JP2020124390A - 歩行支援装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1を用いて、本発明の歩行支援装置10の概略全体構成を説明する。歩行支援装置10は、持ち手20R、20Lと、レール30R、30Lと、制御装置40と、フレーム50と、前輪60FR、60FLと、後輪60RR、60RLと、走行用駆動手段64R、64L(例えば電動モータ)と、コントロールパネル70と、バッテリBと、を有している。
図2〜図4を用いて、歩行支援装置10におけるレール30R及び持ち手20Rの構造について詳細に説明する。なお、歩行支援装置10は、コントロールパネル70と制御装置40とバッテリBを除き、フレーム50における左右において対称な構造であるため、左側の説明を省略して主に右側の構造について説明する。図2は、持ち手20R及びレール30Rの構成及び機能を説明する斜視図である。また、図3は、図2におけるIII−III断面図であり、図4は、図2におけるIV−IV断面図である。
図5は、歩行支援装置10の制御装置40(例えばCPUを備えた制御装置)の入出力を説明するブロック図である。図5に示すように、制御装置40(例えばCPU)は、持ち手状態検出手段42からの入力情報(検出信号)と、コントロールパネル70からの入力情報と、3軸加速度・角速度センサ52からの入力情報(検出信号)に基づいて、持ち手用駆動手段32R、32Lと、持ち手移動制限手段35R、35Lと、走行用駆動手段64R、64Lを制御する。持ち手状態検出手段42は、把持検出手段25RF、25LF、25RB、25LBと、右持ち手傾き検出手段33Rと、左持ち手傾き検出手段33Lと、右持ち手位置検出手段34Rと、左持ち手位置検出手段34Lと、から構成されている。また、記憶手段44は、情報を記憶する手段であり、制御装置40の求めに応じて情報の記憶と読み出しを行う。また制御装置40には、コントロールパネル70のメインスイッチ72、アシスト量調整ボリューム74a、負荷量調整ボリューム74b、移動負荷制御モード切替76から信号が入力され、制御装置40はモニター78に画像信号等を出力する。
図6は、制御装置40の処理手順における全体処理を示している。使用者がメインスイッチ72をONにすると、所定時間間隔(例えば数[ms]間隔)で、図6に示す処理が起動される。制御装置40は、図6に示す処理が起動されると、ステップS010へと処理を進める。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。
次に図7を用いて、SB100(入力処理)の詳細について説明する。図6に示すステップS010にてSB100を実行する際、制御装置40は、図7に示すステップSB010へ処理を進める。
次に図8を用いて、SBA00(右(左)移動速度、移動方向、振幅算出処理)の詳細について説明する。図7に示すステップSB020にてSBA00を実行する際、制御装置40は、図8に示すステップSBA10へ処理を進める。
次に図9を用いて、SB300(持ち手制御処理)の詳細について説明する。図6に示すステップS030にてSB300を実行する際、制御装置40は、図9に示すステップSB310へ処理を進める。
次に図10を用いて、SB400(対地速度処理)の詳細について説明する。図6に示すステップS040にてSB400を実行する際、制御装置40は、図10に示すステップSB410へ処理を進める。
次に図11を用いて、SB500(中央位置処理)の詳細について説明する。図6に示すステップS050にてSB500を実行する際、制御装置40は、図11に示すステップSB510へ処理を進める。
次に図12を用いて、SB600(速度調整処理)の詳細について説明する。図6に示すステップS060にてSB600を実行する際、制御装置40は、図12に示すステップSB610へ処理を進める。
図15は、使用者が右手で(右)持ち手20Rを把持し、左手で(左)持ち手20Lを把持し、左腕を前方から後方に振りながら歩行している状態(右腕は後方から前方に振られている)の例を示している。
以上に説明したように、本実施の形態にて説明した歩行支援装置10は、対地速度補正量を用いて進行速度を調整することで、ストックを突きながら腕振り歩行する歩行動作を模擬することができる。従って、体幹を真っ直ぐにして腕を振りながら歩行することを支援することができる。また、本実施の形態にて説明した歩行支援装置10は、中央位置速度補正量を用いて進行速度を調整することで、使用者が仮想前後基準位置の近傍に維持されるように歩行支援装置10を進行させるので、使用者に対して歩行支援装置の前後方向の位置がズレることを適切に防止することができる。
20R、20L 持ち手
21a 持ち手軸部
21b 軸部嵌入孔
22 スライダ
22A 持ち手保持部
22B アンカー部
24 付勢手段
25RF、25LF、25RB、25LB 把持検出手段(持ち手状態検出手段)
26a グリップ部
26b、26c スイッチグリップ部
28 グリップ付勢手段
30R、30L レール(持ち手案内手段)
32R、32L 持ち手用駆動手段(電動モータ)
33R 右持ち手傾き検出手段(持ち手状態検出手段)
33L 左持ち手傾き検出手段(持ち手状態検出手段)
34R 右持ち手位置検出手段(持ち手状態検出手段、対地速度検出手段)
34L 左持ち手位置検出手段(持ち手状態検出手段、対地速度検出手段)
35R、35L 持ち手移動制限手段
36 信号ケーブル
38 レールスリット部
40 制御装置
40A 持ち手対地速度算出手段
40B 進行速度調整手段
40C 装置対地速度算出手段
40D 持ち手移動速度算出手段
40E 最終対地速度算出手段
40F 対地速度補正量算出手段
40G 持ち手前後中央位置算出手段
40H 中央位置速度補正量算出手段
40I 最終速度調整手段
42 持ち手状態検出手段
44 記憶手段
50 フレーム
52 3軸加速度・角速度センサ
60FR、60FL 前輪
60RR、60RL 後輪(駆動輪)
62 ベルト
64R、64L 走行用駆動手段(電動モータ)
64RE、64LE 進行速度検出手段(対地速度検出手段)
70 コントロールパネル
72 メインスイッチ
74a アシスト量調整ボリューム
74b 負荷量調整ボリューム
76 移動負荷制御モード切替
78 モニター
B バッテリ
BKL ブレーキレバー
JK 持ち手支持軸
PB、PF プーリー
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
W ワイヤー
Claims (6)
- フレームと、
使用者に把持されて使用者の歩行に伴う腕の振りに合わせて前記フレームに対して前記フレームの前後方向であるフレーム前後方向に移動する左右一対の持ち手と、
それぞれの前記持ち手が設けられて、使用者の歩行に伴う腕の振りに合わせた可動範囲にそれぞれの前記持ち手を案内する左右一対の持ち手案内手段と、
前記フレームに設けられた少なくとも1つの駆動輪を含む複数の車輪と、
前記駆動輪を駆動する走行用駆動手段と、
前記走行用駆動手段を動作させるバッテリと、
前記走行用駆動手段を制御する制御装置と、
を有して、左右の手でそれぞれの前記持ち手を把持した使用者が腕を前後方向に振りながら歩行した際に使用者とともに進行する歩行支援装置であって、
地面に対するそれぞれの前記持ち手の前記フレーム前後方向の速度であるそれぞれの持ち手対地速度に関連する情報を検出する、対地速度検出手段を有し、
前記制御装置は、
前記対地速度検出手段を用いて検出した情報に基づいて、それぞれの前記持ち手対地速度を算出する、持ち手対地速度算出手段と、
前記歩行支援装置の進行方向の速度を正の速度とした場合にそれぞれの前記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、前記歩行支援装置を前記進行方向に加速させるように前記走行用駆動手段を制御する、進行速度調整手段と、
を有する、
歩行支援装置。 - 請求項1に記載の歩行支援装置であって、
前記対地速度検出手段は、
地面に対する前記歩行支援装置の前記フレーム前後方向の進行速度を検出する進行速度検出手段と、
それぞれの前記持ち手の状態を検出するそれぞれの持ち手状態検出手段と、
を有しており、
前記制御装置は、
前記持ち手対地速度算出手段にて、
それぞれの前記持ち手状態検出手段からの検出信号に基づいて前記歩行支援装置に対するそれぞれの前記持ち手の前記フレーム前後方向のそれぞれの移動速度を算出し、
それぞれの前記持ち手のそれぞれの前記移動速度と前記進行速度とに基づいてそれぞれの前記持ち手に対するそれぞれの前記持ち手対地速度を算出し、
前記進行速度調整手段にて、
前記歩行支援装置の前記進行方向の速度を正の速度とした場合にそれぞれの前記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、前記歩行支援装置を前記進行方向に加速させる対地速度補正量を算出し、前記進行速度と前記対地速度補正量とに基づいて求めた目標速度となるように前記走行用駆動手段を制御する、
歩行支援装置。 - 請求項2に記載の歩行支援装置であって、
それぞれの前記持ち手状態検出手段には、前記歩行支援装置に対するそれぞれの前記持ち手の前記フレーム前後方向の位置を検出可能なそれぞれの持ち手位置検出手段が含まれており、
前記制御装置は、
前記持ち手対地速度算出手段にてそれぞれの前記移動速度を算出する場合、
それぞれの前記持ち手位置検出手段からの検出信号に基づいて、前記歩行支援装置に対するそれぞれの前記持ち手の前記フレーム前後方向の位置であるそれぞれの持ち手前後位置を検出し、
検出したそれぞれの前記持ち手前後位置に基づいて、それぞれの前記移動速度を算出し、
前記持ち手対地速度算出手段にてそれぞれの前記持ち手対地速度を算出する場合、
前記歩行支援装置の前記進行方向の速度を正の速度に設定し、
前記進行方向と同方向の前記移動速度を正の速度、前記進行方向と逆方向の前記移動速度を負の速度に設定し、
前記進行速度に、それぞれの前記移動速度を加算して、それぞれの前記持ち手対地速度を算出する、
歩行支援装置。 - 請求項3に記載の歩行支援装置であって、
前記フレームには、前記フレーム前後方向における所定位置に仮想前後基準位置が設定されており、
前記制御装置は、
前記進行速度調整手段にて、
それぞれの前記持ち手前後位置に対する前記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、前記フレーム前後方向において、前記持ち手前後中央位置を前記仮想前後基準位置に近づけるように前記歩行支援装置の進行速度を調整する中央位置速度補正量を算出し、前記進行速度と前記対地速度補正量と前記中央位置速度補正量とに基づいて求めた目標速度となるように、前記走行用駆動手段を制御する、
歩行支援装置。 - 請求項2〜4のいずれか一項に記載の歩行支援装置であって、
前記対地速度補正量は、前記進行速度が大きくなるにしたがって前記対地速度補正量が小さくなるように設定されている、
歩行支援装置。 - 請求項2〜5のいずれか一項に記載の歩行支援装置であって、
前記制御装置は、
前記進行速度調整手段にて前記対地速度補正量を算出する場合、
前記歩行支援装置の前記進行方向の速度を正の速度とした場合にそれぞれの前記持ち手のそれぞれの前記持ち手対地速度のいずれも負の速度でない場合、前記歩行支援装置を前記進行方向に減速させる前記対地速度補正量を算出する、あるいは、前記対地速度補正量をゼロとする、
歩行支援装置。
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