JP2020011033A - 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ることが非常に重要である。 In order for a user who can walk independently to train for higher quality natural walking, it is necessary not to lean on the walker, but to swing the arm in a correct posture with the trunk in a straight position and synchronized with the legs. Very important.
例えば、特許文献1に記載の歩行車110(歩行支援装置に相当)は、図32に示すように、前輪160Fと後輪160Bとメインフレーム140とサイドフレーム130とスライダ122とハンドル120と連結棒132と、を左右一対で備えている。スライダ122は、ハンドル120が固定されており、サイドフレーム130に沿って前後にスライド可能とされている。またスライダ122は、連結棒132を介して後輪160Bに接続されている。これにより、使用者が、左右の手で左右のハンドル120を把持し、左右の腕を振りながら歩行して左右のスライダ122を交互に前後にスライドさせると、左右の後輪160Bが回転駆動される。つまり、腕を振って歩行する使用者とともに歩行車が移動し、歩行車の動力源は、使用者が腕を前後に振る力である。 For example, as shown in FIG. 32, a walking vehicle 110 (corresponding to a walking support device) described in Patent Document 1 has a front wheel 160F, a rear wheel 160B, a main frame 140, a side frame 130, a slider 122, a handle 120, and a connecting rod. 132 and a pair of left and right. The slider 122 has a handle 120 fixed thereto and is slidable back and forth along the side frame 130. The slider 122 is connected to a rear wheel 160B via a connecting rod 132. Accordingly, when the user holds the left and right handles 120 with the left and right hands, walks while swinging the left and right arms, and alternately slides the left and right sliders 122 back and forth, the left and right rear wheels 160B are rotationally driven. You. In other words, the walking vehicle moves together with the user who walks while shaking his arm, and the power source of the walking vehicle is the force by which the user swings his arm back and forth.
また、特許文献2に記載の歩行介助装置210(歩行支援装置に相当)は、図33に示すように、移動体250(フレームに相当)と、車輪260FR、260FLと、従動輪260Rと、使用者が把持する把手220R、220L(持ち手に相当)と、歩行する方向の力を検出する力検出器234R、234Lと、電源200Bと、制御手段240とを備えている。この歩行介助装置210によれば、使用者が把手220R、220Lを把持して自分の望む方向に把手220R、220Lを動かすと、把手220R、220Lに加えられた力は、力検出器234R、234Lによって検出され、制御手段240へ伝えられる。制御手段240は、加えられた力に応じて歩行介助装置210の速度を制御している。 Further, as shown in FIG. 33, a walking assistance device 210 (corresponding to a walking assistance device) described in Patent Literature 2 uses a moving body 250 (corresponding to a frame), wheels 260FR and 260FL, and a driven wheel 260R. It includes grips 220R and 220L (corresponding to a handle) gripped by a person, force detectors 234R and 234L for detecting a force in a walking direction, a power supply 200B, and control means 240. According to the walking assistance device 210, when the user grips the handles 220R and 220L and moves the handles 220R and 220L in a direction desired by the user, the force applied to the handles 220R and 220L is changed to the force detectors 234R and 234L. And transmitted to the control means 240. The control means 240 controls the speed of the walking assistance device 210 according to the applied force.
特許文献1に記載の歩行車110は、図32に示すように、ハンドル120とスライダ122と連結棒132と後輪160Bにて構成されたリンク機構により、歩幅にかかわらず腕の前後の振り幅が固定された振り幅となってしまう。従って、使用者が、脚の動き(歩幅)と腕の動き(腕の振り幅)を連動させる調整が困難である。質の高い自然な歩行のトレーニングを行うためには、腕を振るタイミングが使用者の歩行ピッチと合っていることが好ましい。また、使用者が腕を前後に振る力が歩行車110の動力源であるので、使用者への負荷が比較的大きく、力強く腕を振る機能回復には適しているが、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る、という質の高い自然な歩行のトレーニングには適していない。 As shown in FIG. 32, the walking vehicle 110 described in Patent Literature 1 uses a link mechanism including a handle 120, a slider 122, a connecting rod 132, and a rear wheel 160B to swing the arm back and forth regardless of the stride. Has a fixed swing width. Therefore, it is difficult for the user to make an adjustment in which the movement of the leg (step length) and the movement of the arm (arm width) are linked. In order to perform high-quality natural walking training, it is preferable that the timing of shaking the arm matches the walking pitch of the user. In addition, since the power of the user swinging the arm back and forth is the power source of the walking vehicle 110, the load on the user is relatively large, which is suitable for recovering the function of strongly swinging the arm. However, it is not suitable for high-quality natural walking training in which the correct posture with the trunk straight and the arms are shaken correctly in synchronization with the legs.
また、特許文献2に記載の歩行介助装置210は、動力源を備えているので、使用者への負荷は比較的小さいが、脚に同期させて正しく腕を振ることができないので、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る、という質の高い自然な歩行のトレーニングには適していない。 Further, the walking assistance device 210 described in Patent Literature 2 has a power source, so that the load on the user is relatively small. It is not suitable for high-quality natural walking training in which the correct posture with the trunk straightened and the arms correctly shaken in synchronization with the legs.
本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、使用者への負担をより小さくすることが可能であり、かつ、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る質の高い自然な歩行のトレーニングを支援することが可能な歩行支援装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such a point, and it is possible to further reduce the burden on the user, and to synchronize the leg with the leg in a correct posture in which the trunk is straightened, and correct the posture. It is an object of the present invention to provide a walking support device capable of supporting a high-quality natural walking training of waving an arm.
上記課題を解決するため、第1の発明は、フレームと、前記フレームに設けられた左右一対のアーム部と、左右一対の前記アーム部に設けられて使用者が把持可能で前記フレームに対して前後方向に移動可能な左右一対の把持部と、前記フレームの下端に設けられた左右一対の駆動輪を含む複数の車輪と、それぞれの前記駆動輪を駆動して歩行支援装置を前進させるそれぞれの駆動手段と、それぞれの前記駆動手段の電源となるバッテリーと、それぞれの前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、それぞれの前記把持部への作用力を計測するそれぞれの作用力計測手段と、それぞれの前記把持部を、前記フレームに対してそれぞれの予め設定した所定位置に保持するそれぞれの保持手段と、を有して、それぞれの前記把持部を把持して腕を振りながら歩行する使用者とともに前進する歩行支援装置であって、それぞれの前記保持手段は、使用者の腕振りによって前記所定位置からずれた前記把持部を前記所定位置に戻す復元力を発生させ、前記駆動制御手段は、それぞれの前記作用力計測手段からの検出信号に基づいて求めたそれぞれの前記作用力に基づき、それぞれの前記駆動手段を制御する、歩行支援装置である。 In order to solve the above problems, a first invention is a frame, a pair of left and right arms provided on the frame, and a pair of left and right arms provided on the pair of arms so that a user can grip the frame. A pair of left and right grips movable in the front-rear direction, a plurality of wheels including a pair of left and right drive wheels provided at the lower end of the frame, and a respective one for driving each of the drive wheels to advance the walking assist device. Driving means, a battery serving as a power source for each of the driving means, a driving control means for controlling each of the driving means, and an acting force measuring means for measuring an acting force on each of the gripping portions, respectively Holding means for holding the gripping portions at respective predetermined positions with respect to the frame, and gripping the gripping portions and swinging the arms. A walking support device that moves forward with a user who walks while the holding means generates a restoring force for returning the grip portion displaced from the predetermined position to the predetermined position by swinging the arm of the user; The drive control unit is a walking support device that controls each of the drive units based on each of the acting forces obtained based on a detection signal from each of the acting force measuring units.
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、それぞれの前記作用力計測手段は、対応する前記把持部へ入力される前方向の作用力である前方向作用力を検出する前方向作用力検出手段と、対応する前記把持部へ入力される後方向の作用力である後方向作用力を検出する後方向作用力検出手段と、を有し、前記駆動制御手段は、前記前方向作用力検出手段を用いて検出した前記前方向作用力と前記後方向作用力検出手段を用いて検出した前記後方向作用力との差に基づいた前記作用力である把持部作用力に基づいて、それぞれの前記駆動手段を制御する、歩行支援装置である。 A second invention of the present invention is the walking assistance device according to the first invention, wherein each of the acting force measuring means is a forward acting force inputted to the corresponding grip portion. The drive unit includes: a forward acting force detecting unit that detects an acting force; and a backward acting force detecting unit that detects a backward acting force that is a backward acting force input to the corresponding grip unit. The control means is the acting force based on a difference between the forward acting force detected by using the forward acting force detecting means and the rearward acting force detected by using the backward acting force detecting means. It is a walking assistance device that controls each of the driving units based on a gripping portion acting force.
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、前記駆動制御手段は、右の前記把持部に入力された前記把持部作用力である右把持部作用力の大きさと、左の前記把持部に入力された前記把持部作用力である左把持部作用力の大きさと、の差に基づいて、使用者が腕を振りながら歩行しているか否かを判定し、判定結果に基づいて、それぞれの前記駆動手段を制御する、歩行支援装置である。 A third aspect of the present invention is the walking assist device according to the second aspect, wherein the drive control means is a right grip part acting force which is the grip part acting force input to the right grip part. And whether the user is walking while swinging his arm based on the difference between the size of the left grip and the magnitude of the left grip acting force input to the left grip. And a walking support device that controls each of the driving units based on a determination result.
本発明の第4の発明は、上記第3の発明に係る歩行支援装置であって、前記駆動制御手段は、前記判定結果が、使用者が腕を振りながら歩行している、である場合、使用者の腕振り歩行動作に伴って発生する前記歩行支援装置の蛇行を軽減するようにそれぞれの前記駆動手段を制御する、歩行支援装置である。 A fourth invention of the present invention is the walking support device according to the third invention, wherein the drive control means is configured such that, when the determination result is that the user is walking while swinging his arm, It is a walking assistance device that controls each of the driving means so as to reduce meandering of the walking assistance device that occurs with a user's arm swing walking operation.
本発明の第5の発明は、フレームと、前記フレームに設けられた左右一対のアーム部と、左右一対の前記アーム部に設けられて使用者が把持可能で前記フレームに対して前後方向に移動可能な左右一対の把持部と、前記フレームの下端に設けられた左右一対の駆動輪を含む複数の車輪と、それぞれの前記駆動輪を駆動して歩行支援装置を前進させるそれぞれの駆動手段と、それぞれの前記駆動手段の電源となるバッテリーと、それぞれの前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、前記フレームに対するそれぞれの前記把持部の位置を検出するそれぞれの把持部位置検出手段と、それぞれの前記把持部を、前記フレームに対してそれぞれの予め設定した所定位置に保持するそれぞれの保持手段と、を有して、それぞれの前記把持部を把持して腕を振りながら歩行する使用者とともに前進する歩行支援装置であって、それぞれの前記保持手段は、使用者の腕振りによって前記所定位置からずれた前記把持部を前記所定位置に戻す復元力を発生させ、前記駆動制御手段は、それぞれの前記把持部位置検出手段からの検出信号に基づいて求めたそれぞれの前記把持部の位置に基づいて、それぞれの前記駆動手段を制御する、歩行支援装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a frame, a pair of left and right arms provided on the frame, and a pair of left and right arms provided on the pair of arms so that a user can grip and move in the front-rear direction with respect to the frame. Possible pair of left and right grips, a plurality of wheels including a pair of left and right drive wheels provided at the lower end of the frame, and respective driving means for driving each of the drive wheels to advance the walking assist device, A battery serving as a power source for each of the driving units, a driving control unit for controlling each of the driving units, a gripping portion position detecting unit for detecting a position of each of the gripping portions with respect to the frame, Holding means for holding the gripping portions at respective predetermined positions with respect to the frame, and holding the gripping portions with the arms A walking support device that moves forward with a user who walks while shaking, wherein each of the holding means generates a restoring force for returning the grip portion shifted from the predetermined position to the predetermined position by swinging the arm of the user, The drive control unit is a walking support device that controls each of the drive units based on a position of each of the grip units obtained based on a detection signal from each of the grip unit position detection units.
本発明の第6の発明は、上記第5の発明に係る歩行支援装置であって、前記駆動制御手段は、それぞれの前記把持部位置検出手段を用いて求めた、前記フレームに対する前後方向における右の前記把持部の位置である右把持部前後位置と、前記フレームに対する前後方向における左の前記把持部の位置である左把持部前後位置と、に基づいて、前記フレームに対する前後方向における使用者の位置である使用者前後位置を求め、前記フレームに対する前後方向の所定位置に、前記使用者前後位置が近づくように、それぞれの前記駆動手段を制御する、歩行支援装置である。 A sixth invention of the present invention is the walking support device according to the fifth invention, wherein the drive control means is configured to use the right and left directions in the front-rear direction with respect to the frame, obtained by using the respective grip part position detection means. Of the user in the front-rear direction with respect to the frame, based on the right grip part front-rear position that is the position of the grip part and the left grip part front-rear position that is the position of the left grip part in the front-rear direction with respect to the frame. A walking assistance device that determines a user front-rear position, which is a position, and controls each of the driving units so that the user front-rear position approaches a predetermined position in the front-rear direction with respect to the frame.
本発明の第7の発明は、上記第6の発明に係る歩行支援装置であって、前記駆動制御手段は、前記右把持部前後位置と前記左把持部前後位置とに基づいて、使用者が腕を振りながら歩行しているか否かを判定し、使用者が腕を振りながら歩行していると判定した場合、使用者の腕振り歩行動作に伴って発生する前記歩行支援装置の蛇行を軽減するように、それぞれの前記駆動手段の制御量を補正する、歩行支援装置である。 A seventh invention of the present invention is the walking support device according to the sixth invention, wherein the drive control means allows a user to perform the operation based on the right and left grip front and rear positions and the left and right grip front and rear positions. It is determined whether or not the user is walking while swinging his arm, and if it is determined that the user is walking while swinging his arm, the meandering of the walking support device that occurs with the user's arm swing walking operation is reduced. A walking support device that corrects the control amount of each of the driving units.
本発明の第8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、前記アーム部のそれぞれには、前記保持手段の前記復元力によって前記所定位置に保持された前記把持部を、前記フレームに対する前後方向において前記所定位置に拘束することを可能とする、それぞれの把持部拘束手段が設けられている、歩行支援装置である。 An eighth invention of the present invention is the walking support device according to any one of the first to fourth inventions, wherein each of the arm portions is provided with the restoring force of the holding means. It is a walking assistance device provided with respective gripping portion restraining means for enabling the gripping portion held at a predetermined position to be restrained at the predetermined position in the front-rear direction with respect to the frame.
本発明の第9の発明は、上記第8の発明に係る歩行支援装置であって、前記把持部拘束手段のそれぞれは、前記把持部を前記所定位置に拘束する拘束状態と、前記把持部を前記所定位置に拘束することなく解放する解放状態と、のいずれかの状態に設定可能であり、前記駆動制御手段は、前記把持部拘束手段のそれぞれが前記拘束状態に設定されている場合、それぞれの前記作用力計測手段からの検出信号に基づいて求めたそれぞれの前記作用力に基づいて、それぞれの前記駆動手段を制御する、歩行支援装置である。 A ninth invention of the present invention is the walking assistance device according to the eighth invention, wherein each of the grip part restraining means includes a restraining state for restraining the grip part at the predetermined position, A release state in which the gripping portion is released without being restrained to the predetermined position. A walking support device that controls each of the driving units based on each of the acting forces obtained based on a detection signal from the acting force measuring unit.
本発明の第10の発明は、上記第5の発明〜第7の発明のいずれか1つに係る歩行支援装置であって、前記アーム部のそれぞれには、前記保持手段の前記復元力によって前記所定位置に保持された前記把持部を、前記フレームに対する前後方向において前記所定位置の近傍に拘束することを可能とする、それぞれの把持部拘束手段が設けられている、歩行支援装置である。 A tenth invention of the present invention is the walking assist device according to any one of the fifth to seventh inventions, wherein each of the arm portions is provided with the restoring force of the holding means. It is a walking assistance device provided with respective gripping portion restraining means for enabling the gripping portion held at a predetermined position to be restrained in the vicinity of the predetermined position in the front-back direction with respect to the frame.
本発明の第11の発明は、上記第10の発明に係る歩行支援装置であって、前記把持部拘束手段のそれぞれは、前記把持部を前記所定位置の近傍に拘束する拘束状態と、前記把持部を前記所定位置の近傍に拘束することなく解放する解放状態と、のいずれかの状態に設定可能であり、前記駆動制御手段は、前記把持部拘束手段のそれぞれが前記拘束状態に設定されている場合、それぞれの前記把持部位置検出手段からの検出信号に基づいて求めた、前記フレームに対する前後方向におけるそれぞれの前記把持部の位置に基づいて、それぞれの前記駆動手段を制御する、歩行支援装置である。 An eleventh invention of the present invention is the walking assist device according to the tenth invention, wherein each of the grip part restraining means includes a restraining state for restraining the grip part in the vicinity of the predetermined position; A release state in which the part is released without being constrained in the vicinity of the predetermined position, and the driving control means can be configured such that each of the gripping part constraining means is set in the constrained state. A walking support device that controls each of the driving units based on the position of each of the grippers in the front-rear direction with respect to the frame, obtained based on a detection signal from each of the gripper position detection units. It is.
第1の発明によれば、使用者が把持する把持部に入力される作用力に応じて駆動手段を制御することで、使用者の腕の振りの状態に応じて歩行支援装置を動作させることと、使用者の歩行に伴って歩行支援装置を前進させることができる。従って、使用者への負担をより小さくすることが可能である。また、腕の振り幅は固定されておらず、使用者は自身の歩幅に応じた自然な振り幅で腕を振ればよいので、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る質の高い自然な歩行のトレーニングを、適切に支援することができる。 According to the first aspect, the walking support device is operated in accordance with the state of the swing of the arm of the user by controlling the driving unit in accordance with the acting force input to the gripping unit gripped by the user. Then, the walking support device can be moved forward as the user walks. Therefore, it is possible to further reduce the burden on the user. Also, the swing width of the arm is not fixed, and the user only has to swing the arm with a natural swing width according to his / her own stride. It is possible to appropriately support high-quality natural walking training.
第2の発明によれば、使用者が、把持部を把持する把持力を排除することができ、把持部へ入力される作用力である把持部作用力のみを取得できる。 According to the second aspect, the user can eliminate the gripping force for gripping the gripping portion, and can acquire only the gripping portion acting force that is the acting force input to the gripping portion.
第3の発明によれば、使用者が腕を振りながら歩行している場合と、使用者が腕を振りながら歩行していない場合と、によって歩行支援装置における駆動輪の駆動制御を変えることができる。 According to the third invention, the drive control of the drive wheels in the walking support device can be changed depending on whether the user is walking while swinging his arm or not, and if the user is not walking while swinging his arm. it can.
第4の発明によれば、使用者の腕振りによる歩行支援装置の蛇行を抑制し、歩行支援装置をより直進安定性良く前進させることができる。 According to the fourth invention, meandering of the walking support device due to the swing of the arm of the user can be suppressed, and the walking support device can be moved forward with more straight-line stability.
第5の発明によれば、使用者が把持する把持部のフレームに対する位置に応じて駆動手段を制御することで、使用者の腕の振りの状態に応じて歩行支援装置を動作させることと、使用者の歩行に伴って歩行支援装置を前進させることができる。従って、使用者への負担をより小さくすることが可能である。また、腕の振り幅は固定されておらず、使用者は自身の歩幅に応じた自然な振り幅で腕を振ればよいので、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る質の高い自然な歩行のトレーニングを、適切に支援することができる。 According to the fifth aspect, by controlling the driving means in accordance with the position of the gripping portion held by the user with respect to the frame, operating the walking support device in accordance with the state of the swing of the arm of the user; The walking support device can be moved forward as the user walks. Therefore, it is possible to further reduce the burden on the user. Also, the swing width of the arm is not fixed, and the user only has to swing the arm with a natural swing width according to his / her own stride. It is possible to appropriately support high-quality natural walking training.
第6の発明によれば、使用者の歩行速度に対して、歩行支援装置の前進速度のほうが遅い場合又は速い場合に、使用者に対する歩行支援装置の相対的な位置が後方又は前方にズレていくことを適切に防止する。従って、使用者に対する歩行支援装置の前後方向の位置を、適切な位置に維持することができる。 According to the sixth aspect, when the forward speed of the walking assist device is slower or faster than the walking speed of the user, the relative position of the walking assist device with respect to the user is shifted rearward or forward. Appropriately prevent them from going. Therefore, the position of the walking assist device in the front-back direction with respect to the user can be maintained at an appropriate position.
第7の発明によれば、使用者の腕振りによる歩行支援装置の蛇行を抑制し、歩行支援装置をより直進安定性良く前進させることができる。 According to the seventh aspect, meandering of the walking assist device due to the swing of the arm of the user can be suppressed, and the walking assist device can be moved forward with more straight ahead stability.
第8の発明によれば、把持部をフレームに対して拘束することができ、歩行支援装置を両腕を振らずに両手で押すタイプの歩行器のように使用できるので便利である。 According to the eighth aspect, the holding portion can be restrained with respect to the frame, and the walking support device can be used like a walker of a type in which both hands push the walking support device without swinging both arms.
第9の発明によれば、拘束状態では、使用者が腕を振らなくても把持部を前方に押すだけで歩行支援装置を容易に駆動させることができる。 According to the ninth aspect, in the restrained state, the walking support device can be easily driven only by pushing the grip portion forward without the user swinging the arm.
第10の発明によれば、把持部をフレームの前後方向の所定の範囲で拘束することができ、両腕を振らずに両手で押すタイプの歩行器のように使用でき便利である。 According to the tenth aspect, the gripping portion can be restrained within a predetermined range in the front-rear direction of the frame, and can be conveniently used as a walker of a type in which both hands are pushed without swinging both arms.
第11の発明によれば、拘束状態では、使用者が腕を振らなくても把持部を前方に押すだけで歩行支援装置を容易に駆動させることができる。 According to the eleventh aspect, in the restrained state, the walking support device can be easily driven simply by pushing the grip portion forward without the user swinging the arm.
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。また、フレーム50において、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。 An embodiment for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. 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 a direction from the front wheel 60FR to the rear wheel 60RR, and the X-axis direction indicates a direction from left to right in the frame 50. In the frame 50, the X-axis direction is “right”, the opposite direction to the X-axis direction is “left”, the opposite direction to the Z-axis direction is “front”, and the Z-axis direction is “rear”. Also, the Y-axis direction is “up” and the opposite direction to the Y-axis direction is “down”.
●[第1の実施の形態の概略全体構成(図1)]
図1を用いて本発明を実施するための形態の概略構成を説明する。図1は本実施の形態の歩行支援装置10を説明する図である。歩行支援装置10は、持ち手20R、20L(把持部に相当)と、レール30R、30L(アーム部に相当)と、駆動制御手段40と、フレーム50と、前輪60FR、60FL(車輪に相当)と、後輪60RR、60RL(駆動輪に相当)と、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、バッテリーBと、を有している。
● [Schematic Overall Configuration of First Embodiment (FIG. 1)]
A schematic configuration of an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram illustrating a walking support device 10 according to the present embodiment. The walking support device 10 includes handles 20R and 20L (corresponding to grips), rails 30R and 30L (corresponding to arms), drive control means 40, a frame 50, and front wheels 60FR and 60FL (corresponding to wheels). , Rear wheels 60RR, 60RL (corresponding to driving wheels), driving means 64R, 64L (for example, an electric motor), a control panel 70, and a battery B.
図1に示すように、フレーム50は、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。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における後方下端に設けられた歩行支援装置10を前進させる駆動輪であり、ベルト62を介して駆動手段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、それぞれ独立に駆動手段(64R、64L)により駆動される例を示している。 As shown in FIG. 1, the frame 50 has a symmetrical shape with respect to the left-right direction, and the user enters between the rail 30R and the rail 30L from the open side of the frame 50, and the walking assist device Operate 10 The front wheels 60FR, 60FL are driven wheels (turnable caster wheels) provided at a lower front end of the frame 50. The rear wheels 60RR and 60RL are driving wheels for moving the walking assist device 10 provided at the lower rear end of the frame 50 forward, and are driven by driving means 64R and 64L via a belt 62, respectively. The example shown in FIG. 1 shows an example in which the rear wheels, which are drive wheels, are a pair of left and right wheels, and are driven independently by drive means (64R, 64L).
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、使用者が把持可能な持ち手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。 A rail 30R is provided on the right side of the frame 50, and a rail 30L is provided on the left side. Each of the rails 30R, 30L is provided with a handle 20R, 20L that can be gripped by a user. The handles 20R, 20L move back and forth within the respective movable ranges of the rails 30R, 30L in accordance with the swing of the arm accompanying the walking of the user. The rail and the handle are provided as a left and right pair.
また、フレーム50には、角速度センサー52が設けられている。角速度センサー52は、Y軸を中心とした回転における角速度(ヨー角速度)を計測し、計測した角速度に応じた信号を駆動制御手段40に出力する。 Further, the frame 50 is provided with an angular velocity sensor 52. The angular velocity sensor 52 measures an angular velocity (yaw angular velocity) in rotation about the Y axis, and outputs a signal corresponding to the measured angular velocity to the drive control means 40.
図1に示すように、コントロールパネル70は、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、モニター78と、を有している。 As shown in FIG. 1, the control panel 70 is provided at, for example, an upper portion of the frame 50 and at a position where the operation by the user is easy. The control panel 70 has a main switch 72, an assist amount adjustment volume 74a, and a monitor 78.
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ーBから駆動制御手段40と駆動手段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。 The main switch 72 is a main switch of the walking assist device 10, and when turned on, supplies power from the battery B to the drive control means 40 and the drive means 64 R, 64 L to enable the operation of the walking assist device 10.
アシスト量調整ボリューム74aは、増幅係数kを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、例えばバッテリー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 assist amount adjustment volume 74a is a volume for adjusting the amplification coefficient k. The monitor 78 is a monitor that displays various states, and displays, for example, the amount of charge of the battery B, setting of various modes, operation states, and the like.
駆動手段64R、64Lのそれぞれは、増幅係数kと使用者が歩行支援装置10を前進させようとする力に基づく駆動トルクTrqR、TrqL(図6参照)を後輪60RR、60RL(駆動輪)のそれぞれに発生させる。 Each of the driving means 64R and 64L transmits the driving torque TrqR and TrqL (see FIG. 6) based on the amplification coefficient k and the force by which the user tries to advance the walking assist device 10 to the rear wheels 60RR and 60RL (driving wheels). Generate each.
●[歩行支援装置10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と駆動制御手段40と角速度センサー52とバッテリー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方向から見た持ち手20Rの断面図である。図4は、図2におけるIV−IV方向から見た持ち手20Rの断面図である。
● [Detailed structure of the walking support device 10 (FIGS. 2 to 4)]
The structure of the walking support device 10 will be described in detail with reference to FIGS. Except for the control panel 70, the drive control means 40, the angular velocity sensor 52, and the battery B, the walking support device 10 has a symmetrical structure on the left and right sides of the frame 50. Will be described. FIG. 2 is a perspective view illustrating the configuration and functions of the handle 20R and the rail 30R. FIG. 3 is a cross-sectional view of the handle 20 </ b> R viewed from the direction of line III-III in FIG. 2. FIG. 4 is a cross-sectional view of the handle 20R as viewed from the IV-IV direction in FIG.
図2に示すように、レール30R(30L)には、持ち手20R(20L)が設けられている。図3に示すように、持ち手20Rは、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、26ba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からなる。 As shown in FIG. 2, a handle 20R (20L) is provided on the rail 30R (30L). As shown in FIG. 3, the handle 20R has a handle shaft 21a, a shaft fitting hole 21b, a slider 22, a grip 26a, switch grips 26b and 26ba, and a brake lever BKL. are doing. The slider 22 includes a handle holding portion 22A and an anchor portion 22B.
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 handle shaft 21a, and the other end is connected to the bottom of the shaft fitting hole 21b. A flange 21c is provided in a circumferential direction at an end of the handle shaft 21a to which the urging means 24 is connected. Further, an inner flange portion 20c is provided on the inner wall surface of the opening of the shaft portion insertion hole 21b. Thus, the grip portion 26a can slide up and down along the longitudinal direction of the handle shaft 21a without being separated from the handle shaft 21a. That is, the handle 20R has an expansion / contraction mechanism that enables expansion and contraction in the protruding direction.
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 handle shaft portion 21a to which the urging means 24 is not connected. The handle support shaft JK has a substantially spherical top end, and forms a ball joint with a recess provided in the handle holding portion 22A. Thereby, the handle 20R can be tilted back and forth and right and left within a range regulated by the opening with respect to the handle holding portion 22A (see FIGS. 3 and 4).
図3に示すように、スイッチグリップ部26b、26baは、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、26baとの間に所定の隙間を生じるように設けられている。 As shown in FIG. 3, the switch grip portions 26b and 26ba are provided by a grip urging means 28 (for example, a spring) so as to generate a predetermined gap between the grip portion 26a and the switch grip portions 26b and 26ba. I have.
作用力計測手段25Rは、前方向作用力検出手段25fRと後方向作用力検出手段25bRを、有している。作用力計測手段25Rは、右の持ち手20Rへ入力される作用力を計測する。作用力計測手段25Lは、前方向作用力検出手段25fLと後方向作用力検出手段25bLを、有している。作用力計測手段25Lは、左の持ち手20Lへ入力される作用力を計測する。 The acting force measuring means 25R has a forward acting force detecting means 25fR and a backward acting force detecting means 25bR. The acting force measuring means 25R measures the acting force input to the right handle 20R. The acting force measuring means 25L has a forward acting force detecting means 25fL and a backward acting force detecting means 25bL. The acting force measuring unit 25L measures the acting force input to the left handle 20L.
前方向作用力検出手段25fR、25fLと後方向作用力検出手段25bR、25bLは、圧力センサーであり、それぞれの持ち手20R、20Lへ入力される作用力(圧力)を検出する。なお、前方向作用力検出手段25fR、25fLと後方向作用力検出手段25bR、25bLは、荷重を検出する荷重センサーでも良い。 The forward acting force detecting means 25fR, 25fL and the backward acting force detecting means 25bR, 25bL are pressure sensors, and detect the acting force (pressure) input to the respective handles 20R, 20L. The forward acting force detecting means 25fR, 25fL and the backward acting force detecting means 25bR, 25bL may be load sensors for detecting a load.
前方向作用力検出手段25fRは、対応する右の持ち手20Rへ入力される前方向の作用力(圧力)である前方向作用力を検出する。後方向作用力検出手段25bRは、対応する右の持ち手20Rへ入力される後方向の作用力(圧力)である後方向作用力を検出する。前方向作用力検出手段25fLは、対応する左の持ち手20Lへ入力される前方向の作用力(圧力)である前方向作用力を検出する。後方向作用力検出手段25bLは、対応する左の持ち手20Lへ入力される後方向の作用力(圧力)である後方向作用力を検出する。 The forward acting force detecting means 25fR detects a forward acting force which is a forward acting force (pressure) input to the corresponding right handle 20R. The rearward acting force detector 25bR detects a rearward acting force that is a rearward acting force (pressure) input to the corresponding right handle 20R. The forward acting force detecting means 25fL detects a forward acting force which is a forward acting force (pressure) input to the corresponding left handle 20L. The rearward acting force detecting means 25bL detects a rearward acting force which is a rearward acting force (pressure) input to the corresponding left handle 20L.
前方向作用力検出手段25fRは、使用者が右の持ち手20Rを把持するとスイッチグリップ部26baがグリップ部26a側へ移動し圧力が掛けられてオンし、掛けられた圧力(右の持ち手の後圧力FRb)に応じた信号を出力して(図6参照)、圧力が掛からなくなるとオフする。前方向作用力検出手段25fLは、使用者が左の持ち手20Lを把持するとスイッチグリップ部26baがグリップ部26a側へ移動し圧力が掛けられてオンし、掛けられた圧力(左の持ち手の後圧力FLb)に応じた信号を出力して(図6参照)、圧力が掛からなくなるとオフする。 When the user grips the right handle 20R, the switch grip portion 26ba moves to the grip portion 26a side and is turned on by applying pressure, and the forward applied force (25fR) A signal corresponding to the post-pressure FRb) is output (see FIG. 6), and is turned off when the pressure is no longer applied. When the user grips the left handle 20L, the switch grip portion 26ba moves to the grip portion 26a side and the pressure is applied to turn on the forward acting force detection means 25fL, and the applied pressure (the left handle A signal corresponding to the post-pressure FLb) is output (see FIG. 6), and is turned off when the pressure is no longer applied.
後方向作用力検出手段25bRは、使用者が右の持ち手20Rを把持するとスイッチグリップ部26bがグリップ部26a側へ移動し圧力が掛けられてオンし、掛けられた圧力(右の持ち手の前圧力FRf)に応じた信号を出力して(図6参照)、圧力が掛からなくなるとオフする。後方向作用力検出手段25bLは、使用者が左の持ち手20Lを把持するとスイッチグリップ部26bがグリップ部26a側へ移動し圧力が掛けられてオンし、掛けられた圧力(左の持ち手の前圧力FLf)に応じた信号を出力して(図6参照)、圧力が掛からなくなるとオフする。 When the user grips the right handle 20R, the switch grip portion 26b moves to the grip portion 26a side and is turned on when the user grips the right handle 20R, and the rearward acting force detection means 25bR is turned on by the pressure, and the applied pressure (the right handle A signal corresponding to the pre-pressure FRf) is output (see FIG. 6), and when the pressure is no longer applied, the signal is turned off. When the user grips the left handle 20L, the switch grip portion 26b moves to the grip portion 26a side and the pressure is applied to turn on the rearward acting force detection means 25bL, and the applied pressure (the left handle A signal corresponding to the pre-pressure FLf) is output (see FIG. 6), and when no pressure is applied, the signal is turned off.
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 grip portion 26a. When the user grips the brake lever BKL and pulls it toward the grip portion 26a, the rotation of the front wheels 60FR and 60FL and the rear wheels 60RR and 60RL is locked, the locked state is maintained, and the lock is released by further pulling. (Not shown).
図2に示すように、レール30Rは、上方向に凹状に湾曲した形状を有し、前後方向に沿って延びる上方向に開口するレールスリット部38を有している。図2と図3に示すように、レール30R(30L)の前方端には保持手段Spg1R(Spg1L)の一方端が接続され、他方端がアンカー部22Bにおける前側の端面に接続されている。また、レール30R(30L)の後方端には保持手段Spg2R(Spg2L)の一方端が接続され、他方端がアンカー部22Bにおける後側の端面に接続されている。保持手段Spg1R、Spg2Rは、例えば、バネ等の弾性部材である。 As shown in FIG. 2, the rail 30R has an upwardly concave curved shape, and has an upwardly opening rail slit portion 38 extending along the front-rear direction. As shown in FIGS. 2 and 3, one end of the holding means Spg1R (Spg1L) is connected to the front end of the rail 30R (30L), and the other end is connected to the front end face of the anchor portion 22B. Further, one end of the holding means Spg2R (Spg2L) is connected to the rear end of the rail 30R (30L), and the other end is connected to the rear end face of the anchor portion 22B. The holding units Spg1R and Spg2R are, for example, elastic members such as springs.
保持手段Spg1R、Spg2R(Spg1L、Spg2L)は、弾性力により、持ち手20R(20L)を、レール30R(30L)の前後方向における予め設定した所定位置に保持する。保持手段Spg1R、Spg2R(Spg1L、Spg2L)は、使用者の腕振りによって所定位置からずれた持ち手20R(20L)を所定位置に戻す復元力を発生させる。また、持ち手20R(20L)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(30L)上を移動されられる。これにより、使用者が、レール30R(30L)に設けられた持ち手20R(20L)を、レール30R(30L)に沿って前後方向に移動させることができる(図1、図2参照)。また、使用者が、持ち手20R(20L)の把持を止めると、持ち手20R(20L)はレール30R(30L)における所定位置に復帰させられる。 The holding means Spg1R, Spg2R (Spg1L, Spg2L) hold the handle 20R (20L) at a predetermined position in the front-rear direction of the rail 30R (30L) by elastic force. The holding units Spg1R and Spg2R (Spg1L and Spg2L) generate a restoring force for returning the handle 20R (20L) displaced from the predetermined position due to the swing of the user's arm. The handle 20R (20L) is moved on the rail 30R (30L) by the constricted portion connecting the handle holding portion 22A and the anchor portion 22B sliding on the rail slit portion 38. This allows the user to move the handle 20R (20L) provided on the rail 30R (30L) in the front-rear direction along the rail 30R (30L) (see FIGS. 1 and 2). When the user stops gripping the handle 20R (20L), the handle 20R (20L) is returned to a predetermined position on the rail 30R (30L).
信号ケーブル36は、一方がアンカー部22Bに接続されて、他方が駆動制御手段40に接続されており、前方向作用力検出手段25fR、25fLと後方向作用力検出手段25bR、25bRからの検出信号を駆動制御手段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 signal cables 36 is connected to the anchor portion 22B and the other is connected to the drive control means 40, and detection signals from the forward acting force detecting means 25fR, 25fL and the backward acting force detecting means 25bR, 25bR. Is transmitted to the drive control means 40. The signal cable 36 may be a flexible cable such as a flexible cable.
●[歩行支援装置10の機能及び動作の説明(図5〜図8)]
図5〜図8を用いて、歩行支援装置10(図1参照)の機能及び動作について詳細に説明する。図5は、歩行支援装置10の駆動制御手段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、駆動制御手段40は、作用力計測手段25R(25fR、25bR)、25L(25fL、25bL)からの入力情報と、角速度センサー52と、コントロールパネル70からの入力情報に基づいて、駆動手段64R、64Lを制御する。また、記憶手段44は、情報を記憶する手段であり、駆動制御手段40の求めに応じて情報の記憶と読み出しを行う。また駆動制御手段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から信号が入力され、モニター78に画像信号等を出力する。なお、把持部位置検出手段27R、27L、及び、把持部傾斜検出手段33R、33Lは、後述する第2の実施形態において使用する手段であるため、ここでの説明を省略し、第2の実施の形態にて説明する。
● [Description of functions and operations of walking support device 10 (FIGS. 5 to 8)]
The functions and operations of the walking support device 10 (see FIG. 1) will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 5 is a block diagram illustrating input and output of the drive control unit 40 (for example, a control device including a CPU) of the walking support device 10. As shown in FIG. 5, the drive control means 40 is based on the input information from the acting force measuring means 25R (25fR, 25bR), 25L (25fL, 25bL), the angular velocity sensor 52, and the input information from the control panel 70. Thus, the driving means 64R and 64L are controlled. The storage unit 44 is a unit for storing information, and stores and reads out information in response to a request from the drive control unit 40. Further, a signal is input to the drive control means 40 from the main switch 72 of the control panel 70 and the assist amount adjustment volume 74a, and an image signal or the like is output to the monitor 78. Since the gripper position detecting means 27R and 27L and the gripper inclination detecting means 33R and 33L are used in a second embodiment described later, a description thereof will be omitted and the second embodiment will be described. This will be described in the form of
●[歩行支援装置10の駆動制御手段40における処理及び動作の説明(図6〜図8)]
図6は、歩行支援装置10(図1参照)の駆動制御手段40(図5参照)の処理手順を説明するフローチャートである。図7は、使用者が腕を振るだけで歩行していない場合における歩行支援装置10の動作を説明する図である。図8は、使用者が腕を振りながら歩行している場合における歩行支援装置10の動作を説明する図である。
● [Description of processing and operation in drive control means 40 of walking support device 10 (FIGS. 6 to 8)]
FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing procedure of the drive control unit 40 (see FIG. 5) of the walking support device 10 (see FIG. 1). FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of the walking support device 10 when the user is not walking just by waving his arm. FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of the walking support device 10 when the user is walking while swinging his arm.
使用者がメインスイッチ72(図5参照)をオンすると、駆動制御手段40は動作を開始する。駆動制御手段40は、作用力計測手段25R(25fR、25bR)、25L(25fL、25bL)からの情報(図5参照)に基づいて、使用者が持ち手20R、20L(図1参照)を把持して、使用者が腕を振りながら歩行しているか否かを判定する。 When the user turns on the main switch 72 (see FIG. 5), the drive control means 40 starts operating. The drive control means 40 allows the user to grip the handles 20R, 20L (see FIG. 1) based on information (see FIG. 5) from the acting force measuring means 25R (25fR, 25bR), 25L (25fL, 25bL). Then, it is determined whether the user is walking while swinging his arm.
駆動手段64R、64L(図5参照)にロック機構を備えておき、持ち手20R、20Lが把持されていないと判定した場合は駆動手段64R、64Lをロックし、持ち手20R、20Lが把持されていると判定した場合は駆動手段64R、64Lのロックを解除するようにしてもよい。 The drive means 64R, 64L (see FIG. 5) is provided with a lock mechanism, and when it is determined that the handles 20R, 20L are not gripped, the drive means 64R, 64L are locked, and the handles 20R, 20L are gripped. If it is determined that the lock is established, the locks of the driving units 64R and 64L may be released.
●[駆動制御手段40の進行制御の処理(図6)]
歩行支援装置10(図1参照)の駆動制御手段40(図5参照)における進行制御の処理手順について、図6のフローチャートを用いて説明する。駆動制御手段40は、起動された場合、所定時間間隔(例えば数[ms]間隔)にて、進行制御を実行する。以下、進行制御の処理の各ステップについて詳細に説明する。
● [Processing of progress control by drive control means 40 (FIG. 6)]
The processing procedure of the progress control in the drive control means 40 (see FIG. 5) of the walking assistance device 10 (see FIG. 1) will be described with reference to the flowchart in FIG. When activated, the drive control means 40 executes the progress control at predetermined time intervals (for example, at intervals of several [ms]). Hereinafter, each step of the progress control process will be described in detail.
ステップS005において、駆動制御手段40は、作用力計測手段25L、25Rとアシスト量調整ボリューム74aから情報を取得し(図5参照)、ステップS010に処理を進める。なお、作用力計測手段25Rは、前方向作用力検出手段25fRに基づいて右の持ち手の後圧力FRb(前方向作用力)を、後方向作用力検出手段25bRに基づいて右の持ち手の前圧力FRf(後方向作用力)を、それぞれ駆動制御手段40に出力する(図5参照)。作用力計測手段25Lは、前方向作用力検出手段25fLに基づいて左の持ち手の後圧力FLb(前方向作用力)を、後方向作用力検出手段25bLに基づいて左の持ち手の前圧力FLf(後方向作用力)を、それぞれ駆動制御手段40に出力する(図5参照)。アシスト量調整ボリューム74aは、調整された増幅係数kの値を駆動制御手段40に出力する(図5参照)。 In step S005, the drive control unit 40 acquires information from the acting force measurement units 25L and 25R and the assist amount adjustment volume 74a (see FIG. 5), and proceeds to step S010. The acting force measuring means 25R calculates the rear pressure FRb (forward acting force) of the right hand based on the forward acting force detecting means 25fR and the right hand based on the rear acting force detecting means 25bR. The front pressure FRf (rearward acting force) is output to the drive control means 40 (see FIG. 5). The acting force measuring means 25L calculates the rear pressure FLb (forward acting force) of the left handle based on the forward acting force detecting means 25fL and the front pressure FL of the left handle based on the rear acting force detecting means 25bL. FLf (rearward acting force) is output to the drive control means 40 (see FIG. 5). The assist amount adjustment volume 74a outputs the adjusted value of the amplification coefficient k to the drive control means 40 (see FIG. 5).
ステップS010において、駆動制御手段40は、|FRb−FRf|と|FLb−FLf|の差が所定の値Ferrよりも小さいと判定した場合(Yes)は、ステップS015に処理を進め、|FRb−FRf|と|FLb−FLf|の差(|FRb−FRf|−|FLb−FLf|)が所定の値Ferrよりも小さいと判定しない場合(No)は、ステップS055に処理を進める。なお、右把持部作用(FRb−FRf)は、前方向作用力検出手段25fRを用いて検出した前方向作用力(FRb)と後方向作用力検出手段25bRを用いて検出した後方向作用力(FRf)との差に基づいた作用力である右の持ち手20Rにおける把持部作用力である。また、左把持部作用(FLb−FLf)は、前方向作用力検出手段25fLを用いて検出した前方向作用力(FLb)と後方向作用力検出手段25bLを用いて検出した後方向作用力(FRL)との差に基づいた作用力である左の持ち手20Rにおける把持部作用力である。これにより、右の持ち手20R、左の持ち手20Lに入力される使用者がそれぞれの持ち手を把持する把持力をそれぞれ相殺することができる。駆動制御手段40は、右把持部作用力の大きさ|(FRb−FRf)|と、左把持部作用力の大きさ|(FLb−FLf)|と、の差が、予め記憶されている所定の値Ferrより小さいと判定した場合(|FLb−FLf|≒|FLb−FLf|)、使用者が歩行していないと判定する。一方、そうでないと判定した場合、駆動制御手段40は、使用者が歩行していると判定する。 In step S010, when the drive control unit 40 determines that the difference between | FRb-FRf | and | FLb-FLf | is smaller than the predetermined value Ferr (Yes), the drive control unit 40 proceeds to step S015 and proceeds to | FRb- If it is not determined that the difference between FRf | and | FLb-FLf | (| FRb-FRf |-| FLb-FLf |) is smaller than the predetermined value Ferr (No), the process proceeds to step S055. Note that the right gripping portion action (FRb-FRf) is based on the forward acting force (FRb) detected using the forward acting force detecting means 25fR and the backward acting force (FRb) detected using the rearward acting force detecting means 25bR. FRf) is the acting force based on the difference from FRf) and is the acting force of the gripping portion of the right handle 20R. In addition, the left grip portion action (FLb-FLf) is defined as a forward acting force (FLb) detected using the forward acting force detecting means 25fL and a backward acting force (FLB) detected using the rear acting force detecting means 25bL. FRL), which is the acting force based on the difference with the left handle 20R. Thus, the gripping force of the user input to the right handle 20R and the left handle 20L to hold each handle can be offset. The drive control unit 40 determines the difference between the magnitude of the right gripper acting force | (FRb-FRf) | and the magnitude of the left gripper acting force | (FLb-FLf) | Is determined to be smaller than the value Ferr (| FLb−FLf | ≒ | FLb−FLf |), it is determined that the user is not walking. On the other hand, if not, the drive control means 40 determines that the user is walking.
ステップS015において、駆動制御手段40は、FRbがFRfよりも大きい(FRb>FRf)と判定した場合(Yes)は、ステップS020に処理を進め、FRbがFRfよりも大きいと判定しない場合(No)は、ステップS035に処理を進める。駆動制御手段40は、FRb>FRfと判定した場合、使用者が右の持ち手20Rをレール30Rにおいて前方向に移動させていると判定し、FRb>FRfと判定しない場合、右の持ち手20Rをレール30Rにおいて後方向に移動させていると判定する。 In step S015, when the drive control unit 40 determines that FRb is larger than FRf (FRb> FRf) (Yes), the drive control unit 40 proceeds to step S020 and does not determine that FRb is larger than FRf (No). Proceeds to step S035. The drive control unit 40 determines that the user is moving the right handle 20R forward on the rail 30R when FRb> FRf is determined, and determines the right handle 20R when FRb> FRf is not determined. Is moved backward on the rail 30R.
ステップS020において、駆動制御手段40は、FLbがFLfよりも小さい(FLb<FLf)と判定した場合(Yes)は、ステップS025に処理を進め、FLbがFLfよりも小さいと判定しない場合(No)は、ステップS030に処理を進める。駆動制御手段40は、FLb<FLfと判定した場合、使用者が歩行することなく、右の持ち手20Rをレール30Rにおいて前方向に移動させ、左の持ち手20Lをレール30Lにおいて後方向に移動させていると判定して、使用者が歩行支援装置10を左へ回頭(右回頭)させることを所望していると判定する。駆動制御手段40は、FLb<FLfと判定しない場合、使用者が歩行することなく、右の持ち手20Rをレール30Rにおいて前方向に移動させ、左の持ち手20Lをレール30Lにおいて前方向に移動させていると判定して、使用者が歩行支援装置10を前進させることを所望していると判定する。 In step S020, when the drive control unit 40 determines that FLb is smaller than FLf (FLb <FLf) (Yes), the process proceeds to step S025, and when it is not determined that FLb is smaller than FLf (No). Proceeds to step S030. When determining that FLb <FLf, the drive control unit 40 moves the right handle 20R forward on the rail 30R and moves the left handle 20L rearward on the rail 30L without walking. It is determined that the user has made the walking support device 10 turn to the left (right turn). If the drive control unit 40 does not determine that FLb <FLf, the drive control unit 40 moves the right handle 20R forward on the rail 30R and moves the left handle 20L forward on the rail 30L without walking. It is determined that the user has made the walking support device 10 move forward.
ステップS035において、駆動制御手段40は、FLbがFLfよりも小さい(FLb<FLf)と判定した場合(Yes)は、ステップS050に処理を進め、FLbがFLfよりも小さいと判定しない場合(No)は、ステップS040に処理を進める。駆動制御手段40は、FLb<FLfと判定しない場合、使用者が歩行することなく、右の持ち手20Rをレール30Rにおいて後方向に移動させ、左の持ち手20Lをレール30Lにおいて前方向に移動させていると判定して、使用者が歩行支援装置10を右へ回頭(右回頭)させることを所望していると判定する。また、駆動制御手段40は、FLb<FLfと判定する場合、使用者が歩行することなく、右の持ち手20Rをレール30Rにおいて後方向に移動させ、左の持ち手20Lをレール30Lにおいて後方向に移動させていると判定して、使用者が歩行支援装置10を後進又は停止させることを所望していると判定する。 In step S035, when the drive control unit 40 determines that FLb is smaller than FLf (FLb <FLf) (Yes), the process proceeds to step S050, and when it is not determined that FLb is smaller than FLf (No). Proceeds to step S040. When it is not determined that FLb <FLf, the drive control unit 40 moves the right handle 20R backward on the rail 30R and moves the left handle 20L forward on the rail 30L without walking. It is determined that the user has made the walking support device 10 turn right (turn right). When determining that FLb <FLf, the drive control unit 40 moves the right handle 20R backward on the rail 30R without moving the user, and moves the left handle 20L backward on the rail 30L. And it is determined that the user desires to cause the walking support device 10 to move backward or stop.
ステップS025において、駆動制御手段40は、判定結果に基づいて、後輪60RR(駆動輪)の駆動トルクTrqRがk×αになるように(TrqR=k×α)、駆動手段64Rを制御し、後輪60RL(駆動輪)の駆動トルクTrqLが−k×αになるように(TrqL=−k×α)、駆動手段64Lを制御(歩行支援装置10を左回頭)して、進行制御の処理を終了する。なお、αは、予め記憶されている駆動輪(後輪60RR、後輪60RL)における所定の駆動トルクの値である。 In step S025, the drive control unit 40 controls the drive unit 64R based on the determination result so that the drive torque TrqR of the rear wheel 60RR (drive wheel) becomes k × α (TrqR = k × α). The driving means 64L is controlled (the walking support device 10 is turned left) so that the driving torque TrqL of the rear wheel 60RL (driving wheel) becomes −k × α (TrqL = −k × α), and the progress control process is performed. To end. Here, α is a predetermined drive torque value for the drive wheels (the rear wheels 60RR and the rear wheels 60RL) stored in advance.
ステップS030において、駆動制御手段40は、前進トルクTrqFを(|FRb−FRf|+|FLb−FLf|)に設定し(TrqF=(|FRb−FRf|+|FLb−FLf|))、ステップS045に処理を進める。駆動制御手段40は、右把持部作用力の大きさ|(FRb−FRf)|と、左把持部作用力の大きさ|(FLb−FLf)|と、の和を求めて、前進トルクTrqを取得する。なお、前進トルクTrqFは、歩行支援装置10を前進させるために後輪60RR(駆動輪)と後輪60RL(駆動輪)で生じさせる駆動トルクの和である。 In step S030, the drive control means 40 sets the forward torque TrqF to (| FRb-FRf | + | FLb-FLf |) (TrqF = (| FRb-FRf | + | FLb-FLf |)), and proceeds to step S045. Processing proceeds to The drive control means 40 obtains the sum of the magnitude of the right gripper acting force | (FRb-FRf) | and the magnitude of the left gripper acting force | (FLb-FLf) | to determine the forward torque Trq. get. The forward torque TrqF is the sum of the drive torque generated by the rear wheel 60RR (drive wheel) and the rear wheel 60RL (drive wheel) to advance the walking assist device 10.
ステップS040において、駆動制御手段40は、判定結果に基づいて、後輪60RR(駆動輪)の駆動トルクTrqRが−k×αになるように(TrqR=−k×α)、駆動手段64Rを制御し、後輪60RL(駆動輪)の駆動トルクTrqLがk×αになるように(TrqL=k×α)、駆動手段64Lを制御(歩行支援装置10を右回頭)して、進行制御の処理を終了する。 In step S040, the drive control unit 40 controls the drive unit 64R based on the determination result such that the drive torque TrqR of the rear wheel 60RR (drive wheel) becomes −k × α (TrqR = −k × α). Then, the driving means 64L is controlled (the walking support device 10 is turned right) so that the driving torque TrqL of the rear wheel 60RL (driving wheel) becomes k × α (TrqL = k × α), and the progress control process is performed. To end.
ステップS045において、駆動制御手段40は、判定結果に基づいて、後輪60RR(駆動輪)の駆動トルクTrqRがk×TrqF/2になるように(TrqR=k×TrqF/2)、駆動手段64Rを制御し、後輪60RL(駆動輪)の駆動トルクTrqLがk×TrqF/2になるように(TrqL=k×TrqF/2)、駆動手段64Lを制御して、進行制御の処理を終了する。 In step S045, the drive control unit 40 sets the drive unit 64R based on the determination result such that the drive torque TrqR of the rear wheel 60RR (drive wheel) becomes k × TrqF / 2 (TrqR = k × TrqF / 2). And the driving means 64L is controlled such that the driving torque TrqL of the rear wheel 60RL (driving wheel) becomes k × TrqF / 2 (TrqL = k × TrqF / 2), and the processing of the progress control ends. .
ステップS050において、駆動制御手段40は、判定結果に基づいて、後輪60RR(駆動輪)の駆動トルクTrqRが0になるように(TrqR=0)、駆動手段64Rを制御し、後輪60RL(駆動輪)の駆動トルクTrqLが0になるように(TrqL=0)、駆動手段64Lを制御して、進行制御の処理を終了する。なお、駆動制御手段40は、使用者が歩行支援装置10を後進又は停止させることを所望していると判定した場合、駆動輪(後輪60RR、60RL)における駆動制御を行わない。 In step S050, the drive control unit 40 controls the drive unit 64R based on the determination result so that the drive torque TrqR of the rear wheel 60RR (drive wheel) becomes 0 (TrqR = 0), and the rear wheel 60RL ( The driving means 64L is controlled such that the driving torque TrqL of the driving wheels (TrqL = 0) becomes zero (TrqL = 0), and the progress control process is terminated. Note that the drive control unit 40 does not perform drive control on the drive wheels (rear wheels 60RR and 60RL) when determining that the user wants the walk assist device 10 to move backward or stop.
ステップS055において、駆動制御手段40は、FRbがFRfよりも大きい(FRb>FRf)と判定した場合(Yes)は、ステップS060に処理を進め、FRbがFRfよりも大きいと判定しない場合(No)は、ステップS080に処理を進める。駆動制御手段40は、FRb>FRfと判定した場合、使用者が右の持ち手20Rをレール30Rにおいて前方向に移動させていると判定し、FRb>FRfと判定しない場合、右の持ち手20Rをレール30Rにおいて後方向に移動させていると判定する。 In step S055, when the drive control unit 40 determines that FRb is larger than FRf (FRb> FRf) (Yes), the process proceeds to step S060, and when it is not determined that FRb is larger than FRf (No). Proceeds to step S080. The drive control unit 40 determines that the user is moving the right handle 20R forward on the rail 30R when FRb> FRf is determined, and determines the right handle 20R when FRb> FRf is not determined. Is moved backward on the rail 30R.
ステップS060において、駆動制御手段40は、FLbがFLfよりも小さい(FLb<FLf)と判定した場合(Yes)は、ステップS065に処理を進め、FLbがFLfよりも小さいと判定しない場合(No)は、ステップS070に処理を進める。駆動制御手段40は、FLb<FLfと判定した場合、使用者が右の持ち手20Rをレール30Rにおいて前方向に移動させ、左の持ち手20Lをレール30Lにおいて後方向に移動させていると判定する。駆動制御手段40は、FLb<FLfと判定しない場合、使用者が右の持ち手20Rをレール30Rにおいて前方向に移動させ、左の持ち手20Lをレール30Lにおいて前方向に移動させていると判定する。 In step S060, when the drive control unit 40 determines that FLb is smaller than FLf (FLb <FLf) (Yes), the process proceeds to step S065, and when it is not determined that FLb is smaller than FLf (No). Proceeds to step S070. When it is determined that FLb <FLf, the drive control unit 40 determines that the user has moved the right handle 20R forward on the rail 30R and moved the left handle 20L backward on the rail 30L. I do. When it is not determined that FLb <FLf, the drive control unit 40 determines that the user has moved the right handle 20R forward on the rail 30R and has moved the left handle 20L forward on the rail 30L. I do.
ステップS065において、駆動制御手段40は、(FRb−FRf)が(FLf−FLb)よりも大きい((FRb−FRf)>(FLf−FLb))と判定した場合(Yes)は、ステップS075に処理を進め、(FRb−FRf)が(FLf−FLb)よりも大きいと判定しない場合(No)は、ステップS110に処理を進める。駆動制御手段40は、(FRb−FRf)>(FLf−FLb)と判定した場合、使用者が腕を振りながら歩行していると判定する。また、駆動制御手段40は、(FRb−FRf)>(FLf−FLb)と判定しない場合、使用者が歩行支援装置10を後進又は停止させることを所望していると判定する。 In step S065, when the drive control unit 40 determines that (FRb−FRf) is larger than (FLf−FLb) ((FRb−FRf)> (FLf−FLb)) (Yes), the process proceeds to step S075. If it is not determined that (FRb-FRf) is larger than (FLf-FLb) (No), the process proceeds to step S110. When determining that (FRb−FRf)> (FLf−FLb), the drive control unit 40 determines that the user is walking while swinging his arm. If the drive control unit 40 does not determine that (FRb-FRf)> (FLf-FLb), the drive control unit 40 determines that the user desires to reverse or stop the walking support device 10.
ステップS070において、駆動制御手段40は、前進トルクTrqFを(|FRb−FRf|+|FLb−FLf|)に設定し(TrqF=(|FRb−FRf|+|FLb−FLf|))、ステップS105に処理を進める In step S070, the drive control means 40 sets the forward torque TrqF to (| FRb-FRf | + | FLb-FLf |) (TrqF = (| FRb-FRf | + | FLb-FLf |)), and proceeds to step S105. Proceed to
ステップS075において、駆動制御手段40は、前進トルクTrqFを(|FRb−FRf|−|FLb−FLf|)に設定し(TrqF=(|FRb−FRf|−|FLb−FLf|))、ステップS095に処理を進める。 In step S075, the drive control means 40 sets the forward torque TrqF to (| FRb-FRf |-| FLb-FLf |) (TrqF = (| FRb-FRf |-| FLb-FLf |)), and proceeds to step S095. Processing proceeds to
ステップS080において、駆動制御手段40は、FLbがFLfよりも小さい(FLb<FLf)と判定した場合(Yes)は、ステップS110に処理を進め、FLbがFLfよりも小さいと判定しない場合(No)は、ステップS085に処理を進める。駆動制御手段40は、FLb<FLfと判定する場合、右の持ち手20Rをレール30Rにおいて後方向に移動させ、左の持ち手20Lをレール30Lにおいて後方向に移動させていると判定して、使用者が歩行支援装置10を後進又は停止させることを所望していると判定する。 In step S080, when the drive control unit 40 determines that FLb is smaller than FLf (FLb <FLf) (Yes), the process proceeds to step S110, and when it is not determined that FLb is smaller than FLf (No). Proceeds to step S085. When determining that FLb <FLf, the drive control unit 40 determines that the right handle 20R is moved rearward on the rail 30R and the left handle 20L is moved rearward on the rail 30L. It is determined that the user desires to make the walking assist device 10 move backward or stop.
ステップS085において、駆動制御手段40は、(FRf−FRb)が(FLb−FLf)よりも小さい((FRf−FRb)<(FLb−FLf))と判定した場合(Yes)は、ステップS090に処理を進め、(FRf−FRb)が(FLb−FLf)よりも小さいと判定しない場合(No)は、ステップS110に処理を進める。駆動制御手段40は、(FRf−FRb)<(FLb−FLf)と判定した場合、使用者が腕を振りながら歩行していると判定する。また、駆動制御手段40は、(FRf−FRb)<(FLb−FLf)と判定しない場合、使用者が歩行支援装置10を後進又は停止させることを所望していると判定する。 In step S085, when the drive control unit 40 determines that (FRf-FRb) is smaller than (FLb-FLf) ((FRf-FRb) <(FLb-FLf)) (Yes), the process proceeds to step S090. If (FRf-FRb) is not determined to be smaller than (FLb-FLf) (No), the process proceeds to step S110. When determining that (FRf−FRb) <(FLb−FLf), the drive control unit 40 determines that the user is walking while swinging his arm. If the drive control unit 40 does not determine that (FRf−FRb) <(FLb−FLf), the drive control unit 40 determines that the user desires to reverse or stop the walking assist device 10.
ステップS090において、駆動制御手段40は、前進トルクTrqFを(|FLb−FLf|−|FRb−FRf|)に設定し(TrqF=(|FLb−FLf|−|FRb−FRf|)、ステップS100に処理を進める。 In step S090, the drive control means 40 sets the forward torque TrqF to (| FLb-FLf |-| FRb-FRf |) (TrqF = (| FLb-FLf |-| FRb-FRf |), and proceeds to step S100. Proceed with the process.
ステップS095において、駆動制御手段40は、判定結果に基づいて、後輪60RR(駆動輪)の駆動トルクTrqRがk×TrqF/2−βになるように(TrqR=k×TrqF/2−β)、駆動手段64Rを制御し、後輪60RL(駆動輪)の駆動トルクTrqLがk×TrqF/2+βになるように(TrqL=k×TrqF/2+β)、駆動手段64Lを制御して、進行制御の処理を終了する。使用者が右の持ち手20Rを前方に移動させ、左の持ち手20Lを後方に移動させると、歩行支援装置10には歩行支援装置10を左旋回させようとする力である左旋回力が生じる。駆動制御手段40は、この左旋回力を抑制するため、後輪60RLの駆動トルクTrqLが後輪60RRの駆動トルクTrqRより大きくなるように駆動手段64L、64Rのそれぞれを制御する。これにより、使用者の腕振りにより生じる左旋回力に起因する歩行支援装置10の蛇行を抑制し、歩行支援装置10をより直進安定性良く前進させることができる。なお、βは、駆動輪(後輪60RR、後輪60RL)における予め記憶されている所定の駆動トルクの値である。また、駆動制御手段40は、歩行支援装置10に生じている旋回力(ヨー角速度)を角速度センサー52(図1、図5参照)により検出し、その旋回力の大きさに応じてβの値を決定してもよい。これにより、歩行支援装置10の蛇行をより精度良く抑制できる。 In step S095, the drive control means 40 sets the drive torque TrqR of the rear wheel 60RR (drive wheel) to k × TrqF / 2-β based on the determination result (TrqR = k × TrqF / 2-β). The driving means 64R is controlled so that the driving torque TrqL of the rear wheel 60RL (driving wheel) becomes k × TrqF / 2 + β (TrqL = k × TrqF / 2 + β) to control the driving means 64R. The process ends. When the user moves the right handle 20R forward and the left handle 20L backward, the walking support device 10 generates a left turning force that is a force for turning the walking support device 10 to the left. . The drive control unit 40 controls each of the drive units 64L and 64R such that the drive torque TrqL of the rear wheel 60RL becomes larger than the drive torque TrqR of the rear wheel 60RR in order to suppress the left turning force. Thereby, meandering of the walking assist device 10 due to the left turning force caused by the swing of the arm of the user can be suppressed, and the walking assist device 10 can be moved forward with more straight ahead stability. Here, β is a predetermined drive torque value stored in advance for the drive wheels (the rear wheel 60RR and the rear wheel 60RL). Further, the drive control means 40 detects the turning force (yaw angular velocity) generated in the walking assist device 10 by the angular velocity sensor 52 (see FIGS. 1 and 5), and determines the value of β according to the magnitude of the turning force. May be determined. Thereby, the meandering of the walking support device 10 can be more accurately suppressed.
ステップS100において、駆動制御手段40は、判定結果に基づいて、後輪60RR(駆動輪)の駆動トルクTrqRがk×TrqF/2+βになるように(TrqR=k×TrqF/2+β)、駆動手段64Rを制御し、後輪60RL(駆動輪)の駆動トルクTrqLがk×TrqF/2−βになるように(TrqL=k×TrqF/2−β)、駆動手段64Lを制御して、進行制御の処理を終了する。使用者が右の持ち手20Rを後方に移動させ、左の持ち手20Lを前方に移動させると、歩行支援装置10には歩行支援装置10を右旋回させようとする力である右旋回力が生じる。駆動制御手段40は、この右旋回力を抑制するため、後輪60RRの駆動トルクTrqRが後輪60RLの駆動トルクTrqLより大きくなるように駆動手段64R、64Lのそれぞれを制御する。これにより、使用者の腕振りにより生じる右旋回力に起因する歩行支援装置10の蛇行を抑制し、歩行支援装置10をより直進安定性良く前進させることができる。 In step S100, the drive control unit 40 sets the drive unit 64R based on the determination result such that the drive torque TrqR of the rear wheel 60RR (drive wheel) becomes k × TrqF / 2 + β (TrqR = k × TrqF / 2 + β). The driving means 64L is controlled so that the driving torque TrqL of the rear wheel 60RL (driving wheel) becomes k × TrqF / 2-β (TrqL = k × TrqF / 2-β). The process ends. When the user moves the right handle 20R to the rear and the left handle 20L to the front, the walking assist device 10 includes a right turning force, which is a force for turning the walking assist device 10 right. Occurs. The drive control means 40 controls each of the drive means 64R and 64L such that the drive torque TrqR of the rear wheel 60RR becomes larger than the drive torque TrqL of the rear wheel 60RL in order to suppress the right turning force. Thereby, the meandering of the walking support device 10 due to the right turning force generated by the swing of the arm of the user can be suppressed, and the walking support device 10 can be moved forward with more straight ahead stability.
ステップS105において、駆動制御手段40は、判定結果に基づいて、後輪60RR(駆動輪)の駆動トルクTrqRがk×TrqF/2になるように(TrqR=k×TrqF/2)、駆動手段64Rを制御し、後輪60RL(駆動輪)の駆動トルクTrqLがk×TrqF/2になるように(TrqL=k×TrqF/2)、駆動手段64Lを制御して、進行制御の処理を終了する。 In step S105, the drive control unit 40 sets the drive unit 64R based on the determination result such that the drive torque TrqR of the rear wheel 60RR (drive wheel) becomes k × TrqF / 2 (TrqR = k × TrqF / 2). And the driving means 64L is controlled such that the driving torque TrqL of the rear wheel 60RL (driving wheel) becomes k × TrqF / 2 (TrqL = k × TrqF / 2), and the processing of the progress control ends. .
ステップS110において、駆動制御手段40は、判定結果に基づいて、後輪60RR(駆動輪)の駆動トルクTrqRが0になるように(TrqR=0)、駆動手段64Rを制御し、後輪60RL(駆動輪)の駆動トルクTrqLが0になるように(TrqL=0)、駆動手段64Lを制御して、進行制御の処理を終了する。 In step S110, the drive control unit 40 controls the drive unit 64R based on the determination result so that the drive torque TrqR of the rear wheel 60RR (drive wheel) becomes 0 (TrqR = 0), and the rear wheel 60RL ( The driving means 64L is controlled such that the driving torque TrqL of the driving wheels (TrqL = 0) becomes zero (TrqL = 0), and the progress control process is terminated.
●[使用者が歩行していない場合の歩行支援装置10の動作(図7)]
図7において、使用者が歩行していない場合、持ち手20R、20Lは、所定位置Op1を中心としてそれぞれが設けられているレール(30R、30L)において前後方向に移動されている。持ち手20Rがレール30Rにおける前方の位置P1fに、持ち手20Lがレール30Lにおける後方の位置P1bにある場合、つまり使用者が右腕を前に出し、左腕を後に引いている場合を実線で表している。また、持ち手20Rがレール30Rにおける後方の位置P1bに、持ち手20Lがレール30Lにおける前方の位置P1fにある場合、つまり使用者が右腕を後に引き、左腕を前に出している場合を一点鎖線で表している。また、持ち手20Rがレール30Rにおける所定位置Op1に、持ち手20Lがレール30Lにおける所定位置Op1にある場合、つまり使用者が左右の腕を前に出すことも後に引くこともしていない場合を点線で表している。なお、使用者が腕を前に出すとは、それぞれの持ち手(20R、20L)をそれぞれが設けられているレール(30R、30L)において後方から前方に移動させることを示し、腕を後に引くとは、それぞれの持ち手(20R、20L)をそれぞれが設けられているレール(30R、30L)において前方から後方に移動させることを示している。
● [Operation of walking support device 10 when user is not walking (FIG. 7)]
In FIG. 7, when the user is not walking, the handles 20R, 20L are moved in the front-rear direction on the rails (30R, 30L) provided respectively around the predetermined position Op1. The case where the handle 20R is at the front position P1f on the rail 30R and the case where the handle 20L is at the rear position P1b on the rail 30L, that is, the case where the user puts the right arm forward and pulls the left arm backward are represented by solid lines. I have. The case where the handle 20R is at the rear position P1b on the rail 30R and the handle 20L is at the front position P1f on the rail 30L, that is, the case where the user pulls the right arm backward and puts the left arm forward is indicated by a chain line. It is represented by A dotted line indicates a case where the handle 20R is at the predetermined position Op1 on the rail 30R and a case where the handle 20L is at the predetermined position Op1 on the rail 30L, that is, the case where the user does not put the left and right arms forward or pull back. It is represented by Note that the expression “the user puts his / her arm forward” means that each handle (20R, 20L) is moved forward from the rear on the rail (30R, 30L) provided with each arm, and the arm is pulled backward. Means that the respective handles (20R, 20L) are moved from the front to the rear on the rails (30R, 30L) provided with the respective handles.
持ち手20Rが所定位置Op1にある場合、持ち手20Rには使用者が把持する把持力しか入力されず、右の持ち手の後圧力FRb(把持力)と右の持ち手の前圧力FRf(把持力)の大きさが等しくなるため、右把持部作用力(FRb−FRf)は0となる。また、持ち手20Lが所定位置Op1にある場合、同様に左把持部作用力(FLb−FLf)も0になる。従って、右把持部作用力の大きさ|(FRb−FRf)|と左把持部作用力の大きさ|(FLb−FLf)|の和も差も0になる。 When the handle 20R is at the predetermined position Op1, only the grip force gripped by the user is input to the handle 20R, and the rear pressure FRb (gripping force) of the right handle and the front pressure FRf (right pressure) of the right handle. Since the magnitudes of the gripping forces are equal, the right gripping portion acting force (FRb-FRf) becomes zero. When the handle 20L is at the predetermined position Op1, the left grip portion acting force (FLb-FLf) also becomes zero. Therefore, the sum and difference of the magnitude of the right gripper acting force | (FRb-FRf) | and the magnitude of the left gripper acting force | (FLb-FLf) | are both zero.
持ち手20Rが位置P1fにある場合、持ち手20Rには、把持する把持力とともに使用者が持ち手20Rを前方へ押す力と、持ち手20Rを所定位置Op1へ戻そうとする保持手段Spg1Rと保持手段Spg2Rによる復元力FRtnRも入力される。持ち手20Lが位置P1bにある場合、持ち手20Lには把持する把持力とともに使用者が持ち手20Lを後方へ引く力と、持ち手20Lを所定位置Op1へ戻そうとする保持手段Spg1Lと保持手段Spg2Lによる復元力FRtnLも入力される。 When the handle 20R is located at the position P1f, the handle 20R includes a holding force for pushing the handle 20R forward together with the gripping force of the user and holding means Spg1R for returning the handle 20R to the predetermined position Op1. The restoring force FRtnR by the holding means Spg2R is also input. When the handle 20L is located at the position P1b, the handle 20L is held by the holding means Spg1L which attempts to return the handle 20L to the predetermined position Op1 together with the gripping force of the user and the force by which the user pulls the handle 20L backward. The restoring force FRtnL by the means Spg2L is also input.
右の持ち手20Rが位置P1fにある場合、持ち手20Rの後圧力FRb(把持力+押す力+復元力FRtnR)が、右の持ち手の前圧力FRf(把持力)より大きくなり、右把持部作用力(FRb−FRf)は“正”となる。また、左の持ち手20Lが位置P1bにある場合、持ち手20Rの後圧力FRb(把持力)が、左の持ち手の前圧力FLf(把持力+引く力+復元力FRtnR)より小さくなり、右把持部作用力(FRb−FRf)は“負”となる。 When the right handle 20R is at the position P1f, the rear pressure FRb (gripping force + pressing force + restoring force FRtnR) of the handle 20R becomes larger than the front pressure FRf (gripping force) of the right handle, and the right grip is held. The partial acting force (FRb-FRf) becomes “positive”. When the left handle 20L is at the position P1b, the rear pressure FRb (gripping force) of the handle 20R is smaller than the front pressure FLf (gripping force + pulling force + restoring force FRtnR) of the left handle, The right gripping portion acting force (FRb-FRf) becomes “negative”.
従って、駆動制御手段40(図5参照)は、右の持ち手20Rにおける右把持部作用力(FRb−FRf)が“正”である場合は使用者が持ち手20Rを前方に移動させている状態と判定し、“負”である場合は後方に移動させている状態と判定する。また、同様に、駆動制御手段40は、左の持ち手20Lにおける左把持部作用力(FLb−FLf)が“正”である場合は使用者が持ち手20Lを前方に移動させている状態と判定し、“負” である場合は後方に移動させている状態と判定する。 Therefore, the drive control means 40 (see FIG. 5) allows the user to move the handle 20R forward when the right gripping portion acting force (FRb-FRf) on the right handle 20R is “positive”. It is determined to be a state, and if “negative”, it is determined to be moving backward. Similarly, the drive control unit 40 determines that the user has moved the handle 20L forward when the left gripping portion acting force (FLb-FLf) of the left handle 20L is “positive”. It is determined, and if “negative”, it is determined that it is moving backward.
駆動制御手段40は、右把持部作用力(FRb−FRf)が“正”であり、左把持部作用力(FLb−FLf)が“負”である場合、使用者が右腕を前に出して、左腕を後に引いている状態と判定し、歩行支援装置10の左回頭を所望していると判定する。また、駆動制御手段40は、右把持部作用力(FRb−FRf)が“正”でなく、左把持部作用力(FLb−FLf)が“負”でない場合、使用者が右腕を後に引いて、左腕を前に出している状態と判定し、歩行支援装置10の右回頭を所望していると判定する。 When the right gripping portion acting force (FRb-FRf) is "positive" and the left gripping portion acting force (FLb-FLf) is "negative", the drive control means 40 causes the user to put the right arm forward. , It is determined that the left arm is pulled backward, and it is determined that the left turn of the walking support device 10 is desired. In addition, when the right gripping portion acting force (FRb-FRf) is not “positive” and the left gripping portion acting force (FLb−FLf) is not “negative”, the drive control unit 40 pulls the right arm backward. , It is determined that the left arm is extended forward, and it is determined that the right turn of the walking support device 10 is desired.
駆動制御手段40は、右把持部作用力(FRb−FRf)が“正”でなく、左把持部作用力(FLb−FLf)が“負”である場合、使用者が右腕を後に引いて、左腕を後に引いている状態と判定し、歩行支援装置10の後進又は停止を所望していると判定する。また、駆動制御手段40は、右把持部作用力(FRb−FRf)が“正”であり、左把持部作用力(FLb−FLf)が“負”でない場合、使用者が右腕を前に出して、左腕を前に出している状態と判定し、歩行支援装置10の前進を所望していると判定する。 The drive control means 40 determines that the user pulls the right arm backward when the right gripping portion acting force (FRb-FRf) is not "positive" and the left gripping portion acting force (FLb-FLf) is "negative". It is determined that the left arm is being pulled backward, and it is determined that the backward support or stop of the walking support device 10 is desired. In addition, the drive control means 40 causes the user to extend the right arm forward when the right gripping portion acting force (FRb-FRf) is “positive” and the left gripping portion acting force (FLb−FLf) is not “negative”. Then, it is determined that the left arm is extended forward, and it is determined that the walking support device 10 is desired to move forward.
●[使用者が歩行している場合における歩行支援装置10の動作(図8)]
図8において、使用者が歩行している場合、持ち手20R、20Lは、所定位置Op1より前方にある位置Op2を中心としてそれぞれが設けられているレール(30R、30L)において前後方向に移動されている。持ち手20Rがレール30Rにおける前方の位置P2fに、持ち手20Lがレール30Lにおける後方の位置P2bにある場合、つまり使用者が右腕を前に出し、左腕を後に引いている場合を実線で表している。また、持ち手20Rがレール30Rにおける後方の位置P2bに、持ち手20Lがレール30Lにおける前方の位置P2fにある場合、つまり使用者が右腕を後に引き、左腕を前に出している場合を一点鎖線で表している。また、持ち手20Rがレール30Rにおける位置Op2に、持ち手20Lがレール30Lにおける位置Op2にある場合を点線で表している。また、車両駆動力Fは、使用者が歩行支援装置10(図1参照)を前進させようとする力であり、右のレール30Rに生じる右車両駆動力FRと、左のレール30Lに生じる左車両駆動力FLとからなる。
● [Operation of walking support device 10 when user is walking (FIG. 8)]
In FIG. 8, when the user is walking, the handles 20R, 20L are moved in the front-rear direction on the rails (30R, 30L) provided respectively around a position Op2 ahead of the predetermined position Op1. ing. The case where the handle 20R is at the front position P2f on the rail 30R and the case where the handle 20L is at the rear position P2b on the rail 30L, that is, the case where the user puts the right arm forward and pulls the left arm backward are represented by solid lines. I have. Also, the case where the handle 20R is at the rear position P2b on the rail 30R and the handle 20L is at the front position P2f on the rail 30L, that is, the case where the user pulls the right arm backward and puts the left arm forward, is indicated by a chain line. It is represented by The case where the handle 20R is at the position Op2 on the rail 30R and the case where the handle 20L is at the position Op2 on the rail 30L are indicated by dotted lines. The vehicle driving force F is a force for the user to move the walking assist device 10 (see FIG. 1) forward, and includes a right vehicle driving force FR generated on the right rail 30R and a left vehicle driving force FR generated on the left rail 30L. Vehicle driving force FL.
持ち手20Rが位置P2fにある場合、持ち手20Rの後圧力FRb(把持力+押す力+復元力FRtnR)が、右の持ち手の前圧力FRf(把持力)より大きくなり、右把持部作用力(FRb−FRf)は“正”となる(FR)。また、持ち手20Lが位置P2bにある場合、持ち手20Lの後圧力FLb(把持力)が、左の持ち手の前圧力FLf(把持力+引く力+復元力FLtnR)より小さくなり、左把持部作用力(FLb−FLf)は“負”となる(FL)。 When the handle 20R is located at the position P2f, the rear pressure FRb (gripping force + pressing force + restoring force FRtnR) of the handle 20R becomes larger than the front pressure FRf (gripping force) of the right handle, and the right gripping portion operates. The force (FRb-FRf) becomes "positive" (FR). Also, when the handle 20L is at the position P2b, the rear pressure FLb (gripping force) of the handle 20L becomes smaller than the front pressure FLf (gripping force + pulling force + restoring force FLtnR) of the left handle, and the left grip is held. The partial acting force (FLb-FLf) becomes "negative" (FL).
駆動制御手段40は、右把持部作用力(FRb−FRf)が“正”であり、左把持部作用力(FLb−FLf)が“負”である場合、使用者が右腕を前に出して、左腕を後に引いている状態と判定する。駆動制御手段40は、右把持部作用力(FRb−FRf)が“正”であり、左把持部作用力(FLb−FLf)が“負”である場合、使用者が腕を振りながら歩行していると判定する。さらに、駆動制御手段40は、右把持部作用力の大きさ|FRb−FRf|(|FR|)が左把持部作用力の大きさ|FLb−FLf|(|FL|)よりも大きいと判定した場合、使用者が歩行支援装置10を前進させることを所望していると判定する。一方、そうでない場合、駆動制御手段40は、使用者が歩行支援装置10の後進又は停止を所望していると判定する。 When the right gripping portion acting force (FRb-FRf) is "positive" and the left gripping portion acting force (FLb-FLf) is "negative", the drive control means 40 causes the user to put the right arm forward. , It is determined that the left arm is being pulled backward. When the right gripping portion acting force (FRb-FRf) is "positive" and the left gripping portion acting force (FLb-FLf) is "negative", the drive control means 40 walks while the user swings his arm. It is determined that there is. Further, the drive control means 40 determines that the magnitude of the right gripper acting force | FRb-FRf | (| FR |) is greater than the magnitude of the left gripper acting force | FLb-FLf | (| FL |). In this case, it is determined that the user desires to move the walking support device 10 forward. On the other hand, if not, the drive control means 40 determines that the user desires to reverse or stop the walking support device 10.
駆動制御手段40は、右把持部作用力(FRb−FRf)が“正”でなく、左把持部作用力(FLb−FLf)が“負”でない場合、使用者が腕を振りながら歩行していると判定する。さらに、駆動制御手段40は、右把持部作用力の大きさ|FRb−FRf|(|FR|)が左把持部作用力の大きさ|FLb−FLf|(|FL|)よりも小さいと判定した場合、使用者が歩行支援装置10を前進させることを所望していると判定する。一方、そうでない場合、駆動制御手段40は、使用者が歩行支援装置10の後進又は停止を所望していると判定する。 When the right gripping portion acting force (FRb-FRf) is not "positive" and the left gripping portion acting force (FLb-FLf) is not "negative", the drive control means 40 walks while the user swings his arm. It is determined that there is. Further, the drive control means 40 determines that the magnitude | FRb−FRf | (| FR |) of the right gripper acting force is smaller than the magnitude | FLb−FLf | (| FL |) of the left gripper acting force. In this case, it is determined that the user desires to move the walking support device 10 forward. On the other hand, if not, the drive control means 40 determines that the user desires to reverse or stop the walking support device 10.
駆動制御手段40は、右把持部作用力(FRb−FRf)が“正”であり、左把持部作用力(FLb−FLf)が“負”でない場合、使用者が腕を振らず歩行していると判定する。さらに、駆動制御手段40は、右把持部作用力の大きさ|FRb−FRf|(|FR|)が左把持部作用力の大きさ|FLb−FLf|(|FL|)よりも小さいと判定した場合、使用者が歩行支援装置10を前進させることを所望していると判定する。一方、そうでない場合、駆動制御手段40は、使用者が歩行支援装置10の後進又は停止を所望していると判定する。 When the right gripping portion acting force (FRb-FRf) is "positive" and the left gripping portion acting force (FLb-FLf) is not "negative", the drive control means 40 walks without swinging the arm. It is determined that there is. Further, the drive control means 40 determines that the magnitude | FRb−FRf | (| FR |) of the right gripper acting force is smaller than the magnitude | FLb−FLf | (| FL |) of the left gripper acting force. In this case, it is determined that the user desires to move the walking support device 10 forward. On the other hand, if not, the drive control means 40 determines that the user desires to reverse or stop the walking support device 10.
駆動制御手段40は、右把持部作用力(FRb−FRf)が“正”でなく、左把持部作用力(FLb−FLf)が“負”である場合、使用者が腕を振らず歩行していると判定し、使用者が歩行支援装置10の後進又は停止を所望していると判定する。 When the right gripping portion acting force (FRb-FRf) is not "positive" and the left gripping portion acting force (FLb-FLf) is "negative", the drive control means 40 walks without swinging the arm. It is determined that the user wants to reverse or stop the walking support device 10.
●[第2の実施形態における駆動制御手段40の進行制御の処理(図9〜図14)]
図9〜図14を用いて、第2の実施形態における駆動制御手段40の進行制御の処理を詳細に説明する。第2の実施形態は、第1の実施形態の持ち手20R、20L(図2参照)に対する作用力で進行制御をする代わりに、レール30Ra、30Laにおける持ち手20Ra、20La(図9参照)の移動状態(使用者の腕の振りの状態)により進行制御する点で相違する(図9参照)。
● [Progress control processing of the drive control means 40 in the second embodiment (FIGS. 9 to 14)]
With reference to FIGS. 9 to 14, the progress control process of the drive control unit 40 in the second embodiment will be described in detail. In the second embodiment, instead of controlling the progress with the acting force on the handles 20R and 20L (see FIG. 2) of the first embodiment, the handles 20Ra and 20La (see FIG. 9) on the rails 30Ra and 30La are used. The difference is that the progress is controlled according to the movement state (the state of the swing of the arm of the user) (see FIG. 9).
●[把持部位置検出手段27R、27L、把持部傾斜検出手段33R、33Lの説明(図5、図9)]
図9は、第2の実施形態における右の持ち手20Ra及び右のレール30Raの構成及び機能を説明する斜視図である。なお、第1の実施形態と同様に、フレーム50(図1参照)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9に示すように、レール30Ra(30La)は、第1の実施形態のレール30R(30L)に対して(図2参照)、左側面の内側に前後方向に沿って把持部位置検出プレート27aを有している点で相違する。また、右の持ち手20Raは、把持部位置検出手段27Rが設けられているアンカー部22Cを有している点で持ち手20Rと相違する。左の持ち手20Laは、把持部位置検出手段27Lが設けられているアンカー部22Cを有している点で持ち手20Lと相違する。
● [Explanation of grip part position detecting means 27R and 27L and grip part inclination detecting means 33R and 33L (FIGS. 5 and 9)]
FIG. 9 is a perspective view illustrating the configuration and function of a right handle 20Ra and a right rail 30Ra in the second embodiment. Note that, as in the first embodiment, the structure is symmetrical on the left and right sides of the frame 50 (see FIG. 1). As shown in FIG. 9, the rail 30Ra (30La) is different from the rail 30R (30L) of the first embodiment (see FIG. 2) in that the grip portion position detection plate 27a is located inside the left side surface in the front-rear direction. In that it has Further, the right handle 20Ra is different from the handle 20R in that the right handle 20Ra has an anchor portion 22C provided with a grip portion position detecting means 27R. The left handle 20La is different from the handle 20L in that it has an anchor portion 22C provided with a grip portion position detecting means 27L.
把持部位置検出手段27Rは、把持部位置検出プレート27aに対する前後方向における持ち手20Raの位置に応じた信号を駆動制御手段40(図5参照)に出力する。把持部位置検出手段27Lは、把持部位置検出プレート27aに対する前後方向における持ち手20Laの位置に応じた信号を駆動制御手段40に出力する。把持部位置検出プレート27aは、例えば抵抗体であり、前後方向における位置に応じて抵抗値の大きさが変化するもので良い。これにより、把持部位置検出手段27R、27Lは、把持部位置検出プレート27aに対する前後方向における位置に応じた信号を出力する。 The grip position detection means 27R outputs a signal corresponding to the position of the handle 20Ra in the front-rear direction with respect to the grip position detection plate 27a to the drive control means 40 (see FIG. 5). The grip position detection unit 27L outputs a signal corresponding to the position of the handle 20La in the front-rear direction with respect to the grip position detection plate 27a to the drive control unit 40. The grip portion position detection plate 27a is, for example, a resistor, and may have a resistance value that changes according to the position in the front-rear direction. As a result, the gripper position detection means 27R and 27L output a signal corresponding to the position in the front-rear direction with respect to the gripper position detection plate 27a.
図9において、持ち手20Raの下端の接続部とアンカー部22Cは、上述したようにボールジョイントと凹部とされており、アンカー部22Cに対して持ち手20Raは、前後左右に傾斜可能となるように接続されている。そして当該接続部は、弾性体等にて、アンカー部22Cに対して持ち手20Raが傾斜せずに直立状態となるように保持されている。また当該接続部の周囲には、アンカー部22Cに対する持ち手20Raの前後左右の傾斜方向及び傾斜量を検出可能な把持部傾斜検出手段33Rが設けられている。把持部傾斜検出手段33Rは、例えば圧力センサーであり、アンカー部22Cに対する持ち手20Raの傾斜方向(前後左右)及び傾斜量に応じた検出信号を駆動制御手段40(図5参照)に出力する。また持ち手20Laも同様であるので、持ち手20Laについての説明は省略する。 In FIG. 9, the connection portion at the lower end of the handle 20Ra and the anchor portion 22C are formed as a ball joint and a concave portion as described above, and the handle 20Ra can tilt forward, backward, left, and right with respect to the anchor portion 22C. It is connected to the. The connecting portion is held by an elastic body or the like so that the handle 20Ra is in an upright state without being inclined with respect to the anchor portion 22C. Around the connection portion, gripping portion inclination detecting means 33R capable of detecting the inclination direction and the amount of inclination of the handle 20Ra with respect to the anchor portion 22C in the front, rear, left and right directions is provided. The gripping part inclination detecting means 33R is, for example, a pressure sensor, and outputs a detection signal corresponding to the inclination direction (front and rear, left and right) and the amount of inclination of the handle 20Ra with respect to the anchor part 22C to the drive control means 40 (see FIG. 5). The same applies to the handle 20La, and a description of the handle 20La will be omitted.
●[駆動制御手段40の進行制御の処理(図10〜図12)]
歩行支援装置10(図1参照)の駆動制御手段40における進行制御の処理手順について、図10〜図12のフローチャートを用いて説明する。駆動制御手段40は、起動された場合、所定時間間隔(例えば数[ms]間隔)にて、進行制御を実行する。以下、進行制御の処理の各ステップについて詳細に説明する。
● [Processing of progress control of drive control means 40 (FIGS. 10 to 12)]
The processing procedure of the progress control in the drive control means 40 of the walking support device 10 (see FIG. 1) will be described with reference to the flowcharts of FIGS. When activated, the drive control means 40 executes the progress control at predetermined time intervals (for example, at intervals of several [ms]). Hereinafter, each step of the progress control process will be described in detail.
●[進行制御の全体処理(図10)]
図10は、第2の実施形態における歩行支援装置10の駆動制御手段の進行制御の全体処理の手順を説明するフローチャートである。
● [Overall processing of progress control (Fig. 10)]
FIG. 10 is a flowchart illustrating a procedure of overall processing of progress control of the drive control unit of the walking assistance device 10 according to the second embodiment.
ステップSA010において、駆動制御手段40は、把持部位置検出手段27R、27Lから右の持ち手の位置HPRと左の持ち手の位置HPLのそれぞれを求め、アシスト量調整ボリューム74aから増幅係数kを取得し(図5参照)、ステップSUB100(目標進行速度の決定)に処理を進める。なお、右の持ち手の位置HPRは、右の持ち手20Raのレール30Raの前後方向における位置である。また、左の持ち手の位置HPLは、左の持ち手20Laのレール30Laの前後方向における位置である。右の持ち手の位置HPRは、フレームに対する前後方向における右の持ち手(把持部)の位置である右把持部前後位置に相当し、左の持ち手の位置HPLは、フレームに対する前後方向における左の持ち手(把持部)の位置である左把持部前後位置に相当している。 In step SA010, the drive control unit 40 obtains the right hand position HPR and the left hand position HPL from the grip part position detection units 27R and 27L, and obtains the amplification coefficient k from the assist amount adjustment volume 74a. Then, the process proceeds to step SUB100 (determination of target traveling speed). The position HPR of the right handle is a position of the right handle 20Ra in the front-rear direction of the rail 30Ra. Further, the position HPL of the left handle is a position in the front-rear direction of the rail 30La of the left handle 20La. The right hand position HPR corresponds to a right hand grip front and rear position which is the position of the right hand (holding part) in the front-back direction with respect to the frame, and the left hand position HPL is the left hand side in the front-back direction with respect to the frame. This corresponds to the front-rear position of the left grip, which is the position of the handle (grip).
ステップSUB100にて駆動制御手段40は、図11に示すステップSUB100の処理(目標進行速度の決定)を行い、ステップSA015に処理を進める。なお、ステップSUB100の処理の詳細については後述する。 In step SUB100, drive control means 40 performs the process of step SUB100 shown in FIG. 11 (determination of target traveling speed), and proceeds to step SA015. The details of the processing in step SUB100 will be described later.
ステップSA015において、駆動制御手段40は、使用者が腕を振っていると判定した場合(Yes)は、ステップSUB200(目標進行速度の調整)に処理を進め、使用者が腕を振っていないと判定した場合(No)は、ステップSA020に処理を進める。例えば駆動制御手段40は、前回の右把持部前後位置と今回の右把持部前後位置とに基づいて求めた右把持部前後位置の変化状態や、前回の左把持部前後位置と今回の左把持部前後位置とに基づいて求めた左把持部前後位置の変化状態に基づいて、使用者が腕を振っているか否かを判定する。 In step SA015, when the drive control unit 40 determines that the user is waving his arm (Yes), the process proceeds to step SUB200 (adjustment of the target traveling speed), and the drive control unit 40 determines that the user is not waving his arm. If it is determined (No), the process proceeds to step SA020. For example, the drive control means 40 changes the right / left gripper front / rear position obtained based on the previous right / left gripper front / rear position and the current right / left gripper front / rear position, or the previous left / right gripper front / rear position and the current left gripper left / right gripper. It is determined whether or not the user is waving his arm, based on the change state of the front and rear positions of the left gripping part obtained based on the front and rear positions.
ステップSUB200に処理を進めた場合、駆動制御手段40は、図12に示すステップSUB200の処理(目標進行速度の調整)を行い、ステップSA020に処理を進める。なお、ステップSUB200の処理の詳細については後述する。 When the process has proceeded to step SUB200, the drive control unit 40 performs the process of step SUB200 (adjustment of the target traveling speed) shown in FIG. 12, and proceeds to step SA020. The details of the process of step SUB200 will be described later.
ステップSA020において、駆動制御手段40は、目標進行速度UR、ULになるように駆動手段64R、64Lのそれぞれを制御して、進行制御を終了する。 In step SA020, the drive control unit 40 controls each of the drive units 64R and 64L so that the target advance speeds UR and UL are reached, and ends the advance control.
●[目標進行速度の決定(ステップSUB100)(図11)]
図11は、歩行支援装置10(図1参照)の目標進行速度(UR、UL)を決定する処理(SUB100)の手順を説明するフローチャートである。なお、目標進行速度(UR、UL)は、歩行支援装置10を進行させる目標となる速度である。駆動制御手段40(図5参照)は、目標進行速度(UR、UL)になるように駆動手段64R、64Lを制御する。以下、ステップSUB100の詳細について説明する。駆動制御手段40は、ステップSUB100に処理を進めた場合、図11のステップSUB110に処理を進める。
● [Determination of target traveling speed (step SUB100) (FIG. 11)]
FIG. 11 is a flowchart illustrating a procedure of a process (SUB100) of determining the target traveling speed (UR, UL) of the walking support device 10 (see FIG. 1). The target traveling speed (UR, UL) is a target speed at which the walking support device 10 proceeds. The drive control means 40 (see FIG. 5) controls the drive means 64R and 64L so as to reach the target traveling speed (UR, UL). Hereinafter, the details of step SUB100 will be described. When the processing has proceeded to step SUB100, the drive control means 40 proceeds to step SUB110 in FIG.
ステップSUB110において、駆動制御手段40は、(右)駆動手段64R(図1参照)の回転速度vdrを取り込み、(左)駆動手段64L(図1参照)の回転速度vdlを取り込み、ステップSUB115に処理を進める。 In step SUB110, the drive control unit 40 captures the rotation speed vdr of the (right) drive unit 64R (see FIG. 1), captures the rotation speed vdl of the (left) drive unit 64L (see FIG. 1), and performs processing in step SUB115. Advance.
ステップSUB115において、駆動制御手段40は、右の持ち手20Raの位置HPRと、左の持ち手20Laの位置HPLと、に基づいて、フレームに対する前後方向における使用者の位置である使用者前後位置を求め、ステップSUB120に処理を進める。例えば駆動制御手段40は、[今回の位置HPR+今回の位置HPL]/2(つまり、現在の位置HPRと現在の位置HPLを平均化した位置)を、使用者前後位置とする。使用者が腕を振っているときも、使用者が腕を振っていないときも、使用者前後位置は求められる。例えば図13に示すように、今回の右の持ち手20Raの位置が位置HPRf、今回の左の持ち手20Laの位置が位置HPLbである場合、使用者前後位置=[位置HPRf+位置HPLb]/2より、位置HPRf(右把持部前後位置に相当)と位置HPLb(左把持部前後位置に相当)の中央となる位置SPR(SPL)が、使用者前後位置となる。 In step SUB115, the drive control unit 40 determines the user front-rear position, which is the position of the user in the front-rear direction with respect to the frame, based on the position HPR of the right handle 20Ra and the position HPL of the left handle 20La. Then, the process proceeds to step SUB120. For example, the drive control unit 40 sets [current position HPR + current position HPL] / 2 (that is, a position obtained by averaging the current position HPR and the current position HPL) as the user front-rear position. The front-back position of the user is obtained both when the user is waving his arm and when the user is not waving his arm. For example, as shown in FIG. 13, when the current position of the right handle 20Ra is the position HPRf and the current position of the left handle 20La is the position HPLb, the user front-rear position = [position HPRf + position HPLb] / 2. Thus, the position SPR (SPL), which is the center between the position HPRf (corresponding to the front and rear position of the right grip) and the position HPLb (corresponding to the front and rear position of the left grip), is the user front and rear position.
ステップSUB120において、駆動制御手段40は、使用者前後位置が基準位置よりも前方(この場合、大きい=前方であることを示している)であるか否かを判定し、使用者前後位置が基準位置よりも前方である場合(Yes)はステップSUB125Aに処理を進め、使用者前後位置が基準位置と同じ又は後方である場合(No)はステップSUB125Bに処理を進める。なお、基準位置(所定位置に相当)は、フレームに対する前後方向におけるほぼ中央位置に設定されている。例えば図14の例では、フレームに対する前後方向のほぼ中央となる位置STD_Pが、基準位置(所定位置)として設定されている。そして図14の例は、実線にて示す今回の右の持ち手20Raの位置と、実線にて示す左の持ち手20Laの位置と、から求めた使用者前後位置が、位置SPR(SPL)である例を示している。図14の例では、使用者前後位置(位置SPR)が、基準位置(位置STD_P)よりも前方にある(位置SPR>位置STD_P)例を示している。この場合では、使用者に対して歩行支援装置が遅れているので、ステップSUB125Aに処理を進め、回転速度vdr、vdlを増速する。 In step SUB120, the drive control means 40 determines whether or not the user's front-rear position is ahead of the reference position (in this case, larger = indicates that it is forward), and the user's front-rear position is determined as the reference. If the position is ahead of the position (Yes), the process proceeds to step SUB125A, and if the user front-rear position is the same as or behind the reference position (No), the process proceeds to step SUB125B. The reference position (corresponding to a predetermined position) is set at a substantially central position in the front-back direction with respect to the frame. For example, in the example of FIG. 14, a position STD_P which is substantially at the center in the front-rear direction with respect to the frame is set as a reference position (predetermined position). In the example of FIG. 14, the user's front-rear position obtained from the current position of the right handle 20Ra indicated by the solid line and the position of the left handle 20La indicated by the solid line is a position SPR (SPL). An example is shown. The example of FIG. 14 illustrates an example in which the user's front-rear position (position SPR) is ahead of the reference position (position STD_P) (position SPR> position STD_P). In this case, since the walking support device is behind the user, the process proceeds to step SUB125A, and the rotation speeds vdr and vdl are increased.
ステップSUB125Aに処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(右)回転速度vdrに進行補正速度α21を加算した値を、新たな(右)回転速度vdrとして記憶する。また駆動制御手段40は、(左)回転速度vdlに進行補正速度α21を加算した値を、新たな(左)回転速度vdlとして記憶し、ステップSUB140に処理を進める。なお、α21を加算する代わりに、α21に増幅係数kを乗算したk×α21を加算するようにしてもよい。 When the process proceeds to step SUB125A, the drive control unit 40 stores a value obtained by adding the progress correction speed α21 to the (right) rotation speed vdr as a new (right) rotation speed vdr. Further, the drive control unit 40 stores a value obtained by adding the progress correction speed α21 to the (left) rotation speed vdl as a new (left) rotation speed vdl, and proceeds to step SUB140. Note that instead of adding α21, k × α21 obtained by multiplying α21 by the amplification coefficient k may be added.
ステップSUB125Bに処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(右)回転速度vdrから進行補正速度α22を減算した値を、新たな(右)回転速度vdrとして記憶する。また駆動制御手段40は、(左)回転速度vdlから進行補正速度α22を減算した値を、新たな(左)回転速度vdlとして記憶し、ステップSUB140に処理を進める。なお、α22を減算する代わりに、α22に増幅係数kを乗算したk×α22を減算するようにしてもよい。 When the process proceeds to step SUB125B, the drive control unit 40 stores a value obtained by subtracting the progress correction speed α22 from the (right) rotation speed vdr as a new (right) rotation speed vdr. Further, the drive control means 40 stores a value obtained by subtracting the progress correction speed α22 from the (left) rotation speed vdl as a new (left) rotation speed vdl, and proceeds to step SUB140. Note that instead of subtracting α22, k × α22 obtained by multiplying α22 by the amplification coefficient k may be subtracted.
以上、ステップSUB120、SUB125A、SUB125Bにて、駆動制御手段40は、基準位置(フレームに対する前後方向の所定位置)に使用者前後位置が近づくように、それぞれの回転速度vdr、vdlを求める(すなわち、それぞれの駆動手段を制御する)。 As described above, in steps SUB120, SUB125A, and SUB125B, the drive control unit 40 obtains the respective rotational speeds vdr and vdl so that the user's front-rear position approaches the reference position (the predetermined position in the front-rear direction with respect to the frame) (ie, Control each driving means).
[左右旋回の補正]
ステップSUB140に処理を進めた場合、駆動制御手段40は、把持部傾斜検出手段33R、33L(図9参照)からの検出信号に基づいて、(右)持ち手の傾斜方向と、(左)持ち手の傾斜方向を取得し、ステップSUB145に処理を進める。ステップSUB140〜ステップSUB175の処理は、(右)持ち手、(左)持ち手の傾斜方向に基づいて使用者の右旋回又は左旋回の要求を検出し、旋回の要求を検出した場合は、回転速度vdr、vdlに回転差を与えて歩行支援装置を旋回させるための処理である。
[Right and left turning correction]
When the process proceeds to step SUB140, the drive control unit 40 determines the (right) tilt direction of the handle and the (left) tilt based on the detection signals from the gripper tilt detection units 33R and 33L (see FIG. 9). The inclination direction of the hand is acquired, and the process proceeds to step SUB145. The processing of steps SUB140 to SUB175 detects a right or left turn request of the user based on the inclination direction of the (right) handle and the (left) handle, and when the turn request is detected, This is a process for turning the walking support device by giving a rotation difference to the rotation speeds vdr and vdl.
ステップSUB145において、駆動制御手段40は、(右)持ち手が左右に傾斜していない、かつ、(左)持ち手が左右に傾斜していない、ことが満足されているか否かを判定し、満足されている場合(Yes)はステップSUB175に処理を進め、満足されていない場合(No)はステップSUB150に処理を進める。 In step SUB145, the drive control means 40 determines whether or not it is satisfied that the (right) handle is not inclined left and right and the (left) handle is not inclined left and right, If satisfied (Yes), the process proceeds to step SUB175; if not satisfied (No), the process proceeds to step SUB150.
ステップSUB150に処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(右)持ち手が右に傾斜している、かつ、(左)持ち手が左に傾斜している、ことが満足されているか否かを判定し、満足されている場合(Yes)はステップSUB175に処理を進め、満足されていない場合(No)はステップSUB155に処理を進める。 When the process proceeds to step SUB150, the drive control unit 40 determines whether or not it is satisfied that the (right) handle is inclined to the right and the (left) handle is inclined to the left. If it is satisfied (Yes), the process proceeds to step SUB175, and if it is not satisfied (No), the process proceeds to step SUB155.
ステップSUB155に処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(右)持ち手が左に傾斜している、かつ、(左)持ち手が右に傾斜している、ことが満足されているか否かを判定し、満足されている場合(Yes)はステップSUB175に処理を進め、満足されていない場合(No)はステップSUB160に処理を進める。 When the process proceeds to step SUB155, the drive control unit 40 determines whether or not it is satisfied that the (right) handle is inclined to the left and the (left) handle is inclined to the right. The process proceeds to step SUB175 if satisfied (Yes), and proceeds to step SUB160 if not satisfied (No).
ステップSUB160に処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(右)持ち手が右に傾斜しているか否かを判定し、(右)持ち手が右に傾斜している場合(Yes)はステップSUB170Aに処理を進め、右に傾斜していない場合(No)はステップSUB165に処理を進める。 When the process has proceeded to step SUB160, the drive control means 40 determines whether the (right) handle is inclined to the right, and when the (right) handle is inclined to the right (Yes), The process proceeds to step SUB170A, and if not inclined to the right (No), the process proceeds to step SUB165.
ステップSUB165に処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(左)持ち手が右に傾斜しているか否かを判定し、(左)持ち手が右に傾斜している場合(Yes)はステップSUB170Aに処理を進め、右に傾斜していない場合(No)はステップSUB170Bに処理を進める。 When the process proceeds to step SUB165, the drive control unit 40 determines whether the (left) handle is inclined to the right or not (Yes) if the (left) handle is inclined to the right (Yes). The process proceeds to step SUB170A, and if not inclined to the right (No), the process proceeds to step SUB170B.
ステップSUB170Aに処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(右)回転速度vdrから旋回補正速度β21を減算した値を、新たな(右)回転速度vdrとして記憶する。また駆動制御手段40は、(左)回転速度vdlに旋回補正速度β21を加算した値を、新たな(左)回転速度vdlとして記憶し、ステップSUB175に処理を進める。 When the process proceeds to step SUB170A, the drive control unit 40 stores a value obtained by subtracting the turning correction speed β21 from the (right) rotation speed vdr as a new (right) rotation speed vdr. Further, the drive control means 40 stores the value obtained by adding the turning correction speed β21 to the (left) rotation speed vdl as a new (left) rotation speed vdl, and proceeds to step SUB175.
ステップSUB170Bに処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(右)回転速度vdrに旋回補正速度β21を加算した値を、新たな(右)回転速度vdrとして記憶する。また駆動制御手段40は、(左)回転速度vdlから旋回補正速度β21を減算した値を、新たな(左)回転速度vdlとして記憶し、ステップSUB175に処理を進める。 When the process proceeds to step SUB170B, the drive control unit 40 stores a value obtained by adding the turning correction speed β21 to the (right) rotation speed vdr as a new (right) rotation speed vdr. The drive control unit 40 stores a value obtained by subtracting the turning correction speed β21 from the (left) rotation speed vdl as a new (left) rotation speed vdl, and proceeds to step SUB175.
ステップSUB175に処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(右)回転速度vdrを(右)目標進行速度URに代入して記憶し、(左)回転速度vdlを(左)目標進行速度ULに代入して記憶し、処理を終了する(この場合、リターンして図10のステップSA015に処理を進める)。 When the process proceeds to step SUB175, the drive control means 40 substitutes the (right) rotational speed vdr for the (right) target travel speed UR and stores it, and stores the (left) rotational speed vdl in the (left) target travel speed UL. And stores it, and ends the process (in this case, the process returns to step SA015 in FIG. 10).
●[目標進行速度の調整(SUB200)(図12)]
駆動制御手段40は、図10のステップSA015に示すように、使用者が腕を振りながら歩行している場合、使用者の腕振り歩行動作に伴って発生する歩行支援装置の蛇行を軽減するための調整を、図12に示すステップSUB200にて行う。使用者が腕を振りながら歩行して、(右)持ち手を前方に押出し、(左)持ち手を後方に引いた場合、歩行支援装置は、左方向に旋回する力を受ける。また使用者が(右)持ち手を後方に引き、(左)持ち手を前方に押出した場合、歩行支援装置は、右方向に旋回する力を受ける。従って、使用者が左右の腕を交互に振りながら歩行した場合、歩行支援装置は左右に蛇行するような力を受ける。以下、歩行支援装置の蛇行を軽減するステップSUB200の処理の詳細について説明する。駆動制御手段40は、ステップSUB200に処理を進めた場合、図12のステップSUB210に処理を進める。
● [Adjustment of target traveling speed (SUB200) (FIG. 12)]
As shown in step SA015 in FIG. 10, the drive control unit 40 reduces the meandering of the walking support device that occurs with the user's arm swing walking operation when the user is walking while swinging his arm. Is adjusted in step SUB200 shown in FIG. When the user walks while swinging his arm and pushes the handle forward (right) and pulls the handle backward (left), the walking support device receives a force turning left. In addition, when the user pulls the (right) handle backward and pushes the (left) handle forward, the walking assist device receives the force of turning right. Therefore, when the user walks while alternately swinging the left and right arms, the walking support device receives a force that snakes left and right. Hereinafter, the details of the processing of step SUB200 for reducing the meandering of the walking support device will be described. When the process has proceeded to step SUB200, the drive control unit 40 proceeds to step SUB210 in FIG.
ステップSUB210において、駆動制御手段40は、(右)持ち手の位置が、(右)解放時位置+距離L2よりも前方(大きい)か否かを判定し、(右)持ち手の位置が、(右)解放時位置+距離L2よりも前方である(大きい)場合(Yes)はステップSUB220Bに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSUB215に処理を進める。なお、(右)解放時位置は、使用者が(右)持ち手を把持していないときに、弾性部材によって(右)持ち手がレール30Rの中央近傍に復元される位置である。例えば駆動制御手段40は、(右)持ち手が使用者から把持されていないときの位置を、(右)解放時位置として記憶している。また、距離L2は、不感帯として適宜設定される距離である。 In step SUB210, the drive control means 40 determines whether the position of the (right) handle is forward (greater) than the (right) release position + distance L2, and the position of the (right) handle is (Right) If it is forward (greater) than the release position + distance L2 (Yes), the process proceeds to step SUB220B; otherwise (No), the process proceeds to step SUB215. The (right) release position is a position where the (right) handle is restored to the vicinity of the center of the rail 30R by the elastic member when the user does not hold the (right) handle. For example, the drive control unit 40 stores the position when the (right) handle is not gripped by the user as the (right) release position. The distance L2 is a distance appropriately set as a dead zone.
ステップSUB215に処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(右)持ち手の位置が、(右)解放時位置−距離L2よりも後方(小さい)か否かを判定し、(右)持ち手の位置が、(右)解放時位置−距離L2よりも後方である(小さい)場合(Yes)はステップSUB220Aに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSUB230に処理を進める。 When the process proceeds to step SUB215, the drive control unit 40 determines whether the position of the (right) handle is behind (small) the (right) release position-distance L2, and If the position of the hand is behind (small) the (right) release position-distance L2 (small) (Yes), the process proceeds to step SUB220A; otherwise (No), the process proceeds to step SUB230.
ステップSUB220Aに処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(右)回転速度vdrに蛇行補正速度γ21を加算した値を、新たな(右)回転速度vdrとして記憶してステップSUB230に処理を進める。 When the process proceeds to step SUB220A, the drive control unit 40 stores the value obtained by adding the meandering correction speed γ21 to the (right) rotation speed vdr as a new (right) rotation speed vdr, and proceeds to step SUB230. .
ステップSUB220Bに処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(右)回転速度vdrから蛇行補正速度γ21を減算した値を、新たな(右)回転速度vdrとして記憶してステップSUB230に処理を進める。 When the process proceeds to step SUB220B, the drive control unit 40 stores a value obtained by subtracting the meandering correction speed γ21 from the (right) rotation speed vdr as a new (right) rotation speed vdr, and proceeds to step SUB230. .
ステップSUB230にて駆動制御手段40は、(左)持ち手の位置が、(左)解放時位置+距離L2よりも前方(大きい)か否かを判定し、(左)持ち手の位置が、(左)解放時位置+距離L2よりも前方である(大きい)場合(Yes)はステップSUB240Bに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSUB235に処理を進める。なお、(左)解放時位置は、使用者が(左)持ち手を把持していないときに、弾性部材によって(左)持ち手がレール30Lの中央近傍に復元される位置である。例えば駆動制御手段40は、(左)持ち手が使用者から把持されていないときの位置を、(左)解放時位置として記憶している。また、距離L2は、不感帯として適宜設定される距離である。 In step SUB230, the drive control means 40 determines whether the position of the (left) handle is forward (greater) than the (left) release position + the distance L2, and the (left) handle position is (Left) If it is forward (greater) than the release position + distance L2 (Yes), the process proceeds to step SUB240B; otherwise (No), the process proceeds to step SUB235. The (left) release position is a position where the (left) handle is restored to the vicinity of the center of the rail 30L by the elastic member when the user does not grip the (left) handle. For example, the drive control means 40 stores the position when the (left) handle is not gripped by the user as the (left) release position. The distance L2 is a distance appropriately set as a dead zone.
ステップSUB235に処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(左)持ち手の位置が、(左)解放時位置−距離L2よりも後方(小さい)か否かを判定し、(左)持ち手の位置が、(左)解放時位置−距離L2よりも後方である(小さい)場合(Yes)はステップSUB240Aに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSUB250に処理を進める。 When the process proceeds to step SUB235, the drive control unit 40 determines whether the position of the (left) handle is behind (smaller) than the (left) release position-distance L2, and If the hand position is behind (small) the (left) release position-distance L2 (small) (Yes), the process proceeds to step SUB240A; otherwise (No), the process proceeds to step SUB250.
ステップSUB240Aに処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(左)回転速度vdlに蛇行補正速度γ21を加算した値を、新たな(左)回転速度vdlとして記憶してステップSUB250に処理を進める。 When the process proceeds to step SUB240A, the drive control unit 40 stores the value obtained by adding the meandering correction speed γ21 to the (left) rotation speed vdl as a new (left) rotation speed vdl, and proceeds to step SUB250. .
ステップSUB240Bに処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(左)回転速度vdlから蛇行補正速度γ21を減算した値を、新たな(左)回転速度vdlとして記憶してステップSUB250に処理を進める。 When the process proceeds to step SUB240B, the drive control unit 40 stores a value obtained by subtracting the meandering correction speed γ21 from the (left) rotation speed vdl as a new (left) rotation speed vdl, and proceeds to step SUB250. .
ステップSUB250に処理を進めた場合、駆動制御手段40は、(右)回転速度vdrを(右)目標進行速度URに代入して記憶し、(左)回転速度vdlを(左)目標進行速度ULに代入して記憶し、処理を終了する(この場合、リターンして図10のステップSA020に処理を進める)。 When the process proceeds to step SUB250, the drive control means 40 substitutes the (right) rotational speed vdr for the (right) target travel speed UR and stores it, and stores the (left) rotational speed vdl in the (left) target travel speed UL. And stores the value, and ends the process (in this case, the process returns to step SA020 in FIG. 10).
以上、ステップSUB200の処理にて、駆動制御手段40は、使用者の腕振り歩行動作に伴って発生する歩行支援装置の蛇行を軽減するように、それぞれの駆動手段への制御量(この場合、回転速度vdr、vdl)を、蛇行補正速度γ21にて補正する。第2の実施の形態では、(右)駆動手段の回転速度をvdr、(左)駆動手段の回転速度をvdlとして説明したが、vdrを(右)後輪60RRの回転速度、vdlを(左)後輪60RLの回転速度、としてもよい。 As described above, in the process of step SUB200, the drive control unit 40 controls the respective drive units (in this case, the control amount) so as to reduce the meandering of the walking support device that occurs with the arm swing walking operation of the user. The rotation speeds vdr, vdl) are corrected at the meandering correction speed γ21. In the second embodiment, the rotation speed of the (right) drive unit is described as vdr, and the rotation speed of the (left) drive unit is described as vdl. However, vdr is (right) the rotation speed of the rear wheel 60RR, and vdl is (left) ) The rotation speed of the rear wheel 60RL may be used.
●[第3及び第4の実施形態における歩行支援装置の全体構成(図15)]
図15は第3及び後述する第4の実施形態における歩行支援装置10A、10Bの全体構成を説明する斜視図である。
● [Overall Configuration of Walking Support Device in Third and Fourth Embodiments (FIG. 15)]
FIG. 15 is a perspective view illustrating the overall configuration of the walking assist devices 10A and 10B according to the third and fourth embodiments described below.
歩行支援装置10A、10Bは、歩行支援装置10に対してアシストモード切替スイッチ72aとトレーニングモード切替スイッチ72bを有している点で相違している。また、歩行支援装置10Aは、歩行支援装置10に対してレール30R、30Lの代わりに、レール30Rb、30Lbを有している点で相違している。歩行支援装置10Bは、歩行支援装置10に対してレール30R、30Lの代わりに、レール30Rc、30Lcを有している点で相違している。 The walking assistance devices 10A and 10B are different from the walking assistance device 10 in that an assist mode changeover switch 72a and a training mode changeover switch 72b are provided. The walking support device 10A is different from the walking support device 10 in that rails 30Rb and 30Lb are provided instead of the rails 30R and 30L. The walking assistance device 10B is different from the walking assistance device 10 in that rails 30Rc and 30Lc are provided instead of the rails 30R and 30L.
アシストモード切替スイッチ72aは、使用者が「アシストモード」を所望する場合にONに設定され、「トレーニングモード」を所望する場合にOFFに設定されるスイッチである。また、トレーニングモード切替スイッチ72bは、使用者が「トレーニングモード」を所望する場合にONに設定され、「アシストモード」を所望する場合にOFFに設定されるスイッチである。なお、アシストモード切替スイッチ72aとトレーニングモード切替スイッチ72bは、一つのスイッチで「アシストモード」と「トレーニングモード」を切り替えるものであっても良い。 The assist mode changeover switch 72a is a switch that is set to ON when the user desires the “assist mode” and is set to OFF when the user desires the “training mode”. The training mode changeover switch 72b is a switch that is set to ON when the user desires the "training mode" and is set to OFF when the user desires the "assist mode". Note that the assist mode changeover switch 72a and the training mode changeover switch 72b may be ones that switch between the "assist mode" and the "training mode" with one switch.
「アシストモード」において、持ち手(20R、20L、20Rb、20Lb)(把持部に相当)(図17、図20参照)は、レール(30Rb、30Lb、30Rc、30Lc)に対してロック機構(把持部拘束手段に相当)により前後方向に拘束されており(後述する「拘束状態」)、歩行支援装置10A、10Bは通常の歩行器(両腕を振らずに両手で押すタイプの歩行器)のように動作する。また、「トレーニングモード」において、持ち手(20R、20L、20Rb、20Lb)は、レール(30Rb、30Lb、30Rc、30Lc)に対してロック機構により前後方向に移動可能(後述する「解放状態」)であり、歩行支援装置10A、10Bは使用者の腕の振りに応じて駆動される。 In the "assist mode", the handle (20R, 20L, 20Rb, 20Lb) (corresponding to the grip portion) (see FIGS. 17 and 20) locks the rail (30Rb, 30Lb, 30Rc, 30Lc) with the lock mechanism (grip). The walking assist devices 10A and 10B are a normal walker (a walker of a type that is pushed with both hands without swinging both arms). Works like that. In the “training mode”, the handle (20R, 20L, 20Rb, 20Lb) can be moved in the front-rear direction with respect to the rails (30Rb, 30Lb, 30Rc, 30Lc) by a lock mechanism (“released state” described later). The walking support devices 10A and 10B are driven according to the swing of the user's arm.
●[歩行支援装置10A、10Bの駆動制御手段40Aの入出力(図16)]
図16は、第3及び第4の実施形態における歩行支援装置10A、10Bの駆動制御手段40Aの入出力を説明する。駆動制御手段40Aは、駆動制御手段40に対して、把持部位置検出手段27R、27Lの代わりに、把持部位置検出手段34R、34Lと、進行速度検出手段64RE、64LEと、アシストモード切替スイッチ72aと、トレーニングモード切替スイッチ72bと、を有している点で相違する。
● [Input and output of drive control means 40A of walking support devices 10A and 10B (FIG. 16)]
FIG. 16 illustrates input / output of the drive control unit 40A of the walking assistance devices 10A and 10B in the third and fourth embodiments. The drive control means 40A is different from the drive control means 40 in that, instead of the grip part position detection means 27R and 27L, the grip part position detection means 34R and 34L, the traveling speed detection means 64RE and 64LE, and the assist mode changeover switch 72a And a training mode changeover switch 72b.
作用力計測手段25R、25Lは、第3の実施形態における歩行支援装置10Aにおいて使用される。また、点線で示された把持部傾斜検出手段33R、33Lと、把持部位置検出手段34Rと、把持部位置検出手段34Lは、第4の実施形態における歩行支援装置10Bにおいて使用される。 The acting force measuring means 25R and 25L are used in the walking support device 10A according to the third embodiment. Further, grip part inclination detecting means 33R, 33L, grip part position detecting means 34R, and grip part position detecting means 34L indicated by dotted lines are used in the walking assist device 10B in the fourth embodiment.
●[第3の実施形態における持ち手及びレールの構成及び機能(図17、図18)]
図17は、第3の実施形態における持ち手及びレールの構成及び機能を説明する斜視図である。図18は、図17におけるXVIII-XVIII方向から見た持ち手の断面図である。
● [Configuration and Function of Handle and Rail in Third Embodiment (FIGS. 17 and 18)]
FIG. 17 is a perspective view illustrating the configuration and functions of a handle and a rail according to the third embodiment. FIG. 18 is a cross-sectional view of the handle seen from the XVIII-XVIII direction in FIG.
図17で示すように、レール30Rb、30Lbは、レール30R、30L(図2参照)に対して、持ち手(20R、20L)を前後方向の移動をロック(拘束)するロック機構80A(把持部拘束手段に相当)を有している点で相違する。ロック機構80Aは、レール30Rb、30Lb(アーム部に相当)のそれぞれに設けられ、保持手段Spg1R、Spg2R、Spg1L、Spg2Lの復元力によって所定位置Op1(図7参照)に保持された持ち手20R、20L(把持部に相当)を、フレーム50に対する前後方向において所定位置Op1に拘束することを可能とする。 As shown in FIG. 17, the rails 30Rb and 30Lb are provided with a lock mechanism 80A (gripping portion) that locks (restricts) the movement of the handle (20R, 20L) in the front-rear direction with respect to the rails 30R, 30L (see FIG. 2). (Corresponding to restraining means). The lock mechanism 80A is provided on each of the rails 30Rb and 30Lb (corresponding to an arm), and has a handle 20R held at a predetermined position Op1 (see FIG. 7) by a restoring force of the holding means Spg1R, Spg2R, Spg1L, and Spg2L. 20L (corresponding to a grip portion) can be restricted to a predetermined position Op1 in the front-rear direction with respect to the frame 50.
図18で示すように、ロック機構80Aは、例えば、ロックピン81と、ロック溝83Aと、ピンガイド82A、82Bと、スライドスイッチ84と、スイッチ溝86と、付勢手段88と、を有している。ロックピン81は、上方向先端の前後方向の位置が所定位置Op1の位置とほぼ等しくなるようにレール30Rb、30Lbのそれぞれに設けられている。ロック溝83Aは、アンカー部22Baの底面に設けられ、開口がロックピン81の先端部を差し込める程度の大きさであり、ロックピン81の先端部を差し込むことができる深さを有する溝である。なお、付勢手段88は、例えばバネ等である。 As shown in FIG. 18, the lock mechanism 80A includes, for example, a lock pin 81, a lock groove 83A, pin guides 82A and 82B, a slide switch 84, a switch groove 86, and an urging means 88. ing. The lock pin 81 is provided on each of the rails 30Rb and 30Lb such that the position of the upper end in the front-rear direction is substantially equal to the position of the predetermined position Op1. The lock groove 83 </ b> A is provided on the bottom surface of the anchor portion 22 </ b> Ba, has a size such that the opening can insert the tip of the lock pin 81, and has a depth that allows the tip of the lock pin 81 to be inserted. . The urging means 88 is, for example, a spring or the like.
使用者がスライドスイッチ84をレール(30Rb、30Lb)に設けられているスイッチ溝86に沿って前方向にスライドさせると、ロックピン81は、ピンガイド82A、82Bに案内されて上方へ向かって移動させられ、その先端部がロック溝83Aに差し込まれる。これにより、ロックピン81がアンカー部22Baの前後方向の移動を制限するため、持ち手(20R、20L)は、フレーム50(図15参照)に対する前後方向において所定位置Op1(図7参照)に拘束される。 When the user slides the slide switch 84 forward along the switch groove 86 provided in the rail (30Rb, 30Lb), the lock pin 81 moves upward by being guided by the pin guides 82A, 82B. The tip is inserted into the lock groove 83A. Accordingly, since the lock pin 81 restricts the movement of the anchor portion 22Ba in the front-rear direction, the handle (20R, 20L) is restrained at the predetermined position Op1 (see FIG. 7) in the front-rear direction with respect to the frame 50 (see FIG. 15). Is done.
使用者がスライドスイッチ84をレール(30Rb、30Lb)に設けられているスイッチ溝86に沿って後方向にスライドさせると、ロックピン81は、ピンガイド82A、82Bに案内されて下方へ向かって移動させられ、その先端部がロック溝83Aから引き抜かれる。これにより、持ち手(20R、20L)は、フレーム50に対する前後方向において自由に移動できる。 When the user slides the slide switch 84 backward along the switch groove 86 provided in the rail (30Rb, 30Lb), the lock pin 81 moves downward by being guided by the pin guides 82A, 82B. The leading end is pulled out from the lock groove 83A. Thus, the handles (20R, 20L) can move freely in the front-back direction with respect to the frame 50.
ロック機構80Aのそれぞれは、持ち手20R、20L(把持部)を所定位置Op1に拘束する拘束状態と、持ち手20R、20Lを所定位置Op1に拘束することなく解放する解放状態と、のいずれかの状態に設定可能である。駆動制御手段40A(図16参照)は、ロック機構80Aのそれぞれが拘束状態に設定されている場合、それぞれの作用力計測手段25L、25R(図5参照)からの検出信号に基づいて求めたそれぞれの作用力に基づいて、それぞれの駆動手段64R、64L(図16参照)を制御する。 Each of the lock mechanisms 80A is either in a restrained state in which the handles 20R, 20L (grip portions) are restrained at a predetermined position Op1, or in a released state in which the handles 20R, 20L are released without being restrained in a predetermined position Op1. Can be set to the state. When each of the lock mechanisms 80A is set in the constrained state, the drive control unit 40A (see FIG. 16) calculates each of the lock mechanisms 80A based on the detection signals from the acting force measuring units 25L and 25R (see FIG. 5). The respective driving means 64R, 64L (see FIG. 16) are controlled based on the acting force of.
●[第3の実施形態における歩行支援装置の駆動制御手段の進行制御の全体処理(図19)]
図19は、第3の実施形態における歩行支援装置10Aの駆動制御手段40Aの進行制御の全体処理の手順を説明するフローチャートである。駆動制御手段40Aは、起動された場合、所定時間間隔(例えば数[ms]間隔)にて、進行制御を実行する。以下、進行制御の処理の各ステップについて詳細に説明する。
● [Overall Processing of Progress Control of Drive Control Unit of Walking Support Device in Third Embodiment (FIG. 19)]
FIG. 19 is a flowchart illustrating the procedure of the overall processing of the progress control of the drive control unit 40A of the walking support device 10A according to the third embodiment. When activated, the drive control unit 40A executes the progress control at predetermined time intervals (for example, at intervals of several [ms]). Hereinafter, each step of the progress control process will be described in detail.
ステップSC010において、駆動制御手段40Aは、アシストモードであると判定した場合(Yes)は、ステップSC020Aに処理を進め、アシストモードでないと判定した場合(No)は、ステップSC020Bに処理を進める。なお、駆動制御手段40Aは、アシストモード切替スイッチ72aがONされている場合(この場合、トレーニングモード切替スイッチ72bはOFFになる)、「アシストモード」であると判定し、トレーニングモード切替スイッチ72bがONされている場合(この場合、アシストモード切替スイッチ72aはOFFになる)、「トレーニングモード」であると判定する。 In step SC010, when drive control unit 40A determines that the mode is the assist mode (Yes), the process proceeds to step SC020A, and when it is determined that the mode is not the assist mode (No), the process proceeds to step SC020B. When the assist mode changeover switch 72a is turned on (in this case, the training mode changeover switch 72b is turned off), the drive control unit 40A determines that the current mode is the "assist mode" and sets the training mode changeover switch 72b. If it is ON (in this case, the assist mode changeover switch 72a is OFF), it is determined that the mode is the "training mode".
ステップSC020Aにおいて、駆動制御手段40Aは、増幅係数kを所定の値kaに設定し、ステップSC030に処理を進める。なお、所定の値kaは、アシストモードにおける増幅係数の初期値であり、適宜実験で求められ予め記憶手段44に記憶されている。 In step SC020A, drive control means 40A sets amplification coefficient k to a predetermined value ka, and proceeds to step SC030. Note that the predetermined value ka is an initial value of the amplification coefficient in the assist mode, and is obtained by an appropriate experiment and stored in the storage unit 44 in advance.
ステップSC020Bにおいて、駆動制御手段40Aは、増幅係数kを所定の値ktに設定し、ステップSC030に処理を進める。なお、所定の値ktは、トレーニングモードにおける増幅係数の初期値であり、適宜実験で求められ予め記憶手段44に記憶されている。 In step SC020B, drive control means 40A sets amplification coefficient k to a predetermined value kt, and proceeds to step SC030. Note that the predetermined value kt is an initial value of the amplification coefficient in the training mode, is obtained by an appropriate experiment, and is stored in the storage unit 44 in advance.
ステップSC030において、駆動制御手段40Aは、図6における進行制御の処理を実行し処理を終了する。 In step SC030, the drive control unit 40A executes the process of the progress control in FIG. 6, and ends the process.
●[第4の実施形態における持ち手及びレールの構成及び機能(図20、図21)]
図20は、第4の実施形態における持ち手及びレールの構成及び機能を説明する斜視図である。図21は、図20におけるXXI-XXI方向から見た持ち手の断面図である。
● [Configuration and Function of Handle and Rail in Fourth Embodiment (FIGS. 20, 21)]
FIG. 20 is a perspective view illustrating the configuration and functions of a handle and a rail according to the fourth embodiment. FIG. 21 is a cross-sectional view of the handle seen from the XXI-XXI direction in FIG.
図20に示すように、レール30Rc(30Lc)は、レール30R(30L)に対して、持ち手20Rb(20Lb)と、プーリーPB、PFと、ワイヤーWと、を有している点で相違する。 As shown in FIG. 20, the rail 30Rc (30Lc) is different from the rail 30R (30L) in that it has a handle 20Rb (20Lb), pulleys PB and PF, and a wire W. .
レール30Rc(30Lc)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。また、アンカー部22Bbのワイヤー接続部WAにはワイヤーWが固定され、ワイヤー孔WHにはワイヤーW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22Bbには持ち手20Rb(20Lb)が接続されている。 The rail 30Rc (30Lc) is provided with pulleys PB and PF at both ends in the front-rear direction. The wire W is hung on a pulley PF disposed on the front and a pulley PB disposed on the rear, and synchronizes the respective rotations. The wire W is fixed to the wire connecting portion WA of the anchor portion 22Bb, and the wire W is inserted into the wire hole WH without being fixed. The handle 20Rb (20Lb) is connected to the anchor 22Bb.
把持部位置検出手段34R、34Lは、例えばエンコーダであり、プーリーPFに対して同軸に設けられている。これにより、使用者が持ち手20Rb(20Lb)を把持してフレーム50の前後方向に対して移動させると、プーリーPFの回転量、すなわち持ち手20Rb(20Lb)の移動量が駆動制御手段40A(図16参照)へ出力される。 The gripper position detecting means 34R and 34L are, for example, encoders, and are provided coaxially with the pulley PF. Thus, when the user grips the handle 20Rb (20Lb) and moves the frame 50 in the front-rear direction, the rotation amount of the pulley PF, that is, the movement amount of the handle 20Rb (20Lb) is controlled by the drive control unit 40A ( (See FIG. 16).
図16で示すように、駆動手段64Lには、エンコーダ等の進行速度検出手段64LEが設けられており、駆動手段64Lの回転に応じた検出信号を駆動制御手段40Aに出力する。駆動制御手段40Aは、進行速度検出手段64LEからの検出信号に基づいて、歩行支援装置10Bの進行速度(後輪60RLによる進行速度)を検出することができる。同様に、駆動手段64Rには、エンコーダ等の進行速度検出手段64REが設けられており、駆動手段64Rの回転に応じた検出信号を駆動制御手段40Aに出力する。駆動制御手段40Aは、進行速度検出手段64REからの検出信号に基づいて、歩行支援装置10Bの進行速度(後輪60RRによる進行速度)を検出することができる。 As shown in FIG. 16, the driving unit 64L is provided with a traveling speed detecting unit 64LE such as an encoder, and outputs a detection signal corresponding to the rotation of the driving unit 64L to the driving control unit 40A. The drive control unit 40A can detect the traveling speed (the traveling speed by the rear wheel 60RL) of the walking assist device 10B based on the detection signal from the traveling speed detection unit 64LE. Similarly, the driving means 64R is provided with a traveling speed detecting means 64RE such as an encoder, and outputs a detection signal corresponding to the rotation of the driving means 64R to the drive control means 40A. The drive control unit 40A can detect the traveling speed (the traveling speed by the rear wheel 60RR) of the walking assist device 10B based on the detection signal from the traveling speed detection unit 64RE.
また、レール30Rc、30Lcは、レール30Rc、30Lcに対して持ち手(20Rb、20Lb)を前後方向の移動をロックするロック機構80B(把持部拘束手段に相当)を有している点で相違する。ロック機構80Bは、レール30Rc、30Lc(アーム部に相当)のそれぞれに設けられ、保持手段Spg1R、Spg2R、Spg1L、Spg2Lの復元力によって所定位置Op1(図7参照)に保持された持ち手20Ra、20La(把持部に相当)を、フレーム50(図15参照)に対する前後方向において所定位置Op1の近傍に拘束することを可能とする。なお、所定位置Op1の近傍は、所定位置Op1を中心とした余裕移動距離W1である。 Further, the rails 30Rc and 30Lc are different in that they have a lock mechanism 80B (corresponding to a gripping part restraining means) that locks the handle (20Rb and 20Lb) in the front-rear direction with respect to the rails 30Rc and 30Lc. . The lock mechanism 80B is provided on each of the rails 30Rc and 30Lc (corresponding to an arm portion), and has a handle 20Ra held at a predetermined position Op1 (see FIG. 7) by the restoring force of the holding means Spg1R, Spg2R, Spg1L, and Spg2L. 20La (corresponding to the gripping portion) can be restrained near the predetermined position Op1 in the front-rear direction with respect to the frame 50 (see FIG. 15). The vicinity of the predetermined position Op1 is a marginal movement distance W1 around the predetermined position Op1.
図21で示すように、ロック機構80Bは、ロック機構80Aに対して、ロック溝83Aの代わりにロック溝83Bを有している点で相違する。ロック溝83Bは、アンカー部22Bbの底面に設けられ、前後方向に余裕移動距離W1の幅を持ち、ロックピン81の先端部を差し込むことができる深さを有する溝である。 As shown in FIG. 21, the lock mechanism 80B is different from the lock mechanism 80A in that a lock groove 83B is provided instead of the lock groove 83A. The lock groove 83 </ b> B is provided on the bottom surface of the anchor portion 22 </ b> Bb, has a width of a marginal movement distance W <b> 1 in the front-rear direction, and has a depth into which the tip of the lock pin 81 can be inserted.
使用者がスライドスイッチ84をレール(30Rc、30Lc)に設けられているスイッチ溝86に沿って前方向にスライドさせると、ロックピン81は、ピンガイド82A、82Bに案内されて上方へ向かって移動させられ、その先端部がロック溝83Bに挿入される。これにより、持ち手(20Rb、20Lb)は、フレーム50に対する前後方向において所定位置Op1(図7参照)の近傍に拘束される。 When the user slides the slide switch 84 forward along the switch groove 86 provided in the rail (30Rc, 30Lc), the lock pin 81 moves upward by being guided by the pin guides 82A, 82B. The tip is inserted into the lock groove 83B. Thereby, the handle (20Rb, 20Lb) is restrained in the vicinity of the predetermined position Op1 (see FIG. 7) in the front-back direction with respect to the frame 50.
使用者がスライドスイッチ84をレール(30Rc、30Lc)に設けられているスイッチ溝86に沿って後方向にスライドさせると、ロックピン81は、ピンガイド82A、82Bに案内されて下方へ向かって移動させられ、その先端部がロック溝83Aから引き抜かれる。これにより、持ち手(20R、20L)は、フレーム50に対する前後方向において自由に移動できる。 When the user slides the slide switch 84 backward along the switch groove 86 provided on the rail (30Rc, 30Lc), the lock pin 81 moves downward by being guided by the pin guides 82A, 82B. The leading end is pulled out from the lock groove 83A. Thus, the handles (20R, 20L) can move freely in the front-back direction with respect to the frame 50.
ロック機構80Bのそれぞれは、持ち手20Rb、20Lb(把持部)を所定位置Op1の近傍に拘束する拘束状態と、持ち手20Rb、20Lbを所定位置Op1に拘束することなく解放する解放状態と、のいずれかの状態に設定可能である。駆動制御手段40A(図16参照)は、ロック機構80Bのそれぞれが拘束状態に設定されている場合、それぞれの把持部位置検出手段34R、34Lからの検出信号に基づいて求めた、フレーム50に対する前後方向におけるそれぞれの持ち手20Rb、20Lb(把持部)の位置に基づいて、それぞれの駆動手段64R、64L(図16参照)を制御する。 Each of the lock mechanisms 80B has a restrained state in which the handles 20Rb and 20Lb (grip portions) are restrained in the vicinity of the predetermined position Op1, and a released state in which the handles 20Rb and 20Lb are released without being restrained in the predetermined position Op1. It can be set to either state. When each of the lock mechanisms 80B is set in the restrained state, the drive control unit 40A (see FIG. 16) controls the front and rear with respect to the frame 50 obtained based on the detection signals from the respective gripper position detection units 34R and 34L. The respective driving means 64R, 64L (see FIG. 16) are controlled based on the position of each handle 20Rb, 20Lb (grip) in the direction.
●[第4の実施形態における歩行支援装置の駆動制御手段の進行制御の全体処理(図22〜図29)]
図22は、駆動制御手段40A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22に示す処理が起動される。駆動制御手段40Aは、図22に示す処理が起動されると、ステップSD010へと処理を進める。なお以下では、使用者が歩行支援装置とともに前進するように歩行する場合の例を説明する。
● [Overall Processing of Progress Control of Drive Control Unit of Walking Support Device in Fourth Embodiment (FIGS. 22 to 29)]
FIG. 22 shows the overall processing in the processing procedure of the drive control means 40A. When the user turns on the main switch 72, the process shown in FIG. 22 is started at predetermined time intervals (for example, at intervals of several [ms]). When the processing illustrated in FIG. 22 is started, the drive control unit 40A proceeds to step SD010. Hereinafter, an example in which the user walks so as to move forward with the walking support device will be described.
ステップSD010にて駆動制御手段40Aは、SB100(入力処理)を実行してステップSD040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 SD010, drive control unit 40A executes SB100 (input processing) and proceeds to step SD040. The details of the SB 100 (input processing) will be described later.
ステップSD040にて駆動制御手段40Aは、SB400(対地速度補正量算出処理)を実行してステップSD050に処理を進める。なおSB400(対地速度補正量算出処理)の詳細については後述する。 In step SD040, drive control unit 40A executes SB400 (ground speed correction amount calculation process) and proceeds to step SD050. The details of SB400 (ground speed correction amount calculation processing) will be described later.
ステップSD050にて駆動制御手段40Aは、SB500(中央位置速度補正量算出処理)を実行してステップSD060に処理を進める。なおSB500(中央位置速度補正量算出処理)の詳細については後述する。 In step SD050, drive control unit 40A executes SB500 (center position / velocity correction amount calculation processing) and proceeds to step SD060. The details of SB500 (center position / velocity correction amount calculation processing) will be described later.
ステップSD060にて駆動制御手段40Aは、SB600(左右旋回補正処理)を実行してステップSD070に処理を進める。なおSB600(左右旋回補正処理)の詳細については後述する。 In step SD060, drive control unit 40A executes SB600 (left-right turning correction process) and proceeds to step SD070. The details of SB600 (lateral turning correction processing) will be described later.
ステップSD070にて駆動制御手段40Aは、SB700(蛇行補正処理)を実行してステップSD080に処理を進める。なおSB700(蛇行補正処理)の詳細については後述する。 In step SD070, drive control unit 40A executes SB700 (meandering correction process), and proceeds to step SD080. The details of SB700 (meandering correction processing) will be described later.
ステップSD080にて駆動制御手段40Aは、SB800(進行速度調整処理)を実行して処理を終了する(リターンする)。なおSB800(進行速度調整処理)の詳細については後述する。 In step SD080, drive control unit 40A executes SB800 (advance speed adjustment process) and ends the process (returns). The details of SB800 (advance speed adjustment processing) will be described later.
●[SB100:入力処理の詳細(図23)]
次に図23を用いて、SB100(入力処理)の詳細について説明する。図22に示すステップSD010にてSB100を実行する際、駆動制御手段40Aは、図23に示すステップSB010へ処理を進める。
● [SB100: Details of input processing (FIG. 23)]
Next, the details of SB100 (input processing) will be described using FIG. When executing SB100 in step SD010 shown in FIG. 22, drive control unit 40A advances the process to step SB010 shown in FIG.
ステップSB010にて駆動制御手段40Aは、記憶手段に記憶しているモード切替、目標トルク、右持ち手前後位置、右進行速度、左持ち手前後位置、左進行速度、(右)持ち手の傾斜方向、(左)持ち手の傾斜方向、を更新してステップSB020に処理を進める。 In step SB010, the drive control unit 40A switches the mode stored in the storage unit, the target torque, the right-hand and back position, the right traveling speed, the left-hand forward and backward position, the left traveling speed, and the (right) handle inclination. The direction and the (left) tilt direction of the handle are updated, and the process proceeds to step SB020.
具体的には、駆動制御手段40Aは、アシストモード切替スイッチ72a、トレーニングモード切替スイッチ72b(図16参照)からの入力情報に基づいて、モード切替に、「トレーニングモード」、「アシストモード」のいずれかを記憶する。また駆動制御手段40Aは、アシスト量調整ボリューム74a(図16参照)からの入力情報に基づいた目標トルクを記憶する。また駆動制御手段40Aは、把持部位置検出手段34R(図20参照)からの検出信号に基づいて求めた、フレーム50に対する(右)の持ち手20Rbの位置(フレーム前後方向の位置)を右持ち手前後位置に記憶する。また駆動制御手段40Aは、(右)走行用の駆動手段64Rの(右)の進行速度検出手段64REからの検出信号に基づいて、(右)走行用の駆動手段64Rの回転数を検出して後輪60RRの回転数から後輪60RRによる進行速度を検出して右進行速度に記憶する(図1参照)。また駆動制御手段40Aは、(右)の持ち手20Rbの把持部傾斜検出手段33Rからの検出信号に基づいて、(右)の持ち手20Rbのアンカー部22Bbに対する前後左右の傾斜方向及び傾斜量を検出して(右)持ち手の傾斜方向に記憶する(図20参照)。同様に駆動制御手段40Aは、左持ち手前後位置、左進行速度、(左)持ち手の傾斜方向、を記憶する。 Specifically, the drive control unit 40A determines whether to switch the mode between “training mode” and “assist mode” based on input information from the assist mode changeover switch 72a and the training mode changeover switch 72b (see FIG. 16). Memorize. Further, the drive control means 40A stores a target torque based on input information from the assist amount adjustment volume 74a (see FIG. 16). The drive control means 40A holds the position (position in the front-back direction of the frame) of the (right) handle 20Rb with respect to the frame 50, which is obtained based on the detection signal from the grip part position detection means 34R (see FIG. 20). It is stored in the hand position. The drive control unit 40A detects the rotation speed of the (right) traveling drive unit 64R based on a detection signal from the (right) traveling speed detection unit 64RE of the (right) traveling drive unit 64R. The traveling speed of the rear wheel 60RR is detected from the rotation speed of the rear wheel 60RR and stored as the right traveling speed (see FIG. 1). Further, the drive control unit 40A determines the front and rear, left and right tilt directions and the tilt amount of the (right) handle 20Rb with respect to the anchor portion 22Bb based on the detection signal from the gripper tilt detection unit 33R of the (right) handle 20Rb. It is detected (right) and stored in the tilt direction of the handle (see FIG. 20). Similarly, the drive control unit 40A stores the front-rear position of the left handle, the left traveling speed, and the inclination direction of the (left) handle.
ステップSB020にて駆動制御手段40A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, drive control unit 40A executes SBA00 (right (left) moving speed, moving direction, and amplitude calculating process), and proceeds to step SB030. The details of SBA00 (right (left) moving speed, moving direction, amplitude calculation processing) will be described later.
ステップSB030にて駆動制御手段40Aは、ステップSB010にて記憶した右進行速度及び左進行速度に基づいて、歩行支援装置の進行速度を求めて記憶し、ステップSB050に処理を進める。例えば駆動制御手段40Aは、進行速度=(右進行速度+左進行速度)/2にて、進行速度を求める。 In step SB030, drive control means 40A obtains and stores the traveling speed of the walking assist device based on the right traveling speed and left traveling speed stored in step SB010, and proceeds to step SB050. For example, the drive control unit 40A obtains the traveling speed with the traveling speed = (right traveling speed + left traveling speed) / 2.
ステップSB030の処理を実行している駆動制御手段40Aは、進行速度検出手段からの検出信号に基づいて、地面に対する歩行支援装置10の進行速度を算出する。 The drive control unit 40A executing the process of step SB030 calculates the traveling speed of the walking support device 10 with respect to the ground based on the detection signal from the traveling speed detection unit.
ステップSB050にて駆動制御手段40A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SB070Bに処理を進める。 In step SB050, drive control means 40A determines whether or not the mode switching is in the assist mode. If the mode is in the assist mode (Yes), the process proceeds to step SB070A. If not (No), the process proceeds to step SB070B. Proceed with the process.
ステップSB070Aに処理を進めた場合、駆動制御手段40A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 has proceeded to step SB070A, the drive control unit 40A stores the assist mode in the operation mode and ends the process (returns).
ステップSB070Bに処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、動作モードにトレーニングモードを記憶して処理を終了する(リターンする)。 When the process has proceeded to step SB070B, the drive control unit 40A stores the training 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24)]
次に図24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23に示すステップSB020にてSBA00を実行する際、駆動制御手段40Aは、図24に示すステップSBA05へ処理を進める。
● [SBA00: Details of right (left) moving speed, moving direction, and amplitude calculation processing (FIG. 24)]
Next, the details of SBA00 (right (left) moving speed, moving direction, and amplitude calculation processing) will be described with reference to FIG. When executing SBA00 in step SB020 shown in FIG. 23, drive control unit 40A advances the process to step SBA05 shown in FIG.
ステップSBA05にて駆動制御手段40Aは、動作モードがトレーニングモードであるか否かを判定し、動作モードがトレーニングモードである場合(Yes)はステップSBA10に処理を進め、動作モードがトレーニングモードでない場合(No)は処理を終了する(リターンする)。 In step SBA05, the drive control unit 40A determines whether the operation mode is the training mode. If the operation mode is the training mode (Yes), the process proceeds to step SBA10, and if the operation mode is not the training mode. (No) ends the processing (returns).
ステップSBA10に処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、右持ち手移動速度に、「(今回処理時の右持ち手前後位置(今回右持ち手前後位置)−前回処理時の右持ち手前後位置(前回右持ち手前後位置))/時間」にて求めた速度を記憶して、ステップSBA15に処理を進める。なお、この場合の「時間」は、図22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])。また、今回右持ち手前後位置が前回右持ち手前後位置よりも前方である場合では右持ち手移動速度は「正」の速度となり、今回右持ち手前後位置が前回右持ち手前後位置よりも後方である場合では右持ち手移動速度は「負」の速度となる。 When the process has proceeded to step SBA10, the drive control means 40A sets the right hand moving speed to "(right hand front / back position at the current process (right hand front / back position at the present time) -right hand front / back at the previous process). Position (previous right hand front-back position) / time ”is stored, and the process proceeds to step SBA15. The “time” in this case is the time of the interval for activating the processing in FIG. 22 (for example, 10 [ms] when the process is activated at 10 [ms] intervals). In addition, when the right and left hand front and rear positions this time are ahead of the previous right hand and back front and rear positions, the right hand movement speed is “positive”, and the right and left hand front and rear positions this time are more than the previous right hand front and rear positions. When the vehicle is behind, the right hand movement speed is a “negative” speed.
ステップSBA15にて駆動制御手段40Aは、前回処理時の右持ち手移動速度(前回右持ち手移動速度)=正(0より大きい)、かつ、今回処理時の右持ち手移動速度(今回右持ち手移動速度)=負(0以下)であるか否かを判定する。そして駆動制御手段40Aは、満足する場合(Yes)はステップSBA25Aに処理を進め、満足しない場合(No)はステップSBA20に処理を進める。 In step SBA15, the drive control unit 40A determines that the right hand movement speed in the previous process (previous right hand movement speed) = positive (greater than 0) and that the right hand movement speed in the current process (current right hand hold) It is determined whether or not (hand movement speed) = negative (0 or less). Then, the drive control unit 40A advances the process to step SBA25A if satisfied (Yes), and advances the process to step SBA20 if not satisfied (No).
ステップSBA25Aに処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、今回右持ち手前後位置を右前端位置に記憶してステップSBA30に処理を進める。 When the process has proceeded to step SBA25A, the drive control unit 40A stores the current right-hand and back-and-forth position in the right front end position, and proceeds to step SBA30.
ステップSBA20に処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、前回処理時の右持ち手移動速度(前回右持ち手移動速度)=負(0未満)、かつ、今回処理時の右持ち手移動速度(今回右持ち手移動速度)=正(0以上)であるか否かを判定する。そして駆動制御手段40Aは、満足する場合(Yes)はステップSBA25Bに処理を進め、満足しない場合(No)はステップSBB10に処理を進める。 When the process has proceeded to step SBA20, the drive control unit 40A determines that the right hand movement speed in the previous process (previous right hand movement speed) = negative (less than 0) and the right hand movement speed in the current process It is determined whether (current right hand moving speed) = positive (0 or more). Then, the drive control unit 40A advances the process to step SBA25B if satisfied (Yes), and advances the process to step SBB10 if not satisfied (No).
ステップSBA25Bに処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、今回右持ち手前後位置を右後端位置に記憶してステップSBA30に処理を進める。 When the process has proceeded to step SBA25B, the drive control unit 40A stores the current right-hand and back position in the right rear end position, and proceeds to step SBA30.
ステップSBA30に処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、右前端位置−右後端位置(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、ステップSBB10に処理を進める。 When the process has proceeded to step SBA30, the drive control means 40A stores the length obtained from the right front end position-the right rear end position (the right front end position> the right rear end position) in the right amplitude, and proceeds to step SBB10. Advance.
ステップSBB10〜SBB30の処理は、左の持ち手20Lの左移動速度、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の右移動速度、右前端位置、右後端位置、右振幅を求めるステップSBA10〜SBA30と同様であるので説明を省略する。 The processing of steps SBB10 to SBB30 is processing for obtaining the left moving speed, the left front end position, the left rear end position, and the left amplitude of the left handle 20L, and the right moving speed, the right front end position, and the right of the right handle 20R. Steps SBA10 to SBA30 for obtaining the rear end position and right amplitude are the same as those in steps SBA10 to SBA30, and a description thereof will be omitted.
ステップSBA10、SBB10の処理を実行している駆動制御手段40Aは、それぞれの持ち手前後位置(右持ち手前後位置と左持ち手前後位置)に基づいて、歩行支援装置10Bに対するそれぞれの持ち手の移動速度であるそれぞれの持ち手移動速度(右持ち手移動速度と左持ち手移動速度)を算出する、持ち手移動速度算出手段40C(図13参照)に相当する。 The drive control means 40A executing the processing of steps SBA10 and SBB10 determines whether each of the handles of the walking support device 10B is based on the respective front and rear positions of the handle (right and left front and rear positions). This corresponds to a handle moving speed calculating unit 40C (see FIG. 13) that calculates each handle moving speed (right hand moving speed and left handle moving speed) that is the moving speed.
●[SB400:対地速度補正量算出処理の詳細(図25)]
次に図25を用いて、SB400(対地速度補正量算出処理)の詳細について説明する。図22に示すステップSD040にてSB400を実行する際、駆動制御手段40Aは、図25に示すステップSB405へ処理を進める。
● [SB400: Details of ground speed correction amount calculation processing (FIG. 25)]
Next, the details of SB400 (ground speed correction amount calculation processing) will be described with reference to FIG. When executing SB400 in step SD040 shown in FIG. 22, drive control unit 40A advances the process to step SB405 shown in FIG.
ステップSB405にて駆動制御手段40Aは、動作モードがトレーニングモードであるか否かを判定し、動作モードがトレーニングモードである場合(Yes)はステップSB410に処理を進め、動作モードがトレーニングモードでない場合(No)はステップSB450Bに処理を進める。 In step SB405, drive control unit 40A determines whether or not the operation mode is the training mode. If the operation mode is the training mode (Yes), the process proceeds to step SB410, and if the operation mode is not the training mode. (No) advances the process to step SB450B.
ステップSB410にて駆動制御手段40Aは、「進行速度+右持ち手移動速度」を求めて右持ち手対地速度に記憶し、「進行速度+左持ち手移動速度」を求めて左持ち手対地速度に記憶し、ステップSB420に処理を進める。なお、「進行速度」は、地面に対する歩行支援装置の速度であり、「右持ち手移動速度」は、歩行支援装置に対する(右)持ち手20Rbのフレーム前後方向の移動速度であり、「右持ち手対地速度」は、地面に対する(右)持ち手20Rbのフレーム前後方向の移動速度である。また、「右持ち手移動速度」は、「進行速度」と同方向が「正」の速度に設定され、「進行方向」と逆方向が「負」の速度に設定されている。つまり、進行速度が前方へ向かう速度である場合、前方へ向かう右持ち手移動速度は「正」であり、後方へ向かう右持ち手移動速度は「負」である。また、左持ち手対地速度も同様にして求められる。 In step SB410, the drive control unit 40A obtains “traveling speed + right hand moving speed” and stores it in the right hand ground speed, and calculates “traveling speed + left hand moving speed” to obtain left hand ground speed. And the process proceeds to Step SB420. The “advance speed” is the speed of the walking assist device with respect to the ground, and the “right handle moving speed” is the moving speed of the (right) handle 20Rb with respect to the walking assist device in the front-rear direction of the frame. The “hand-to-ground speed” is the moving speed of the (right) handle 20Rb with respect to the ground in the front-rear direction of the frame. The “right hand movement speed” is set to “positive” speed in the same direction as “progression speed”, and “negative” speed in the opposite direction to “travel direction”. That is, when the traveling speed is a forward speed, the right hand moving speed toward the front is “positive”, and the right hand moving speed toward the rear is “negative”. In addition, the left hand ground speed is similarly obtained.
ステップSB410の処理を実行している駆動制御手段40Aは、それぞれの持ち手の移動速度と、進行速度とに基づいて、地面に対するそれぞれの持ち手の速度であるそれぞれの持ち手対地速度(右持ち手対地速度と左持ち手対地速度)を算出する。 The drive control unit 40A executing the process of step SB410 determines, based on the moving speed and the traveling speed of each handle, the respective hand-to-ground speed (right-handed speed) that is the speed of each hand with respect to the ground. Hand-to-ground speed and left-handed ground speed).
ステップSB420にて駆動制御手段40Aは、右持ち手対地速度が負(0未満)であるか否かを判定し、負(0未満)である場合(Yes)はステップSB440に処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB430に処理を進める。 In step SB420, the drive control means 40A determines whether or not the right hand ground speed is negative (less than 0). If it is negative (less than 0) (Yes), the process proceeds to step SB440. If not (No), the process proceeds to step SB430.
ステップSB430に処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、左持ち手対地速度が負(0未満)であるか否かを判定し、負(0未満)である場合(Yes)はステップSB440に処理を進め、そうでない場合(No)はステップSB450Bに処理を進める。 When the process proceeds to step SB430, the drive control unit 40A determines whether or not the ground speed of the left hand is negative (less than 0). If the speed is negative (less than 0) (Yes), the process proceeds to step SB440. The process proceeds, otherwise (No), the process proceeds to step SB450B.
ステップSB440に処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、進行速度に応じた重み係数を算出してステップSB450Aに処理を進める。例えば重み係数は、進行速度が大きくなるにしたがって小さくなるように設定されている。 When the process has proceeded to step SB440, the drive control unit 40A calculates a weight coefficient according to the traveling speed, and proceeds to step SB450A. For example, the weight coefficient is set to decrease as the traveling speed increases.
ステップSB450Aにて駆動制御手段40Aは、予め設定された加速補正量に重み係数を乗算して求めた値を、対地速度補正量に記憶して処理を終了する(リターンする)。なお、加速補正量は、種々の実験やシミュレーション等によって決められている。この場合の対地速度補正量は、0より大きな値(正の値であり、加速するための補正量)となる。 In step SB450A, drive control unit 40A stores the value obtained by multiplying the preset acceleration correction amount by the weighting factor in the ground speed correction amount, and ends the process (return). The acceleration correction amount is determined by various experiments and simulations. In this case, the ground speed correction amount is a value larger than 0 (a positive value and a correction amount for accelerating).
ステップSB440、SB450Aの処理を実行している駆動制御手段40Aは、進行速度を「正」とした場合にそれぞれの持ち手のそれぞれの持ち手対地速度の少なくとも一方が「負」の速度である場合、歩行支援装置を進行速度の方向に加速させる対地速度補正量を算出する。 The drive control unit 40A executing the processing of steps SB440 and SB450A determines that when the traveling speed is “positive”, at least one of the ground speeds of the respective hands is “negative” speed Then, a ground speed correction amount for accelerating the walking support device in the direction of the traveling speed is calculated.
ステップSB450Bに処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、予め設定された減速補正量を、対地速度補正量に記憶して処理を終了する(リターンする)。なお、減速補正量は、種々の実験やシミュレーション等によって決められている。この場合の対地速度補正量は、0以下の値(ゼロまたは負の値であり、減速するための補正量)となる。 When the process proceeds to step SB450B, the drive control unit 40A stores the preset deceleration correction amount as the ground speed correction amount, and ends the process (returns). The deceleration correction amount is determined by various experiments and simulations. In this case, the ground speed correction amount is a value of 0 or less (a correction amount for deceleration, which is zero or a negative value).
なお、対地速度補正量が0より大きな正の値の場合、歩行支援装置の進行速度を加速させることができる。また、対地速度補正量が0未満の負の値の場合、歩行支援装置の進行速度を減速させることができる。また、対地速度補正量がゼロの場合、歩行支援装置は惰性走行となるが、転がり抵抗等によって進行速度は減速される。 When the ground speed correction amount is a positive value larger than 0, the traveling speed of the walking support device can be accelerated. In addition, when the ground speed correction amount is a negative value less than 0, the traveling speed of the walking support device can be reduced. When the ground speed correction amount is zero, the walking assist device performs coasting, but the traveling speed is reduced by rolling resistance or the like.
●[SB500:中央位置速度補正量算出処理の詳細(図26)]
次に図26を用いて、SB500(中央位置速度補正量算出処理)の詳細について説明する。図22に示すステップSD050にてSB500を実行する際、駆動制御手段40Aは、図26に示すステップSB505へ処理を進める。
● [SB500: Details of central position / velocity correction amount calculation processing (FIG. 26)]
Next, the details of SB500 (center position / velocity correction amount calculation processing) will be described using FIG. When executing SB500 in step SD050 shown in FIG. 22, drive control unit 40A advances the process to step SB505 shown in FIG.
ステップSB505にて駆動制御手段40Aは、動作モードがトレーニングモードであるか否かを判定し、動作モードがトレーニングモードである場合(Yes)はステップSB510に処理を進め、動作モードがトレーニングモードでない場合(No)はステップSB550に処理を進める。 In step SB505, the drive control unit 40A determines whether the operation mode is the training mode. If the operation mode is the training mode (Yes), the process proceeds to step SB510, and if the operation mode is not the training mode. (No) advances the process to step SB550.
ステップSB510に処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、「(右持ち手前後位置+左持ち手前後位置)/2」を求めて持ち手前後中央位置に記憶し、ステップSB520に処理を進める。 If the process has proceeded to step SB510, the drive control means 40A obtains “(right hand front-back position + left hand front-back position) / 2” and stores it in the center position of the handle front and rear, and proceeds to step SB520. .
ステップSB510の処理を実行している駆動制御手段40Aは、それぞれの持ち手前後位置に対するフレーム前後方向の中央となる持ち手前後中央位置を求める。 The drive control unit 40A executing the process of step SB510 obtains a handle front-rear center position that is the center of each handle front-rear position in the frame front-rear direction.
図30は、歩行支援装置10B(図15参照)を上から見た図であり、(右)持ち手20Rbの持ち手前後位置(PmR)、(左)持ち手20Lbの持ち手前後位置(PmL)、仮想前後基準位置(Ps)、持ち手前後中央位置(Pmc)、可動範囲(持ち手20Rb、20Lbのフレーム前後方向の移動範囲)の中央位置(Pc)を説明する図である。例えば、フレーム前後方向において、持ち手20Rb、20Lbの可動範囲L1は、可動範囲L1の前端位置(Po)から、可動範囲の後端位置(Pr)までである。そして中央位置(Pc)は、フレーム前後方向における可動範囲L1の中央位置である。例えば可動範囲L1の中央位置(Pc)よりも所定距離Laだけ前方となる位置が、フレーム前後方向における所定位置である仮想前後基準位置(Ps)に設定されている。また、右持ち手前後位置(PmR)と左持ち手前後位置(PmL)とのフレーム前後方向における中央位置が、持ち手前後中央位置(Pmc)となる。 FIG. 30 is a view of the walking support device 10B (see FIG. 15) as viewed from above, where (right) the handle front-back position (PmR) of the handle 20Rb, and (left) the handle front-back position (PmL) of the handle 20Lb. ), A virtual front-rear reference position (Ps), a center position (Pmc) in the front-rear direction of the handle, and a center position (Pc) of the movable range (movable range of the handles 20Rb and 20Lb in the frame front-rear direction). For example, in the frame front-back direction, the movable range L1 of the handles 20Rb and 20Lb is from the front end position (Po) of the movable range L1 to the rear end position (Pr) of the movable range. The center position (Pc) is the center position of the movable range L1 in the frame front-back direction. For example, a position that is a predetermined distance La ahead of the center position (Pc) of the movable range L1 is set as a virtual front-back reference position (Ps) that is a predetermined position in the frame front-back direction. The center position in the frame front-rear direction between the right handle front-rear position (PmR) and the left handle front-rear position (PmL) is the handle front-rear center position (Pmc).
ステップSB520にて駆動制御手段40Aは、「持ち手前後中央位置−仮想前後基準位置」を求めて前後方向偏差に記憶し、ステップSB530に処理を進める。なお図20に示すように、前後方向偏差ΔLは、持ち手前後中央位置(Pmc)と仮想前後基準位置(Ps)との偏差である。 In step SB520, the drive control unit 40A obtains “center position in front and rear of handle−virtual front and rear reference position”, stores the obtained value as the deviation in the front and rear direction, and proceeds to step SB530. As shown in FIG. 20, the longitudinal deviation ΔL is the deviation between the handle's longitudinal center position (Pmc) and the virtual longitudinal reference position (Ps).
ステップSB530にて駆動制御手段40Aは、前後方向偏差に応じた中央位置速度補正量を求め、求めた中央位置速度補正量を記憶して、処理を終了する(リターンする)。例えば、図31に示す前後方向偏差・中央位置速度補正量特性が記憶手段に記憶されており、駆動制御手段40Aは、当該前後方向偏差・中央位置速度補正量特性と、前後方向偏差とに基づいて、中央位置速度補正量を求めて記憶する。 In step SB530, drive control unit 40A obtains the central position / velocity correction amount according to the longitudinal deviation, stores the obtained central position / velocity correction amount, and ends the process (returns). For example, the forward / backward deviation / center position / velocity correction amount characteristic shown in FIG. 31 is stored in the storage unit, and the drive control unit 40A determines the forward / backward deviation / center position / velocity correction amount characteristic based on the forward / backward deviation. Then, the central position / speed correction amount is obtained and stored.
ステップSB550に処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、「右持ち手前後位置−持ち手基準位置」を求めて右偏差に記憶し、ステップSB560に処理を進める。動作モードが「アシストモード」の場合、「拘束状態」とされているので、使用者は、持ち手を把持して腕を振りながら歩行することはできない。「アシストモード」の場合、以下のステップSB550〜SB580にて、持ち手が前方に押されている場合に、中央位置速度補正にて歩行支援装置10Bを前方に加速させる。なお、持ち手基準位置は、例えば、図7に示すように、復元力により持ち手が復帰させられる所定の位置の所定位置Op1である。 When the process has proceeded to step SB550, the drive control means 40A obtains "right hand front-back position-handle reference position" and stores it in the right deviation, and proceeds to step SB560. When the operation mode is the “assist mode”, the user is in the “restricted state”, so that the user cannot walk while holding the handle and swinging his arm. In the case of the "assist mode", in the following steps SB550 to SB580, when the handle is pushed forward, the walking assist device 10B is accelerated forward by the central position speed correction. The handle reference position is, for example, a predetermined position Op1 of a predetermined position where the handle is returned by the restoring force, as shown in FIG.
ステップSB560にて駆動制御手段40Aは、「左持ち手前後位置−持ち手基準位置」を求めて左偏差に記憶し、ステップSB570に処理を進める。 In step SB560, drive control unit 40A obtains “left hand front-rear position-handhold reference position”, stores the left deviation, and proceeds to step SB570.
ステップSB570にて駆動制御手段40Aは、「(右偏差+左偏差)/2」を求めて前後方向偏差に記憶し、ステップSB580に処理を進める。 In step SB570, drive control unit 40A obtains “(right deviation + left deviation) / 2” and stores it in the front-rear direction deviation, and proceeds to step SB580.
ステップSB580にて駆動制御手段40Aは、前後方向偏差に応じた中央位置速度補正量を求め、求めた中央位置速度補正量を記憶して、処理を終了する(リターンする)。例えば、図31に示す前後方向偏差・中央位置速度補正量特性が記憶手段に記憶されており、駆動制御手段40Aは、当該前後方向偏差・中央位置速度補正量特性と、前後方向偏差とに基づいて、中央位置速度補正量を求めて記憶する。なお、前後方向偏差の値が同じであっても、拘束状態の場合の中央位置速度補正量(ステップSB580)を、解除状態の場合の中央位置速度補正量(ステップSB530)よりも大きくすると、より好ましい。 In step SB580, drive control unit 40A obtains the central position / speed correction amount according to the longitudinal deviation, stores the obtained central position / speed correction amount, and ends the process (returns). For example, the forward / backward deviation / center position / velocity correction amount characteristic shown in FIG. 31 is stored in the storage unit, and the drive control unit 40A determines the forward / backward deviation / center position / velocity correction amount characteristic based on the forward / backward deviation. Then, the central position / speed correction amount is obtained and stored. Even if the value of the deviation in the front-rear direction is the same, if the central position / speed correction amount in the restrained state (step SB580) is larger than the central position / speed correction amount in the released state (step SB530), preferable.
●[SB600:左右旋回補正処理(図27)]
次に図27を用いて、SB600(左右旋回補正処理)の詳細について説明する。図22に示すステップSD060にてSB600を実行する際、駆動制御手段40Aは、図27に示すステップSUB610へ処理を進める。
● [SB600: left-right turning correction process (FIG. 27)]
Next, the details of SB600 (left / right turning correction processing) will be described using FIG. When executing SB600 in step SD060 shown in FIG. 22, drive control unit 40A advances the process to step SUB610 shown in FIG.
ステップSUB610において、駆動制御手段40は、(右)持ち手が左右に傾斜していない、かつ、(左)持ち手が左右に傾斜していない、ことが満足されているか否かを判定し、満足されている場合(Yes)は処理を終了し(この場合、リターンして図22のステップSD070に処理を進める)、満足されていない場合(No)はステップSUB620に処理を進める。 In step SUB610, the drive control means 40 determines whether or not it is satisfied that the (right) handle is not inclined left and right and the (left) handle is not inclined left and right, If it is satisfied (Yes), the process ends (in this case, the process returns to step SD070 in FIG. 22), and if it is not satisfied (No), the process proceeds to step SUB620.
ステップSUB620に処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、(右)持ち手が右に傾斜している、かつ、(左)持ち手が左に傾斜している、ことが満足されているか否かを判定し、満足されている場合(Yes)は処理を終了し(この場合、リターンして図22のステップSD070に処理を進める)、満足されていない場合(No)はステップSUB630に処理を進める。 When the process proceeds to step SUB620, the drive control unit 40A determines whether the (right) handle is inclined to the right and the (left) handle is inclined to the left. If it is satisfied (Yes), the process ends (in this case, the process returns to step SD070 in FIG. 22), and if it is not satisfied (No), the process proceeds to step SUB630. Proceed.
ステップSUB630に処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、(右)持ち手が左に傾斜している、かつ、(左)持ち手が右に傾斜している、ことが満足されているか否かを判定し、満足されている場合(Yes)は処理を終了し(この場合、リターンして図22のステップSD070に処理を進める)、満足されていない場合(No)はステップSUB640に処理を進める。 When the process proceeds to step SUB630, the drive control unit 40A determines whether it is satisfied that the (right) handle is inclined to the left and the (left) handle is inclined to the right. If it is satisfied (Yes), the process ends (in this case, the process returns to step SD070 in FIG. 22), and if it is not satisfied (No), the process proceeds to step SUB640. Proceed.
ステップSUB640に処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、(右)持ち手が右に傾斜しているか否かを判定し、(右)持ち手が右に傾斜している場合(Yes)はステップSUB660Aに処理を進め、右に傾斜していない場合(No)はステップSUB650に処理を進める。 When the process proceeds to step SUB640, the drive control unit 40A determines whether or not the (right) handle is inclined to the right. If the (right) handle is inclined to the right (Yes), The process proceeds to step SUB660A, and if not inclined to the right (No), the process proceeds to step SUB650.
ステップSUB650に処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、(左)持ち手が右に傾斜しているか否かを判定し、(左)持ち手が右に傾斜している場合(Yes)はステップSUB660Aに処理を進め、右に傾斜していない場合(No)はステップSUB660Bに処理を進める。 When the process has proceeded to step SUB650, the drive control means 40A determines whether the (left) handle is inclined to the right, and if the (left) handle is inclined to the right (Yes), The process proceeds to step SUB660A, and if not inclined to the right (No), the process proceeds to step SUB660B.
ステップSUB660Aに処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、右旋回補正量の更新し記憶して、処理を終了する(この場合、リターンして図22のステップSD070に処理を進める)。 When the process proceeds to step SUB660A, the drive control unit 40A updates and stores the right turning correction amount and ends the process (in this case, the process returns to step SD070 in FIG. 22).
ステップSUB660Bに処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、左旋回補正量の更新し記憶して、処理を終了する(この場合、リターンして図22のステップSD070に処理を進める)。 When the process has proceeded to step SUB660B, the drive control unit 40A updates and stores the left turning correction amount, and ends the process (in this case, the process returns to step SD070 in FIG. 22).
●[SB700:蛇行補正処理(図28)]
次に図28を用いて、SB700(蛇行補正処理)の詳細について説明する。図22に示すステップSD070にてSB700を実行する際、駆動制御手段40Aは、図28に示すステップSUB710へ処理を進める。
● [SB700: meandering correction processing (FIG. 28)]
Next, the details of SB700 (meandering correction processing) will be described with reference to FIG. When executing SB700 in step SD070 shown in FIG. 22, drive control unit 40A advances the process to step SUB710 shown in FIG.
ステップSUB710において、駆動制御手段40Aは、(右)持ち手の位置が、(右)解放時位置+距離L2よりも前方(大きい)か否かを判定し、(右)持ち手の位置が、(右)解放時位置+距離L2よりも前方である(大きい)場合(Yes)はステップSUB720Bに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSUB715に処理を進める。なお、(右)解放時位置は、使用者が(右)持ち手を把持していないときに、弾性部材によって(右)持ち手がレール30Rの中央近傍に復元される位置である。例えば駆動制御手段40Aは、(右)持ち手が使用者から把持されていないときの位置を、(右)解放時位置として記憶している。また、距離L2は、不感帯として適宜設定される距離である。 In step SUB710, the drive control means 40A determines whether the position of the (right) handle is forward (greater) than the (right) release position + distance L2, and the (right) handle position is (Right) If it is forward (greater) than the release position + distance L2 (Yes), the process proceeds to step SUB720B; otherwise (No), the process proceeds to step SUB715. The (right) release position is a position where the (right) handle is restored to the vicinity of the center of the rail 30R by the elastic member when the user does not hold the (right) handle. For example, the drive control unit 40A stores a (right) position when the handle is not gripped by the user as a (right) release position. The distance L2 is a distance appropriately set as a dead zone.
ステップSUB715に処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、(右)持ち手の位置が、(右)解放時位置−距離L2よりも後方(小さい)か否かを判定し、(右)持ち手の位置が、(右)解放時位置−距離L2よりも後方である(小さい)場合(Yes)はステップSUB720Aに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSUB730に処理を進める。 When the process proceeds to step SUB715, the drive control unit 40A determines whether the (right) handle position is behind (smaller) than the (right) release position-distance L2, and If the position of the hand is behind (small) the (right) release position-distance L2 (small) (Yes), the process proceeds to step SUB720A; otherwise (No), the process proceeds to step SUB730.
ステップSUB720Aに処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、右蛇行補正量を(正)蛇行補正速度γ21(+γ21)に設定し、新たな右蛇行補正量として記憶してステップSUB730に処理を進める。 When the process has proceeded to step SUB720A, the drive control unit 40A sets the right meandering correction amount to the (correct) meandering correction speed γ21 (+ γ21), stores the new right meandering correction amount, and proceeds to step SUB730. .
ステップSUB720Bに処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、右蛇行補正量を(負)蛇行補正速度γ21(−γ21)に設定し、新たな右蛇行補正量として記憶してステップSUB730に処理を進める。 When the process proceeds to step SUB720B, the drive control unit 40A sets the right meandering correction amount to the (negative) meandering correction speed γ21 (−γ21), stores the new right meandering correction amount, and stores the process in step SUB730. Proceed.
ステップSUB730にて駆動制御手段40Aは、(左)持ち手の位置が、(左)解放時位置+距離L2よりも前方(大きい)か否かを判定し、(左)持ち手の位置が、(左)解放時位置+距離L2よりも前方である(大きい)場合(Yes)はステップSUB740Bに処理を進め、そうでない場合(No)はステップSUB735に処理を進める。なお、(左)解放時位置は、使用者が(左)持ち手を把持していないときに、弾性部材によって(左)持ち手がレール30Lbの中央近傍に復元される位置である。例えば駆動制御手段40Aは、(左)持ち手が使用者から把持されていないときの位置(所定位置Op1、図7参照)を、(左)解放時位置として記憶している。また、距離L2は、不感帯として適宜設定される距離である。 In step SUB730, the drive control unit 40A determines whether the position of the (left) handle is forward (greater) than the (left) release position + the distance L2, and the position of the (left) handle is (Left) If it is forward (greater) than the release position + distance L2 (Yes), the process proceeds to step SUB740B, otherwise (No), the process proceeds to step SUB735. The (left) release position is a position where the (left) handle is restored to the vicinity of the center of the rail 30Lb by the elastic member when the user does not hold the (left) handle. For example, the drive control unit 40A stores a (left) position (predetermined position Op1, see FIG. 7) when the handle is not gripped by the user as a (left) release position. The distance L2 is a distance appropriately set as a dead zone.
ステップSUB735に処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、(左)持ち手の位置が、(左)解放時位置−距離L2よりも後方(小さい)か否かを判定し、(左)持ち手の位置が、(左)解放時位置−距離L2よりも後方である(小さい)場合(Yes)はステップSUB740Aに処理を進め、そうでない場合(No)は処理を終了する(この場合、リターンして図22のステップSD080に処理を進める)。 When the process proceeds to step SUB735, the drive control unit 40A determines whether the (left) handle position is behind (small) the (left) release position-distance L2, and If the position of the hand is behind (small) the (left) release position-distance L2 (small) (Yes), the process proceeds to step SUB740A; otherwise (No), the process ends (return in this case). Then, the process proceeds to step SD080 in FIG.
ステップSUB740Aに処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、左蛇行補正量を(正)蛇行補正速度γ21(+γ21)に設定し、新たな左蛇行補正量として記憶して処理を終了する(この場合、リターンして図22のステップSD080に処理を進める)。 When the process proceeds to step SUB740A, the drive control unit 40A sets the left meandering correction amount to the (positive) meandering correction speed γ21 (+ γ21), stores the new meandering correction amount as a new left meandering correction amount, and ends the process. In this case, the process returns and proceeds to step SD080 in FIG.
ステップSUB740Bに処理を進めた場合、駆動制御手段40Aは、左蛇行補正量を(正)蛇行補正速度γ21(−γ21)に設定し、新たな左蛇行補正量として記憶して処理を終了する(この場合、リターンして図22のステップSD080に処理を進める)。 When the process has proceeded to step SUB740B, the drive control unit 40A sets the left meandering correction amount to the (normal) meandering correction speed γ21 (−γ21), stores the new left meandering correction amount, and ends the process ( In this case, the process returns and proceeds to step SD080 in FIG. 22).
●[SB800:進行速度調整処理の詳細(図29)]
次に図29を用いて、SB800(進行速度調整処理)の詳細について説明する。図22に示すステップSD080にてSB800を実行する際、駆動制御手段40Aは、図29に示すステップSB810へ処理を進める。
● [SB800: Details of progress speed adjustment processing (FIG. 29)]
Next, the details of SB800 (advance speed adjustment processing) will be described using FIG. When executing SB800 in step SD080 shown in FIG. 22, drive control unit 40A advances the process to step SB810 shown in FIG.
ステップSB810にて駆動制御手段40Aは、「進行速度+対地速度補正量+中央位置速度補正量+右旋回補正量+右蛇行補正量」を求めて右目標速度に記憶し、「進行速度+対地速度補正量+中央位置速度補正量+左旋回補正量+左蛇行補正量」を求めて左目標速度に記憶し、ステップSB820へ処理を進める。 In step SB810, the drive control unit 40A obtains “advance speed + ground speed correction amount + center position speed correction amount + right turning correction amount + right meandering correction amount”, stores it in the right target speed, and stores “traveling speed + “Ground speed correction amount + center position speed correction amount + left turning correction amount + left meandering correction amount” is obtained and stored in the left target speed, and the process proceeds to step SB820.
ステップSB820にて駆動制御手段40Aは、右目標速度、かつ、目標トルクとなるように(右)駆動手段64Rを制御し、左目標速度、かつ、目標トルクとなるように(左)駆動手段64Lを制御し、処理を終了する(リターンする)。 In step SB820, the drive control unit 40A controls the drive unit 64R so that the right target speed and the target torque are obtained (right), and the drive unit 64L is set so that the left target speed and the target torque are obtained (the left). And the process is terminated (return).
ステップSB810、SB820の処理を実行している駆動制御手段40Aは、進行速度、対地速度補正量、中央位置速度補正量、右(左)旋回補正量、右(左)蛇行補正量、に基づいて求めた目標速度となるように走行用の左右の駆動手段64R、64Lを制御する。 The drive control unit 40A executing the processing in steps SB810 and SB820 determines the traveling speed, the ground speed correction amount, the center position speed correction amount, the right (left) turning correction amount, and the right (left) meandering correction amount. The left and right driving means 64R and 64L for traveling are controlled so as to reach the obtained target speed.
●[本願の効果]
以上に説明したように、第1の実施形態の歩行支援装置は、使用者が把持する把持部に入力される作用力に応じて駆動手段を制御することで、使用者の腕の振りの状態に応じて歩行支援装置を動作させることと、使用者の歩行に伴って歩行支援装置を前進させることができる。従って、使用者への負担をより小さくすることが可能である。また、腕の振り幅は固定されておらず、使用者は自身の歩幅に応じた自然な振り幅で腕を振ればよいので、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る質の高い自然な歩行のトレーニングを、適切に支援することができる。
● [Effects of the present application]
As described above, the walking assistance device according to the first embodiment controls the driving unit in accordance with the acting force input to the gripping unit gripped by the user, thereby allowing the user to swing the arm. , And the walking support device can be moved forward with the walking of the user. Therefore, it is possible to further reduce the burden on the user. In addition, the swing width of the arm is not fixed, and the user only has to swing the arm with a natural swing width according to his / her stride. It is possible to appropriately support high-quality natural walking training.
また、第2の実施形態の歩行支援装置は、使用者が把持する把持部(持ち手)のフレームに対する位置に応じて駆動手段を制御することで、使用者の腕の振りの状態に応じて歩行支援装置を動作させることと、使用者の歩行に伴って歩行支援装置を前進させることができる。従って、使用者への負担をより小さくすることが可能である。また、腕の振り幅は固定されておらず、使用者は自身の歩幅に応じた自然な振り幅で腕を振ればよいので、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る質の高い自然な歩行のトレーニングを、適切に支援することができる。 In addition, the walking support device according to the second embodiment controls the driving unit in accordance with the position of the gripping part (handle) held by the user with respect to the frame, thereby controlling the swing of the user's arm. The walking assist device can be operated and the walking assist device can be moved forward as the user walks. Therefore, it is possible to further reduce the burden on the user. Also, the swing width of the arm is not fixed, and the user only has to swing the arm with a natural swing width according to his / her own stride. It is possible to appropriately support high-quality natural walking training.
第3の実施形態の歩行支援装置は、持ち手(把持部に相当)をフレームに対して拘束することができ、両腕を振らずに両手で押すタイプの歩行器のように使用できるので便利である。また、使用者は、拘束状態において、腕を振らなくても持ち手を前方に押すだけで歩行支援装置を容易に駆動させることができる。 The walking support device of the third embodiment is convenient because it can be used like a walker of a type in which a hand (corresponding to a grip portion) can be restrained with respect to a frame and pushed with both hands without swinging both arms. It is. In addition, in the restrained state, the user can easily drive the walking assist device simply by pushing the handle forward without swinging the arm.
第4の実施形態の歩行支援装置は、持ち手(把持部に相当)フレームの前後方向の所定の範囲で拘束することができ、両腕を振らずに両手で押すタイプの歩行器のように使用でき便利である。また、使用者は、拘束状態において、腕を振らなくても持ち手を前方に押すだけで歩行支援装置を容易に駆動させることができる。 The walking support device according to the fourth embodiment can be restrained in a predetermined range in the front-rear direction of a handle (corresponding to a gripping portion) frame, and is similar to a walker of a type that is pushed with both hands without swinging both arms. It is convenient to use. In addition, in the restrained state, the user can easily drive the walking assist device simply by pushing the handle forward without swinging the arm.
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。また、以上(≧)、以下(≦)、より大きい(>)、未満(<)等は、等号を含んでも含まなくてもよい。また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。 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 can be made without changing the gist of the present invention. . Above (≧), below (≦), greater than (>), less than (<) and the like may or may not include an equal sign. The numerical values used in the description of the present embodiment are merely examples, and the present invention is not limited to these numerical values.
本実施の形態の説明では、レール30R、30L(図1参照)、30Ra、30La(図9参照)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。 In the description of the present embodiment, an example has been described in which the rails 30R, 30L (see FIG. 1), 30Ra, 30La (see FIG. 9) have shapes that are concavely curved upward. May be a linear shape. Further, an example of the configuration in which the walking support device described in the present embodiment includes a rail and a handle and moves the handle along the rail in the front-rear direction. However, in place of the rail, a handle is provided at the tip of a stock-shaped member provided so as to be swingable on a rotating shaft provided on the frame, and the handle is swung in the front-rear direction with respect to the frame. It may be something that causes it.
また、駆動制御手段40(図5参照)は、起動された後、使用者によって把持されている持ち手20R、20L(図1参照)の作用力計測手段25L、25R(図5参照)にて検出したそれぞれの最初の圧力(腕を前後に振っていない場合の圧力)を、把持力初期値として記憶するようにしても良い。そして、駆動制御手段40は、使用者が持ち手20R、20Lを把持して腕を前後に振っている際に作用力計測手段25L、25Rにて検出したそれぞれの圧力における把持力初期値からの増量分又は減量分を、持ち手20R、20Lへの作用力(押す力、引く力、復元力等)として検出しても良い。これにより、使用者が腕を振りながら歩行している否かを、より正確に判定することができる。 After being activated, the drive control means 40 (see FIG. 5) is actuated by the action force measuring means 25L, 25R (see FIG. 5) of the handles 20R, 20L (see FIG. 1) gripped by the user. Each detected initial pressure (the pressure when the arm is not swung back and forth) may be stored as the gripping force initial value. Then, when the user grips the handlees 20R, 20L and swings the arm back and forth, the drive control means 40 calculates the values from the gripping force initial values at the respective pressures detected by the acting force measuring means 25L, 25R. The increase or decrease may be detected as an acting force (pressing force, pulling force, restoring force, etc.) on the handles 20R, 20L. This makes it possible to more accurately determine whether the user is walking while swinging his arm.
前方向作用力検出手段25fR、25fL(図3参照)にて検出された圧力が、予め記憶されている所定の圧力を超えた場合、持ち手20R、20Lのそれぞれがレール30R、30Lのそれぞれの前方端又は前方端近傍にあると判定して、駆動輪である後輪60RR、60RLにおける駆動トルクを一時的に増加させて、使用者に対する歩行支援装置10(図1参照)の位置を少し前方に移動させるようにしても良い。同様に、後方向作用力検出手段25bR、25bL(図3参照)にて検出された圧力が、予め記憶されている所定の圧力を超えた場合、持ち手20R、20Lのそれぞれがレール30R、30Lのそれぞれの後方端又は後方端近傍にあると判定して、駆動輪である後輪60RR、60RLにおける駆動トルクを一時的に減少させて、使用者に対する歩行支援装置10の位置を少し後方に移動させるようにしても良い。 When the pressure detected by the forward acting force detecting means 25fR, 25fL (see FIG. 3) exceeds a predetermined pressure stored in advance, each of the handles 20R, 20L is moved to the position of each of the rails 30R, 30L. It is determined that the vehicle is at the front end or in the vicinity of the front end, and the driving torque of the rear wheels 60RR, 60RL, which are the driving wheels, is temporarily increased to slightly move the position of the walking assist device 10 (see FIG. 1) forward with respect to the user. May be moved. Similarly, when the pressure detected by the rearward acting force detecting means 25bR, 25bL (see FIG. 3) exceeds a predetermined pressure stored in advance, the handles 20R, 20L are respectively moved to the rails 30R, 30L. Is determined to be at or near the rear end of the vehicle, the driving torque of the rear wheels 60RR, 60RL, which are driving wheels, is temporarily reduced, and the position of the walking assist device 10 with respect to the user is moved slightly rearward. You may make it do.
また、歩行支援装置10に、超音波センサー等の距離計測手段を設け、歩行支援装置10の前後方向における使用者の位置を計測するようにしても良い。そして駆動制御手段40は、例えば歩行支援装置10の前後方向における使用者の位置が略中央となるように、駆動手段64R、64Lの駆動トルクを調整するようにしても良い。これにより、歩行支援装置10をより正確に使用者の歩行に同期させ、より高い自然な歩行のトレーニングを支援できる。 Further, the walking support device 10 may be provided with a distance measuring unit such as an ultrasonic sensor to measure the position of the user in the front-back direction of the walking support device 10. Then, the drive control unit 40 may adjust the drive torque of the drive units 64R and 64L such that the position of the user in the front-back direction of the walking assist device 10 is substantially at the center. This makes it possible to more accurately synchronize the walking support device 10 with the walking of the user and to support training of a higher natural walking.
10、10A、10B 歩行支援装置
20R、20L 持ち手
20Ra、20La 持ち手
20Rb、20Lb 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
22Ba、22Bb アンカー部
24 付勢手段
25R 作用力計測手段
25fR 前方向作用力検出手段
25bR 後方向作用力検出手段
25L 作用力計測手段
25fL 前方向作用力検出手段
25bL 後方向作用力検出手段
26a グリップ部
26b スイッチグリップ部
26ba スイッチグリップ部
27R、27L 把持部位置検出手段
27a 把持部位置検出プレート
28 グリップ付勢手段
30R、30L レール
30Ra、30La レール
30Rb、30Lb レール
30Rc、30Lc レール
33R、33L 把持部傾斜検出手段
34R、34L 把持部位置検出手段
36 信号ケーブル
38 レールスリット部
40、40A 駆動制御手段
44 記憶手段
50 フレーム
52 角速度センサー
60FR、60FL 前輪
60RR、60RL 後輪
62 ベルト
64R、64L 駆動手段
64RE、64LE 進行速度検出手段
70 コントロールパネル
72 メインスイッチ
72a アシストモード切替スイッチ
72b トレーニングモード切替スイッチ
74a アシスト量調整ボリューム
78 モニター
80A、80B ロック機構(把持部拘束手段)
81 ロックピン(把持部拘束手段)
82A、82B ピンガイド(把持部拘束手段)
83A、83B ロック溝(把持部拘束手段)
84 スライドスイッチ(把持部拘束手段)
86 スイッチ溝(把持部拘束手段)
88 付勢手段(把持部拘束手段)
B バッテリー
BKL ブレーキレバー
JK 持ち手支持軸
Spg1R 保持手段
Spg2R 保持手段
Spg1L 保持手段
Spg2L 保持手段
Op1 所定位置
Op2 位置
k 増幅係数
ka 所定の値(増幅係数)
kt 所定の値(増幅係数)
Ferr 所定の値
FRf 右の持ち手の前圧力(後方向作用力)
FLf 左の持ち手の前圧力(後方向作用力)
FRb 右の持ち手の後圧力(前方向作用力)
FLb 左の持ち手の後圧力(前方向作用力)
F 車両駆動力
FR 右車両駆動力
FL 左車両駆動力
TrqF 前進トルク
TrqR 駆動トルク
TrqL 駆動トルク
HPR 位置(右把持部前後位置)
HPL 位置(左把持部前後位置)
STD_P 位置(基準位置(所定位置))
SPR、SPL 位置(使用者前後位置)
UR、UL 目標進行速度
PB、PF プーリー
W ワイヤー
WA ワイヤー接続部
WH ワイヤー孔
Pmc 持ち手前後中央位置
PmL、PmR 持ち手前後位置
Ps 仮想前後基準位置
W1 余裕移動距離
110 歩行車
120 ハンドル
122 スライダ
130 サイドフレーム
140 メインフレーム
132 連結棒
160F 前輪
160B 後輪
210 歩行介助装置
220R、220L 把手
234R、234L 力検出器
240 制御手段
250 移動体
260R 従動輪
200B 電源
10, 10A, 10B Walking support device 20R, 20L Handle 20Ra, 20La Handle 20Rb, 20Lb Handle 21a Handle shaft 21b Shaft insertion hole 22 Slider 22A Handle holding part 22B Anchor part 22Ba, 22Bb Anchor part 24 Urging means 25R acting force measuring means 25fR forward acting force detecting means 25bR rearward acting force detecting means 25L acting force measuring means 25fL forward acting force detecting means 25bL backward acting force detecting means 26a grip section 26b switch grip section 26ba switch grip Part 27R, 27L Gripping part position detecting means 27a Gripping part position detecting plate 28 Grip biasing means 30R, 30L rail 30Ra, 30La rail 30Rb, 30Lb rail 30Rc, 30Lc rail 33R, 33L Gripping part inclination Skew detecting means 34R, 34L Gripping part position detecting means 36 Signal cable 38 Rail slit part 40, 40A Drive control means 44 Storage means 50 Frame 52 Angular velocity sensor 60FR, 60FL Front wheel 60RR, 60RL Rear wheel 62 Belt 64R, 64L Drive means 64RE, 64LE travel speed detecting means 70 control panel 72 main switch 72a assist mode changeover switch 72b training mode changeover switch 74a assist amount adjustment volume 78 monitor 80A, 80B lock mechanism (gripping section restraining means)
81 Lock pin (grip holding means)
82A, 82B pin guide (gripping portion restraining means)
83A, 83B Lock groove (gripping portion restraining means)
84 Slide switch (grip holding means)
86 Switch groove (grip holding means)
88 biasing means (gripping portion restraining means)
B Battery BKL Brake lever JK Handle support shaft Spg1R Holding means Spg2R Holding means Spg1L Holding means Spg2L Holding means Op1 Predetermined position Op2 position k Amplification coefficient ka Predetermined value (amplification coefficient)
kt Predetermined value (amplification coefficient)
Ferr Predetermined value FRf Front pressure of right hand (rearward acting force)
FLf Front pressure of left handle (rearward acting force)
FRb Back pressure of right handle (forward acting force)
FLb Rear pressure of left handle (frontward acting force)
F Vehicle driving force FR Right vehicle driving force FL Left vehicle driving force TrqF Forward torque TrqR Drive torque TrqL Drive torque HPR position (right grip front-rear position)
HPL position (left grip front and back position)
STD_P position (reference position (predetermined position))
SPR, SPL position (user front and rear position)
UR, UL Target travel speed PB, PF Pulley W wire WA wire connection WH wire hole Pmc Handle center front / rear position PmL, PmR Handle front / back position Ps Virtual front / rear reference position W1 Extra travel distance 110 Walking vehicle 120 Handle 122 Slider 130 Side Frame 140 Main frame 132 Connecting rod 160F Front wheel 160B Rear wheel 210 Walking assistance device 220R, 220L Handle 234R, 234L Force detector 240 Control means 250 Moving body 260R Follower wheel 200B Power supply
Claims (11)
前記フレームに設けられた左右一対のアーム部と、
左右一対の前記アーム部に設けられて使用者が把持可能で前記フレームに対して前後方向に移動可能な左右一対の把持部と、
前記フレームの下端に設けられた左右一対の駆動輪を含む複数の車輪と、
それぞれの前記駆動輪を駆動して歩行支援装置を前進させるそれぞれの駆動手段と、
それぞれの前記駆動手段の電源となるバッテリーと、
それぞれの前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、
それぞれの前記把持部への作用力を計測するそれぞれの作用力計測手段と、
それぞれの前記把持部を、前記フレームに対してそれぞれの予め設定した所定位置に保持するそれぞれの保持手段と、
を有して、それぞれの前記把持部を把持して腕を振りながら歩行する使用者とともに前進する歩行支援装置であって、
それぞれの前記保持手段は、使用者の腕振りによって前記所定位置からずれた前記把持部を前記所定位置に戻す復元力を発生させ、
前記駆動制御手段は、
それぞれの前記作用力計測手段からの検出信号に基づいて求めたそれぞれの前記作用力に基づき、それぞれの前記駆動手段を制御する、
歩行支援装置。 Frame and
A pair of left and right arms provided on the frame,
A pair of left and right grips provided on the pair of left and right arms, which can be gripped by a user and movable in the front-rear direction with respect to the frame;
A plurality of wheels including a pair of left and right drive wheels provided at the lower end of the frame,
Driving means for driving each of the driving wheels to advance the walking assistance device,
A battery serving as a power source for each of the driving means;
Drive control means for controlling each of the drive means,
Each acting force measuring means for measuring the acting force on each of the grip portions,
Holding means for holding the respective gripping portions at respective preset predetermined positions with respect to the frame,
A walking support device that moves forward with a user who walks while gripping each of the grips and swinging his arm,
Each of the holding means generates a restoring force for returning the grip portion shifted from the predetermined position to the predetermined position by swinging the arm of the user,
The drive control means includes:
Controlling each of the driving means based on the respective acting force obtained based on the detection signal from each of the acting force measuring means,
Walking support device.
それぞれの前記作用力計測手段は、
対応する前記把持部へ入力される前方向の作用力である前方向作用力を検出する前方向作用力検出手段と、
対応する前記把持部へ入力される後方向の作用力である後方向作用力を検出する後方向作用力検出手段と、を有し、
前記駆動制御手段は、
前記前方向作用力検出手段を用いて検出した前記前方向作用力と前記後方向作用力検出手段を用いて検出した前記後方向作用力との差に基づいた前記作用力である把持部作用力に基づいて、それぞれの前記駆動手段を制御する、
歩行支援装置。 The walking support device according to claim 1,
Each of the acting force measuring means is:
Forward acting force detecting means for detecting a forward acting force, which is a forward acting force inputted to the corresponding grip portion,
A rearward acting force detecting means for detecting a rearward acting force that is a backward acting force input to the corresponding grip portion,
The drive control means includes:
A gripping portion acting force which is the acting force based on a difference between the forward acting force detected by using the forward acting force detecting means and the rearward acting force detected by using the rearward acting force detecting means. Controlling each of the driving means based on
Walking support device.
前記駆動制御手段は、
右の前記把持部に入力された前記把持部作用力である右把持部作用力の大きさと、左の前記把持部に入力された前記把持部作用力である左把持部作用力の大きさと、の差に基づいて、使用者が腕を振りながら歩行しているか否かを判定し、判定結果に基づいて、それぞれの前記駆動手段を制御する、
歩行支援装置。 The walking support device according to claim 2,
The drive control means includes:
The magnitude of the right gripper acting force that is the gripper acting force input to the right gripper, and the magnitude of the left gripper acting force that is the gripper acting force input to the left gripper, Based on the difference between, determine whether the user is walking while swinging his arm, based on the determination result, to control each of the driving means,
Walking support device.
前記駆動制御手段は、
前記判定結果が、使用者が腕を振りながら歩行している、である場合、使用者の腕振り歩行動作に伴って発生する前記歩行支援装置の蛇行を軽減するようにそれぞれの前記駆動手段を制御する、
歩行支援装置。 The walking support device according to claim 3,
The drive control means includes:
If the determination result is that the user is walking while swinging his arm, the respective driving unit is configured to reduce the meandering of the walking support device that occurs with the arm swing walking operation of the user. Control,
Walking support device.
前記フレームに設けられた左右一対のアーム部と、
左右一対の前記アーム部に設けられて使用者が把持可能で前記フレームに対して前後方向に移動可能な左右一対の把持部と、
前記フレームの下端に設けられた左右一対の駆動輪を含む複数の車輪と、
それぞれの前記駆動輪を駆動して歩行支援装置を前進させるそれぞれの駆動手段と、
それぞれの前記駆動手段の電源となるバッテリーと、
それぞれの前記駆動手段を制御する駆動制御手段と、
前記フレームに対するそれぞれの前記把持部の位置を検出するそれぞれの把持部位置検出手段と、
それぞれの前記把持部を、前記フレームに対してそれぞれの予め設定した所定位置に保持するそれぞれの保持手段と、
を有して、それぞれの前記把持部を把持して腕を振りながら歩行する使用者とともに前進する歩行支援装置であって、
それぞれの前記保持手段は、使用者の腕振りによって前記所定位置からずれた前記把持部を前記所定位置に戻す復元力を発生させ、
前記駆動制御手段は、
それぞれの前記把持部位置検出手段からの検出信号に基づいて求めたそれぞれの前記把持部の位置に基づいて、それぞれの前記駆動手段を制御する、
歩行支援装置。 Frame and
A pair of left and right arms provided on the frame,
A pair of left and right grips provided on the pair of left and right arms, which can be gripped by a user and movable in the front-rear direction with respect to the frame;
A plurality of wheels including a pair of left and right drive wheels provided at the lower end of the frame,
Driving means for driving each of the driving wheels to advance the walking assistance device,
A battery serving as a power source for each of the driving means;
Drive control means for controlling each of the drive means,
Each grip part position detecting means for detecting the position of each grip part with respect to the frame,
Holding means for holding the respective gripping portions at respective preset predetermined positions with respect to the frame,
A walking support device that moves forward with a user who walks while gripping each of the grips and swinging his arm,
Each of the holding means generates a restoring force for returning the grip portion displaced from the predetermined position to the predetermined position by swinging the arm of the user,
The drive control means includes:
Controlling each of the driving means based on the position of each of the gripping parts obtained based on the detection signal from each of the gripping part position detecting means,
Walking support device.
前記駆動制御手段は、
それぞれの前記把持部位置検出手段を用いて求めた、前記フレームに対する前後方向における右の前記把持部の位置である右把持部前後位置と、前記フレームに対する前後方向における左の前記把持部の位置である左把持部前後位置と、に基づいて、前記フレームに対する前後方向における使用者の位置である使用者前後位置を求め、
前記フレームに対する前後方向の所定位置に、前記使用者前後位置が近づくように、それぞれの前記駆動手段を制御する、
歩行支援装置。 The walking support device according to claim 5,
The drive control means includes:
The right gripper front-rear position, which is the position of the right gripper in the front-rear direction with respect to the frame, and the position of the left gripper in the front-rear direction with respect to the frame, obtained using the respective gripper position detectors. Based on a certain left grip portion front-back position, based on the user to determine the user front-back position that is the position of the user in the front-back direction with respect to the frame,
Controlling each of the driving means so that the user's front-rear position approaches a predetermined position in the front-rear direction with respect to the frame,
Walking support device.
前記駆動制御手段は、
前記右把持部前後位置と前記左把持部前後位置とに基づいて、使用者が腕を振りながら歩行しているか否かを判定し、
使用者が腕を振りながら歩行していると判定した場合、使用者の腕振り歩行動作に伴って発生する前記歩行支援装置の蛇行を軽減するように、それぞれの前記駆動手段の制御量を補正する、
歩行支援装置。 The walking support device according to claim 6,
The drive control means includes:
Based on the right grip front-rear position and the left grip front-rear position, determine whether the user is walking while swinging his arm,
If it is determined that the user is walking while swinging his arm, the control amount of each of the driving units is corrected so as to reduce the meandering of the walking support device that occurs with the user's arm swing walking operation. Do
Walking support device.
前記アーム部のそれぞれには、
前記保持手段の前記復元力によって前記所定位置に保持された前記把持部を、前記フレームに対する前後方向において前記所定位置に拘束することを可能とする、それぞれの把持部拘束手段が設けられている、
歩行支援装置。 The walking support device according to any one of claims 1 to 4,
In each of the arms,
Each grip part restraining means is provided, which enables the grip part held at the predetermined position by the restoring force of the holding means to be restrained at the predetermined position in the front-rear direction with respect to the frame.
Walking support device.
前記把持部拘束手段のそれぞれは、
前記把持部を前記所定位置に拘束する拘束状態と、前記把持部を前記所定位置に拘束することなく解放する解放状態と、のいずれかの状態に設定可能であり、
前記駆動制御手段は、
前記把持部拘束手段のそれぞれが前記拘束状態に設定されている場合、
それぞれの前記作用力計測手段からの検出信号に基づいて求めたそれぞれの前記作用力に基づいて、それぞれの前記駆動手段を制御する、
歩行支援装置。 The walking support device according to claim 8,
Each of the gripping part restraining means,
It is possible to set any one of a restrained state in which the gripper is restrained at the predetermined position, and a released state in which the gripper is released without restraining the gripper in the predetermined position,
The drive control means includes:
When each of the grip portion restraining means is set to the restrained state,
Controlling each of the driving means based on the respective acting force obtained based on the detection signal from each of the acting force measuring means,
Walking support device.
前記アーム部のそれぞれには、
前記保持手段の前記復元力によって前記所定位置に保持された前記把持部を、前記フレームに対する前後方向において前記所定位置の近傍に拘束することを可能とする、それぞれの把持部拘束手段が設けられている、
歩行支援装置。 The walking support device according to any one of claims 5 to 7,
In each of the arms,
Each grip part restraining means is provided, which enables the grip part held at the predetermined position by the restoring force of the holding means to be restrained in the vicinity of the predetermined position in the front-rear direction with respect to the frame. Yes,
Walking support device.
前記把持部拘束手段のそれぞれは、
前記把持部を前記所定位置の近傍に拘束する拘束状態と、前記把持部を前記所定位置の近傍に拘束することなく解放する解放状態と、のいずれかの状態に設定可能であり、
前記駆動制御手段は、
前記把持部拘束手段のそれぞれが前記拘束状態に設定されている場合、
それぞれの前記把持部位置検出手段からの検出信号に基づいて求めた、前記フレームに対する前後方向におけるそれぞれの前記把持部の位置に基づいて、それぞれの前記駆動手段を制御する、
歩行支援装置。 The walking support device according to claim 10,
Each of the gripping part restraining means,
It is possible to set any one of a restrained state in which the gripper is restrained in the vicinity of the predetermined position and a released state in which the gripper is released without being restrained in the vicinity of the predetermined position,
The drive control means includes:
When each of the grip portion restraining means is set to the restrained state,
Based on the detection signal from each of the gripping part position detecting means, based on the position of each of the gripping parts in the front and rear direction with respect to the frame, to control each of the driving means,
Walking support device.
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JP2011115323A (en) * | 2009-12-02 | 2011-06-16 | Nakamura Sangyo Gakuen | Walking assist robot |
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- 2019-01-31 JP JP2019015811A patent/JP7352813B2/en active Active
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JP2011115323A (en) * | 2009-12-02 | 2011-06-16 | Nakamura Sangyo Gakuen | Walking assist robot |
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