JP2019201852A - Walking support device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、歩行支援装置に関する。 The present invention relates to a walking support device.
自立歩行可能な使用者が、より質の高い自然な歩行のトレーニングを行うには、歩行器に寄り掛からず、体幹を真っ直ぐにした正しい姿勢で、脚に同期させて正しく腕を振りながら歩行することが非常に重要である。なお、自立歩行は可能であるが歩行トレーニングを必要とする使用者は、歩行トレーニング中に体のバランスを崩しやすく、転倒する可能性があり、転倒を防止する機構が望まれている。 In order for a user who can walk independently to train for higher quality natural walking, do not lean on the walker, walk in the correct posture with the trunk straight, swinging the arm correctly in sync with the leg It is very important to do. It should be noted that a user who can walk independently, but who needs walking training, easily loses the balance of the body during walking training and may fall, and a mechanism for preventing the fall is desired.
例えば特許文献1には、図17に示すように、左右一対のサイドフレーム121と支柱107を有するベースフレーム102と、サイドフレーム121の前方に設けられた左右一対の前輪106と、サイドフレーム121の後方に設けられた左右一対の後輪104と、支柱107の上端に設けられた天板110と、を有する移動補助具100が開示されている。移動補助具100には、使用者が体のバランスを崩して移動補助具100とともに後方に転倒することを防止するために、後輪104よりも後方にサイドフレーム121が延長された左右一対の転倒防止延出部121aが設けられている。使用者が後方に転倒しそうになって移動補助具100が使用者とともに後方に傾斜した場合、当該転倒防止延出部121aが床面に接触して、移動補助具100が後方に転倒することが防止され、使用者が移動補助具100とともに後方に転倒することが防止される。
For example, in Patent Document 1, as shown in FIG. 17, a
また特許文献2には、図18に示すように、フレーム210、ハンドル240、ブレーキ250、ブレーキシュー255、左右一対の前輪220、左右一対の後輪230、バッテリ210B、電動モータ220M、制御ユニット210C、を有する電動アシスト歩行車200が開示されている。電動アシスト歩行車200には、使用者が体のバランスを崩して電動アシスト歩行車200とともに後方に転倒することを防止するために、後輪230よりも後方にフレーム210が延長された左右一対の転倒防止延出部260が設けられている。使用者が後方に転倒しそうになって電動アシスト歩行車200が使用者とともに後方に傾斜した場合、当該転倒防止延出部260が路面に接触して、電動アシスト歩行車200が後方に転倒することが防止され、使用者が電動アシスト歩行車200とともに後方に転倒することが防止される。
In
特許文献1に記載された移動補助具100の転倒防止延出部121a(図17参照)と、特許文献2に記載された電動アシスト歩行車200の転倒防止延出部260(図18参照)は、どちらも、後輪よりも後方に延出するように設けられている。このため、使用者の歩行トレーニング中、あるいは使用者が歩行トレーニングを開始するために機器に近づいた際、あるいは使用者が歩行トレーニングを終えて機器から離れる際、使用者が足を引っかけて転倒してしまう可能性がある。なお、前輪と後輪の間隔であるホイールベースを長くすることで、上記の転倒防止延長部を省略することも可能であるが、ホイールベースを長くすると、使用者の歩行の妨げになったり、機器の小回りが利かなくなって不便となったりするので、ホイールベースを長くすることは、あまり好ましくない。
The fall
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、体幹を真っ直ぐにして腕を振りながら歩行することを支援するとともに、後輪よりも後方に延出した延出部を有することなく、使用者が後方に転倒することを適切に防止することができる、歩行支援装置を提供することを課題とする。 The present invention was devised in view of such a point, and has an extension part that extends backward from the rear wheel while supporting the walking while swinging the arm with the trunk straight. It is an object of the present invention to provide a walking support device that can appropriately prevent a user from falling backwards.
上記課題を解決するため、本発明の第1の発明は、フレームと、使用者に把持されて使用者の歩行に伴う腕の振りに合わせて前記フレームに対して前後方向に移動する左右一対の持ち手と、それぞれの前記持ち手が設けられて、使用者の歩行に伴う腕の振りに合わせた可動範囲にそれぞれの前記持ち手を案内する左右一対の持ち手案内手段と、前記フレームに設けられた少なくとも1つの駆動輪を含む複数の車輪と、前記駆動輪を駆動する走行用駆動手段と、前記走行用駆動手段を動作させるバッテリと、それぞれの前記持ち手の状態を検出するそれぞれの持ち手状態検出手段と、前記持ち手状態検出手段からの検出信号に基づいて持ち手状態を判定し、判定した前記持ち手状態に応じて前記走行用駆動手段を制御する制御手段と、を有して、左右の手でそれぞれの前記持ち手を把持した使用者が腕を前後方向に振りながら歩行した際に使用者とともに進行する歩行支援装置である。そして、複数の前記車輪の少なくとも1つは、前記フレームの後端に設けられており、使用者の後方への転倒の予兆を検出する転倒予兆検出手段と、使用者が後方に転倒することを防止する転倒防止機構と、を有し、前記制御手段は、前記転倒予兆検出手段からの検出信号に基づいて、使用者が後方に転倒する予兆があると判定した場合、前記転倒防止機構を作動させる、歩行支援装置である。 In order to solve the above-mentioned problems, a first invention of the present invention is a pair of left and right frames, which are gripped by a user and move in the front-rear direction with respect to the frame according to the swing of an arm accompanying a user's walk. A pair of left and right handle guiding means for guiding each of the handles to a movable range in accordance with the swing of the arm as the user walks. A plurality of wheels including at least one driving wheel, a driving means for driving the driving wheel, a battery for operating the driving means for driving, and a handle for detecting the state of each handle. Hand state detecting means; and a control means for determining a holding state based on a detection signal from the holding state detecting means and controlling the driving means for traveling according to the determined holding state. The A walking assistance device user gripping the respective said possession right and left hands to proceed with the user when the user walks while swinging in the front-rear direction arm. Then, at least one of the plurality of wheels is provided at the rear end of the frame, and a fall sign detection means for detecting a sign of a fall to the rear of the user, and that the user falls backward. And the control means activates the fall prevention mechanism when it is determined that there is a sign that the user falls backward based on a detection signal from the fall sign detection means. It is a walking support device.
次に、本発明の第2の発明は、上記第1の発明に係る歩行支援装置であって、前記転倒防止機構は、それぞれの前記持ち手と、それぞれの前記持ち手を前後方向に強制的に移動させることが可能なそれぞれの持ち手用駆動手段と、を有しており、前記制御手段は、前記転倒防止機構を作動させる場合、それぞれの前記持ち手が、それぞれの前方に移動するように、それぞれの前記持ち手用駆動手段を制御する、歩行支援装置である。 Next, a second invention of the present invention is the walking support device according to the first invention, wherein the fall prevention mechanism forces each of the handles and each of the handles in the front-rear direction. Drive means for each handle that can be moved to each other, and when the control means operates the fall prevention mechanism, each of the handles is moved forward. Furthermore, it is a walking support device that controls the respective drive means for the handle.
次に、本発明の第3の発明は、上記第2の発明に係る歩行支援装置であって、それぞれの前記持ち手状態検出手段には、それぞれの前記持ち手の前後方向の位置を検出可能なそれぞれの持ち手位置検出手段が含まれており、前記制御手段は、前記転倒防止機構を作動させて、それぞれの前記持ち手を、それぞれ前方に移動させる際、それぞれの前記持ち手位置検出手段からの検出信号に基づいて、それぞれの前記持ち手の前後方向の位置を検出し、前方側となる前記持ち手を、後方側となる前記持ち手よりも大きな力で前方に移動させる、あるいは、前方側となる前記持ち手の前方への移動距離を、後方側となる前記持ち手の前方への移動距離よりも大きくする、歩行支援装置である。 Next, a third invention of the present invention is the walking support device according to the second invention, wherein each of the holding state detecting means can detect the position in the front-rear direction of each holding hand. Each holding position detecting means, and when the control means operates the fall prevention mechanism to move each holding hand forward, each holding position detecting means. On the basis of the detection signal from the front and rear positions of the respective handles, and the front side handle is moved forward with a greater force than the rear side handle, or It is a walking assistance apparatus which makes the moving distance to the front of the handle on the front side larger than the moving distance to the front of the handle on the rear side.
次に、本発明の第4の発明は、上記第2の発明に係る歩行支援装置であって、それぞれの前記持ち手状態検出手段には、それぞれの前記持ち手の前後方向の位置を検出可能なそれぞれの持ち手位置検出手段が含まれており、前記制御手段は、前記転倒防止機構を作動させて、それぞれの前記持ち手を、それぞれ前方に移動させる際、それぞれの前記持ち手位置検出手段からの検出信号に基づいて、それぞれの前記持ち手の前後方向の位置を検出し、後方側となる前記持ち手を、前方側となる前記持ち手よりも大きな力で前方に移動させる、あるいは、後方側となる前記持ち手の前方への移動距離を、前方側となる前記持ち手の前方への移動距離よりも大きくする、歩行支援装置である。 Next, a fourth invention of the present invention is the walking support device according to the second invention, wherein each of the handle state detecting means can detect the position in the front-rear direction of each handle. Each holding position detecting means, and when the control means operates the fall prevention mechanism to move each holding hand forward, each holding position detecting means. On the basis of the detection signal from the front and rear positions of each of the handles, and move the handle on the rear side forward with a greater force than the handle on the front side, or It is a walking assistance apparatus which makes the moving distance to the front of the handle on the rear side larger than the moving distance to the front of the handle on the front side.
次に、本発明の第5の発明は、上記第1の発明〜第4の発明のいずれか1つに係る歩行支援装置であって、前記転倒防止機構は、前記駆動輪と、前記走行用駆動手段と、を有しており、前記制御手段は、前記転倒防止機構を作動させる場合、使用者に対して前記歩行支援装置が相対的に後方に移動するように前記走行用駆動手段を制御する、歩行支援装置である。 Next, a fifth invention of the present invention is the walking support device according to any one of the first to fourth inventions, wherein the overturn prevention mechanism includes the drive wheel and the traveling wheel. Drive means, and when the fall prevention mechanism is operated, the control means controls the driving means for traveling so that the walking support device moves relatively backward with respect to a user. It is a walking support device.
次に、本発明の第6の発明は、上記第1の発明〜第5の発明のいずれか1つに係る歩行支援装置であって、左右一対の前記持ち手案内手段は、前記フレームに設けられて前後方向に延びるように使用者の左右に配置されたレールであり、左右一対の前記持ち手は、それぞれの前記レールに設けられて前記レールに沿って前後方向にスライド可能とされている、歩行支援装置である。 Next, a sixth invention of the present invention is the walking support device according to any one of the first to fifth inventions, wherein the pair of left and right handle guiding means are provided on the frame. The rails are arranged on the left and right sides of the user so as to extend in the front-rear direction, and the pair of left and right handles are provided on the rails and are slidable in the front-rear direction along the rails. The walking support device.
次に、本発明の第7の発明は、上記第1の発明〜第6の発明のいずれか1つに係る歩行支援装置であって、それぞれの前記持ち手状態検出手段には、左右の手でそれぞれの前記持ち手を把持している使用者のそれぞれの把持力を検出可能なそれぞれの圧力検出手段が含まれており、前記転倒予兆検出手段は、それぞれの前記圧力検出手段を含み、前記制御手段は、それぞれの前記圧力検出手段からの検出信号に基づいて、使用者のそれぞれの前記把持力を検出し、検出した前記把持力に基づいて、使用者が後方に転倒する予兆の有無を判定する、歩行支援装置である。 Next, a seventh invention of the present invention is the walking support device according to any one of the first to sixth inventions, wherein the holding state detecting means includes left and right hands. Each of the pressure detection means capable of detecting the gripping force of each of the users holding the respective handles, and the fall sign detection means includes the pressure detection means, The control means detects each gripping force of the user based on the detection signal from each pressure detection means, and based on the detected gripping force, indicates whether or not there is a sign that the user falls backwards. It is a walking assistance device to determine.
次に、本発明の第8の発明は、上記第7の発明に係る歩行支援装置であって、前記制御手段は、少なくとも一方の前記持ち手に対する前記把持力が所定把持力よりも大きな場合に、使用者が後方に転倒する予兆が有ると判定する、歩行支援装置である。 Next, an eighth invention of the present invention is the walking assist device according to the seventh invention, wherein the control means is configured such that the gripping force with respect to at least one of the handles is larger than a predetermined gripping force. The walking assist device determines that there is a sign that the user falls backward.
次に、本発明の第9の発明は、上記第7の発明に係る歩行支援装置であって、前記制御手段は、それぞれの前記圧力検出手段からの検出信号に基づいて、さらに、使用者が前記持ち手を前方に押出す力及び使用者が前記持ち手を後方に引く力、を検出可能であり、双方の前記持ち手が後方に引かれていることを検出した場合に、使用者が後方に転倒する予兆が有ると判定する、歩行支援装置である。 Next, a ninth aspect of the present invention is the walking assist device according to the seventh aspect, wherein the control means is further configured so that the user can further determine whether the user has detected a signal from the pressure detection means. When it is possible to detect the force that pushes the handle forward and the force that the user pulls the handle backward, and detects that both the handles are pulled backward, the user It is a walking support device that determines that there is a sign of falling backward.
第1の発明によれば、少なくとも1つの車輪がフレームの後端に設けられているので、後輪よりも後方に延出した延出部を有していない。従って、使用者が延出部に足を引っかけて転倒してしまうことが防止される。また、使用者の後方への転倒を予兆を検出する転倒予兆検出手段と、使用者が後方に転倒することを防止する転倒防止機構と、を有しているので、使用者が後方に転倒することを適切に防止することができる。 According to the first invention, since at least one wheel is provided at the rear end of the frame, it does not have an extending portion that extends rearward from the rear wheel. Therefore, it is prevented that the user falls by falling on the extension part. In addition, since it has a fall sign detection means for detecting a sign that the user has fallen backward and a fall prevention mechanism that prevents the user from falling backward, the user falls backward. This can be prevented appropriately.
第2の発明では、使用者が後方に転倒する予兆があると判定した場合に、使用者が把持している持ち手を前方に移動させることで使用者を前方に引っ張り、使用者の体重を前方に移動させる。これにより、使用者が後方に転倒することを適切に防止することができる。 In the second invention, when it is determined that there is a sign that the user falls backward, the user grips the user's weight by moving the handle held by the user forward. Move forward. Thereby, it can prevent appropriately that a user falls backward.
第3の発明では、使用者が把持している持ち手を前方に移動させることで使用者を前方に引っ張る際、左右の持ち手のうちで「前方側」の持ち手を、より大きな力で引っ張り、あるいは、より長い距離を引っ張り、使用者の体重をより適切に前方に移動させる。これにより、使用者が後方に転倒することを、さらに適切に防止することができる。 In the third invention, when pulling the user forward by moving the handle held by the user forward, the handle on the “front side” of the left and right handles can be moved with greater force. Pull or pull a longer distance to move the user's weight more appropriately forward. Thereby, it can prevent more appropriately that a user falls backward.
第4の発明では、使用者が把持している持ち手を前方に移動させることで使用者を前方に引っ張る際、左右の持ち手のうちで「後方側」の持ち手を、より大きな力で引っ張り、あるいは、より長い距離を引っ張り、後方に移動した使用者の体重をより適切に支える。これにより、使用者が後方に転倒することを、さらに適切に防止することができる。 In the fourth invention, when pulling the user forward by moving the handle held by the user forward, the handle on the “rear side” among the left and right handles can be moved with a greater force. Pull or pull a longer distance to better support the weight of the user who has moved backwards. Thereby, it can prevent more appropriately that a user falls backward.
第5の発明では、使用者が後方に転倒する予兆があると判定した場合に、使用者に対する歩行支援装置の相対的な位置を、後方に移動させて使用者を歩行支援装置で支え(疑似的にホイールベースを後方側に延長)、後方に移動した使用者の体重を支える。これにより、使用者が後方に転倒することを適切に防止することができる。 In the fifth invention, when it is determined that there is a sign that the user falls backward, the relative position of the walking support device with respect to the user is moved backward to support the user with the walking support device (pseudo). The wheelbase is extended to the rear side) to support the weight of the user who moved backward. Thereby, it can prevent appropriately that a user falls backward.
第6の発明では、持ち手案内手段をシンプルな構造で実現することが可能であり、フレームに対して前後に移動する持ち手もシンプルな構造で実現することができる。 In the sixth invention, the handle guiding means can be realized with a simple structure, and the handle moving back and forth with respect to the frame can also be realized with a simple structure.
第7の発明では、使用者が持ち手を把持する把持力に基づいて、使用者が後方に転倒する予兆の有無を判定する。従って、シンプルな検出手段にて、使用者が後方に転倒する予兆の有無を判定することができる。 In the seventh invention, the presence or absence of a sign that the user falls backward is determined based on the gripping force with which the user grips the handle. Therefore, it is possible to determine whether or not there is a sign that the user falls backward using simple detection means.
第8の発明では、使用者の把持力が所定把持力よりも大きい場合に、使用者が後方に転倒する予兆が有ると判定する。後方に転倒しそうになった使用者は、あわてて持ち手を力いっぱい握るはずであり、これを検出する。従って、使用者が後方に転倒する予兆の有無を、適切かつ容易に判定することができる。 In the eighth invention, when the gripping force of the user is larger than the predetermined gripping force, it is determined that there is a sign that the user falls backward. The user who is about to fall backwards should hurry and grasp the handle as much as possible, and this is detected. Therefore, the presence or absence of a sign that the user falls backward can be determined appropriately and easily.
第9の発明では、双方の持ち手が後方に引かれている場合に、使用者が後方に転倒する予兆が有ると判定する。後方に転倒しそうになった使用者は、双方の持ち手を後方に引っ張って体を前方に移動させようとするはずであり、これを検出する。従って、使用者が後方に転倒する予兆の有無を、適切かつ容易に判定することができる。 In the ninth invention, when both handles are pulled backward, it is determined that there is a sign that the user falls backward. A user who is about to fall backward should pull both handles backward to try to move the body forward and detects this. Therefore, the presence or absence of a sign that the user falls backward can be determined appropriately and easily.
以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。なお、図中にX軸、Y軸、Z軸が記載されている場合、各軸は互いに直交している。そして図1では、Z軸方向は、前輪60FRから後輪60RRへの方向を示し、X軸方向は、フレーム50における左から右へ向かう方向を示している。つまり、歩行支援装置10に対して、X軸方向を“右”、X軸方向に対して反対方向を“左”とし、Z軸方向の反対方向を“前”、Z軸方向を“後”とする。また、Y軸方向を“上”、Y軸方向の反対方向を“下”とする。
EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, the form for implementing this invention is demonstrated using drawing. In addition, when the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis are described in the drawing, the axes are orthogonal to each other. In FIG. 1, the Z-axis direction indicates the direction from the front wheel 60FR to the rear wheel 60RR, and the X-axis direction indicates the direction from the left to the right in the
●[歩行支援装置10の概略全体構成(図1)]
図1を用いて、本発明の歩行支援装置10の概略全体構成を説明する。歩行支援装置10は、持ち手20R、20Lと、レール30R、30Lと、制御手段40と、フレーム50と、前輪60FR、60FLと、後輪60RR、60RLと、走行用駆動手段64R、64L(例えば電動モータ)と、コントロールパネル70と、バッテリBと、を有している。
● [General outline configuration of walking support device 10 (FIG. 1)]
A schematic overall configuration of the
フレーム50は、図1に示すように、左右方向に対して対称の形状をしており、使用者はフレーム50の開放されている側(後方)からレール30Rとレール30Lとの間に入り、歩行支援装置10を操作する。
As shown in FIG. 1, the
前輪60FR、60FLは、フレーム50における前方下端に設けられた従動輪(旋回自在なキャスタ輪)である。後輪60RR、60RLは、フレーム50における下端かつ後端に設けられた駆動輪であり、ベルト62を介して走行用駆動手段64R、64Lでそれぞれ駆動される。図1に示す例では、駆動輪である後輪は左右一対であって、それぞれ独立に走行用駆動手段により駆動される例を示している。なお、後輪60RR、60RLは、フレーム50の後端に設けられているので、後輪60RR、60RLの後方にフレームは突出していない(後輪の後方に延出部を有していない)。
The front wheels 60FR and 60FL are driven wheels (turnable caster wheels) provided at the lower front end of the
フレーム50の右側にはレール30R、左側にはレール30Lがそれぞれ設けられている。レール30R、30Lのそれぞれには、上方に突出した持ち手20R、20Lがそれぞれ設けられている。持ち手20R、20Lは、使用者の歩行に伴う腕の振りに合わせたレール30R、30Lのそれぞれの可動範囲内を前後に移動する。レールと持ち手は、左右一対で設けられている。レール30R、30Lは、フレーム50に設けられて、前後方向に延びるように、使用者(歩行支援装置10を使用中の使用者)の左右に配置される。左右一対の持ち手20R、20Lは、使用者に把持されて使用者の歩行に伴う腕の振りに合わせてフレーム50に対して前後方向に移動する。また左右一対のレール30R、30L(持ち手案内手段に相当)は、それぞれの持ち手が設けられて、使用者の歩行に伴う腕振りに合わせた可動範囲にそれぞれの持ち手を案内する。
A
コントロールパネル70は、図1に示すように、例えばフレーム50の上部であって使用者による操作が容易な位置に設けられている。コントロールパネル70は、メインスイッチ72と、アシスト量調整ボリューム74aと、負荷量調整ボリューム74bと、移動負荷制御モード切替76と、モニター78と、を有している。メインスイッチ72は、歩行支援装置10のメインのスイッチであり、オンにするとバッテリBから制御手段40と走行用駆動手段64R、64Lへ電力を供給し、歩行支援装置10の操作を可能にする。
As shown in FIG. 1, the
移動負荷制御モード切替76は、後述する持ち手用駆動手段32R、32L(例えば電動モータであり、図2参照)によるレール30R、30Lに対する持ち手20R、20Lの移動をアシストするアシストモード又は移動に負荷を掛ける負荷モードを切り替える。例えば移動負荷制御モード切替76は、持ち手の移動をアシストする「アシストモード」と、持ち手の移動に負荷を加える「負荷モード」と、持ち手の移動に対してアシストも負荷の付与も行わない「ノーマルモード」と、の3つのモードの切り替えを可能とする。また、アシスト量調整ボリューム74aはアシストモードにおけるアシスト量を、負荷量調整ボリューム74bは負荷モードにおける負荷量を、それぞれ調整するボリュームである。モニター78は、種々の状態を表示するモニターで、例えばバッテリBの充電量、各種モードの設定、動作の状態等を表示する。
The moving load control mode switching 76 is an assist mode or movement for assisting movement of the
3軸加速度・角速度センサ52は、フレーム50に設けられており、X軸・Y軸・Z軸の3方向の軸のそれぞれに対して加速度を計測するとともに、3方向のそれぞれの軸を中心とした回転の角速度を計測し、計測結果に基づいた検出信号を制御手段40に出力する。例えば3軸加速度・角速度センサ52は、歩行支援装置10が傾斜面を進行している場合、X軸・Y軸・Z軸のそれぞれに対する歩行支援装置10の傾斜角度に応じた検出信号を制御手段40に出力する。また、例えば3軸加速度・角速度センサ52は、歩行支援装置10の車体に加えられた加速度(例えば、車体への衝撃)を検出し、検出した加速度に応じた検出信号を制御手段40に出力する。また、例えば3軸加速度・角速度センサ52は、歩行支援装置10の車体のピッチ角速度(X軸回りの角速度)、ヨー角速度(Y軸回りの角速度)、ロール角速度(Z軸回りの角速度)を検出し、検出した角速度に応じた検出信号を制御手段40に出力する。制御手段40は、3軸加速度・角速度センサ52からの検出信号に基づいて、歩行支援装置10のX軸・Y軸・Z軸に対するそれぞれの傾斜角度、加速度(衝撃)の大きさ、ピッチ角速度、ヨー角速度、ロール角速度を検出することができる。
The triaxial acceleration /
●[レール30R及び持ち手20Rの詳細な構造(図2〜図4)]
図2〜図4を用いて、歩行支援装置10におけるレール30R及び持ち手20Rの構造について詳細に説明する。なお、歩行支援装置10は、コントロールパネル70と制御手段40とバッテリBを除き、フレーム50における左右において対称な構造であるため、左側の説明を省略して主に右側の構造について説明する。図2は、持ち手20R及びレール30Rの構成及び機能を説明する斜視図である。また、図3は、図2におけるIII−III断面図であり、図4は、図2におけるIV−IV断面図である。
● [Detailed structure of
The structure of the
レール30Rは、図2に示すように、持ち手20Rと、プーリーPB、PFと、ワイヤーWと、を有している。レール30Rは、上方向に凹状に湾曲した形状を有し、前後方向に沿って上方向に開口するレールスリット部38を有している。また、レール30Rは、前後方向における両端に、プーリーPB、PFがそれぞれ設けられている。ワイヤーWは、前方に配置されたプーリーPFと後方に配置されたプーリーPBに掛けられ、それぞれの回転を連動させる。
As illustrated in FIG. 2, the rail 30 </ b> R includes a handle 20 </ b> R, pulleys PB and PF, and a wire W. The
持ち手用駆動手段32Rと右持ち手位置検出手段34R(例えばエンコーダ)と持ち手移動制限手段35Rは、プーリーPFに対して同軸に設けられている。図4に示すように、アンカー部22Bのワイヤー接続部WAにはワイヤーが固定され、ワイヤー孔WHにはワイヤーが固定されることなく挿通されている。そしてアンカー部22Bには持ち手20Rが接続されている。これにより、持ち手用駆動手段32Rは、プーリーPFを回転させてワイヤーWをプーリー間で回転させることで、持ち手20Rの移動をアシスト又は、持ち手20Rの移動に負荷を掛けることができる。
The handle driving means 32R, the right handle position detecting means 34R (for example, an encoder), and the handle movement restricting means 35R are provided coaxially with the pulley PF. As shown in FIG. 4, a wire is fixed to the wire connecting portion WA of the
右持ち手位置検出手段34Rは、レール30Rに対する持ち手20Rの移動に伴うプーリーPFの回転量及び回転方向、すなわち持ち手20Rの移動量及び移動方向を含む検出信号を制御手段40へ出力する。制御手段40は、右持ち手位置検出手段34Rからの検出信号に基づいて、レール30R上における持ち手20Rの位置(前後方向の位置)を検出することができる。
The right hand
持ち手20Rは、図3に示すように、持ち手軸部21aと、軸部嵌入孔21bと、スライダ22と、グリップ部26aと、スイッチグリップ部26b、26cと、ブレーキレバーBKLと、を有している。また、スライダ22は、持ち手保持部22Aとアンカー部22Bを有している。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すように、付勢手段24の一方端が持ち手軸部21aに接続され、他方端が軸部嵌入孔21bの底部に接続されている。持ち手軸部21aの付勢手段24が接続されている端部には円周方向に鍔部21cが設けられている。また、軸部嵌入孔21bにおける開口の内側壁面には、内鍔部20cが設けられている。これにより、グリップ部26aは、持ち手軸部21aと分離することなく、持ち手軸部21aの長手方向に沿って上下にスライド可能である。すなわち、持ち手20Rは、突出方向への伸縮を可能とする伸縮機構を有している。
As shown in FIG. 3, one end of the urging means 24 is connected to the
持ち手軸部21aの付勢手段24が接続されていない側には、持ち手支持軸JKが設けられている。持ち手支持軸JKは、軸の先端が略球状に形成されており、持ち手保持部22Aに設けられた凹部とボールジョイントを形成する。これにより、持ち手20Rは、持ち手保持部22Aに対して開口で規制される範囲内で前後左右に傾けることができる(図3、図4参照)。
A handle support shaft JK is provided on the side of the
右持ち手傾き検出手段33Rは、持ち手保持部22Aの開口において設けられ前後左右から持ち手支持軸JKに対応させて配置されている。右持ち手傾き検出手段33Rは、例えば持ち手支持軸JK側面と持ち手保持部22Aの開口との間にバネを設け、そのバネの伸縮伸長による圧力を検出する圧力検出手段(例えば圧力センサ)である。そして右持ち手傾き検出手段33Rは、バネの伸縮伸長による圧力に応じた検出信号を制御手段40に出力する。制御手段40は、右持ち手傾き検出手段33Rからの検出信号に基づいて、持ち手保持部22Aに対する持ち手20Rの傾斜方向や傾斜角度を検出することができる。
The right handle inclination detecting means 33R is provided at the opening of the
スイッチグリップ部26bは、図3に示すように、グリップ付勢手段28(例えばバネ)により、グリップ部26aとスイッチグリップ部26bとの間に所定の隙間を生じるように、持ち手20Rの前方側に設けられている。把持検出手段25RFは、圧力検出手段(例えば圧力センサ)であり、使用者が持ち手20Rを把持した際、持ち手20Rの前方側の把持力に応じた検出信号を出力する。また、把持検出手段25RFは、使用者が持ち手20Rを把持して、把持した持ち手20Rを前方から後方へと移動させた場合、持ち手20Rの前方側の把持力と、持ち手20Rの前方側を後方に押して持ち手20Rを後方に引っ張る引張力と、に応じた検出信号を出力する。制御手段40は、把持検出手段25RFからの検出信号に基づいて、使用者の把持力、引張力を検出することができる。
As shown in FIG. 3, the
スイッチグリップ部26cは、図3に示すように、グリップ付勢手段28(例えばバネ)により、グリップ部26aとスイッチグリップ部26cとの間に所定の隙間を生じるように、持ち手20Rの後方側に設けられている。把持検出手段25RBは、圧力検出手段(例えば圧力センサ)であり、使用者が持ち手20Rを把持した際、持ち手20Rの後方側の把持力に応じた検出信号を出力する。また、把持検出手段25RBは、使用者が持ち手20Rを把持して、把持した持ち手20Rを後方から前方へと移動させた場合、持ち手20Rの後方側の把持力と、持ち手20Rの後方側を前項に押して持ち手20Rを前項に押し出す押出力と、に応じた検出信号を出力する。制御手段40は、把持検出手段25RBからの検出信号に基づいて、使用者の把持力、押出力を検出することができる。
As shown in FIG. 3, the
ブレーキレバーBKLは、一方端がグリップ部26aにおける前側下方に接続されている。使用者が、ブレーキレバーBKLを把持してグリップ部26a側に引くと、前輪60FR、60FL、後輪60RR、60RLの回転をロックし、そのロック状態が維持され、さらに引くとロックを解除する機構を有する(図示省略)。
One end of the brake lever BKL is connected to the lower front side of the
レール30Rには、図2に示すように、フレーム50に対する持ち手20Rの移動の許可と禁止を行う持ち手移動制限手段35Rが設けられている。例えば持ち手移動制限手段35Rは、持ち手用駆動手段32R(例えば電動モータ)の回転をロックするロック機構を有し、持ち手用駆動手段32Rの回転をロックすることで持ち手の移動を禁止し、持ち手用駆動手段32Rの回転のロックを解除することで、レールに対する(すなわち、フレームに対する)持ち手の移動を許可する。また、このロック機構として、例えばパウダーブレーキを用いても良いし、持ち手用駆動手段32Rに直流電流を印加してロックさせても良い(この場合、持ち手用駆動手段が持ち手移動制限手段となる)。
As shown in FIG. 2, the rail 30 </ b> R is provided with handle movement restriction means 35 </ b> R that permits and prohibits movement of the handle 20 </ b> R with respect to the
アンカー部22Bに設けられたワイヤー孔WHには、図2と図4に示すように、ワイヤーWの一方が挿通されており、ワイヤーWの他方がワイヤー接続部WAに接続されている(固定されている)。また、持ち手20Rは、持ち手保持部22Aとアンカー部22Bを接続するくびれた部分がレールスリット部38を摺動して、レール30R上を移動できる。
As shown in FIGS. 2 and 4, one of the wires W is inserted into the wire hole WH provided in the
信号ケーブル36は、一方がアンカー部22Bに接続されて、他方が制御手段40に接続されており、把持検出手段25RF、25RBと、右持ち手位置検出手段34Rと、右持ち手傾き検出手段33Rからの検出信号を制御手段40へ伝達する。信号ケーブル36は、例えば、フレキシブルケーブル等の柔軟性を有するケーブルであれば良い。
One of the
上記の把持検出手段25RF、25RB、右持ち手位置検出手段34R、右持ち手傾き検出手段33Rは、持ち手状態検出手段に相当している。 The grip detection means 25RF and 25RB, the right hand position detection means 34R, and the right hand tilt detection means 33R correspond to the handle state detection means.
●[制御手段40の入出力(図5)]
図5は、歩行支援装置10の制御手段40(例えばCPUを備えた制御装置)の入出力を説明するブロック図である。図5に示すように、制御手段40(例えばCPU)は、持ち手状態検出手段42からの入力情報(検出信号)と、コントロールパネル70からの入力情報と、3軸加速度・角速度センサ52からの入力情報(検出信号)に基づいて、持ち手用駆動手段32R、32Lと、持ち手移動制限手段35R、35Lと、走行用駆動手段64R、64Lを制御する。持ち手状態検出手段42は、把持検出手段25RF、25LF、25RB、25LBと、右持ち手傾き検出手段33Rと、左持ち手傾き検出手段33Lと、右持ち手位置検出手段34Rと、左持ち手位置検出手段34Lと、から構成されている。また、記憶手段44は、情報を記憶する手段であり、制御手段40の求めに応じて情報の記憶と読み出しを行う。また制御手段40には、コントロールパネル70のメインスイッチ72、アシスト量調整ボリューム74a、負荷量調整ボリューム74b、移動負荷制御モード切替76から信号が入力され、制御手段40はモニター78に画像信号等を出力する。
● [Input and output of control means 40 (FIG. 5)]
FIG. 5 is a block diagram for explaining input / output of the control means 40 (for example, a control device including a CPU) of the
●[制御手段40の処理手順(図6〜図13)]
図6は、制御手段40の処理手順における全体処理を示している。使用者がメインスイッチ72をONにすると、所定時間間隔(例えば数[ms]間隔)で、図6に示す処理が起動される。制御手段40は、図6に示す処理が起動されると、ステップS010へと処理を進める。
[Processing procedure of control means 40 (FIGS. 6 to 13)]
FIG. 6 shows the overall processing in the processing procedure of the control means 40. When the user turns on the
ステップS010にて制御手段40は、SB100(入力処理)を実行してステップS020に処理を進める。なおSB100(入力処理)の詳細については後述する。 In step S010, the control means 40 executes SB100 (input processing) and proceeds to step S020. Details of SB100 (input processing) will be described later.
ステップS020にて制御手段40は、SB200(転倒予測処理)を実行してステップS030に処理を進める。なおSB200(転倒予測処理)の詳細については後述する。 In step S020, the control means 40 executes SB200 (falling prediction process) and advances the process to step S030. Details of SB200 (falling prediction process) will be described later.
ステップS030にて制御手段40は、SB300(持ち手制御処理)を実行してステップS040に処理を進める。なおSB300(持ち手制御処理)の詳細については後述する。 In step S030, the control means 40 executes SB300 (hand-holding control process) and advances the process to step S040. The details of SB300 (hand holding control process) will be described later.
ステップS040にて制御手段40は、SB400(走行制御処理)を実行して処理を終了する(リターンする)。なおSB400(走行制御処理)の詳細については後述する。 In step S040, the control means 40 executes SB400 (travel control process) and ends the process (returns). The details of SB400 (travel control process) will be described later.
●[SB100:入力処理の詳細(図7)]
次に図7を用いて、SB100(入力処理)の詳細について説明する。図6に示すステップS010にてSB100を実行する際、制御手段40は、図7に示すSB100の処理を実行し、ステップSB010へ処理を進める。
[SB100: Details of input processing (FIG. 7)]
Next, details of the SB 100 (input processing) will be described with reference to FIG. When executing SB100 in step S010 shown in FIG. 6, the control means 40 performs the process of SB100 shown in FIG. 7, and advances the process to step SB010.
ステップSB010にて制御手段40は、記憶手段に記憶しているモード切替、アシスト量、負荷量、右前圧力、右後圧力、右位置、右傾斜、左前圧力、左後圧力、左位置、左傾斜、車体傾斜、ピッチ角速度、ヨー角速度、ロール角速度、を更新してステップSB020に処理を進める。
In step SB010, the
具体的には、制御手段40は、移動負荷制御モード切替76(図1参照)からの入力情報に基づいて、モード切替に、「アシストモード」、「負荷モード」、「ノーマルモード」のいずれかを記憶する。また制御手段40は、アシスト量調整ボリューム74a(図1参照)からの入力情報に基づいて求めたアシスト調整量をアシスト量に記憶し、負荷量調整ボリューム74b(図1参照)からの入力情報に基づいて求めた負荷調整量を負荷量に記憶する。また制御手段40は、右の持ち手20R(図1参照)の把持検出手段25RF(図3参照)からの検出信号に基づいて求めた圧力を右前圧力に記憶し、右の持ち手20Rの把持検出手段25RB(図3参照)からの検出信号に基づいて求めた圧力を右後圧力に記憶する。また制御手段40は、右持ち手位置検出手段34R(図2参照)からの検出信号に基づいて求めた、レール30R上における持ち手20Rの位置、を右位置に記憶する。また制御手段40は、右持ち手傾き検出手段33R(図3、図4参照)からの検出信号に基づいて求めた、右の持ち手20Rの傾斜角度や傾斜方向等の傾斜情報を右傾斜に記憶する。同様に制御手段40は、左前圧力、左後圧力、左位置、左傾斜を記憶する。また制御手段40は、3軸加速度・角速度センサ52(図1参照)からの検出信号に基づいて求めた歩行支援装置10の車体の傾斜角度や傾斜方向等の傾斜情報を車体傾斜に記憶する。また制御手段40は、3軸加速度・角速度センサ52(図1参照)からの検出信号に基づいて求めた歩行支援装置10のX軸回りの角速度をピッチ角速度に記憶し、Y軸回りの角速度をヨー角速度に記憶し、Z軸回りの角速度をロール角速度に記憶する。
Specifically, the control means 40 selects any one of “assist mode”, “load mode”, and “normal mode” based on the input information from the moving load control mode switch 76 (see FIG. 1). Remember. Further, the control means 40 stores the assist adjustment amount obtained based on the input information from the assist
ステップSB020にて制御手段40は、SBA00(右(左)移動速度、移動方向、振幅算出処理)を実行してステップSB030に処理を進める。なおSBA00(右(左)移動速度、移動方向、振幅算出処理)の詳細については後述する。 In step SB020, the control means 40 executes SBA00 (right (left) moving speed, moving direction, amplitude calculation process), and proceeds to step SB030. Details of SBA00 (right (left) moving speed, moving direction, amplitude calculation process) will be described later.
ステップSB030にて制御手段40は、SBC00(右(左)把持力、押出力、引張力算出処理)を実行してステップSB040に処理を進める。なおSBC00(右(左)把持力、押出力、引張力算出処理)の詳細については後述する。 In step SB030, the control means 40 executes SBC00 (right (left) gripping force, pushing force, tensile force calculation processing), and proceeds to step SB040. Details of SBC00 (right (left) gripping force, pushing force, and tensile force calculation processing) will be described later.
ステップSB040にて制御手段40は、持ち手20R、20Lがともに把持されているか否か(右把持力>所定把持力、かつ、左把持力>所定把持力であるか否か)を判定し、ともに把持されている場合(Yes)はステップSB050に処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB070Dに処理を進める。
In step SB040, the control means 40 determines whether or not the
ステップSB050に処理を進めた場合、制御手段40は、モード切替がアシストモードであるか否かを判定し、アシストモードである場合(Yes)はステップSB070Aに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB060に処理を進める。
When the process proceeds to step SB050, the
ステップSB060に処理を進めた場合、制御手段40は、モード切替が負荷モードであるか否かを判定し、負荷モードである場合(Yes)はステップSB070Bに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB070Cに処理を進める。
When the process proceeds to step SB060, the
ステップSB070Aに処理を進めた場合、制御手段40は、動作モードにアシストモードを記憶して処理を終了する(リターンする)。
When the process proceeds to step SB070A, the
ステップSB070Bに処理を進めた場合、制御手段40は、動作モードに負荷モードを記憶して処理を終了する(リターンする)。
When the process proceeds to step SB070B, the
ステップSB070Cに処理を進めた場合、制御手段40は、動作モードにノーマルモードを記憶して処理を終了する(リターンする)。
When the process proceeds to step SB070C, the
ステップSB070Dに処理を進めた場合、制御手段40は、動作モードに待機モードを記憶して処理を終了する(リターンする)。 When the process proceeds to step SB070D, the control means 40 stores the standby mode in the operation mode and ends the process (returns).
●[SBA00:右(左)移動速度、移動方向、振幅算出処理の詳細(図8)]
次に図8を用いて、SBA00(右(左)移動速度、移動方向、振幅算出処理)の詳細について説明する。図7に示すステップSB020にてSBA00を実行する際、制御手段40は、図8に示すSBA00の処理を実行し、ステップSBA10へ処理を進める。
[SBA00: right (left) moving speed, moving direction, details of amplitude calculation processing (FIG. 8)]
Next, details of SBA00 (right (left) moving speed, moving direction, amplitude calculation processing) will be described with reference to FIG. When executing SBA00 in step SB020 shown in FIG. 7, the control means 40 executes the process of SBA00 shown in FIG. 8, and advances the process to step SBA10.
ステップSBA00にて制御手段40は、今回処理時の右位置が、前回処理時の右位置よりも前方にある(同位置を含む)場合(Yes)はステップSBA15Aに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSBA15Bに処理を進める。なお、「右移動方向」は、右の持ち手20Rの移動方向(前または後)を示し、「右移動速度」は、右の持ち手20Rの移動速度の大きさを示している。
In step SBA00, the control means 40 advances the process to step SBA15A when the right position at the time of the current process is ahead of (including the same position) the right position at the time of the previous process (Yes), and otherwise ( No) advances the process to step SBA15B. The “right movement direction” indicates the movement direction (front or rear) of the
ステップSBA15Aに処理を進めた場合、制御手段40は、右移動方向に「前」を記憶し、右移動速度に、(今回処理時の右位置−前回処理時の右位置)/時間にて求めた速度を記憶して、ステップSBA20に処理を進める。なお、この場合の「時間」は、図6の処理を起動する間隔の時間である(例えば10[ms]間隔で起動する場合は10[ms])。 When the process proceeds to step SBA15A, the control means 40 stores “front” in the right movement direction, and obtains the right movement speed by (right position at the time of current processing−right position at the time of previous processing) / time. The speed is stored, and the process proceeds to step SBA20. The “time” in this case is an interval time for starting the processing of FIG. 6 (for example, 10 [ms] when starting at an interval of 10 [ms]).
ステップSBA15Bに処理を進めた場合、制御手段40は、右移動方向に「後」を記憶し、右移動速度に、(前回処理時の右位置−今回処理時の右位置)/時間にて求めた速度を記憶して、ステップSBA20に処理を進める。なお、この場合の」時間」は、図6の処理を起動する間隔の時間である(例えば10[ms]間隔で起動する場合は10[ms])。 When the process proceeds to step SBA15B, the control means 40 stores “rear” in the right movement direction, and obtains the right movement speed as (right position at the time of the previous process−right position at the time of the current process) / time. The speed is stored, and the process proceeds to step SBA20. The “time” in this case is an interval time for starting the processing of FIG. 6 (for example, 10 [ms] when starting at an interval of 10 [ms]).
ステップSBA20に処理を進めた場合、制御手段40は、前回処理時の右移動方向が「前」であり、かつ、今回処理時の右移動方向が「後」であるか否かを判定し、前回の右移動方向が「前」、かつ、今回の右移動方向が「後」である場合(Yes)はステップSBA25に処理を進め、そうでない場合(No)はステップSBA30に処理を進める。 When the process proceeds to step SBA20, the control means 40 determines whether or not the right movement direction during the previous process is “front” and the right movement direction during the current process is “back”. If the previous right movement direction is “front” and the current right movement direction is “back” (Yes), the process proceeds to step SBA25, and if not (No), the process proceeds to step SBA30.
ステップSBA25に処理を進めた場合、制御手段40は、右前端位置に、今回の右位置を記憶してステップSBA30に処理を進める。 When the process proceeds to step SBA25, the control means 40 stores the current right position in the right front end position, and proceeds to step SBA30.
ステップSBA30に処理を進めた場合、制御手段40は、前回処理時の右移動方向が「後」であり、かつ、今回処理時の右移動方向が「前」であるか否かを判定し、前回の右移動方向が「後」、かつ、今回の右移動方向が「前」である場合(Yes)はステップSBA35に処理を進め、そうでない場合(No)はステップSBA40に処理を進める。 When the process proceeds to step SBA30, the control means 40 determines whether or not the right movement direction at the time of the previous process is “back” and the right movement direction at the time of the current process is “front”. If the previous right movement direction is “back” and the current right movement direction is “front” (Yes), the process proceeds to step SBA35, and if not (No), the process proceeds to step SBA40.
ステップSBA35に処理を進めた場合、制御手段40は、右後端位置に、今回の右位置を記憶してステップSBA40に処理を進める。 When the process proceeds to step SBA35, the control means 40 stores the current right position in the right rear end position, and proceeds to step SBA40.
ステップSBA40に処理を進めた場合、制御手段40は、右前端位置−右後端位置にて求めた長さを、右振幅に記憶してステップSBB10に処理を進める。
When the process proceeds to step SBA40, the
ステップSBB10〜SBB40の処理は、左の持ち手20Lの左移動方向、左移動速度、左前端位置、左後端位置、左振幅を求める処理であり、右の持ち手20Rの右移動方向、右移動速度、右前端位置、右後端位置、右振幅を求めるステップSBA10〜SBA40と同様であるので説明を省略する。なお制御手段40は、ステップSBB40の処理を終えると、ステップSBA00の処理を終了する(リターンする)。
The processing in steps SBB10 to SBB40 is processing for obtaining the left moving direction, left moving speed, left front end position, left rear end position, and left amplitude of the
●[SBC00:右(左)把持力、押出力、引張力算出処理の詳細(図9)]
次に図9を用いて、SBC00(右(左)把持力、押出力、引張力算出処理)の詳細について説明する。図7に示すステップSB030にてSBC00を実行する際、制御手段40は、図9に示すSBC00の処理を実行し、ステップSBC10へ処理を進める。
[SBC00: details of right (left) gripping force, pushing force, and tensile force calculation processing (FIG. 9)]
Next, details of SBC00 (right (left) gripping force, pushing force, and tensile force calculation processing) will be described with reference to FIG. When executing SBC00 in step SB030 shown in FIG. 7, the control means 40 executes the process of SBC00 shown in FIG. 9, and advances the process to step SBC10.
ステップSBC10にて制御手段40は、右前圧力と右後圧力の偏差(絶対値)が、所定圧力ΔP以下であるか否かを判定し、所定圧力ΔP以下である場合(Yes)はステップSBC20に処理を進め、そうでない場合(No)はステップSBC30Cに処理を進める。なお、右の持ち手20Rを把持した使用者が持ち手20Rを後方に引っ張っている場合、右前圧力には把持力と引張力が含まれており、右後圧力には把持力が含まれている。また、右の持ち手20Rを把持した使用者が持ち手20Rを前方に押出している場合、右前圧力には把持力が含まれており、右後圧力には把持力と押出力が含まれている。また、右の持ち手20Rを把持した使用者が持ち手20Rを前にも後にも移動させていない場合、右前圧力には把持力が含まれ、右後圧力には把持力が含まれている。
In step SBC10, the control means 40 determines whether or not the deviation (absolute value) between the right front pressure and the right rear pressure is equal to or less than a predetermined pressure ΔP (Yes), the process proceeds to step SBC20. If not (No), the process proceeds to step SBC30C. When the user holding the
ステップSBC20に処理を進めた場合、制御手段40は、右前圧力のほうが右後圧力よりも大きいか否かを判定し、大きい場合(Yes)はステップSBC30Aに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSBC30Bに処理を進める。 When the process proceeds to step SBC20, the control means 40 determines whether or not the right front pressure is larger than the right rear pressure. If the right front pressure is larger (Yes), the process proceeds to step SBC30A, otherwise (No). Advances the process to step SBC30B.
ステップSBC30Aは、使用者が右の持ち手20Rを把持して後方に引張中の処理であり、ステップSBC30Aに処理を進めた場合、制御手段40は、「右前圧力−右後圧力」を右引張力に記憶し、右押出力に0(ゼロ)を記憶し、「(右前圧力−右引張力)+右後圧力」を右把持力に記憶し、ステップSBD10に処理を進める。
Step SBC30A is a process in which the user grips the
ステップSBC30Bは、使用者が右の持ち手20Rを把持して前方に押出中の処理であり、ステップSBC30Bに処理を進めた場合、制御手段40は、「右後圧力−右前圧力」を右押出力に記憶し、右引張力に0(ゼロ)を記憶し、「(右後圧力−右押出力)+右前圧力」を右把持力に記憶し、ステップSBD10に処理を進める。
Step SBC30B is a process in which the user grasps the
ステップSBC30Cは、使用者が右の持ち手20Rを把持して前方にも後方にも移動させていない場合の処理であり、ステップSBC30Bに処理を進めた場合、制御手段40は、右押出力に0(ゼロ)記憶し、右引張力に0(ゼロ)を記憶し、「右後圧力+右前圧力」を右把持力に記憶し、ステップSBD10に処理を進める。
Step SBC30C is a process when the user holds the
ステップSBD10〜SBD30Cの処理は、左の持ち手20Lの左押出力、左引張力、左把持力を求める処理であり、右の持ち手20Rの右押出力、右引張力、右把持力を求めるステップSBC10〜SBC30Cを同様であるので説明を省略する。なお制御手段40は、ステップSBD30A、またはSBD30B、またはSBD30Cの処理を終えると、ステップSBC00の処理を終了する(リターンする)。
The processing of steps SBD10 to SBD30C is processing for obtaining the left pushing output, left tensile force, and left gripping force of the
●[SB200:転倒予測処理の詳細(図10)]
次に図10を用いて、SB200(転倒予測処理)の詳細について説明する。図6に示すステップS020にてSB200を実行する際、制御手段40は、図10に示すSB200の処理を実行し、ステップSB210へ処理を進める。
[SB200: Details of the fall prediction process (FIG. 10)]
Next, the details of SB200 (falling prediction process) will be described with reference to FIG. When executing SB200 in step S020 shown in FIG. 6, the control means 40 performs the process of SB200 shown in FIG. 10, and advances the process to step SB210.
ステップSB210にて制御手段40は、右把持力が第1所定把持力以上であるか否かを判定し、第1所定把持力以上である場合(Yes)はステップSB230Aに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB215に処理を進める。 In step SB210, the control means 40 determines whether or not the right gripping force is equal to or greater than the first predetermined gripping force. If the right gripping force is equal to or greater than the first predetermined gripping force (Yes), the process proceeds to step SB230A; If so (No), the process proceeds to step SB215.
ステップSB215に処理を進めた場合、制御手段40は、左把持力が第1所定把持力以上であるか否かを判定し、第1所定把持力以上である場合(Yes)はステップSB230Aに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB220に処理を進める。 When the process proceeds to step SB215, the control means 40 determines whether or not the left gripping force is equal to or greater than the first predetermined gripping force, and if it is equal to or greater than the first predetermined gripping force (Yes), the process proceeds to step SB230A. If not (No), the process proceeds to step SB220.
ステップSB220に処理を進めた場合、制御手段40は、右引張力が所定引張力以上であるか否かを判定し、所定引張力以上である場合(Yes)はステップSB225に処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB230Bに処理を進める。 When the process proceeds to step SB220, the control means 40 determines whether or not the right tensile force is equal to or greater than the predetermined tensile force. If the right tensile force is equal to or greater than the predetermined tensile force (Yes), the process proceeds to step SB225. If not (No), the process proceeds to step SB230B.
ステップSB225に処理を進めた場合、制御手段40は、左引張力が所定引張力以上であるか否かを判定し、所定引張力以上である場合(Yes)はステップSB230Aに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB230Bに処理を進める。
When the process proceeds to step SB225, the
ステップSB230Aに処理を進めた場合、制御手段40は、転倒予兆フラグをONにしてステップSB235に処理を進める。
When the process proceeds to step SB230A, the
ステップSB230Bに処理を進めた場合、制御手段40は、転倒予兆フラグをOFFにしてステップSB235に処理を進める。 When the process proceeds to step SB230B, the control means 40 turns off the fall sign flag and proceeds to step SB235.
以上のステップSB210〜SB230Bにて、制御手段40は、把持力(引張力を含む)に基づいて、使用者が後方に転倒する予兆の有無を判定する。より具体的には、制御手段40は、少なくとも一方の持ち手に対する把持力が所定把持力よりも大きい(第1把持力以上である)場合、または、双方の持ち手が(所定引張力以上の力で)後方に引かれている場合、使用者が後方に転倒する予兆が有ると判定する。 In steps SB210 to SB230B described above, the control means 40 determines whether or not there is a sign that the user falls backward based on the gripping force (including the tensile force). More specifically, the control means 40 determines that the gripping force with respect to at least one handle is greater than the predetermined gripping force (greater than the first gripping force), If it is pulled backward (by force), it is determined that there is a sign that the user will fall backwards.
ステップSB235に処理を進めた場合、制御手段40は、前回処理時の転倒予兆フラグがOFFであり、かつ、今回処理時の転倒予兆フラグがONであるか否かを判定し、前記の転倒予兆フラグがOFF、かつ、今回の転倒予兆フラグがONである場合(Yes)はステップSB240に処理を進め、そうでない場合(No)は処理を終了する(リターンする)。
When the process proceeds to step SB235, the
ステップSB240に処理を進めた場合、制御手段40は、今回の右位置を右転倒防止初期位置に記憶し、今回の左位置を左転倒防止初期位置に記憶し、処理を終了する(リターンする)。なお、右転倒防止初期位置、左転倒防止初期位置は、転倒防止機構の1つとして左右の持ち手を前方に移動させる際の初期位置として記憶される。 When the process proceeds to step SB240, the control means 40 stores the current right position in the right fall prevention initial position, stores the current left position in the left fall prevention initial position, and ends the process (returns). . The right fall prevention initial position and the left fall prevention initial position are stored as initial positions when the left and right handles are moved forward as one of the fall prevention mechanisms.
●[SB300:持ち手制御処理の詳細(図11)]
次に図11を用いて、SB300(右(左)持ち手制御処理の詳細について説明する。図6に示すステップS030にてSB300を実行する際、制御手段40は、図11に示すSB300の処理を実行し、ステップSB310へ処理を進める。
[SB300: Details of handle control process (FIG. 11)]
Next, details of the SB 300 (right (left) handle control process will be described with reference to FIG. 11. When executing the SB 300 in step S030 shown in FIG. 6, the control means 40 performs the process of SB 300 shown in FIG. And proceeds to step SB310.
ステップSB310にて制御手段40は、前回処理時の動作モードが待機モードであり、かつ、今回処理時の動作モードが待機モードでない、か否かを判定し、満足する場合(Yes)はステップSB315に処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB320に処理を進める。 In step SB310, the control means 40 determines whether or not the operation mode at the time of the previous processing is the standby mode and the operation mode at the time of the current processing is not the standby mode, and if satisfied (Yes), the control means 40 performs step SB315. If not (No), the process proceeds to step SB320.
ステップSB315に処理を進めた場合、制御手段40は、持ち手移動制限手段35R、35L(図2参照)を「許可(ロック解除)」に制御してステップSB320に処理を進める(ステップSB345Dでの「禁止(ロック)」を解除する)。制御手段40は、待機モード時にステップSB345Dにて「禁止(ロック)」していた持ち手移動制限手段35R、35L(図2参照)を、待機モードが解除された時点で「許可(ロック解除)」する。
When the process proceeds to step SB315, the
ステップSB320に処理を進めた場合、制御手段40は、転倒予兆フラグがONであるか否かを判定し、ONである場合(Yes)はステップSB325に処理を進め、ONでない場合(No)はステップSB320Aに処理を進める。 When the process proceeds to step SB320, the control means 40 determines whether or not the fall sign flag is ON. If it is ON (Yes), the process proceeds to step SB325, and if it is not ON (No). The process proceeds to step SB320A.
ステップSB325に処理を進めた場合、制御手段40は、右の持ち手20Rの目標位置である右目標位置、左の持ち手20Lの目標位置である左目標位置を決定してステップSB330に処理を進める。例えば制御手段40は、図10のステップSB240にて記憶した右転倒防止初期位置よりも所定距離だけ前方の位置を右目標位置、左転倒防止初期位置よりも所定距離だけ前方の位置を左目標位置とする。
When the process proceeds to step SB325, the
ステップSB330にて制御手段40は、右位置が右目標位置であるか否か(現在の持ち手20Rの位置が右目標位置であるか否か)を判定し、右位置が右目標位置である場合(Yes)はステップSB340に処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB335に処理を進める。
In step SB330, the control means 40 determines whether or not the right position is the right target position (whether or not the current position of the
ステップSB335に処理を進めた場合、制御手段40は、右位置が右目標位置に近づくように(右)持ち手用駆動手段32R(図2参照)を制御してステップSB340に処理を進める。 When the process proceeds to step SB335, the control means 40 controls the handle driving means 32R (see FIG. 2) so that the right position approaches the right target position (right), and proceeds to step SB340.
ステップSB340に処理を進めた場合、制御手段40は、左位置が左目標位置であるか否か(現在の持ち手20Lの位置が左目標位置であるか否か)を判定し、左位置が左目標位置である場合(Yes)は処理を終了(リターン)し、そうでない場合(No)はステップSB345に処理を進める。
When the process proceeds to step SB340, the
ステップSB345に処理を進めた場合、制御手段40は、左位置が左目標位置に近づくように(左)持ち手用駆動手段32L(図2参照)を制御して処理を終了する(リターンする)。 When the process proceeds to step SB345, the control means 40 controls the handle driving means 32L (see FIG. 2) so that the left position approaches the left target position (left) and ends the process (returns). .
ステップSB320Aに処理を進めた場合、制御手段40は、動作モードがアシストモードであるか否かを判定し、アシストモードである場合(Yes)はステップSB345Aに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB320Bに処理を進める。
When the process proceeds to step SB320A, the
ステップSB345Aに処理を進めた場合、制御手段40は、持ち手20R、20Lのそれぞれの移動方向(右移動方向、左移動方向)に対して、アシスト量に応じたアシストをするように(順方向に)、それぞれの持ち手用駆動手段((右)持ち手用駆動手段32R、(左)持ち手用駆動手段32L(図2参照))を制御して、処理を終了する(リターンする)。
When the process proceeds to step SB345A, the
ステップSB320Bに処理を進めた場合、制御手段40は、動作モードが負荷モードであるか否かを判定し、負荷モードである場合(Yes)はステップSB345Bに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB320Cに処理を進める。
When the process proceeds to step SB320B, the
ステップSB345Bに処理を進めた場合、制御手段40は、持ち手20R、20Lのそれぞれの移動方向(右移動方向、左移動方向)に対して、負荷量に応じた負荷を付与するように(逆方向に)、それぞれの持ち手用駆動手段((右)持ち手用駆動手段32R、(左)持ち手用駆動手段32L(図2参照))を制御して、処理を終了する(リターンする)。
When the process proceeds to step SB345B, the
ステップSB320Cに処理を進めた場合、制御手段40は、動作モードがノーマルモードであるか否かを判定し、ノーマルモードである場合(Yes)はステップSB345Cに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB345Dに処理を進める。
When the process proceeds to step SB320C, the
ステップSB345Cに処理を進めた場合、制御手段40は、それぞれの持ち手用駆動手段((右)持ち手用駆動手段32R、(左)持ち手用駆動手段32L(図2参照))を空回り状態にして(アシストも負荷の付与も行わない)、処理を終了する(リターンする)。
When the process proceeds to step SB345C, the
ステップSB345Dに処理を進めた場合、制御手段40は、それぞれの持ち手用駆動手段((右)持ち手用駆動手段32R、(左)持ち手用駆動手段32L(図2参照))を空回り状態にする(アシストも負荷の付与も行わない)。そして制御手段40は、それぞれの持ち手移動制限手段((右)持ち手移動制限手段35R、(左)持ち手移動制限手段35L(図2参照))を「禁止(ロック)」に制御して、処理を終了する(リターンする)。
When the process proceeds to step SB345D, the
以上、SB300(持ち手制御処理)では、制御手段40は、使用者が後方に転倒する予兆がある場合(転倒予兆フラグがONの場合)、それぞれの持ち手が、それぞれのレールに沿って前方に移動するように、それぞれの持ち手用駆動手段を制御する(ステップSB320、SB325、SB330、SB335、SB340、SB345)。 As described above, in the SB 300 (handle control process), the control means 40 moves the front of each handle along the rail when there is a sign that the user falls backward (when the fall sign flag is ON). The driving means for each handle is controlled so as to move to (step SB320, SB325, SB330, SB335, SB340, SB345).
●[SB400:走行制御処理の詳細(図12、図13)]
次に図12を用いて、SB400(走行制御処理)の詳細について説明する。図6に示すステップS040にてSB400を実行する際、制御手段40は、図12に示すSB400の処理を実行し、ステップSB410へ処理を進める。
[SB400: Details of travel control processing (FIGS. 12 and 13)]
Next, details of SB400 (travel control process) will be described with reference to FIG. When executing SB400 in step S040 shown in FIG. 6, the control means 40 executes the process of SB400 shown in FIG. 12, and advances the process to step SB410.
ステップSB410にて制御手段40は、動作モードが待機モードであるか否かを判定し、待機モードである場合(Yes)はステップSB480Bに処理を進め、待機モードでない場合(No)はステップSB420に処理を進める。 In step SB410, the control means 40 determines whether or not the operation mode is the standby mode. If the operation mode is the standby mode (Yes), the process proceeds to step SB480B. If not (No), the process proceeds to step SB420. Proceed with the process.
ステップSB480Bに処理を進めた場合、制御手段40は、(右)走行用駆動手段64R、(左)走行用駆動手段64L(図1参照)をロック状態にして処理を終了する(リターンする)。
When the process proceeds to step SB480B, the
ステップSB420に処理を進めた場合、制御手段40は、持ち手20R、20Lの移動速度に基づいて歩行支援装置10の進行速度VCを算出してステップSB425に処理を進める。例えば制御手段40は、SBA00にて求めた右移動速度、左移動速度を用いて、(右移動速度+左移動速度)/2を進行速度VCとして算出する。
When the process proceeds to step SB420, the
ステップSB425にて制御手段40は、持ち手20R、20Lの移動速度の差である速度偏差VDを算出してステップSB430に処理を進める。例えば制御手段40は、SBA00にて求めた右移動速度、左移動速度を用いて、|右移動速度−左移動速度|を速度偏差VDとして算出する。
In step SB425, the control means 40 calculates a speed deviation V D that is the difference between the moving speeds of the
ステップS430〜SB440Cの処理は、使用者が「直進」を所望しているか、「右旋回」を所望しているか、「左旋回」を所望しているか、を推定して、推定結果を「旋回モード」に記憶する、旋回モード判定処理である。図13に示すように、旋回モードは、右傾斜、左傾斜、右移動方向、左移動方向、左右の振幅の状態、の各状態に基づいて、決定される。例えば、制御手段40が旋回モード=「直進」と推定する場合では、使用者が、持ち手20R、20Lを、ほぼ同じ振幅で前後に移動させている場合に「直進」を所望していると推定する。また例えば、制御手段40が旋回モード=「右旋回」と推定する場合では、使用者が、持ち手20Lを内側に傾斜させて、持ち手20Lを持ち手20Rよりも大きな振幅で前後に移動させている場合に「右旋回」を所望していると推定する。また例えば、制御手段40が旋回モード=「左旋回」と推定する場合では、使用者が、持ち手20Rを内側に傾斜させて、持ち手20Rを持ち手20Lよりも大きな振幅で前後に移動させている場合に「左旋回」を所望していると推定する。なお、上記の「直進」、「右旋回」、「左旋回」、のそれぞれを推定する方法は、上記の方法に限定されるものではない。
In the process of steps S430 to SB440C, it is estimated whether the user desires “straight ahead”, “right turn”, or “left turn”. This is the turning mode determination process stored in the “turning mode”. As shown in FIG. 13, the turning mode is determined based on each state of right inclination, left inclination, right movement direction, left movement direction, and left and right amplitude states. For example, when the control means 40 estimates that the turning mode = “straight forward”, the user desires “straight forward” when the user moves the
ステップSB430にて制御手段40は、右移動方向が「前」、かつ、左移動方向が「後」、かつ、右振幅と左振幅との偏差(絶対値)が第1所定振幅以下であるか否かを判定し、満足する場合(Yes)はステップSB440Aに処理を進め、満足しない場合(No)はステップSB435に処理を進める。 In step SB430, the control means 40 determines whether the right movement direction is “front”, the left movement direction is “rear”, and the deviation (absolute value) between the right amplitude and the left amplitude is equal to or less than the first predetermined amplitude. If not (Yes), the process proceeds to step SB440A. If not satisfied (No), the process proceeds to step SB435.
ステップSB435に処理を進めた場合、制御手段40は、右移動方向が「後」、かつ、左移動方向が「前」、かつ、右振幅と左振幅との偏差(絶対値)が第1所定振幅以下であるか否かを判定し、満足する場合(Yes)はステップSB440Aに処理を進め、満足しない場合(No)はステップSB435Bに処理を進める。
When the process proceeds to step SB435, the
ステップSB440Aに処理を進めた場合、制御手段40は、旋回モードに「直進」を記憶してステップSB445に処理を進める。
When the process proceeds to step SB440A, the
ステップSB435Bに処理を進めた場合、制御手段40は、左傾斜が「内傾」、かつ、左振幅が右振幅よりも大きいか否かを判定し、満足する場合(Yes)はステップSB440Bに処理を進め、満足しない場合(No)はステップSB435Cに処理を進める。 When the process proceeds to step SB435B, the control means 40 determines whether or not the left inclination is “inward inclination” and the left amplitude is larger than the right amplitude. If satisfied (Yes), the process proceeds to step SB440B. If not satisfied (No), the process proceeds to step SB435C.
ステップSB440Bに処理を進めた場合、制御手段40は、旋回モードに「右旋回」を記憶してステップSB445に処理を進める。
When the process proceeds to step SB440B, the
ステップSB435Cに処理を進めた場合、制御手段40は、右傾斜が「内傾」、かつ、右振幅が左振幅よりも大きいか否かを判定し、満足する場合(Yes)はステップSB440Cに処理を進め、満足しない場合(No)はステップSB445に処理を進める。
When the process proceeds to step SB435C, the
ステップSB440Cに処理を進めた場合、制御手段40は、旋回モードに「左旋回」を記憶してステップSB445に処理を進める。
When the process proceeds to step SB440C, the
ステップSB445に処理を進めた場合、制御手段40は、旋回モードが「右旋回」であるか否かを判定し、右旋回である場合(Yes)はステップSB450Aに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB445Bに処理を進める。
When the process proceeds to step SB445, the
ステップSB450Aに処理を進めた場合、制御手段40は、VC−VD/2を、右目標速度VRに記憶し、VC+VD/2を、左目標速度VLに記憶し、ステップSB455に処理を進める。 When the process proceeds to step SB450A, the control means 40 stores V C −V D / 2 in the right target speed V R, and stores V C + V D / 2 in the left target speed V L. The process proceeds to SB455.
ステップSB445Bに処理を進めた場合、制御手段40は、旋回モードが「左旋回」であるか否かを判定し、左旋回である場合(Yes)はステップSB450Bに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB450Cに処理を進める。 When the process proceeds to step SB445B, the control means 40 determines whether or not the turning mode is “left turn”. If the turn is left turn (Yes), the process proceeds to step SB450B; No) advances the process to step SB450C.
ステップSB450Bに処理を進めた場合、制御手段40は、VC+VD/2を、右目標速度VRに記憶し、VC−VD/2を、左目標速度VLに記憶し、ステップSB455に処理を進める。 When the process proceeds to step SB450B, the control means 40 stores V C + V D / 2 in the right target speed V R and stores V C −V D / 2 in the left target speed V L. The process proceeds to SB455.
ステップSB450Cに処理を進めた場合、制御手段40は、VCを右目標速度VRに記憶し、VCを左目標速度VLに記憶し、ステップSB455に処理を進める。
When the process proceeds to step SB450C, the
ステップSB455に処理を進めた場合、制御手段40は、転倒予兆フラグがONであるか否かを判定し、ONである場合(Yes)はステップSB460に処理を進め、ONでない場合(No)はステップSB480Aに処理を進める。 When the process proceeds to step SB455, the control means 40 determines whether or not the fall sign flag is ON. If it is ON (Yes), the process proceeds to step SB460, and if it is not ON (No). The process proceeds to step SB480A.
ステップSB460に処理を進めた場合、制御手段40は、前回処理時の転倒予兆フラグがOFF、かつ、今回処理時の転倒予兆フラグがONであるか否かを判定し、満足する場合(Yes)はステップSB480Aに処理を進め、満足しなかった場合(No)はステップSB465へ処理を進める。制御手段40は、転倒予兆フラグがOFFからONになった時点では、まだ転倒予兆フラグがON時の持ち手20R、20Lの移動速度を計測できないので、ステップSB465,SB470をスキップする。
When the process proceeds to step SB460, the
ステップSB465に処理を進めた場合、制御手段40は、[右移動速度(持ち手20Rの移動速度)+左移動速度(持ち手20Lの移動速度)]/2を、補正速度VTに記憶して、ステップSB470に処理を進める。
When the process proceeds to step SB465, the
ステップSB470に処理を進めた場合、制御手段40は、VR−VTを、右目標速度VRに記憶し、VL−VTを、左目標速度VLに記憶する。
When the process proceeds to step SB470, the
ステップS480Aに処理を進めた場合、制御手段40は、右目標速度VRに近づくように、(右)走行用駆動手段64Rを制御し、左目標速度VLに近づくように、(左)走行用駆動手段64Lを制御して、処理を終了する(リターンする)。 When the process proceeds to step S480A, the control means 40 controls the (right) driving means for driving 64R so as to approach the right target speed V R , and (left) travel so as to approach the left target speed V L. The driving means 64L is controlled, and the process ends (returns).
以上、SB400(走行制御処理)では、制御手段40は、使用者が後方に転倒する予兆がある場合(転倒予兆フラグがONの場合)、歩行支援装置の速度を減速させて、使用者に対して相対的に後方となるように歩行支援装置を移動させる(ステップSB455〜SB470)。なお、歩行支援装置を減速させる際、持ち手の前方への移動速度分だけ減速させる。これにより、使用者に対して、歩行支援装置は持ち手の移動速度分だけ後退し、持ち手は持ち手の移動速度分だけ前進するので、使用者から見て持ち手の位置が変化していない。なお、歩行支援装置を減速する際、持ち手の前方への移動速度分よりも小さな速度で減速してもよい。 As described above, in SB400 (running control process), when there is a sign that the user falls backward (when the fall sign flag is ON), the control means 40 reduces the speed of the walking support device to the user. The walking support device is moved so as to be relatively rearward (steps SB455 to SB470). In addition, when decelerating the walking support device, the walking assist device is decelerated by the moving speed forward of the handle. As a result, the walking support device moves backward by the moving speed of the holding hand, and the holding hand moves forward by the moving speed of the holding hand, so that the position of the holding hand is changed as viewed from the user. Absent. In addition, when decelerating the walking support device, the walking assist device may be decelerated at a speed smaller than the moving speed forward of the handle.
●[持ち手20R、20Lを移動させた際の歩行支援装置10の進行動作(図14)]
上述した制御手段40による制御により、図14に示すように、持ち手20Lの移動速度V1、V2に応じた進行速度Vaにて、歩行支援装置10は進行する。これにより、脚に同期させて正しく腕を振る(腕を振りながら歩行する)、より質の高い自然な歩行のトレーニングを行うことができる。また、持ち手20L(20R)は、上下に伸縮するので、図14に示す経路R1、経路R2をトレースすることが可能であり、スキー等のストックを突いて歩行している状態を模擬することが可能であり、さらに質の高い自然な歩行のトレーニングを行うことができる。
[Progressive operation of walking
By the control by the control means 40 described above, as shown in FIG. 14, the walking
●[転倒防止機構の作動状態(図15、図16)]
転倒の予兆を検出した際に実行する転倒防止機構には、持ち手を前方に移動させる動作と、歩行支援装置を使用者の後方に相対的に移動させる動作と、の2とおりがある。図15は、持ち手を前方に移動させる動作のみを行う例を示しており、図16は、持ち手を前方に移動させる動作と、歩行支援装置を使用者の後方に相対的に移動させる動作とを行う例を示している。なお、図15、図16は、説明のために、右側の持ち手20R、右側のレール30Rを記載して、持ち手20L、レール30Lの記載を省略している。
● [Operating state of the fall prevention mechanism (Figs. 15 and 16)]
There are two types of fall prevention mechanisms that are executed when a sign of fall is detected: an action of moving the handle forward and an action of moving the walking support device relatively rearward of the user. FIG. 15 shows an example in which only the operation of moving the handle forward is performed, and FIG. 16 shows the operation of moving the handle forward and the operation of relatively moving the walking support device to the rear of the user. The example which performs is shown. 15 and 16, for the sake of explanation, the
まず図15を用いて、転倒防止機構(その1)の作動状態について説明する。図15における[時刻t1]は、使用者の後方への転倒の予兆を検出した時点の状態を示し、図15における[時刻t1+Δt]は、使用者が後方に転倒することを防止する転倒防止機構を作動させた状態を示している。 First, the operating state of the fall prevention mechanism (part 1) will be described with reference to FIG. [Time t1] in FIG. 15 shows a state at the time of detecting a sign of the user falling backward, and [Time t1 + Δt] in FIG. 15 prevents the user from falling backward. The state which actuated is shown.
図15の[時刻t1]において、使用者の後方への転倒の予兆を検出の詳細については、上述したSB200(転倒予測処理)(図10参照)にて説明したとおりである。なお、3軸加速度・角速度センサ52にて検出したピッチ角速度(X軸回りの角速度)が、ほぼゼロの状態から所定角速度以上になった場合(前輪が接地状態から浮き上がった状態に変化した場合)に、転倒予兆フラグをONするようにしてもよい。また、図示省略するが、使用者の左右の靴内の中敷きに、つま先側の圧力を検出するつま先圧力センサと、踵側の圧力を検出する踵圧力センサとを設け、各センサの検出信号を無線にて制御手段40に送信し、両足の踵圧力センサの圧力が所定圧力以上となった場合に、転倒予兆フラグをONするようにしてもよい。
The details of detecting the sign of the user's backward fall at [time t1] in FIG. 15 are as described in the above-described SB200 (fall prediction process) (see FIG. 10). Note that the pitch angular velocity (angular velocity around the X axis) detected by the triaxial acceleration /
図15の[時刻t1+Δt]は、上述したSB300(持ち手制御処理)(図11参照)のステップSB320,SB325、SB335、SB340、SB345を実行した状態を示しており、[時刻t1]の時点で位置A1にあった持ち手20Rを、前方にΔD1だけ移動させた状態を示している。これにより、持ち手20Rを把持している使用者は、持ち手20Rを把持している手が前方に引っ張られて荷重が前方に移動するので、後方への転倒が防止される。
[Time t1 + Δt] in FIG. 15 shows a state in which steps SB320, SB325, SB335, SB340, and SB345 of the above-described SB300 (hand-holding control process) (see FIG. 11) are executed. A state in which the
なお、図15の例は、歩行支援装置を使用者の後方に移動させる動作が無い例であるので、上述したSB400(走行制御処理)(図12参照)のステップSB455〜SB470が省略されている。 In addition, since the example of FIG. 15 is an example in which there is no operation for moving the walking support device to the rear of the user, steps SB455 to SB470 of the above-described SB400 (running control process) (see FIG. 12) are omitted. .
なお、右の持ち手20Rと、左の持ち手20Lにおいて、前方側となる持ち手を、後方側となる持ち手よりも大きな力(トルク)で前方に移動させる、あるいは、前方側となる持ち手の移動距離を、後方側となる持ち手の移動距離よりも大きくすることで、使用者をより前方に引っ張ると、使用者の荷重をより前方に引っ張ることが可能となる。すなわち、使用者の後方への転倒をより適切に防止することができる。
In the
次に図16を用いて、転倒防止機構(その2)の作動状態について説明する。図16における[時刻t2]は、使用者の後方への転倒の予兆を検出した時点の状態を示し、図16における[時刻t2+Δt]は、使用者が後方に転倒することを防止する転倒防止機構を作動させた状態を示している。 Next, the operation state of the fall prevention mechanism (part 2) will be described with reference to FIG. [Time t2] in FIG. 16 shows a state at the time when a sign of the user's backward fall is detected, and [Time t2 + Δt] in FIG. 16 prevents the user from falling backward. The state which actuated is shown.
図16の[時刻t2]において、使用者の後方への転倒の予兆を検出の詳細については、上述したSB200(転倒予測処理)(図10参照)にて説明したとおりである。なお、3軸加速度・角速度センサ52にて検出したピッチ角速度(X軸回りの角速度)が、ほぼゼロの状態から所定角速度以上になった場合(前輪が接地状態から浮き上がった状態に変化した場合)に、転倒予兆フラグをONするようにしてもよい。また、図示省略するが、使用者の左右の靴内の中敷きに、つま先側の圧力を検出するつま先圧力センサと、踵側の圧力を検出する踵圧力センサとを設け、各センサの検出信号を無線にて制御手段40に送信し、両足の踵圧力センサの圧力が所定圧力以上となった場合に、転倒予兆フラグをONするようにしてもよい。
The details of detecting the sign of the user falling backward at [time t2] in FIG. 16 are as described in the above-described SB200 (falling prediction process) (see FIG. 10). Note that the pitch angular velocity (angular velocity around the X axis) detected by the triaxial acceleration /
図16の[時刻t2+Δt]は、上述したSB300(持ち手制御処理)(図11参照)のステップSB320,SB325、SB335、SB340、SB345を実行した状態、かつ、上述したSB400(走行制御処理)(図12参照)のステップSB455〜SB470を実行した状態を示している。つまり、[時刻t2]の時点で位置A2にあった持ち手20Rを前方にΔD2だけ移動させ、同時に、歩行支援装置10を後方にΔD2だけ相対的に移動させた状態を示している。これにより、[時刻t2]にて持ち手20Rを把持していた使用者は、[時刻t2+Δt]において、持ち手20Rの位置はほとんど変わらないが、歩行支援装置10の位置が相対的に後ろに移動して使用者を支える(疑似的にホイールベースを後方に延ばす)ので、使用者の後方への転倒が防止される。
[Time t2 + Δt] in FIG. 16 is a state in which steps SB320, SB325, SB335, SB340, and SB345 of SB300 (hand control process) (see FIG. 11) are executed and SB400 (travel control process) ( FIG. 12 shows a state in which steps SB455 to SB470 are executed. That is, the
なお、右の持ち手20Rと、左の持ち手20Lにおいて、後方側となる持ち手を、前方側となる持ち手よりも大きな力(トルク)で前方に移動させる、あるいは、後方側となる持ち手の移動距離を、前方側となる持ち手の移動距離よりも大きくすることで、歩行支援装置に支えられている使用者の荷重がより大きい側の手を、より前方に引っ張ることが可能となる。すなわち、使用者の後方への転倒をより適切に防止することができる。
In the
なお、図示省略したが、転倒の予兆を検出した際に実行する転倒防止機構として、持ち手を前方に移動させる動作と、歩行支援装置を使用者の後方に相対的に移動させる動作と、の2通りのうち、歩行支援装置を使用者の後方に相対的に移動させる動作のみを行うようにしてもよい。 Although not shown in the drawings, as a fall prevention mechanism that is executed when a sign of a fall is detected, an operation of moving the handle forward and an operation of moving the walking support device relative to the rear of the user. You may make it perform only the operation | movement which moves a walk assistance apparatus relatively behind a user among two types.
●[本願の効果]
以上に説明したように、本実施の形態にて説明した歩行支援装置10は、体幹を真っ直ぐにして腕を振りながら歩行することを支援するとともに、後輪よりも後方に延出した延出部を有することなく、使用者が後方に転倒することを適切に防止することができる。また、後輪よりも後方の延出部が無いので、歩行トレーニング中、歩行トレーニングを開始するために使用者が歩行支援装置の後方に近づいた際、歩行トレーニングを終了して使用者が歩行支援装置の後方から離れる際に、使用者が足を引っかけることがなく、より安全である。また、ホイールベースを長くする必要がないので、小回りが利き、使い勝手のよい歩行支援装置を実現することができる。
● [Effect of this application]
As described above, the walking
本発明の、歩行支援装置は、本実施の形態で説明した構成、構造、形状、処理手順等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。 The walking support device of the present invention is not limited to the configuration, structure, shape, processing procedure, and the like described in the present embodiment, and various changes, additions, and deletions are possible without changing the gist of the present invention. .
本実施の形態では、歩行支援装置を四輪車として2個の駆動輪を設けた例を説明したが、歩行支援装置を前一輪、後ろ二輪の三輪車にして、前輪を駆動輪、後輪の二輪をキャスタ輪としてもよい。つまり、歩行支援装置は、少なくとも1つの駆動輪を有していればよい。なお、例えば前輪が駆動輪の三輪車の場合、制御手段は「旋回モード」に応じて前輪の操舵角を制御する。 In the present embodiment, an example has been described in which the walking support device is a four-wheeled vehicle and two drive wheels are provided. However, the walking support device is a three-wheeled vehicle with one front wheel and two rear wheels, the front wheels are the driving wheels, the rear wheels Two wheels may be caster wheels. That is, the walking support device only needs to have at least one drive wheel. For example, when the front wheel is a tricycle with driving wheels, the control means controls the steering angle of the front wheel in accordance with the “turning mode”.
本実施の形態の説明では、レール30R、30Lが上方向に凹状に湾曲した形状を有している例を説明したが、レール30R、30Lを、直線形状としても良い。また、本実施の形態にて説明した歩行支援装置は、レールと持ち手を備え、持ち手をレールに沿って、前後方向に移動させる構成の例を説明した。しかし、レールに代えて、フレームに設けられた回転軸に揺動可能に突出して設けられたストック状の部材の先端に持ち手を備え、当該持ち手を、フレームに対して前後方向に揺動させるものでも良い。この場合、ストック状の部材が、持ち手案内手段に相当する。
In the description of the present embodiment, an example has been described in which the
また、フレーム50に対してそれぞれの持ち手20R、20Lを前後方向に移動させる持ち手用駆動手段32R、32Lは、本実施の形態にて説明した電動モータとプーリー及びワイヤーの構成に限定されず、種々の構成にて、フレーム50に対してそれぞれの持ち手20R、20Lを前後方向に移動させることができる。また、それぞれの持ち手20R、20Lの位置を検出する右持ち手位置検出手段34R、左持ち手位置検出手段34Lの構成や配置等は、本実施の形態にて示した構成や配置等に限定されず、種々の構成や配置とすることがでできる。また、それぞれの持ち手20R、20Lの傾斜方向及び傾斜角度を検出する右持ち手傾き検出手段33R、左持ち手傾き検出手段33Lの構成や配置等は、本実施の形態にて示した構成や配置等に限定されず、種々の構成や配置とすることがでできる。また、それぞれの持ち手20R、20Lに印加された力を検出する把持検出手段25RF、25LF、25RB、25LBの構成や配置等は、本実施の形態にて示した構成や配置等に限定されず、種々の構成や配置とすることがでできる。また、それぞれの持ち手20R、20Lには、種々の付勢手段(バネ等)が設けられている例(図3、図4参照)を説明したが、バネ等に限定されず、種々の弾性部材を適用するようにしてもよい。
Also, the handle drive means 32R, 32L for moving the
10 歩行支援装置
20R、20L 持ち手
21a 持ち手軸部
21b 軸部嵌入孔
22 スライダ
22A 持ち手保持部
22B アンカー部
24 付勢手段
25RF、25LF、25RB、25LB 把持検出手段
26a グリップ部
26b、26c スイッチグリップ部
28 グリップ付勢手段
30R、30L レール(持ち手案内手段)
32R、32L 持ち手用駆動手段(電動モータ)
33R 右持ち手傾き検出手段
33L 左持ち手傾き検出手段
34R 右持ち手位置検出手段
34L 左持ち手位置検出手段
35R、35L 持ち手移動制限手段
36 信号ケーブル
38 レールスリット部
40 制御手段
42 持ち手状態検出手段
44 記憶手段
50 フレーム
52 3軸加速度・角速度センサ
60FR、60FL 前輪
60RR、60RL 後輪(駆動輪)
62 ベルト
64R、64L 走行用駆動手段(電動モータ)
70 コントロールパネル
72 メインスイッチ
74a アシスト量調整ボリューム
74b 負荷量調整ボリューム
76 移動負荷制御モード切替
78 モニター
100 移動補助具
200 電動アシスト歩行者
B バッテリ
BKL ブレーキレバー
JK 持ち手支持軸
PB、PF プーリー
R1 経路
R2 経路
W ワイヤー
DESCRIPTION OF
32R, 32L Handle driving means (electric motor)
33R Right-hand tilt detection means 33L Left-hand tilt detection means 34R Right-hand position detection means 34L Left-hand position detection means 35R, 35L Hand movement restriction means 36
62
70
Claims (9)
使用者に把持されて使用者の歩行に伴う腕の振りに合わせて前記フレームに対して前後方向に移動する左右一対の持ち手と、
それぞれの前記持ち手が設けられて、使用者の歩行に伴う腕の振りに合わせた可動範囲にそれぞれの前記持ち手を案内する左右一対の持ち手案内手段と、
前記フレームに設けられた少なくとも1つの駆動輪を含む複数の車輪と、
前記駆動輪を駆動する走行用駆動手段と、
前記走行用駆動手段を動作させるバッテリと、
それぞれの前記持ち手の状態を検出するそれぞれの持ち手状態検出手段と、
前記持ち手状態検出手段からの検出信号に基づいて持ち手状態を判定し、判定した前記持ち手状態に応じて前記走行用駆動手段を制御する制御手段と、
を有して、左右の手でそれぞれの前記持ち手を把持した使用者が腕を前後方向に振りながら歩行した際に使用者とともに進行する歩行支援装置であって、
複数の前記車輪の少なくとも1つは、前記フレームの後端に設けられており、
使用者の後方への転倒の予兆を検出する転倒予兆検出手段と、使用者が後方に転倒することを防止する転倒防止機構と、を有し、
前記制御手段は、
前記転倒予兆検出手段からの検出信号に基づいて、使用者が後方に転倒する予兆があると判定した場合、前記転倒防止機構を作動させる、
歩行支援装置。 Frame,
A pair of left and right handles that are gripped by the user and move in the front-rear direction relative to the frame in accordance with the swing of the arm as the user walks;
A pair of left and right handle guiding means for guiding each of the handles to a movable range in accordance with a swing of an arm associated with a user's walking provided with each of the handles;
A plurality of wheels including at least one drive wheel provided in the frame;
Driving means for driving to drive the drive wheels;
A battery for operating the driving means for traveling;
Each holding state detecting means for detecting the state of each holding;
Control means for determining a holding state based on a detection signal from the holding state detection means, and for controlling the driving means for traveling according to the determined holding state;
A walking support device that advances with the user when the user holding the respective handles with the left and right hands walks while swinging the arm in the front-rear direction,
At least one of the plurality of wheels is provided at a rear end of the frame;
A fall sign detection means for detecting a sign of a user's backward fall, and a fall prevention mechanism for preventing the user from falling backward,
The control means includes
Based on the detection signal from the fall sign detection means, if it is determined that there is a sign that the user falls backward, the fall prevention mechanism is activated,
Walking support device.
前記転倒防止機構は、
それぞれの前記持ち手と、
それぞれの前記持ち手を前後方向に強制的に移動させることが可能なそれぞれの持ち手用駆動手段と、
を有しており、
前記制御手段は、
前記転倒防止機構を作動させる場合、それぞれの前記持ち手が、それぞれの前方に移動するように、それぞれの前記持ち手用駆動手段を制御する、
歩行支援装置。 The walking support device according to claim 1,
The fall prevention mechanism is
Each said handle,
Drive means for each handle capable of forcibly moving each said handle in the front-rear direction;
Have
The control means includes
When operating the fall prevention mechanism, each of the handles is controlled so that each of the handles moves forward.
Walking support device.
それぞれの前記持ち手状態検出手段には、それぞれの前記持ち手の前後方向の位置を検出可能なそれぞれの持ち手位置検出手段が含まれており、
前記制御手段は、
前記転倒防止機構を作動させて、それぞれの前記持ち手を、それぞれ前方に移動させる際、それぞれの前記持ち手位置検出手段からの検出信号に基づいて、それぞれの前記持ち手の前後方向の位置を検出し、
前方側となる前記持ち手を、後方側となる前記持ち手よりも大きな力で前方に移動させる、
あるいは、前方側となる前記持ち手の前方への移動距離を、後方側となる前記持ち手の前方への移動距離よりも大きくする、
歩行支援装置。 The walking support device according to claim 2,
Each of the holding state detection means includes a respective holding position detection means capable of detecting the position in the front-rear direction of each holding,
The control means includes
When the fall prevention mechanism is operated to move each handle forward, the position in the front-rear direction of each handle is determined based on a detection signal from each handle position detection means. Detect
Moving the handle on the front side forward with a greater force than the handle on the rear side;
Alternatively, the moving distance to the front of the handle on the front side is larger than the moving distance to the front of the handle on the rear side.
Walking support device.
それぞれの前記持ち手状態検出手段には、それぞれの前記持ち手の前後方向の位置を検出可能なそれぞれの持ち手位置検出手段が含まれており、
前記制御手段は、
前記転倒防止機構を作動させて、それぞれの前記持ち手を、それぞれ前方に移動させる際、それぞれの前記持ち手位置検出手段からの検出信号に基づいて、それぞれの前記持ち手の前後方向の位置を検出し、
後方側となる前記持ち手を、前方側となる前記持ち手よりも大きな力で前方に移動させる、
あるいは、後方側となる前記持ち手の前方への移動距離を、前方側となる前記持ち手の前方への移動距離よりも大きくする、
歩行支援装置。 The walking support device according to claim 2,
Each of the holding state detection means includes a respective holding position detection means capable of detecting the position in the front-rear direction of each holding,
The control means includes
When the fall prevention mechanism is operated to move each handle forward, the position in the front-rear direction of each handle is determined based on a detection signal from each handle position detection means. Detect
Moving the handle on the rear side forward with a greater force than the handle on the front side,
Alternatively, the movement distance to the front of the handle on the rear side is larger than the movement distance to the front of the handle on the front side.
Walking support device.
前記転倒防止機構は、
前記駆動輪と、
前記走行用駆動手段と、
を有しており、
前記制御手段は、
前記転倒防止機構を作動させる場合、使用者に対して前記歩行支援装置が相対的に後方に移動するように前記走行用駆動手段を制御する、
歩行支援装置。 The walking support device according to any one of claims 1 to 4,
The fall prevention mechanism is
The drive wheel;
The driving means for traveling;
Have
The control means includes
When the fall prevention mechanism is operated, the driving means for driving is controlled so that the walking support device moves relatively backward with respect to the user.
Walking support device.
左右一対の前記持ち手案内手段は、
前記フレームに設けられて前後方向に延びるように使用者の左右に配置されたレールであり、
左右一対の前記持ち手は、
それぞれの前記レールに設けられて前記レールに沿って前後方向にスライド可能とされている、
歩行支援装置。 The walking support device according to any one of claims 1 to 5,
The pair of left and right handle guiding means are:
Rails provided on the left and right of the user so as to extend in the front-rear direction provided on the frame,
The pair of left and right handles are
It is provided on each of the rails and is slidable in the front-rear direction along the rails.
Walking support device.
それぞれの前記持ち手状態検出手段には、左右の手でそれぞれの前記持ち手を把持している使用者のそれぞれの把持力を検出可能なそれぞれの圧力検出手段が含まれており、
前記転倒予兆検出手段は、それぞれの前記圧力検出手段を含み、
前記制御手段は、
それぞれの前記圧力検出手段からの検出信号に基づいて、使用者のそれぞれの前記把持力を検出し、検出した前記把持力に基づいて、使用者が後方に転倒する予兆の有無を判定する、
歩行支援装置。 The walking support device according to any one of claims 1 to 6,
Each of the holding state detecting means includes respective pressure detecting means capable of detecting each holding force of a user holding each holding hand with left and right hands,
The fall sign detection means includes each of the pressure detection means,
The control means includes
Based on detection signals from the respective pressure detection means, the respective gripping forces of the users are detected, and based on the detected gripping forces, it is determined whether or not there is a sign that the user falls backwards.
Walking support device.
前記制御手段は、
少なくとも一方の前記持ち手に対する前記把持力が所定把持力よりも大きな場合に、使用者が後方に転倒する予兆が有ると判定する、
歩行支援装置。 The walking support device according to claim 7,
The control means includes
When the gripping force with respect to at least one of the handles is larger than a predetermined gripping force, it is determined that there is a sign that the user falls backwards.
Walking support device.
前記制御手段は、
それぞれの前記圧力検出手段からの検出信号に基づいて、さらに、使用者が前記持ち手を前方に押出す力及び使用者が前記持ち手を後方に引く力、を検出可能であり、
双方の前記持ち手が後方に引かれていることを検出した場合に、使用者が後方に転倒する予兆が有ると判定する、
歩行支援装置。
The walking support device according to claim 7,
The control means includes
Based on the detection signals from the respective pressure detection means, it is further possible to detect the force that the user pushes the handle forward and the force that the user pulls the handle backward,
When it is detected that both of the handles are pulled backward, it is determined that there is a sign that the user falls backwards.
Walking support device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018098559A JP2019201852A (en) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | Walking support device |
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JP2018098559A Pending JP2019201852A (en) | 2018-05-23 | 2018-05-23 | Walking support device |
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Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111759683A (en) * | 2020-07-08 | 2020-10-13 | 合肥工业大学 | Walking device for assisting user in standing |
CN117100564A (en) * | 2023-10-25 | 2023-11-24 | 西南石油大学 | Walking support capable of judging falling and falling judging method thereof |
-
2018
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CN117100564A (en) * | 2023-10-25 | 2023-11-24 | 西南石油大学 | Walking support capable of judging falling and falling judging method thereof |
CN117100564B (en) * | 2023-10-25 | 2024-01-09 | 西南石油大学 | Walking support capable of judging falling and falling judging method thereof |
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