、ワイヤ１８０がつま先部分ベルト２００に取り付けられた部分であってもよい。下腿部分ベルト２０２は、下腿外側部分ワイヤガイド１０２を備えるとともに、下腿外側部分ワイヤガイド１０２が下腿外側部分１６に配置されるように装着される。下腿外側部分ワイヤガイド１０２は、例えば、ワッシャリングによって構成される。膝関節外側部分ワイヤガイド１０４から胸部分ワイヤガイド１１２も、下腿外側部分ワイヤガイド１０２と同様に構成される。

膝関節部分ベルト２０４、大腿部分ベルト２０６、胸部分ベルト２１２、上腕部分ベルト２１４は、膝関節外側部分ワイヤガイド１０４、大腿外側部分ワイヤガイド１０６、胸部分ワイヤガイド１１２、上腕外側部分ワイヤガイド１１４をそれぞれ備える。また、膝関節外側部分ワイヤガイド１０４、大腿外側部分ワイヤガイド１０６、胸部分ワイヤガイド１１２、上腕外側部分ワイヤガイド１１４は、膝関節外側部分２０、大腿外側部分２８、胸部分５８、上腕外側部分６４のそれぞれに配置される。なお、上腕外側部分ワイヤガイド１１４は、つま先部分ワイヤガイド１００と同様に、ワッシャリングでなく、ワイヤ１８０が上腕部分ベルト２１４に取り付けられた部分であってもよい。股関節・腰部分ベルト２０８は、股関節横部分ワイヤガイド１０８、上前腸骨棘付近部分ワイヤガイド１１０を備える。股関節・腰部分ベルト２０８は、股関節横部分ワイヤガイド１０８が股関節横部分３０に配置され、上前腸骨棘付近部分ワイヤガイド１１０が上前腸骨棘付近部分５０に配置されるように装着される。

ワイヤ１８０は、つま先部分ワイヤガイド１００を起点として、下腿外側部分ワイヤガイド１０２、膝関節外側部分ワイヤガイド１０４、大腿外側部分ワイヤガイド１０６、股関節横部分ワイヤガイド１０８、上前腸骨棘付近部分ワイヤガイド１１０、胸部分ワイヤガイド１１２を順に通って、終点である上腕外側部分ワイヤガイド１１４まで延びる紐部材である。そのため、ワイヤ１８０の経路は、つま先部分ワイヤガイド１００から上腕外側部分ワイヤガイド１１４に至るように形成される。ワイヤ１８０は、つま先部分ワイヤガイド１００と上腕外側部分ワイヤガイド１１４に固定される。一方、ワイヤ１８０は、下腿外側部分ワイヤガイド１０２から胸部分ワイヤガイド１１２に固定されずに、これらを通るだけである。なお、以下では、図面を明瞭にするために、つま先部分ベルト２００から上腕部分ベルト２１４の図示を省略し、つま先部分ワイヤガイド１００等だけを図示する。

図２（ｂ）は、歩行補助装置１０００によって対象者７０の歩行が補助される原理を示すための側面図である。歩行補助装置１０００は図２（ａ）と同じ位置に装着される。また、ここでは、対象者７０が左足を前方に上げている状態を想定する。一般的に、左足を前方に上げる場合、左手は後方に振られる。左手が後方に振られることによって、左手と胴体との距離が長くなる。そのため、上腕外側部分ワイヤガイド１１４と胸部分ワイヤガイド１１２との距離が長くなるように、上腕外側部分ワイヤガイド１１４が胸部分ワイヤガイド１１２から後方に離れていく。その結果、上腕外側部分ワイヤガイド１１４と胸部分ワイヤガイド１１２との間のワイヤ１８０には、上腕外側部分ワイヤガイド１１４の方向に向かう力が加えられ、その力は第１ベクトルＶ１で示される。

上腕外側部分ワイヤガイド１１４からのワイヤ１８０は、胸部分ワイヤガイド１１２で屈曲して上前腸骨棘付近部分ワイヤガイド１１０の方向に向かう。そのため、胸部分ワイヤガイド１１２において力の方向が変えられ、胸部分ワイヤガイド１１２と上前腸骨棘付近部分ワイヤガイド１１０の間のワイヤ１８０には、胸部分ワイヤガイド１１２の方向に向かう力が加えられ、その力は第２ベクトルＶ２で示される。同様に、上前腸骨棘付近部分ワイヤガイド１１０、股関節横部分ワイヤガイド１０８、大腿外側部分ワイヤガイド１０６、膝関節外側部分ワイヤガイド１０４、下腿外側部分ワイヤガイド１０２をワイヤ１８０が経由することによって、力の方向が順次変えられる。下腿外側部分ワイヤガイド１０２とつま先部分ワイヤガイド１００との間のワイヤ１８０には、下腿外側部分ワイヤガイド１０２に向かう力が加えられる。その力は第７ベクトルＶ７で示されるが、図示のごとく、第７ベクトルＶ７は、足首を中心にして足部を背屈運動させる方向をもつ。そのため、左足の足底部が上を向くようなトルクが踵において生じ、対象者７０の歩行が補助される。

対象者７０の歩行の補助を有効にするためには、第７ベクトルＶ７を大きくする必要がある。第７ベクトルＶ７を大きくするためには、上肢部分の動きによって発生した第１ベクトルＶ１を効率的に第７ベクトルＶ７に伝達しなければならない。そのため、力を効率的に伝達するためのワイヤ１８０の経路が設定される。前述のごとく、対象者７０毎に体格、筋力、姿勢、筋肉の使い方が異なるので、最適なワイヤ１８０の経路は、対象者７０毎に異なる。これは、図２（ｂ）のようにワイヤ１８０の経路を設定しても、対象者７０によっては、歩行が十分に補助されないことがあり得ることに相当する。これに対応するために、歩行補助装置１０００では、ワイヤガイドの位置が変更可能であるので、ワイヤ１８０の経路が調節可能である。

図３（ａ）−（ｂ）は、歩行補助装置１０００におけるワイヤ１８０の経路の候補を示す。図３（ａ）は、対象者７０の下半身において設定可能なワイヤ１８０の経路の候補を示す。経路の候補は、経路番号「１」から「８」によって示され、対象者７０の体格等に応じていずれかが選択される。すべての経路の候補は、共通して、つま先部分１０から、股関節横部分３０または股関節後方部分３２の股関節部分に至る。例えば、経路番号「３」の経路は、図２（ａ）の経路のうちの下半身の部分に相当する。ここでは、つま先部分１０、下腿外側部分１６、膝関節外側部分２０、大腿外側部分２８、股関節横部分３０のそれぞれに配置されたワイヤガイドにワイヤ１８０が順に通される。これらのワイヤガイドは、つま先部分ワイヤガイド１００、下腿外側部分ワイヤガイド１０２、膝関節外側部分ワイヤガイド１０４、大腿外側部分ワイヤガイド１０６、股関節横部分ワイヤガイド１０８にそれぞれ対応する。

経路番号「７」の経路では、つま先部分１０、下腿外側部分１６、膝関節前方外側部分２４、大腿外側部分２８、股関節横部分３０のそれぞれに配置されたワイヤガイドにワイヤ１８０が順に通される。この経路を説明するために、図４（ａ）−（ｂ）を使用する。図４（ａ）−（ｂ）は、歩行補助装置１０００における下半身のワイヤ１８０の経路を示し、図４（ａ）において実線で示された経路が経路番号「７」の経路を示す。前述のワイヤガイドは、つま先部分ワイヤガイド１００、下腿外側部分ワイヤガイド１０２、膝関節前方外側部分ワイヤガイド１２２、大腿外側部分ワイヤガイド１０６、股関節横部分ワイヤガイド１０８にそれぞれに対応する。ここでは、比較のために、下腿外側部分ワイヤガイド１０２、膝関節外側部分ワイヤガイド１０４、大腿外側部分ワイヤガイド１０６を通る経路番号「３」の経路も点線で示される。

経路番号「３」の経路における下腿外側部分ワイヤガイド１０２と膝関節外側部分ワイヤガイド１０４の間隔よりも、経路番号「７」の経路における下腿外側部分ワイヤガイド１０２と膝関節前方外側部分ワイヤガイド１２２の間隔の方が長い。また、経路番号「３」の経路における膝関節外側部分ワイヤガイド１０４と大腿外側部分ワイヤガイド１０６の間隔よりも、経路番号「７」の経路における膝関節前方外側部分ワイヤガイド１２２と大腿外側部分ワイヤガイド１０６の間隔の方が長い。つまり、膝関節周辺において、経路番号「３」の経路よりも経路番号「７」の経路の方がワイヤストロークを長くできる。そのため、体格、姿勢等によって十分なワイヤストロークを確保できない対象者７０に対しては、経路番号「３」の経路よりも経路番号「７」の経路が適しているといえ、経路番号「７」の経路が設定される。

一方、経路番号「３」の経路では、膝関節の軸近傍に膝関節外側部分ワイヤガイド１０４が配置されるが、経路番号「７」の経路では、膝関節の前方部分に膝関節前方外側部分ワイヤガイド１２２が配置される。これにより、経路番号「７」の経路よりも経路番号「３」の経路の方が膝関節を曲げやすい。そのため、経路番号「３」の経路でも十分なワイヤストロークを確保できる対象者７０に対しては、経路番号「７」の経路よりも経路番号「３」の経路が適しているといえ、経路番号「３」の経路が設定される。図３（ａ）に戻る。

経路番号「１」の経路では、つま先部分１０からワイヤ１８０が２つに分岐される。分岐された１つの経路（以下、「内側経路」という）では、つま先部分１０、下腿内側部分１２、膝関節内側部分１８、大腿内側部分２６、股関節後方部分３２のそれぞれに配置されたワイヤガイドにワイヤ１８０が順に通される。また、分岐されたもう１つの経路（以下、「外側経路」という）では、つま先部分１０、下腿外側部分１６、膝関節外側部分２０、大腿外側部分２８、股関節後方部分３２のそれぞれに配置されたワイヤガイドにワイヤ１８０が順に通される。そのため、内側経路と外側経路は、股関節後方部分３２に配置されたワイヤガイドで合流する。この経路を説明するために、図４（ｂ）を使用する。

図４（ｂ）は、経路番号「１」の経路を示す。前述の外側経路におけるワイヤガイドは、つま先部分ワイヤガイド１００、下腿外側部分ワイヤガイド１０２、膝関節外側部分ワイヤガイド１０４、大腿外側部分ワイヤガイド１０６、股関節後方部分ワイヤガイド１２０にそれぞれに対応する。これらのワイヤガイドには外側ワイヤ１８２が通される。また、内側経路におけるワイヤガイドは、つま先部分ワイヤガイド１００、下腿内側部分ワイヤガイド３０２、膝関節内側部分ワイヤガイド３０４、大腿内側部分ワイヤガイド３０６、股関節後方部分ワイヤガイド１２０にそれぞれ対応する。これらのワイヤガイドには内側ワイヤ１８４が通される。そのため、これまでのワイヤ１８０は、対象者７０の脚部分において外側ワイヤ１８２と内側ワイヤ１８４とに分岐される。外側ワイヤ１８２と内側ワイヤ１８４が使用される場合、外側経路におけるワイヤガイドと、内側経路におけるワイヤガイドとは、外側と内側において対象に配置されることを原則とする。さらに、外側ワイヤ１８２のストロークと内側ワイヤ１８４のストロークとが近くなるように調節される。

図３（ｂ）は、対象者７０の上半身において設定可能なワイヤ１８０の経路の候補を示す。経路の候補は、経路番号「１０」から「１５」によって示され、下半身の場合と同じく、対象者７０の体格等に応じていずれかが選択される。すべての経路の候補は、共通して、上前腸骨棘付近部分５０あるいは骨盤後方部分５２の腰部分から、上腕外側部分６４または肘部分６６の上肢部分に至る。特に、前述の第１ベクトルＶ１で示される力を大きくするために、上肢部分までワイヤ１８０が延ばされる。

例えば、経路番号「１４」の経路は、図２（ａ）の経路のうちの上半身の部分に相当する。ここでは、上前腸骨棘付近部分５０、胸部分５８、上腕外側部分６４のそれぞれに配置されたワイヤガイドにワイヤ１８０が順に通される。これらのワイヤガイドは、上前腸骨棘付近部分ワイヤガイド１１０、胸部分ワイヤガイド１１２、上腕外側部分ワイヤガイド１１４にそれぞれ対応する。

さらに、上半身におけるワイヤ１８０の経路を詳細に説明するために、図５（ａ）−（ｂ）を使用する。図５（ａ）−（ｂ）は、歩行補助装置１０００における上半身のワイヤ１８０の経路を示す。図５（ａ）は、図２（ａ）と同じ経路番号「１４」の経路を示す側面図であり、これは、図２（ｂ）の対象者７０が起立している場合の側面図である。図示のごとく、ワイヤ１８０は、対象者７０の上半身の前面部分に配置される。対象者７０が猫背である場合、図２（ｂ）のように歩行しても胸部分ワイヤガイド１１２と上腕外側部分ワイヤガイド１１４との間の距離が十分に長くならない。そのため、前述の第１ベクトルＶ１で示される力が弱くなり、第７ベクトルＶ７で示される力も弱くなる。これは、ワイヤ１８０のストロークが十分長くないからである。その結果、足首を中心にして足部を背屈運動させる方向の力が弱くなって、対象者７０の歩行が十分に補助されなくなる。

これに対応するために、対象者７０が猫背である場合、図５（ｂ）の経路が設定される。図示のごとく、骨盤後方部分ワイヤガイド１５０、背中下側部分ワイヤガイド１５２、背中上側部分ワイヤガイド１５４、肩部分ワイヤガイド１５６、胸部分ワイヤガイド１１２、上腕外側部分ワイヤガイド１１４にワイヤ１８０が順に通される。これは、図３（ｂ）における経路番号「１２」の経路である。前述のワイヤガイドは、骨盤後方部分５２、背中下側部分５６、背中上側部分６０、肩部分６２、胸部分５８、上腕外側部分６４のそれぞれに配置されたワイヤガイドに対応する。肩部分６２を経由することによって、背中上側部分ワイヤガイド１５４から上腕外側部分ワイヤガイド１１４に至る部分の長さが長くなるので、ワイヤ１８０のストロークが長くなる。その結果、足首を中心にして足部を背屈運動させる方向の力が強くなって、対象者７０の歩行が十分に補助される。

図３（ａ）−（ｂ）に戻る。下半身におけるワイヤ１８０の経路と、上半身におけるワイヤ１８０の経路とが接続されることによって、全身にわたるワイヤ１８０の経路が形成される。接続は、下半身におけるワイヤ１８０の経路の股関節部分と、上半身におけるワイヤ１８０の経路の腰部分とにおいてなされる。なお、これまでの説明においては、左半身において、下半身におけるワイヤ１８０の経路と、上半身におけるワイヤ１８０の経路とが接続されているが、右半身において同様の接続がなされてもよい。さらに、左半身での下半身におけるワイヤ１８０の経路と、右半身での上半身におけるワイヤ１８０とが接続されてもよく、右半身での下半身におけるワイヤ１８０の経路と、左半身での上半身におけるワイヤ１８０とが接続されてもよい。これらの場合、胴体の後方で接続される方が望ましい。

なお、下腿部分として、下腿内側部分１２、下腿前方部分１４、下腿外側部分１６が定義されており、それぞれにワイヤガイドが配置可能である。それぞれは、下腿外側部分ワイヤガイド１０２、下腿前方部分ワイヤガイド（これまで図示なし）、下腿内側部分ワイヤガイド３０２と呼ばれる。ワイヤ１８０の経路を設定する際、下腿外側部分ワイヤガイド１０２、下腿前方部分ワイヤガイド、下腿内側部分ワイヤガイド３０２のうちの少なくとも１つが選択されて、選択された少なくとも１つのワイヤガイドにワイヤ１８０が通される。ワイヤガイドが配置される位置を変更可能にするために、例えば、下腿部分ベルト２０２には、下腿外側部分ワイヤガイド１０２、下腿前方部分ワイヤガイド、下腿内側部分ワイヤガイド３０２が予め設けられていればよい。このような構成において、ワイヤ１８０の経路を設定する際に少なくとも１つのワイヤガイドが選択されて使用される。

また、下腿部分ベルト２０２には１つあるいは２つのワイヤガイドだけが予め設けられていてもよい。このような構成において、ワイヤ１８０の経路を設定する際に経路中の位置にワイヤガイドが配置されるように、下腿部分ベルト２０２の装着位置が調節される。例えば、ワイヤガイドが下腿外側部分１６に位置するように下腿部分ベルト２０２の装着位置が調節されることによって、当該ワイヤガイドは下腿外側部分ワイヤガイド１０２として使用される。これらのことは、他の部分に配置すべきワイヤガイドについても同様である。なお、これまで、膝関節前方内側部分２２、体側部分５４、肘部分６６のそれぞれに配置されるワイヤガイドについての説明を省略したが、そのようなワイヤガイドも配置可能である。

ここで、つま先部分ワイヤガイド１００は、第１線状部材ガイドと呼ばれてもよい。下腿外側部分ワイヤガイド１０２、下腿前方部分ワイヤガイド、下腿内側部分ワイヤガイド３０２は、第２線状部材ガイドと呼ばれてもよい。大腿外側部分ワイヤガイド１０６、大腿内側部分ワイヤガイド３０６は、第３線状部材ガイドと呼ばれてもよい。特に、大腿外側部分ワイヤガイド１０６は外側第３線状部材ガイドと呼ばれてもよく、大腿内側部分ワイヤガイド３０６は内側第３線状部材ガイドと呼ばれてもよい。上前腸骨棘付近部分ワイヤガイド１１０、骨盤後方部分ワイヤガイド１５０は、第４線状部材ガイドと呼ばれてもよい。膝関節外側部分ワイヤガイド１０４、膝関節前方外側部分ワイヤガイド１２２、膝関節内側部分ワイヤガイド３０４、膝関節前方内側部分ワイヤガイドは、第５線状部材ガイドと呼ばれてもよい。上腕外側部分ワイヤガイド１１４、肘部分ワイヤガイドは、第６線状部材ガイドと呼ばれてもよい。肩部分ワイヤガイド１５６は第７線状部材ガイドと呼ばれてもよい。

本実施例によれば、ワイヤガイドが配置される位置は変更可能であり、ワイヤの経路も調節可能であるので、さまざまな対象者に対して有効に力を伝達させることができる。また、さまざまな対象者に対して有効に力が伝達されるので、足底部のクリアランスを増加できる。また、さまざまな対象者に対して有効に力が伝達されるので、モータを使用せずに歩行を補助できる。また、モータを使用せずに歩行が補助されるので、歩行補助装置を日常的に装着できる。また、ワイヤには外側ワイヤと内側ワイヤとが含まれるので、大腿部分の内側と外側の両方にワイヤの経路を設定できる。また、大腿部分の内側と外側の両方にワイヤの経路が設定されるので、ワイヤの経路の候補を増加できる。また、膝関節部分にもワイヤガイドを配置するので、ワイヤの経路を細かく設定できる。また、上肢部分にもワイヤガイドを配置するので、上肢部分で生じた力をつま先部分に伝達できる。また、上肢部分で生じた力がつま先部分に伝達されるので、モータを使用せずに歩行を補助できる。また、肩部分にもワイヤガイドを配置するので、対象者の姿勢に応じたワイヤの経路を設定できる。

本開示の一態様の概要は、次の通りである。本発明のある態様の歩行補助装置は、対象者のつま先部分に配置すべき第１線状部材ガイドと、対象者の下腿部分に配置すべき第２線状部材ガイドと、対象者の大腿部分に配置すべき第３線状部材ガイドと、対象者の腰部分に配置すべき第４線状部材ガイドと、第１線状部材ガイドから、第２線状部材ガイド、第３線状部材ガイド、第４線状部材ガイドに順に通される線状部材とを備える。第１線状部材ガイド、第２線状部材ガイド、第３線状部材ガイド、第４線状部材ガイドのうちの少なくとも１つが配置される位置は変更可能であり、線状部材の経路は、第１線状部材ガイド、第２線状部材ガイド、第３線状部材ガイド、第４線状部材ガイドが配置される位置に応じて調節可能である。

この態様によると、線状部材ガイドが配置される位置は変更可能であり、線状部材の経路も調節可能であるので、さまざまな対象者に対して有効に力が伝達されて、モータを使用せずに歩行を補助できる。

第３線状部材ガイドは、対象者の外側の大腿部分に配置すべき外側第３線状部材ガイドと、対象者の内側の大腿部分に配置すべき内側第３線状部材ガイドとを含んでもよい。線状部材は、外側第３線状部材ガイドに通される外側線状部材と、内側第３線状部材ガイドに通される内側線状部材とを含んでもよい。この場合、線状部材には外側線状部材と内側線状部材とが含まれるので、大腿部分の内側と外側の両方に線状部材の経路を設定できる。

対象者の膝関節部分に配置すべき第５線状部材ガイドをさらに備えてもよい。線状部材は、第２線状部材ガイドと第３線状部材ガイドとの間において第５線状部材ガイドを通されてもよい。この場合、膝関節部分にも線状部材ガイドを配置するので、線状部材の経路を細かく設定できる。

対象者の上肢部分に配置すべき第６線状部材ガイドをさらに備えてもよい。線状部材は、第４線状部材ガイドを通されてから第６線状部材ガイドまで延びる。この場合、上肢部分にも線状部材ガイドを配置するので、上肢部分で生じた力をつま先部分に伝達できる。

対象者の肩部分に配置すべき第７線状部材ガイドをさらに備えてもよい。線状部材は、第４線状部材ガイドと第６線状部材ガイドとの間において第７線状部材ガイドを通されてもよい。この場合、肩部分にも線状部材ガイドを配置するので、対象者の姿勢に応じた線状部材の経路を設定できる。

以上、本開示を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本実施例において、各ワイヤガイドはベルトに設けられている。しかしながらこれに限らず例えば、ワイヤガイドは衣服に設けられてもよい。その場合、ベルトは不要になる。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。

本実施例において、全身にわたるワイヤ１８０の経路が形成されている。しかしながらこれに限らず例えば、下半身だけにおいてワイヤ１８０の経路が形成されてもよい。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。

本実施例において、ワイヤ１８０が使用されている。しかしながらこれに限らず例えば、ワイヤ１８０ではなく、紐、ゴム紐等が使用されてもよい。ワイヤ１８０、紐、ゴム紐等は線状部材と総称される。本変形例によれば、構成の自由度を向上できる。

１００ つま先部分ワイヤガイド、 １０２ 下腿外側部分ワイヤガイド、 １０４ 膝関節外側部分ワイヤガイド、 １０６ 大腿外側部分ワイヤガイド、 １０８ 股関節横部分ワイヤガイド、 １１０ 上前腸骨棘付近部分ワイヤガイド、 １１２ 胸部分ワイヤガイド、 １１４ 上腕外側部分ワイヤガイド、 １２０ 股関節後方部分ワイヤガイド、 １２２ 膝関節前方外側部分ワイヤガイド、 １５０ 骨盤後方部分ワイヤガイド、 １５２ 背中下側部分ワイヤガイド、 １５４ 背中上側部分ワイヤガイド、 １５６ 肩部分ワイヤガイド、 １８０ ワイヤ、 １８２ 外側ワイヤ、 １８４ 内側ワイヤ、 ２００ つま先部分ベルト、 ２０２ 下腿部分ベルト、 ２０４ 膝関節部分ベルト、 ２０６ 大腿部分ベルト、 ２０８ 股関節・腰部分ベルト、 ２１２ 胸部分ベルト、 ２１４ 上腕部分ベルト、 ３０２ 下腿内側部分ワイヤガイド、 ３０４ 膝関節内側部分ワイヤガイド、 ３０６ 大腿内側部分ワイヤガイド、 １０００ 歩行補助装置。

Claims (5)

1. 対象者のつま先部分に配置すべき第１線状部材ガイドと、
   前記対象者の下腿部分に配置すべき第２線状部材ガイドと、
   前記対象者の大腿部分に配置すべき第３線状部材ガイドと、
   前記対象者の腰部分に配置すべき第４線状部材ガイドと、
   前記第１線状部材ガイドから、前記第２線状部材ガイド、前記第３線状部材ガイド、前記第４線状部材ガイドに順に通される線状部材とを備え、
   前記第１線状部材ガイド、前記第２線状部材ガイド、前記第３線状部材ガイド、前記第４線状部材ガイドのうちの少なくとも１つが配置される位置は変更可能であり、
   前記線状部材の経路は、前記第１線状部材ガイド、前記第２線状部材ガイド、前記第３線状部材ガイド、前記第４線状部材ガイドが配置される位置に応じて調節可能であることを特徴とする歩行補助装置。
2. 前記第３線状部材ガイドは、
   前記対象者の外側の大腿部分に配置すべき外側第３線状部材ガイドと、
   前記対象者の内側の大腿部分に配置すべき内側第３線状部材ガイドとを含み、
   前記線状部材は、
   前記外側第３線状部材ガイドに通される外側線状部材と、
   前記内側第３線状部材ガイドに通される内側線状部材とを含むことを特徴とする請求項１に記載の歩行補助装置。
3. 前記対象者の膝関節部分に配置すべき第５線状部材ガイドをさらに備え、
   前記線状部材は、前記第２線状部材ガイドと前記第３線状部材ガイドとの間において前記第５線状部材ガイドを通されることを特徴とする請求項１または２に記載の歩行補助装置。
4. 前記対象者の上肢部分に配置すべき第６線状部材ガイドをさらに備え、
   前記線状部材は、前記第４線状部材ガイドを通されてから前記第６線状部材ガイドまで延びることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の歩行補助装置。
5. 前記対象者の肩部分に配置すべき第７線状部材ガイドをさらに備え、
   前記線状部材は、前記第４線状部材ガイドと前記第６線状部材ガイドとの間において前記第７線状部材ガイドを通されることを特徴とする請求項４に記載の歩行補助装置。

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