JP5457849B2 - Walking assist device - Google Patents

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Description

この発明は歩行補助装置に関し、より詳しくは利用者の下半身に装着させてその歩行を補助する歩行補助装置の膝関節が前方に飛び出す量を減少させるようにしたものに関する。   The present invention relates to a walking assistance device, and more particularly, to a device that reduces the amount of a knee joint of a walking assistance device that is attached to the lower body of a user and assists the walking to protrude forward.

近年、利用者の歩行を補助する歩行補助装置としては、例えば下記の特許文献1記載の技術が知られている。   2. Description of the Related Art In recent years, for example, a technique described in Patent Document 1 below is known as a walking assistance device that assists a user's walking.

特許文献1記載の歩行補助装置にあっては、利用者を支持して荷重を伝達可能な支持部材と、利用者の足部を収容自在な靴部と、股関節に相当する関節部を介して支持部材に揺動支点を中心として揺動自在に連結される第1リンク(大腿リンク)と、靴部に連結されると共に、膝関節に相当する関節部を介して第1リンクに連結される第2リンク(下腿リンク)とを有する脚リンクと、第1リンクと第2リンクに連結されるアクチュエータとを備え、利用者が支持部材に支持されるとき、アクチュエータを動作させて第1リンクと第2リンクを相対変位させて利用者の荷重の少なくとも一部を支持するアシスト力を生じて利用者の歩行を補助するように構成される。   In the walking assist device described in Patent Literature 1, a support member that can support a user and transmit a load, a shoe portion that can accommodate a user's foot, and a joint corresponding to a hip joint are provided. A first link (thigh link) connected to the support member so as to be swingable about a swing fulcrum, and a shoe part, and is connected to the first link via a joint part corresponding to a knee joint. A leg link having a second link (lower leg link), and an actuator connected to the first link and the second link, and when the user is supported by the support member, the actuator is operated to The second link is relatively displaced to generate an assist force that supports at least a part of the user's load, thereby assisting the user's walking.

特開2007−20909号公報JP 2007-20909 A

特許文献1記載の歩行補助装置にあっては上記のように構成することで、利用者の身長の差異を膝関節に相当する関節部の角度を調整することで吸収できるなどの利点がある反面、この関節部が利用者の体幹から前方に飛び出してしまうため、鉛直軸回りの慣性力を増加させると共に、外観上で違和感を与える不都合があった。   The walking assist device described in Patent Document 1 has the advantage of being configured as described above so that a difference in height of the user can be absorbed by adjusting the angle of the joint corresponding to the knee joint. Since the joint portion protrudes forward from the trunk of the user, there is an inconvenience that the inertial force around the vertical axis is increased and the appearance is uncomfortable.

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、膝関節に相当する関節部が利用者の体幹から前方に飛び出す量を減少させるようにした歩行補助装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a walking assist device that reduces the amount of a joint portion corresponding to a knee joint jumping forward from a user's trunk.

上記した課題を解決するために、請求項1にあっては、利用者を支持して利用者の荷重を伝達可能な支持部材と、揺動機構からなる第1関節部を介して前記支持部材に揺動支点を中心に揺動自在に連結されると共に、第1リンクと前記第1リンクに第2関節部を介して連結される第2リンクを有する脚リンクと、アクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して前記第1リンクと前記第2リンクを相対変位させて利用者の荷重の少なくとも一部を支持するアシスト力を生じさせて利用者の歩行を補助する歩行補助装置において、前記第2関節部を中心として前記第1リンクと第2リンクがなす角度が減少するにつれ、前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させる距離減少機構を備え、前記第1関節部は、前記支持部材に固定されて前記揺動支点を曲率中心とする円弧状のガイドレールと前記ガイドレールに移動自在に係合されるスライダとからなり、前記脚リンクは、前記ガイドレールの曲率中心を中心として揺動自在に前記支持部材に連結され、前記アクチュエータは、前記第1リンクにおいて前記第1関節部と前記第2リンクを連結する連結ロッドに接続されると共に、前記距離減少機構は、前記スライダに固定されるスライダ側ギヤと、前記スライダ側ギヤに噛合すると共に前記アクチュエータに連結されるリンク側ギヤと、一端が前記リンク側ギヤに固定されると共に他端が前記連結ロッドに回動自在に連結されるロッカアームとからなり、前記リンク側ギヤを前記アクチュエータで駆動して前記ロッカアームを回動させて前記連結ロッドを後退させ、よって前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させる如く構成した。 In order to solve the above-described problem, in claim 1, the support member can support the user and transmit the user's load, and the support member via a first joint portion including a swing mechanism. A leg link having a first link, a second link connected to the first link via a second joint portion, and an actuator. In the walking assistance device for assisting a user's walking by generating an assist force that drives an actuator to relatively displace the first link and the second link to support at least a part of the load of the user. as the angle formed by second joint portion of the first link and the second link about a decrease, with the distance reduction mechanism for reducing the distance from the second joint portion to the swing fulcrum, the first joint portion The support member The leg link is oscillated around the center of curvature of the guide rail. The guide rail is formed of an arcuate guide rail having the center of curvature as the center of curvature and a slider movably engaged with the guide rail. The actuator is freely connected to the support member, and the actuator is connected to a connecting rod that connects the first joint and the second link in the first link, and the distance reduction mechanism is fixed to the slider. A slider-side gear, a link-side gear meshing with the slider-side gear and connected to the actuator, one end fixed to the link-side gear and the other end rotatably connected to the connecting rod. A rocker arm, and the link side gear is driven by the actuator to rotate the rocker arm to retract the connecting rod. Thus it was constructed as Ru reduce the distance to the swing fulcrum of the second joint.

請求項に係る歩行補助装置にあっては、前記スライダ側ギヤの歯数が前記リンク側ギヤの歯数より大きい如く構成した。 The walking assist device according to claim 2 is configured such that the number of teeth of the slider side gear is larger than the number of teeth of the link side gear.

請求項に係る歩行補助装置にあっては、利用者を支持して利用者の荷重を伝達可能な支持部材と、揺動機構からなる第1関節部を介して前記支持部材に揺動支点を中心に揺動自在に連結されると共に、第1リンクと前記第1リンクに第2関節部を介して連結される第2リンクを有する脚リンクと、アクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して前記第1リンクと前記第2リンクを相対変位させて利用者の荷重の少なくとも一部を支持するアシスト力を生じさせて利用者の歩行を補助する歩行補助装置において、前記第2関節部を中心として前記第1リンクと第2リンクがなす角度が減少するにつれ、前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させる距離減少機構を備え、前記第1関節部は、前記支持部材に固定されて前記揺動支点を曲率中心とする円弧状のガイドレールと前記ガイドレールに移動自在に係合されるスライダとからなり、前記脚リンクは、前記ガイドレールの曲率中心を中心として揺動自在に前記支持部材に連結され、前記アクチュエータは、前記第1リンクにおいて前記第1関節部と前記第2リンクを連結する連結ロッドに接続されると共に、前記距離減少機構は、前記スライダに固定されるウォームとギヤからなるウォームギヤ機構の一方と、前記連結ロッドに固定されると共に前記アクチュエータに連結される前記ウォームギヤ機構の他方とからなり、前記他方を前記アクチュエータで駆動して前記連結ロッドを後退させ、よって前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させる如く構成した。 In the walking assistance device according to claim 3 , the supporting member capable of supporting the user and transmitting the user's load and the swinging fulcrum on the supporting member via the first joint portion including the swinging mechanism. A leg link having a first link, a second link connected to the first link via a second joint, and an actuator, and driving the actuator. In the walking assistance device for assisting the user's walking by causing the first link and the second link to be relatively displaced to generate an assist force for supporting at least a part of the user's load, the second joint portion is As the angle formed by the first link and the second link as a center decreases, a distance decreasing mechanism that decreases the distance from the second joint portion to the swing fulcrum is provided, and the first joint portion includes the support member. Fixed to before An arcuate guide rail whose center of curvature is a swinging fulcrum and a slider that is movably engaged with the guide rail, and the leg link is swingably supported about the center of curvature of the guide rail. The actuator is connected to a connecting rod connecting the first joint and the second link in the first link, and the distance reducing mechanism includes a worm and a gear fixed to the slider. one of a worm gear mechanism comprising the once fixed to the connecting rod is connected before Symbol actuator co consists the other of said worm gear mechanism, retracting the connecting rod to drive the other by the actuator, Accordingly, the distance from the second joint portion to the swing fulcrum is reduced.

請求項に係る歩行補助装置にあっては、利用者を支持して利用者の荷重を伝達可能な支持部材と、揺動機構からなる第1関節部を介して前記支持部材に揺動支点を中心に揺動自在に連結されると共に、第1リンクと前記第1リンクに第2関節部を介して連結される第2リンクを有する脚リンクと、アクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して前記第1リンクと前記第2リンクを相対変位させて利用者の荷重の少なくとも一部を支持するアシスト力を生じさせて利用者の歩行を補助する歩行補助装置において、前記第2関節部を中心として前記第1リンクと第2リンクがなす角度が減少するにつれ、前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させる距離減少機構を備え、前記第1関節部は、前記支持部材に固定されて前記揺動支点を曲率中心とする円弧状のガイドレールと前記ガイドレールに移動自在に係合されるスライダとからなり、前記脚リンクは、前記ガイドレールの曲率中心を中心として揺動自在に前記支持部材に連結され、前記アクチュエータは、前記第1リンクにおいて前記第1関節部と前記第2リンクを連結する連結ロッドに接続されると共に、前記距離減少機構は、前記スライダに形成されるガイドと、前記ガイドに移動自在に係合されると共に前記連結ロッドに固定される第2のスライダとからなり、前記第2のスライダを前記アクチュエータで駆動して前記連結ロッドを後退させ、よって前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させる如く構成した。 In the walking assistance device according to claim 4 , the support member capable of supporting the user and transmitting the user's load and the swinging fulcrum on the support member via the first joint portion including the swinging mechanism. A leg link having a first link, a second link connected to the first link via a second joint, and an actuator, and driving the actuator. In the walking assistance device for assisting the user's walking by causing the first link and the second link to be relatively displaced to generate an assist force for supporting at least a part of the user's load, the second joint portion is As the angle formed by the first link and the second link as a center decreases, a distance decreasing mechanism that decreases the distance from the second joint portion to the swing fulcrum is provided, and the first joint portion includes the support member. Fixed to before An arcuate guide rail whose center of curvature is a swinging fulcrum and a slider that is movably engaged with the guide rail, and the leg link is swingably supported about the center of curvature of the guide rail. The actuator is connected to a member, and the actuator is connected to a connecting rod that connects the first joint portion and the second link in the first link, and the distance reduction mechanism includes a guide formed on the slider; wherein when the mobile is engaged freely engaged with the guide consists of a second slider which is fixed to the front Symbol connecting rod co retract the connecting rod by driving the second slider in the actuator, thus the The distance from the second joint portion to the swing fulcrum is reduced.

請求項に係る歩行補助装置にあっては、利用者を支持して利用者の荷重を伝達可能な支持部材と、揺動機構からなる第1関節部を介して前記支持部材に揺動支点を中心に揺動自在に連結されると共に、第1リンクと前記第1リンクに第2関節部を介して連結される第2リンクを有する脚リンクと、アクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して前記第1リンクと前記第2リンクを相対変位させて利用者の荷重の少なくとも一部を支持するアシスト力を生じさせて利用者の歩行を補助する歩行補助装置において、前記第2関節部を中心として前記第1リンクと第2リンクがなす角度が減少するにつれ、前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させる距離減少機構を備え、前記第1関節部は、前記支持部材に固定されて前記揺動支点を曲率中心とする円弧状のガイドレールと前記ガイドレールに移動自在に係合されるスライダとからなり、前記脚リンクは、前記ガイドレールの曲率中心を中心として揺動自在に前記支持部材に連結され、前記アクチュエータは、前記第1リンクにおいて前記第1関節部と前記第2リンクを連結する連結ロッドに接続されると共に、前記距離減少機構は、前記スライダと前記連結ロッドを移動自在に連結するリンク機構からなり、前記リンク機構を前記アクチュエータで駆動して前記連結ロッドを後退させ、よって前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させる如く構成した。 In the walking assist device according to claim 5 , the supporting member capable of supporting the user and transmitting the user's load and the swinging fulcrum on the supporting member via the first joint portion including the swinging mechanism. A leg link having a first link, a second link connected to the first link via a second joint, and an actuator, and driving the actuator. In the walking assistance device for assisting the user's walking by causing the first link and the second link to be relatively displaced to generate an assist force for supporting at least a part of the user's load, the second joint portion is As the angle formed by the first link and the second link as a center decreases, a distance decreasing mechanism that decreases the distance from the second joint portion to the swing fulcrum is provided, and the first joint portion includes the support member. Fixed to before An arcuate guide rail whose center of curvature is a swinging fulcrum and a slider that is movably engaged with the guide rail, and the leg link is swingably supported about the center of curvature of the guide rail. The actuator is connected to a member, and the actuator is connected to a connecting rod that connects the first joint portion and the second link in the first link, and the distance reducing mechanism is capable of moving the slider and the connecting rod. And the link mechanism is driven by the actuator to retract the connecting rod, thereby reducing the distance from the second joint to the swing fulcrum.

請求項1にあっては、利用者を支持して利用者の荷重を伝達可能な支持部材と、揺動機構からなる第1関節部を介して前記支持部材に揺動支点を中心に揺動自在に連結されると共に、第1リンクと前記第1リンクに第2関節部を介して連結される第2リンクを有する脚リンクと、アクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して前記第1リンクと前記第2リンクを相対変位させて利用者の荷重の少なくとも一部を支持するアシスト力を生じさせて利用者の歩行を補助する歩行補助装置において、第2関節部を中心として第1リンクと第2リンクがなす角度が減少するにつれ、第2関節部から揺動支点までの距離を減少させる距離減少機構を備え、第1関節部は、支持部材に固定されて揺動支点を曲率中心とする円弧状のガイドレールとガイドレールに移動自在に係合されるスライダとからなり、脚リンクがガイドレールの曲率中心を中心として揺動自在に支持部材に連結され、アクチュエータは、第1リンクにおいて第1関節部と第2リンクを連結する連結ロッドに接続されると共に、距離減少機構は、スライダに固定されるスライダ側ギヤと、それに噛合すると共にアクチュエータに連結されるリンク側ギヤと、一端がリンク側ギヤに固定されると共に他端が連結ロッドに回動自在に連結されるロッカアームとからなり、リンク側ギヤをアクチュエータで駆動してロッカアームを回動させて連結ロッドを後退させ、よって第2関節部から揺動支点までの距離を減少させる如く構成したので、第2関節部を膝関節相当の関節とするとき、その関節部が利用者の体幹から前方に飛び出す量を減少させることができ、鉛直軸回りの慣性力を低減できると共に、外観上の違和感も減少させることができる。 According to the first aspect of the present invention, the support member can support the user and transmit the user's load, and the support member swings around the swing support point via the first joint portion including the swing mechanism. A first link, a leg link having a second link connected to the first link via a second joint portion, and an actuator, and an actuator, the actuator driving the actuator and the first link And the second link relative to each other to generate an assist force that supports at least a part of the user's load to assist the user's walking, in which the first link is centered on the second joint portion, As the angle formed by the second link decreases, a distance reduction mechanism is provided for reducing the distance from the second joint to the swing fulcrum , and the first joint is fixed to the support member and has the swing fulcrum as the center of curvature. Arc guide rail The slider is movably engaged with the guide rail, the leg link is connected to the support member so as to be swingable about the center of curvature of the guide rail, and the actuator is connected to the first joint portion and the second joint in the first link. The distance reduction mechanism is connected to a connecting rod that connects the links, and the distance reduction mechanism includes a slider-side gear fixed to the slider, a link-side gear that meshes with the link-side gear, and one end fixed to the link-side gear. And a rocker arm whose other end is pivotally connected to the connecting rod. The link side gear is driven by an actuator to rotate the rocker arm to move the connecting rod backward, so that the second joint portion to the swing fulcrum. since it is configured as a distance Ru decrease, forward second joint when the knee joint corresponding joints, from the joint portion by the user of the trunk Pop amount can be reduced, it is possible to reduce the inertial force around the vertical axis, also discomfort in appearance can be reduced.

また、第1関節部は支持部材に固定されて揺動支点を曲率中心とする円弧状のガイドレールと、ガイドレールに移動自在に係合されるスライダとからなり、脚リンクがガイドレールの曲率中心を中心として揺動自在に支持部材に連結されると共に、アクチュエータは、第1リンクにおいて第1関節部と第2リンクを連結する連結ロッドに接続される如く構成したので、膝関節に相当する第2関節部の角度を調整することで利用者の身長の差異を効果的に吸収することができる。 Further, an arcuate guide rail first joint portion to the center of curvature of the rocking fulcrum is fixed to the support member consists of a slider is engaged movably engaged with the guide rail, the curvature of the leg link guide rail The actuator is connected to the support member so as to be swingable around the center, and the actuator is configured to be connected to a connecting rod that connects the first joint portion and the second link in the first link, and thus corresponds to a knee joint. By adjusting the angle of the second joint part, it is possible to effectively absorb the difference in the height of the user.

また、距離減少機構は、スライダに固定されるスライダ側ギヤと、それに噛合すると共に、アクチュエータに連結されるリンク側ギヤと、一端がリンク側ギヤに固定されると共に、他端が連結ロッドに回動自在に連結されるロッカアームとからなり、リンク側ギヤをアクチュエータで駆動してロッカアームを回動させて連結ロッドを後退させ、よって第2関節部から揺動支点までの距離を減少させる如く構成したので、構造を簡易にすることができる。 The distance reduction mechanism also includes a slider-side gear fixed to the slider, a link-side gear meshing with the slider-side gear, one end fixed to the link-side gear, and the other end rotating to the connecting rod. It is composed of a rocker arm that is movably connected, and is constructed such that the link side gear is driven by an actuator to rotate the rocker arm to retract the connecting rod, thereby reducing the distance from the second joint to the swing fulcrum. so, it is possible to make the structure easily.

請求項に係る歩行補助装置にあっては、スライダ側ギヤの歯数がリンク側ギヤの歯数より大きい如く構成したので、上記した効果に加え、減速してトルクを増加させることができ、その分だけアクチュエータを小型にすることができる。 In the walking assist device according to claim 2 , since the number of teeth of the slider-side gear is configured to be larger than the number of teeth of the link-side gear, in addition to the above effect, the torque can be increased by decelerating, The actuator can be reduced in size accordingly.

請求項に係る歩行補助装置にあっては、利用者を支持して利用者の荷重を伝達可能な支持部材と、揺動機構からなる第1関節部を介して前記支持部材に揺動支点を中心に揺動自在に連結されると共に、第1リンクと前記第1リンクに第2関節部を介して連結される第2リンクを有する脚リンクと、アクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して前記第1リンクと前記第2リンクを相対変位させて利用者の荷重の少なくとも一部を支持するアシスト力を生じさせて利用者の歩行を補助する歩行補助装置において、第2関節部を中心として第1リンクと第2リンクがなす角度が減少するにつれ、第2関節部から揺動支点までの距離を減少させる距離減少機構を備え、第1関節部は、支持部材に固定されて揺動支点を曲率中心とする円弧状のガイドレールとガイドレールに移動自在に係合されるスライダとからなり、脚リンクがガイドレールの曲率中心を中心として揺動自在に支持部材に連結され、アクチュエータは、第1リンクにおいて第1関節部と第2リンクを連結する連結ロッドに接続されると共に、距離減少機構は、スライダに固定されるウォームとギヤからなるウォームギヤ機構の一方と、連結ロッドに固定されると共にアクチュエータに連結される他方とからなり、他方をアクチュエータで駆動して連結ロッドを後退させ、よって第2関節部から揺動支点までの距離を減少させる如く構成したので、上記した効果に加え、第2関節部が利用者の体幹から前方に飛び出す量を一層滑らかに減少させることができる。 In the walking assistance device according to claim 3 , the supporting member capable of supporting the user and transmitting the user's load and the swinging fulcrum on the supporting member via the first joint portion including the swinging mechanism. A leg link having a first link, a second link connected to the first link via a second joint, and an actuator, and driving the actuator. In the walking assist device for assisting the user's walking by causing the first link and the second link to be displaced relative to each other to generate an assist force that supports at least a part of the user's load, As the angle between the first link and the second link decreases, a distance reduction mechanism that decreases the distance from the second joint portion to the swing fulcrum is provided, and the first joint portion is fixed to the support member and swings. Circle with fulcrum as the center of curvature A guide rail and a slider movably engaged with the guide rail. The leg link is coupled to the support member so as to be swingable about the center of curvature of the guide rail. The actuator has a first link at the first link. is connected to a connecting rod for connecting the joint and a second link, a distance reduction mechanism, one of a worm gear mechanism including a worm and a gear fixed to the slider, the actuators co Once fixed to the connecting rod Since the other is connected, and the other is driven by an actuator to retract the connecting rod, thereby reducing the distance from the second joint to the swing fulcrum, in addition to the above effect, the second joint The amount by which the part jumps forward from the trunk of the user can be reduced more smoothly.

請求項に係る歩行補助装置にあっては、利用者を支持して利用者の荷重を伝達可能な支持部材と、揺動機構からなる第1関節部を介して前記支持部材に揺動支点を中心に揺動自在に連結されると共に、第1リンクと前記第1リンクに第2関節部を介して連結される第2リンクを有する脚リンクと、アクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して前記第1リンクと前記第2リンクを相対変位させて利用者の荷重の少なくとも一部を支持するアシスト力を生じさせて利用者の歩行を補助する歩行補助装置において、第2関節部を中心として第1リンクと第2リンクがなす角度が減少するにつれ、第2関節部から揺動支点までの距離を減少させる距離減少機構を備え、第1関節部は、支持部材に固定されて揺動支点を曲率中心とする円弧状のガイドレールとガイドレールに移動自在に係合されるスライダとからなり、脚リンクがガイドレールの曲率中心を中心として揺動自在に支持部材に連結され、アクチュエータは、第1リンクにおいて第1関節部と第2リンクを連結する連結ロッドに接続されると共に、距離減少機構は、スライダに形成されるガイドと、ガイドに移動自在に係合されると共に連結ロッドに固定される第2のスライダとからなり、第2のスライダをアクチュエータで駆動して連結ロッドを後退させ、よって第2関節部から揺動支点までの距離を減少させる如く構成したので、上記した効果に加え、ギヤを用いないことでフリクションを低減させることができる。 In the walking assistance device according to claim 4 , the support member capable of supporting the user and transmitting the user's load and the swinging fulcrum on the support member via the first joint portion including the swinging mechanism. A leg link having a first link, a second link connected to the first link via a second joint, and an actuator, and driving the actuator. In the walking assist device for assisting the user's walking by causing the first link and the second link to be displaced relative to each other to generate an assist force that supports at least a part of the user's load, As the angle between the first link and the second link decreases, a distance reduction mechanism that decreases the distance from the second joint portion to the swing fulcrum is provided, and the first joint portion is fixed to the support member and swings. Circle with fulcrum as the center of curvature A guide rail and a slider movably engaged with the guide rail. The leg link is coupled to the support member so as to be swingable about the center of curvature of the guide rail. The actuator has a first link at the first link. is connected to the connecting rods connecting the joints and the second link, the distance reduction mechanism, the guide being formed on a slider and secured to a consolidated rod in co the mobile is engaged freely engaged with the guide Since the second slider is driven by an actuator to retract the connecting rod, thereby reducing the distance from the second joint to the swing fulcrum, in addition to the effects described above, the gear Friction can be reduced by not using.

請求項に係る歩行補助装置にあっては、利用者を支持して利用者の荷重を伝達可能な支持部材と、揺動機構からなる第1関節部を介して前記支持部材に揺動支点を中心に揺動自在に連結されると共に、第1リンクと前記第1リンクに第2関節部を介して連結される第2リンクを有する脚リンクと、アクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して前記第1リンクと前記第2リンクを相対変位させて利用者の荷重の少なくとも一部を支持するアシスト力を生じさせて利用者の歩行を補助する歩行補助装置において、第2関節部を中心として第1リンクと第2リンクがなす角度が減少するにつれ、第2関節部から揺動支点までの距離を減少させる距離減少機構を備え、第1関節部は、支持部材に固定されて揺動支点を曲率中心とする円弧状のガイドレールとガイドレールに移動自在に係合されるスライダとからなり、脚リンクがガイドレールの曲率中心を中心として揺動自在に支持部材に連結され、アクチュエータは、第1リンクにおいて第1関節部と第2リンクを連結する連結ロッドに接続されると共に、距離減少機構は、スライダと連結ロッドを移動自在に連結するリンク機構からなり、リンク機構をアクチュエータで駆動して連結ロッドを後退させ、よって第2関節部から揺動支点までの距離を減少させる如く構成したので、上記した効果に加え、同様に、ギヤを用いないことでフリクションを低減させることができる。 In the walking assist device according to claim 5 , the supporting member capable of supporting the user and transmitting the user's load and the swinging fulcrum on the supporting member via the first joint portion including the swinging mechanism. A leg link having a first link, a second link connected to the first link via a second joint, and an actuator, and driving the actuator. In the walking assist device for assisting the user's walking by causing the first link and the second link to be displaced relative to each other to generate an assist force that supports at least a part of the user's load, As the angle between the first link and the second link decreases, a distance reduction mechanism that decreases the distance from the second joint portion to the swing fulcrum is provided, and the first joint portion is fixed to the support member and swings. Circle with fulcrum as the center of curvature A guide rail and a slider movably engaged with the guide rail. The leg link is coupled to the support member so as to be swingable about the center of curvature of the guide rail. The actuator has a first link at the first link. The distance reducing mechanism is connected to a connecting rod that connects the joint and the second link, and the distance reducing mechanism is a link mechanism that movably connects the slider and the connecting rod. The link mechanism is driven by an actuator to retract the connecting rod. Therefore, since the distance from the second joint portion to the swing fulcrum is reduced, in addition to the above effect, similarly, friction can be reduced by not using a gear.

この発明の第1実施例に係る歩行補助装置の斜視図である。1 is a perspective view of a walking assistance device according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す歩行補助装置の側面図である。It is a side view of the walking assistance apparatus shown in FIG. 図1に示す歩行補助装置の正面図である。It is a front view of the walking assistance apparatus shown in FIG. 図1などに示す駆動機構と第1リンクなどの側面断面図である。It is side surface sectional drawing of a drive mechanism and a 1st link etc. which are shown in FIG. 図1などに示す距離減少機構を含む歩行補助装置(写真で示す)の側面図である。FIG. 2 is a side view of a walking assist device (shown with a photograph) including the distance reduction mechanism shown in FIG. 1 and the like. 図1などに示す第3関節部の屈曲時(膝関節角度の減少時)と伸展時(膝関節角度の増加時)の距離減少機構の動作を示す拡大側面図である。FIG. 7 is an enlarged side view showing the operation of the distance reduction mechanism when the third joint portion shown in FIG. 1 and the like is bent (when the knee joint angle is decreased) and extended (when the knee joint angle is increased). 図6に示す距離減少機構の背面図である。It is a rear view of the distance reduction mechanism shown in FIG. 図6に示す距離減少機構を含む歩行補助装置(写真で示す)の側面図である。FIG. 7 is a side view of a walking assistance device (shown with a photograph) including the distance reduction mechanism shown in FIG. 6. 図1に示す歩行補助装置において膝角度に対する第1リンクの長さを示すグラフである。It is a graph which shows the length of the 1st link with respect to a knee angle in the walking assistance apparatus shown in FIG. 図6に示す距離減少機構を用いたときの歩行補助装置において脚リンクの長さに対する第3関節部が前方に飛び出す量を示すグラフである。It is a graph which shows the amount which the 3rd joint part jumps ahead with respect to the length of a leg link in the walk auxiliary device when the distance reduction mechanism shown in Drawing 6 is used. この発明の第2実施例に係る距離減少機構の第3関節部の屈曲時(膝関節角度の減少時)と伸展時(膝関節角度の増加時)の状態を示す拡大側面図である。It is an enlarged side view which shows the state at the time of bending (at the time of a knee joint angle reduction) and extension (at the time of an increase of a knee joint angle) of the 3rd joint part of the distance reduction mechanism which concerns on 2nd Example of this invention. 図11に示す第1関節部付近の断面図である。It is sectional drawing of the 1st joint part vicinity shown in FIG. 図12のXIII−XIII線断面図である。It is the XIII-XIII sectional view taken on the line of FIG. この発明の第3実施例に係る距離減少機構の第3関節部の屈曲時(膝関節角度の減少時)と伸展時(膝関節角度の増加時)の状態を示す拡大側面図である。It is an enlarged side view which shows the state at the time of bending (at the time of a knee joint angle reduction) and extension (at the time of an increase of a knee joint angle) of the 3rd joint part of the distance reduction mechanism which concerns on 3rd Example of this invention. この発明の第4実施例に係る距離減少機構の第3関節部の屈曲時(膝関節角度の減少時)と伸展時(膝関節角度の増加時)の状態を示す拡大側面図である。It is an enlarged side view which shows the state at the time of bending (at the time of a knee joint angle reduction) and extension (at the time of an increase of a knee joint angle) of the 3rd joint part of the distance reduction mechanism which concerns on 4th Example of this invention.

以下、添付図面に即してこの発明に係る歩行補助装置を実施するための形態について説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out a walking assist device according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図1はこの発明の第1実施例に係る歩行補助装置の斜視図、図2はその側面図、図3はその正面図である。   1 is a perspective view of a walking assist device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view thereof, and FIG. 3 is a front view thereof.

図1から図3を参照して説明すると、歩行補助装置Dは、利用者(人)Pが跨ぐように着座(跨座)することで利用者を支持可能な支持部材(荷重伝達部材)10と、利用者の左右の足部に装着される左右一対の靴部12と、支持部材10と左右一対の靴部12との間に設けられる、左右一対の脚リンク14と、駆動機構16を備え、支持部材10に設けられたベルト(図示せず)を介して利用者Pの下半身に装着されてその歩行を補助する。   Referring to FIGS. 1 to 3, the walking assist device D is a support member (load transmission member) 10 that can support a user by sitting (stretching) so that the user (person) P straddles it. A pair of left and right shoe portions 12 to be mounted on the left and right foot portions of the user, a pair of left and right leg links 14 provided between the support member 10 and the pair of left and right shoe portions 12, and a drive mechanism 16. And is attached to the lower half of the user P via a belt (not shown) provided on the support member 10 to assist the walking.

左右の脚リンク14はアルミ材からなり、それぞれ支持部材10に(人でいえば股関節に相当する)第1関節部20を介して連結される第1リンク(大腿リンク)22と、靴部12に(人でいえば足首関節に相当する)第2関節部24を介して連結される第2リンク(下腿リンク)26と、第1リンク22と第2リンク26とを連結する(人でいえば膝関節に相当する)第3関節部30とを備える。   The left and right leg links 14 are made of an aluminum material, and each includes a first link (thigh link) 22 connected to the support member 10 via a first joint portion 20 (corresponding to a hip joint in human terms), and a shoe portion 12. The second link (lower leg link) 26 connected via the second joint portion 24 (corresponding to an ankle joint in humans), and the first link 22 and the second link 26 are connected (speaking of humans). 3rd joint part 30 equivalent to a knee joint).

脚リンク14の第1リンク22と第2リンク26は駆動機構16に連結され、第1リンク22と第2リンク26は駆動機構16により、第3関節部30を中心として、より正確には第3関節部30の関節軸30aを中心として相対変位(駆動)させられる。   The first link 22 and the second link 26 of the leg link 14 are connected to the drive mechanism 16, and the first link 22 and the second link 26 are more accurately centered around the third joint portion 30 by the drive mechanism 16. The three joint portions 30 are relatively displaced (driven) around the joint shaft 30a.

支持部材10は、利用者Pが跨座自在なサドル状のシート部10aと、シート部10aに隣接して配置されてシート部10aを支持する支持フレーム10bと、支持フレーム10bにおいてシート部10aの後端(利用者Pから見て)を越えて立ち上がり、利用者Pの腰に当接自在な腰当て部10cとを備える。腰当て部10cには利用者Pの把持可能に把持部(グリップ)10dが取り付けられる。   The support member 10 includes a saddle-shaped seat portion 10a on which the user P can freely straddle, a support frame 10b that is disposed adjacent to the seat portion 10a and supports the seat portion 10a, and a support frame 10b of the seat portion 10a. A hip rest 10c that rises beyond the rear end (as viewed from the user P) and that can freely contact the waist of the user P is provided. A gripping portion (grip) 10d is attached to the waist pad portion 10c so that the user P can grip it.

シート部10aはクッション材から製作されると共に、支持フレーム10bと腰当て部10cは、シート部10aに比して剛性の高い素材から製作される。   The seat portion 10a is manufactured from a cushion material, and the support frame 10b and the waistrest portion 10c are manufactured from a material having higher rigidity than the seat portion 10a.

各脚リンク14と支持部材10を連結する第1関節部20の揺動機構は、支持部材10に固定される円弧状のガイドレール32と、ガイドレール32に係合されると共に、各脚リンク14の一端に固定されるスライダ34とからなる。図2では左側のガイドレール32のみ示すが、図3に示す如く、ガイドレール32とスライダ34は右側にも設けられる。ガイドレール32とスライダ34もアルミ材からなる。   The swing mechanism of the first joint portion 20 that connects each leg link 14 and the support member 10 is engaged with the arcuate guide rail 32 fixed to the support member 10, the guide rail 32, and each leg link. 14 and a slider 34 fixed to one end of the slider 14. Although only the left guide rail 32 is shown in FIG. 2, the guide rail 32 and the slider 34 are also provided on the right side as shown in FIG. The guide rail 32 and the slider 34 are also made of an aluminum material.

スライダ34には複数個のローラ36が取り付けられる。ローラ36はガイドレール32に形成された溝内に転動自在に収容され、よってスライダ34は、図2に矢印で示す如く、移動自在にガイドレール32に係合される。   A plurality of rollers 36 are attached to the slider 34. The roller 36 is slidably accommodated in a groove formed in the guide rail 32, so that the slider 34 is movably engaged with the guide rail 32 as shown by an arrow in FIG.

即ち、脚リンク14は、ガイドレール32の曲率中心32aを中心として(揺動支点として)支持部材10の長手方向に揺動自在に構成される。またガイドレール32は支持部材10の腰当て部10cに、支持部材10の長手方向に配置された支軸38に軸支され、支軸38を中心として支持部材10の横方向に揺動自在に構成される。   That is, the leg link 14 is configured to be swingable in the longitudinal direction of the support member 10 about the center of curvature 32a of the guide rail 32 (as a swing fulcrum). Further, the guide rail 32 is pivotally supported on the waist pad portion 10 c of the support member 10 by a support shaft 38 disposed in the longitudinal direction of the support member 10, and can swing freely in the lateral direction of the support member 10 around the support shaft 38. Composed.

このように脚リンク14はガイドレール32の曲率中心32aを揺動支点として前後方向(利用者Pの進行において)に揺動自在に構成されることから、支持部材10に対して利用者Pの上半身の体重(荷重)の作用点が揺動支点32aの前方にずれて支持部材10が前下がりに傾斜した場合、揺動支点32aが支持部材10の重力方向において上方に位置するため、体重の作用点は揺動支点32aの下方で後方に変位し、揺動支点32aと体重の作用点との前後方向距離が減少して支持部材10に対する回転モーメントも減少する。   As described above, the leg link 14 is configured to be swingable in the front-rear direction (in the progress of the user P) with the center of curvature 32a of the guide rail 32 as a swing fulcrum. When the action point of the weight of the upper body (load) is shifted to the front of the swinging fulcrum 32a and the support member 10 is tilted forward and downward, the swinging fulcrum 32a is positioned upward in the gravity direction of the support member 10, so The action point is displaced rearward below the swing fulcrum 32a, the distance in the front-rear direction between the swing fulcrum 32a and the action point of the body weight is reduced, and the rotational moment with respect to the support member 10 is also reduced.

次いで、体重作用点が揺動支点32aの真下まで変位したところで支持部材10に作用する回転モーメントは零になり、支持部材10は安定する。このように支持部材10が自動的に安定状態に収束するため、支持部材10が利用者Pの股下位置で前後方向にずれることがない。   Next, when the weight application point is displaced to just below the swing fulcrum 32a, the rotational moment acting on the support member 10 becomes zero, and the support member 10 is stabilized. Thus, since the support member 10 automatically converges to a stable state, the support member 10 does not shift in the front-rear direction at the crotch position of the user P.

また、ガイドレール32は揺動支点(支軸)38を介して横方向(利用者Pの進行において)に揺動自在に構成されることから、脚リンク14を横方向に揺動させることができ、利用者Pは脚を自由に外転させることができる。   Further, since the guide rail 32 is configured to be swingable in the lateral direction (in the progress of the user P) via a swinging fulcrum (support shaft) 38, the leg link 14 can be swung in the lateral direction. The user P can freely rotate the leg.

靴部12は、利用者Pの足部が収容自在な靴12aと、靴12aの内部に配置されて利用者Pの足を戴置可能なL字状(利用者Pの進行方向から見たとき)のカーボン材からなる連結部材12bと、連結部材12bの底面に配置されるウレタンゴムなどのゴム状弾性材からなる中敷12cとを備える。連結部材12bには各脚リンク14の第2リンク26が3軸構造の第2関節部24を介して連結される。   The shoe part 12 has a shoe 12a in which the foot part of the user P can be accommodated, and an L-shape (seen from the traveling direction of the user P) that is placed inside the shoe 12a and can be placed on the foot of the user P. A connecting member 12b made of a carbon material, and an insole 12c made of a rubber-like elastic material such as urethane rubber disposed on the bottom surface of the connecting member 12b. The second link 26 of each leg link 14 is connected to the connecting member 12b via the second joint portion 24 having a triaxial structure.

図4は駆動機構16と第1リンク22などの側面断面図である。   FIG. 4 is a side sectional view of the drive mechanism 16 and the first link 22.

駆動機構16は、第1リンク22の先端の付近に配置されるアクチュエータ(電動モータ)40と、アクチュエータ40の回転を減速機40a(図3に示す)で減速して出力する出力軸40bと、出力軸40bに固定されるロッカアーム(駆動クランクアーム)42と、第2リンク26に第3関節部30の関節軸30aと同心に固定された従動クランクアーム44と、ロッカアーム42と従動クランクアーム44を連結する、換言すればアクチュエータ40に接続されると共に、第1関節部20と第2リンク26を連結する連結ロッド46で構成される。このように、第1リンク22は具体的には、第1リンク22とロッカアーム42と従動クランクアーム44と連結ロッド46からなる4節機構から構成される。   The drive mechanism 16 includes an actuator (electric motor) 40 disposed near the tip of the first link 22, an output shaft 40b that decelerates and outputs the rotation of the actuator 40 with a speed reducer 40a (shown in FIG. 3), A rocker arm (drive crank arm) 42 fixed to the output shaft 40b, a driven crank arm 44 fixed to the second link 26 concentrically with the joint shaft 30a of the third joint portion 30, a rocker arm 42 and a driven crank arm 44 are provided. The connecting rod 46 is connected to the actuator 40, in other words, connected to the actuator 40 and connected to the first link 20 and the second link 26. As described above, the first link 22 is specifically composed of a four-joint mechanism including the first link 22, the rocker arm 42, the driven crank arm 44, and the connecting rod 46.

即ち、第1リンク22は中空構造にされ、その内部に連結ロッド46が収容される。連結ロッド46は、一端がロッカアーム42に枢着部46aで、他端が従動クランクアーム44に枢着部46bで枢着、即ち、回転自在に連結される。   That is, the first link 22 has a hollow structure, and the connecting rod 46 is accommodated therein. One end of the connecting rod 46 is pivotally connected to the rocker arm 42 at the pivot portion 46a, and the other end is pivotally coupled to the driven crank arm 44 at the pivot portion 46b.

図4に示す如く、第1リンク22において連結ロッド46の駆動クランクアーム42への枢着部46aと従動クランクアーム44への枢着部46bとを結ぶ線が、アクチュエータ40の出力軸40bと第3関節部30の関節軸30aとを結ぶ線に斜交するように配置される。第1リンク22にはバッテリケース22aが添設され、その内部にはバッテリ50が収容され、アクチュエータ40などに動作用の電力を供給する。   As shown in FIG. 4, in the first link 22, a line connecting the pivot 46 a to the drive crank arm 42 of the connecting rod 46 and the pivot 46 b to the driven crank arm 44 is connected to the output shaft 40 b of the actuator 40 and the first link 22. The three joint portions 30 are arranged so as to cross obliquely to a line connecting the joint shaft 30a. A battery case 22 a is attached to the first link 22, and a battery 50 is housed inside the first link 22 to supply operating power to the actuator 40 and the like.

次いで、利用者Pの歩行を補助する歩行アシスト制御について説明する。   Next, walking assist control for assisting the walking of the user P will be described.

図2に示す如く、靴部12において中敷12cの下面には前後一対の1軸の力センサ60が設けられ、利用者Pの足部の中趾節関節(MP関節)部分と踵部分とに作用する荷重(圧力)に応じた出力を生じると共に、第2関節部24には2軸の力センサ62が組み込まれ、第2関節部24に作用する力(支持部材10と各脚リンク14の重量による力との合力)に応じた出力を生じる。   As shown in FIG. 2, a pair of front and rear uniaxial force sensors 60 are provided on the lower surface of the insole 12 c in the shoe portion 12, and a middle phalangeal joint (MP joint) portion and a heel portion of the foot of the user P Output corresponding to the load (pressure) acting on the second joint portion 24, and a biaxial force sensor 62 is incorporated in the second joint portion 24, and the force acting on the second joint portion 24 (the support member 10 and each leg link 14). Output corresponding to the force due to the weight of the weight.

上記したセンサ60,62の出力は、支持部材10の支持フレーム10bの内部に収納されたコントローラ64に送られる。コントローラ64はCPU,ROM,RAMおよび入出力I/Oを備えたマイクロコンピュータからなり、利用者Pの歩行を補助するアシスト力を発生するアシスト制御を実行する。   The outputs of the above-described sensors 60 and 62 are sent to a controller 64 housed in the support frame 10b of the support member 10. The controller 64 includes a microcomputer having a CPU, ROM, RAM, and input / output I / O, and executes assist control for generating an assist force that assists the user P in walking.

即ち、コントローラ64は、予め設定されるアシスト力の設定値に、力センサ60の出力から算出された利用者Pの両足部に作用する全荷重に対する各足部の荷重の割合を乗算し、よって得た積を各脚リンク14で発生すべきアシスト力の目標値とする。アシスト力の設定値は、例えば、装置Dの荷重(重量)を60[N]、アシスト力を30[N]とすると、90[N]となる。   That is, the controller 64 multiplies the preset assist force setting value by the ratio of the load of each foot to the total load acting on both feet of the user P calculated from the output of the force sensor 60, and thus The obtained product is set as a target value of the assist force to be generated at each leg link 14. For example, the set value of the assist force is 90 [N] when the load (weight) of the device D is 60 [N] and the assist force is 30 [N].

アシスト力は、図2において第1関節部20における脚リンク14の前後方向の揺動支点32aと第2関節部24における脚リンク14の前後方向の揺動支点とを結ぶ線(以下「基準線」といい、L1で示す)の上に作用することから、コントローラ64は、力センサ62の出力に基づき、基準線L1上に作用する実際のアシスト力を検出し、検出された実際のアシスト力が目標値となるように駆動機構16の動作を制御する。   In FIG. 2, the assist force is a line (hereinafter referred to as “reference line”) connecting a swing support point 32 a in the front-rear direction of the leg link 14 in the first joint portion 20 and a swing support point in the front-rear direction of the leg link 14 in the second joint portion 24. Therefore, the controller 64 detects the actual assisting force acting on the reference line L1 based on the output of the force sensor 62, and the detected actual assisting force. The operation of the drive mechanism 16 is controlled so that becomes a target value.

より具体的にはコントローラ64は、利用者Pが支持部材10のシート部10aに着座して支持されるとき、駆動機構16のアクチュエータ40を駆動して連結ロッド46を介して脚リンク14の第1リンク22と第2リンク26を第3関節部30の関節軸30aを中心として相対変位させ、利用者Pの荷重の少なくとも一部を支持する支持力、即ち、アシスト力を生じさせて利用者Pの歩行を補助する。   More specifically, the controller 64 drives the actuator 40 of the drive mechanism 16 when the user P is seated and supported on the seat portion 10 a of the support member 10, so that the first link of the leg link 14 is connected via the connecting rod 46. The first link 22 and the second link 26 are displaced relative to each other about the joint axis 30a of the third joint portion 30 to generate a support force that supports at least a part of the load of the user P, that is, an assist force. Assist P walking.

脚リンク14で発生されたアシスト力は支持部材10を通じて利用者Pの体幹に伝達され、利用者Pの脚に作用する荷重を軽減して歩行を補助する。利用者Pとしては、工場などで立ち作業する作業者なども予定される。   The assist force generated by the leg link 14 is transmitted to the trunk of the user P through the support member 10, and the load acting on the leg of the user P is reduced to assist walking. As the user P, a worker standing in a factory or the like is also scheduled.

この実施例に係る歩行補助装置Dにおいて特徴的なことは、第3関節部30を中心として第1リンク22と第2リンク26がなす角度(以下「膝角度」という)が減少するにつれ、第2関節部(第3関節部30。より正確には第3関節部30の関節軸30a)から揺動支点(曲率中心32a)までの距離を減少させる距離減少機構70を備える如く構成したことにある。図示の簡略化のため、図1などで距離減少機構70の図示を省略した。   A characteristic feature of the walking assist device D according to this embodiment is that the angle formed by the first link 22 and the second link 26 (hereinafter referred to as “knee angle”) with the third joint portion 30 as the center decreases. It is configured to include a distance reduction mechanism 70 that reduces the distance from the two joint parts (third joint part 30; more precisely, the joint axis 30a of the third joint part 30) to the swing fulcrum (curvature center 32a). is there. For simplification of illustration, the distance reduction mechanism 70 is not shown in FIG.

以下、それについて説明する。   This will be described below.

図5は距離減少機構70を含む装置D(写真で示す)の側面図、図6は図1などに示す第3関節部30の屈曲時(膝関節角度の減少時)と伸展時(膝関節角度の増加時)の距離減少機構70の動作を示す拡大側面図、図7はその背面図である。   FIG. 5 is a side view of the device D (shown in the photograph) including the distance reducing mechanism 70, and FIG. 6 is a diagram illustrating when the third joint portion 30 shown in FIG. FIG. 7 is an enlarged side view showing the operation of the distance reducing mechanism 70 when the angle is increased, and FIG.

図示の如く、距離減少機構70は、スライダ34に固定されるスライダ側ギヤ70aと、スライダ側ギヤ70aに噛合すると共に、アクチュエータ40に連結されるリンク側ギヤ70bと、前記したロッカアーム42とからなる。ロッカアーム42は一端がリンク側ギヤ70bに固定されると共に、他端が連結ロッド46に回動自在に連結される。   As shown in the figure, the distance reduction mechanism 70 includes a slider-side gear 70a fixed to the slider 34, a link-side gear 70b that meshes with the slider-side gear 70a, and is connected to the actuator 40, and the rocker arm 42 described above. . One end of the rocker arm 42 is fixed to the link side gear 70 b and the other end is rotatably connected to the connecting rod 46.

スライダ側ギヤ70aはセクタ歯車からなり、スライダ34にボルト止めされた三角形状の2枚のプレート70a1に取り付けられ、2枚のプレート70a1を介してスライダ34に固定される。リンク側ギヤ70bは、図7に示す如く、アクチュエータ40、より具体的にはその出力軸40bに固定(連結)される。尚、スライダ側ギヤ70aの歯数はリンク側ギヤ70bの歯数より大きく、例えばスライダ側2:リンク側1などに設定される。   The slider-side gear 70a is a sector gear, is attached to two triangular plates 70a1 bolted to the slider 34, and is fixed to the slider 34 via the two plates 70a1. As shown in FIG. 7, the link side gear 70b is fixed (connected) to the actuator 40, more specifically to the output shaft 40b. The number of teeth of the slider-side gear 70a is larger than the number of teeth of the link-side gear 70b, and is set to, for example, slider side 2: link side 1 or the like.

図8から図10を参照して距離減少機構70の動作および作用を説明する。   The operation and action of the distance reducing mechanism 70 will be described with reference to FIGS.

図8は距離減少機構70を含む歩行補助装置Dの側面図、図9は膝角度に対する第1(大腿)リンク22の長さを示すグラフ、図10は脚リンク14の長さに対する第3関節部(膝関節)30が前方に飛び出す量を示すグラフである。   8 is a side view of the walking assist device D including the distance reduction mechanism 70, FIG. 9 is a graph showing the length of the first (thigh) link 22 with respect to the knee angle, and FIG. 10 is a third joint with respect to the length of the leg link 14. It is a graph which shows the quantity which the part (knee joint) 30 jumps ahead.

前記した如く、歩行補助装置Dは第3関節部30が利用者Pの体幹から前方に飛び出すように構成して利用者Pの身長の差異を吸収しているが、その結果、鉛直軸回りの慣性力が増加すると共に、外観上で違和感を与える不都合があった。   As described above, the walking assist device D is configured such that the third joint unit 30 protrudes forward from the trunk of the user P to absorb the difference in the height of the user P. As a result, the inertial force increases, and the appearance is uncomfortable.

そこで、この実施例においては、図6に示すように第3関節部30から揺動支点(曲率中心32a)までの距離を減少させる距離減少機構70を備え、リンク側ギヤ70bをアクチュエータ40で駆動してロッカアーム42を回動させることで、連結ロッド46を後退させるようにした。   Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6, the distance reduction mechanism 70 for reducing the distance from the third joint portion 30 to the swing fulcrum (curvature center 32a) is provided, and the link side gear 70b is driven by the actuator 40. Then, the connecting rod 46 is moved backward by rotating the rocker arm 42.

それにより、図8に示す如く、膝角度が減少、換言すれば第3関節部30が屈曲するにつれ、第3関節部30(より正確には第3関節部30の関節軸30a)から揺動支点(曲率中心32a)までの距離dを減少、より具体的には最長、長、中、短と減少させるように構成した。   As a result, as shown in FIG. 8, as the knee angle decreases, in other words, as the third joint portion 30 bends, it swings from the third joint portion 30 (more precisely, the joint shaft 30a of the third joint portion 30). The distance d to the fulcrum (curvature center 32a) is decreased, more specifically, the longest, long, medium, and short are decreased.

即ち、リンク側ギヤ70bをアクチュエータ40で駆動してロッカアーム42を回動させて連結ロッド46を後退させ、よって第1関節部20を利用者の進行方向において後方に後退させる、換言すれば図9に示す如く、膝角度が減少するにつれ、第1リンク22の長さを実質的に減少させるように構成した。   That is, the link side gear 70b is driven by the actuator 40 to rotate the rocker arm 42 to retract the connecting rod 46, thereby retracting the first joint portion 20 backward in the direction of travel of the user, in other words, FIG. As shown in FIG. 5, the length of the first link 22 is substantially reduced as the knee angle decreases.

これにより、図10に示す如く、脚リンク14の長さが減少、即ち、膝角度が減少するにつれ、膝関節が前方に飛び出す量(第3関節部30が利用者Pの進行方向前方に飛び出す量)を、距離減少機構70を設けない場合に比し、矢印で示す量だけ減少することができた。   As a result, as shown in FIG. 10, as the length of the leg link 14 decreases, that is, the knee angle decreases, the amount by which the knee joint jumps forward (the third joint portion 30 jumps forward in the direction of travel of the user P). As compared with the case where the distance reduction mechanism 70 is not provided, the amount can be reduced by the amount indicated by the arrow.

上記した如く、この実施例にあっては、利用者Pを支持して利用者の荷重を伝達可能な支持部材10と、揺動機構からなる第1関節部20を介して前記支持部材10に揺動支点(曲率中心32a)を中心に揺動自在に連結されると共に、第1リンク22と前記第1リンク22に第2関節部(第3関節部30)を介して連結される第2リンク26を有する脚リンク14と、アクチュエータ40とを備え、前記アクチュエータ40を駆動して前記第1リンク22と第2リンク26を相対変位させて利用者Pの荷重の少なくとも一部を支持するアシスト力を生じて利用者Pの歩行を補助する歩行補助装置Dにおいて、前記第2関節部(第3関節部30)を中心として前記第1リンク22と第2リンク26がなす角度が減少するにつれ、前記第2関節部(第3関節部30。より正確にはその関節軸30a)から前記揺動支点(曲率中心32a)までの距離dを減少させる距離減少機構70を備え、前記第1関節部20は、前記支持部材10に固定されて前記揺動支点を曲率中心32aとする円弧状のガイドレール32と前記ガイドレール32に移動自在に係合されるスライダ34とからなり、前記脚リンク14は、前記ガイドレール32の曲率中心32aを中心として揺動自在に前記支持部材10に連結され、前記アクチュエータ40は、前記第1リンク22において前記第1関節部20と前記第2リンク26を連結する連結ロッド46に接続されると共に、前記距離減少機構70は、前記スライダ34に固定されるスライダ側ギヤ70aと、前記スライダ側ギヤ70aに噛合すると共に前記アクチュエータ40に連結されるリンク側ギヤ70bと、一端が前記リンク側ギヤ70bに固定されると共に他端が前記連結ロッド46に回動自在に連結されるロッカアーム42とからなり、前記リンク側ギヤ70bを前記アクチュエータ40で駆動して前記ロッカアーム42を回動させて前記連結ロッド46を後退させ(第1リンク22の長さを実質的に減少させ)、よって前記第2関節部(第3関節部30)から前記揺動支点までの距離dを減少させる如く構成したので、第2関節部(第3関節部30)を膝関節相当の関節とするとき、その第2関節部(第3関節部30)が利用者Pの体幹から前方に飛び出す量をその分だけ減少させることができ、鉛直軸回りの慣性力を低減できると共に、外観上の違和感も減少させることができる。 As described above, in this embodiment, the support member 10 that supports the user P and can transmit the user's load and the support member 10 via the first joint portion 20 formed of a swing mechanism. The second link is connected to the first link 22 and the first link 22 via the second joint portion (third joint portion 30) while being swingably connected around the swing fulcrum (curvature center 32a). The leg link 14 having the link 26 and the actuator 40 are provided, and the actuator 40 is driven to relatively displace the first link 22 and the second link 26 to support at least a part of the load of the user P. In the walking assist device D that generates a force and assists the user P in walking, the angle formed by the first link 22 and the second link 26 decreases with the second joint portion (third joint portion 30) as a center. The second joint (More precisely third joint portion 30. As a joint shaft 30a) with a reduced distance mechanism 70 to reduce the distance d from to the swing fulcrum (center of curvature 32a), the first joint portion 20, the support The guide link 32 is fixed to the member 10 and has an arcuate guide rail 32 having the pivot point 32a as the center of curvature. The slider 34 is movably engaged with the guide rail 32. The actuator 40 is connected to the connecting rod 46 that connects the first joint portion 20 and the second link 26 in the first link 22 so as to be swingable about a curvature center 32 a of 32. The distance reducing mechanism 70 is connected to a slider side gear 70a fixed to the slider 34, and meshes with the slider side gear 70a. The link side gear 70b connected to the actuator 40 and the rocker arm 42 having one end fixed to the link side gear 70b and the other end rotatably connected to the connecting rod 46, the link side gear 70b. Is driven by the actuator 40 to rotate the rocker arm 42 to retract the connecting rod 46 (substantially reducing the length of the first link 22), and thus the second joint portion (third joint portion). since it is configured as Ru reduce the distance d to the swing fulcrum 30), when the second joint portion (third joint portion 30) and the knee joint corresponding joints, the second joint portion (third joint The amount by which the portion 30) jumps forward from the trunk of the user P can be reduced by that amount, the inertial force around the vertical axis can be reduced, and the discomfort in appearance can also be reduced.

また、前記第1関節部20は前記支持部材10に固定されて前記揺動支点を曲率中心32aとする円弧状のガイドレール32と、前記ガイドレール32に移動自在に係合されるスライダ34とからなり、前記脚リンク14が前記ガイドレール32の曲率中心32aを中心として揺動自在に前記支持部材10に連結されると共に、前記アクチュエータ40は、前記第1リンク22において前記第1関節部20と前記第2リンク26を連結する連結ロッド46に接続される如く構成したので、膝関節に相当する第2関節部(第3関節部30)の角度を調整することで利用者Pの身長の差異を効果的に吸収することができる。 The first joint portion 20 is fixed to the support member 10 and has an arcuate guide rail 32 having the center of curvature 32a as the swing fulcrum, and a slider 34 movably engaged with the guide rail 32. The leg link 14 is connected to the support member 10 so as to be swingable about the center of curvature 32 a of the guide rail 32, and the actuator 40 is connected to the first joint portion 20 at the first link 22. And the connecting rod 46 for connecting the second link 26, the height of the user P can be adjusted by adjusting the angle of the second joint portion (third joint portion 30) corresponding to the knee joint. Differences can be absorbed effectively.

また、前記距離減少機構70は、前記スライダ34に固定されるスライダ側ギヤ70aと、前記スライダ側ギヤ70aに噛合すると共に、前記アクチュエータ40に連結されるリンク側ギヤ70bと、一端が前記リンク側ギヤ70bに固定されると共に、他端が前記連結ロッド46に回動自在に連結されるロッカアーム42とからなり、前記リンク側ギヤ70bを前記アクチュエータ40で駆動して前記ロッカアーム42を回動させて前記連結ロッド46を後退させ(第1リンク22の長さを実質的に減少させ)、よって前記第2関節部(第3関節部30)から前記揺動支点までの距離dを減少させる如く構成したので、構造を簡易にすることができる。 The distance reducing mechanism 70 includes a slider-side gear 70a fixed to the slider 34, a link-side gear 70b meshed with the slider-side gear 70a, and one end connected to the actuator 40. The rocker arm 42 is fixed to the gear 70b and the other end is rotatably connected to the connecting rod 46. The link side gear 70b is driven by the actuator 40 to rotate the rocker arm 42. The connecting rod 46 is retracted (the length of the first link 22 is substantially reduced), and thus the distance d from the second joint part (third joint part 30) to the swing fulcrum is reduced. since the, it is possible to make the structure easily.

また、前記スライダ側ギヤ70aの歯数が前記リンク側ギヤ70bの歯数より大きい如く構成したので、上記した効果に加え、減速してトルクを増加させることができ、その分だけアクチュエータ40を小型にすることができる。   Further, since the number of teeth of the slider-side gear 70a is larger than the number of teeth of the link-side gear 70b, in addition to the above effects, the torque can be increased by decelerating, and the actuator 40 can be made smaller by that amount. Can be.

図11は第2実施例に係る距離減少機構70の第3関節部30の屈曲時(膝関節角度の減少時)と伸展時(膝関節角度の増加時)の状態を示す拡大側面図、図12は図11(a)に示す第1関節部20付近の断面図、図13は図12のXIII―XIII線断面図である。   FIG. 11 is an enlarged side view showing a state of the third joint portion 30 of the distance reducing mechanism 70 according to the second embodiment when bent (when the knee joint angle is decreased) and when extended (when the knee joint angle is increased). 12 is a cross-sectional view of the vicinity of the first joint portion 20 shown in FIG. 11A, and FIG. 13 is a cross-sectional view taken along the line XIII-XIII of FIG.

図示の如く、第2実施例にあっては、駆動機構16のアクチュエータ40の出力軸40bは、連結ロッド46の軸方向と平行に配置されるように構成した。アクチュエータ40は第1実施例と同様に電動モータからなる。   As shown in the figure, in the second embodiment, the output shaft 40 b of the actuator 40 of the drive mechanism 16 is arranged in parallel with the axial direction of the connecting rod 46. The actuator 40 is composed of an electric motor as in the first embodiment.

図12と図13を参照して説明すると、第2実施例において駆動機構16は、アクチュエータ(電動モータ)40の出力軸40bからベルトプーリ機構(後述)を介して伝達される回転駆動力を直動軸72の軸方向の並進力に変換するボールネジ機構74を収容した筐体76を備える。筺体76は大略ボックス状の主筐体76aと、その一端に固定された中空の副筐体76bから構成され、それらの内部を直動軸72が挿入される。   Referring to FIGS. 12 and 13, in the second embodiment, the drive mechanism 16 directly applies the rotational drive force transmitted from the output shaft 40b of the actuator (electric motor) 40 via the belt pulley mechanism (described later). A housing 76 that houses a ball screw mechanism 74 that converts the translational force of the moving shaft 72 in the axial direction is provided. The housing 76 is constituted by a substantially box-shaped main housing 76a and a hollow sub-housing 76b fixed to one end thereof, and a linear motion shaft 72 is inserted into the inside.

図11(a)(b)などに示す如く、第1リンク22には第3関節部30の関節軸30aと平行な軸を有する支軸80が横方向から貫通させられ、筐体76は支軸80の軸回りに揺動可能なように第1リンク22に支持される。主筐体76aの内部にはボールネジ機構74の主要部が収容される。直動軸72はボールネジ機構74のネジ軸として利用され、その外表面には螺旋状のネジ溝72aが刻設される。   As shown in FIGS. 11A and 11B, a support shaft 80 having an axis parallel to the joint shaft 30a of the third joint portion 30 is passed through the first link 22 from the lateral direction, and the housing 76 is supported. The first link 22 is supported so as to be swingable about the axis of the shaft 80. The main part of the ball screw mechanism 74 is accommodated in the main housing 76a. The linear movement shaft 72 is used as a screw shaft of the ball screw mechanism 74, and a helical screw groove 72a is formed on the outer surface thereof.

ボールネジ機構74は直動軸72に同軸に嵌められた筒状のナット部材74aと、ナット部材74aの内周にネジ溝72aに係合するように保持された複数個のボール74bとを備え、ナット部材74aを直動軸72の軸回りに回転させることにより、ボール74bがネジ溝72aに沿って移動しつつ、直動軸72がナット部材74aに対して軸方向に移動するように構成される。   The ball screw mechanism 74 includes a cylindrical nut member 74a that is coaxially fitted to the linear motion shaft 72, and a plurality of balls 74b that are held on the inner periphery of the nut member 74a so as to engage with the screw groove 72a. By rotating the nut member 74a around the axis of the linear motion shaft 72, the linear motion shaft 72 moves in the axial direction with respect to the nut member 74a while the ball 74b moves along the screw groove 72a. The

ナット部材74aの一端には、ナット部材74aと同軸に直動軸72に嵌められる筒状部材82が固定される。筒状部材82は直動軸72との間に間隙を有しつつ、筐体76の内部に収容される。ナット部材74aと筒状部材82は、直動軸72の軸回りに一体に回転するように、筐体76に支承される。   At one end of the nut member 74a, a cylindrical member 82 fitted to the linear motion shaft 72 is fixed coaxially with the nut member 74a. The cylindrical member 82 is accommodated in the housing 76 while having a gap with the linear motion shaft 72. The nut member 74 a and the cylindrical member 82 are supported by the casing 76 so as to rotate integrally around the axis of the linear motion shaft 72.

アクチュエータ40の出力軸40bには前記したベルトプーリ機構84の駆動プーリ84aが固定されると共に、筒状部材82には被動プーリ84bが固定され、両者は副筐体76bに穿設された切り欠き部を通って延びるベルト84cで連結される。   The drive pulley 84a of the belt pulley mechanism 84 described above is fixed to the output shaft 40b of the actuator 40, and the driven pulley 84b is fixed to the cylindrical member 82, both of which are notched formed in the sub-housing 76b. The belts 84c extending through the sections are connected.

これにより、アクチュエータ40が出力軸40bから出力する回転駆動力はベルトプーリ機構84を介して筒状部材82に伝達され、筒状部材82とナット部材74aが一体に回転駆動され、それに伴って直動軸72が軸方向に移動される。   As a result, the rotational driving force output from the actuator 40 from the output shaft 40b is transmitted to the cylindrical member 82 via the belt pulley mechanism 84, and the cylindrical member 82 and the nut member 74a are rotationally driven integrally. The moving shaft 72 is moved in the axial direction.

即ち、アクチュエータ40の回転駆動力が、ベルトプーリ機構84とボールネジ機構74を介して直動軸72の軸方向の並進力に変換され、直動軸72によって連結ロッド46が軸方向に移動させられるように構成される。   That is, the rotational driving force of the actuator 40 is converted into the translational force in the axial direction of the linear motion shaft 72 via the belt pulley mechanism 84 and the ball screw mechanism 74, and the connecting rod 46 is moved in the axial direction by the linear motion shaft 72. Configured as follows.

上記を前提として図11に戻って説明すると、第2実施例の距離減少機構70はウォーム86aとギヤ86bからなるウォームギヤ機構86を備える。ウォームギヤ機構86の一方、具体的にはギヤ86bはスライダ34にボルト86b1を介して固定される。   Returning to FIG. 11 on the assumption of the above, the distance reduction mechanism 70 of the second embodiment includes a worm gear mechanism 86 including a worm 86a and a gear 86b. One of the worm gear mechanisms 86, specifically, the gear 86b is fixed to the slider 34 via a bolt 86b1.

他方、アクチュエータ40の出力軸40bはベルトプーリ機構84の駆動プーリ84aの先端側で延長させられ、その外表面にウォーム86a、即ち、ウォームギヤ機構86の他方が刻設され、ギヤ86bと噛合する。ウォーム86aはステー86a1を介して主筐体76a、換言すれば連結ロッド46の基端に取り付けられる。尚、残余の構成は第1実施例と異ならない。   On the other hand, the output shaft 40b of the actuator 40 is extended on the front end side of the drive pulley 84a of the belt pulley mechanism 84, and the worm 86a, that is, the other of the worm gear mechanism 86 is engraved on the outer surface and meshes with the gear 86b. The worm 86a is attached to the main casing 76a, in other words, the base end of the connecting rod 46 via the stay 86a1. The remaining configuration is not different from the first embodiment.

かかる構成において、アクチュエータ40が駆動され、減速機40aを介してその出力軸40bが回転されると、ウォーム86aは進退し、それによって連結ロッド46の基端が図11に示すよう後退する。   In such a configuration, when the actuator 40 is driven and its output shaft 40b is rotated via the speed reducer 40a, the worm 86a advances and retreats, whereby the base end of the connecting rod 46 retreats as shown in FIG.

即ち、図11(a)(b)に示す如く、第3関節部30の屈曲時、ウォーム86aを後退させて連結ロッド46を後退させる(第1リンク22の長さを実質的に減少させる)ことで、第3関節部30から揺動支点(曲率中心32a)までの距離dをaだけ減少させることができ、それによって膝関節が前方に飛び出す量(第3関節部30が利用者Pの進行方向前方に飛び出す量)をその分だけ減少することができる。   That is, as shown in FIGS. 11A and 11B, when the third joint portion 30 is bent, the worm 86a is retracted to retract the connecting rod 46 (the length of the first link 22 is substantially reduced). Thus, the distance d from the third joint part 30 to the swing fulcrum (curvature center 32a) can be reduced by a, and thereby the amount by which the knee joint protrudes forward (the third joint part 30 is the user P's The amount that jumps forward in the direction of travel) can be reduced accordingly.

上記した如く、第2実施例にあっては、前記距離減少機構70は、前記スライダ34に固定されるウォーム86aとギヤ86bからなるウォームギヤ機構86の一方と、前記連結ロッド46に固定されると共に前記アクチュエータ40に連結される前記ウォームギヤ機構86の他方とからなり、前記他方を前記アクチュエータ40で駆動して前記連結ロッド46を後退させ、よって前記第2関節部(第3関節部30)から前記揺動支点までの距離dを減少させる如く構成したので、第3関節部30を膝関節相当の関節とするとき、第2関節部(第3関節部30)が利用者Pの体幹から前方に飛び出す量をその分だけ減少させることができ、鉛直軸回りの慣性力を低減できると共に、外観上の違和感も減少させることができる。また、第2関節部(第3関節部30)が利用者の体幹から前方に飛び出す量を一層滑らかに減少させることができる。 As described above, in the second embodiment, the distance reducing mechanism 70 is fixed to one of the worm gear mechanism 86 including the worm 86a and the gear 86b fixed to the slider 34 and the connecting rod 46. It is connected before Symbol actuator 40 co consists the other of the worm gear mechanism 86, by driving the other by the actuator 40 to retract the coupling rod 46, thus the second joint portion (third joint portion 30 ) To the swing fulcrum is reduced so that when the third joint portion 30 is a joint equivalent to a knee joint, the second joint portion (third joint portion 30) is the body of the user P. The amount of jumping forward from the trunk can be reduced by that amount, the inertial force around the vertical axis can be reduced, and the uncomfortable appearance can be reduced. Further, the amount of the second joint part (third joint part 30) protruding forward from the trunk of the user can be reduced more smoothly.

図14はこの発明の第3実施例に係る距離減少機構70の第3関節部30の屈曲時(膝関節角度の減少時)と伸展時(膝関節角度の増加時)の状態を示す部分断面側面である。   FIG. 14 is a partial cross section showing a state of the third joint portion 30 of the distance reducing mechanism 70 according to the third embodiment of the present invention when bent (when the knee joint angle is decreased) and extended (when the knee joint angle is increased). On the side.

第3実施例に係る歩行補助装置Dは第2実施例の変形例であり、ウォームギヤ機構に代え、ガイドと第2のスライダを備えるようにした。即ち、図14(a)に示す如く、第3実施例に係る距離減少機構70にあってはスライダ34の先端側が横方向に拡大されて幅広に形成されると共に、そこにガイド90、より具体的には90a、90bが形成される。ガイド90aはスライダ34の先端に穿設されたスロットからなり、ガイド90bはスライダ34に突設されたピンからなる。   The walking assist device D according to the third embodiment is a modification of the second embodiment, and includes a guide and a second slider instead of the worm gear mechanism. That is, as shown in FIG. 14 (a), in the distance reducing mechanism 70 according to the third embodiment, the tip end side of the slider 34 is laterally enlarged and formed wide, and there is a guide 90, more specifically there. Specifically, 90a and 90b are formed. The guide 90 a is a slot formed at the tip of the slider 34, and the guide 90 b is a pin protruding from the slider 34.

第2のスライダ92はガイド90に移動自在に係合され、三角形状の第2のスライダ92aとプレート状の第2のスライダ92bを備える。   The second slider 92 is movably engaged with the guide 90, and includes a triangular second slider 92a and a plate-like second slider 92b.

第2のスライダの一方92aにはピン92a1が突設されると共に、他方92bにはスロット92b1が穿設される。第2のスライダの一方92aはピン92a1をスロット90aに挿入させると共に、他方92bはスロット92b1にガイド90bのピンを挿入させることで、ガイド90a,90bに移動自在に係合される。   A pin 92a1 protrudes from one end 92a of the second slider, and a slot 92b1 is formed in the other 92b. One of the second sliders 92a causes the pin 92a1 to be inserted into the slot 90a, and the other 92b engages the guides 90a and 90b movably by inserting the pin of the guide 90b into the slot 92b1.

第2のスライダの一方92aは主筐体76a、換言すれば連結ロッド46の基端に取り付けられると共に、他方92bは連結ロッド46の途中に固定される。尚、残余の構成は第1実施例と異ならない。   One of the second sliders 92 a is attached to the main casing 76 a, in other words, the proximal end of the connecting rod 46, and the other 92 b is fixed to the middle of the connecting rod 46. The remaining configuration is not different from the first embodiment.

かかる構成において、アクチュエータ40が駆動され、その出力軸40bが回転されると、第2のスライダの一方92aは進退する。即ち、図14(a)と図14(b)の対比から明らかな如く、第3関節部30の屈曲時、第2のスライダ92aを後退させて連結ロッド46を後退させる(第1リンクの長さを実質的に減少させる)ことで、第3関節部30から揺動支点(曲率中心32a)までの距離dをbだけ減少させ、膝関節が前方に飛び出す量(第3関節部30が利用者Pの進行方向前方に飛び出す量)をその分だけ減少することができる。   In such a configuration, when the actuator 40 is driven and its output shaft 40b is rotated, one of the second sliders 92a advances and retreats. 14A and 14B, when the third joint portion 30 is bent, the second slider 92a is retracted to retract the connecting rod 46 (the length of the first link). The distance d from the third joint part 30 to the swing fulcrum (curvature center 32a) is reduced by b, and the amount by which the knee joint protrudes forward (used by the third joint part 30) The amount of the person P jumping forward in the direction of travel) can be reduced accordingly.

尚、第2のスライダの他方92bは、一方92aのガイド90aに対する横方向の移動を案内するために設けられ、アクチュエータ40が駆動されても進退しない。   The other 92b of the second slider is provided to guide the movement of the one 92a in the lateral direction with respect to the guide 90a, and does not advance or retract even when the actuator 40 is driven.

上記した如く、第3実施例にあっては、前記距離減少機構70は、前記スライダ34に形成されるガイド90と、前記ガイド90に移動自在に係合されると共に前記連結ロッド46に固定される第2のスライダ92a,92bとからなり、前記第2のスライダ92a,92bを前記アクチュエータ40で駆動して前記連結ロッド46を後退させ、よって前記第2関節部(第3関節部30。より正確にはその関節軸30a)から揺動支点(曲率中心32a)までの距離dを減少させる如く構成したので、第2関節部(第3関節部30)を膝関節相当の関節とするとき、第2関節部(第3関節部30)が利用者Pの体幹から前方に飛び出す量をその分だけ減少させることができ、鉛直軸回りの慣性力を低減できると共に、外観上の違和感も減少させることができる。ギヤを用いないことでフリクションを低減させることができる。 As described above, in the third embodiment, the distance reduction mechanism 70, the slider guide 90 is formed in 34, the movably previous SL coupled to the engaged by the co-in guide 90 rod 46 And the second sliders 92a and 92b are driven by the actuator 40 to move the connecting rod 46 backward, thereby the second joint portion (third joint portion). 30. More precisely, since the distance d from the joint axis 30a) to the swing fulcrum (curvature center 32a) is reduced, the second joint part (third joint part 30) is a joint equivalent to the knee joint. When this is done, the amount of the second joint portion (third joint portion 30) protruding forward from the trunk of the user P can be reduced by that amount, the inertial force around the vertical axis can be reduced, and the appearance can be reduced. Discomfort is also reduced Rukoto can. Friction can be reduced by not using a gear.

図15はこの発明の第4実施例に係る距離減少機構70の第3関節部30の屈曲時(膝関節角度の減少時)と伸展時(膝関節角度の増加時)の状態を示す部分断面側面である。   FIG. 15 is a partial cross section showing a state of the third joint 30 of the distance reducing mechanism 70 according to the fourth embodiment of the present invention when bent (when the knee joint angle is decreased) and when extended (when the knee joint angle is increased). On the side.

第4実施例に係る歩行補助装置Dは第3実施例の変形例であり、第2のスライダに代え、リンク機構を備えるようにした。即ち、図15(a)に示す如く、距離減少機構70にあっては、第3実施例と同様、スライダ34の先端側が横方向に拡大されて幅広に形成されると共に、そこにリンク機構94、より具体的には第3のリンク94a、第4のリンク94bの一端が連結される。   The walking assist device D according to the fourth embodiment is a modification of the third embodiment and includes a link mechanism instead of the second slider. That is, as shown in FIG. 15A, in the distance reducing mechanism 70, as in the third embodiment, the tip end side of the slider 34 is expanded in the lateral direction to be wide, and the link mechanism 94 is provided there. More specifically, one ends of the third link 94a and the fourth link 94b are connected.

第3のリンク94aの他端は主筐体76a、換言すれば連結ロッド46の基端に取り付けられると共に、第4のリンク94bは連結ロッド46の途中に固定される。尚、残余の構成は第1実施例と異ならない。   The other end of the third link 94 a is attached to the main housing 76 a, in other words, the base end of the connecting rod 46, and the fourth link 94 b is fixed in the middle of the connecting rod 46. The remaining configuration is not different from the first embodiment.

かかる構成において、リンク機構94はスライダ34と連結ロッド46を移動自在に連結することから、アクチュエータ40が駆動され、その出力軸40bが回転されると、リンク機構94を介して連結ロッド46はスライダ34に対して進退する。   In such a configuration, the link mechanism 94 movably connects the slider 34 and the connecting rod 46, so that when the actuator 40 is driven and its output shaft 40 b is rotated, the connecting rod 46 is moved to the slider via the link mechanism 94. Move forward and backward with respect to 34.

即ち、図15(a)(b)に示す如く、第3関節部30の屈曲時、リンク機構94を介して連結ロッド46を後退させる(第1リンクの長さを実質的に減少させる)ことで、第3関節部30から揺動支点までの距離dをcだけ減少させ、膝関節が前方に飛び出す量(第3関節部30が利用者Pの進行方向前方に飛び出す量)をその分だけ減少することができる。   That is, as shown in FIGS. 15A and 15B, when the third joint portion 30 is bent, the connecting rod 46 is retracted via the link mechanism 94 (the length of the first link is substantially reduced). Thus, the distance d from the third joint portion 30 to the swing fulcrum is decreased by c, and the amount by which the knee joint jumps forward (the amount by which the third joint portion 30 jumps forward in the direction of travel of the user P) is increased by that amount. Can be reduced.

上記した如く、第4実施例にあっては、前記距離減少機構70は、前記スライダ34と前記連結ロッド46を移動自在に連結するリンク機構94からなり、前記リンク機構94を前記アクチュエータ40で駆動して前記連結ロッド46を後退させ、よって前記第2関節部(第3関節部30。より正確にはその関節軸30a)から揺動支点(曲率中心32a)までの距離dを減少させる如く構成したので、第2関節部(第3関節部30)を膝関節相当の関節とするとき、その関節部30が利用者Pの体幹から前方に飛び出す量をその分だけ減少させることができ、鉛直軸回りの慣性力を低減できると共に、外観上の違和感も減少させることができる。同様に、ギヤを用いないことでフリクションを低減させることができる。   As described above, in the fourth embodiment, the distance reducing mechanism 70 includes the link mechanism 94 that movably connects the slider 34 and the connecting rod 46, and the link mechanism 94 is driven by the actuator 40. Thus, the connecting rod 46 is retracted, and thus the distance d from the second joint part (third joint part 30, more precisely the joint shaft 30a) to the swing fulcrum (curvature center 32a) is reduced. Therefore, when the second joint part (third joint part 30) is a joint equivalent to a knee joint, the amount of the joint part 30 protruding forward from the trunk of the user P can be reduced accordingly. The inertial force around the vertical axis can be reduced, and the appearance discomfort can be reduced. Similarly, friction can be reduced by not using a gear.

尚、この発明を実施例から説明したが、この発明は実施例に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、駆動機構として電動モータを例示したが、それに止まるものではない。   In addition, although this invention was demonstrated from the Example, this invention is not limited to an Example, A various deformation | transformation is possible. For example, although an electric motor is illustrated as a drive mechanism, it does not stop there.

D 歩行補助装置、10 支持部材、10a シート部、10b 支持フレーム、10c 腰当て部、10d 把持部、12 靴部、12a 靴、12b 連結部材、12c 中敷、14 脚リンク、16 駆動機構、20 第1関節部、22 第1リンク、24 第2関節部、26 第2リンク、30 第3関節部(第2関節部)、32 ガイドレール、32a 曲率中心(揺動支点)、34 スライダ、36 ローラ、40 アクチュエータ(電動モータ)、40a 減速機、40b 出力軸、42 ロッカアーム(駆動クランクアーム)、44 従動クランクアーム、46 連結ロッド、50 バッテリ、60 圧力センサ、62 力センサ、64 コントローラ、70 距離減少機構、70a スライダ側ギヤ、70b リンク側ギヤ、72 直動軸、72a ネジ溝、74 ボールネジ機構、74a ナット部材、76 筐体、76a 主筐体、76b 副筐体、80 支軸、82 筒状部材、84 ベルトプーリ機構、84a 駆動プーリ、84b 被動プーリ、84c ベルト、86 ウォームギヤ機構、86a ウォーム、86b ギヤ、90 ガイド、92 第2のスライダ、94 リンク機構、94a 第3のリンク、94b 第4のリンク   D Walking assist device, 10 support member, 10a seat portion, 10b support frame, 10c waist rest portion, 10d gripping portion, 12 shoe portion, 12a shoe, 12b connecting member, 12c insole, 14 leg link, 16 drive mechanism, 20 1st joint part, 22 1st link, 24 2nd joint part, 26 2nd link, 30 3rd joint part (2nd joint part), 32 guide rail, 32a curvature center (oscillation fulcrum), 34 slider, 36 Roller, 40 Actuator (electric motor), 40a Reducer, 40b Output shaft, 42 Rocker arm (drive crank arm), 44 Driven crank arm, 46 Connecting rod, 50 Battery, 60 Pressure sensor, 62 Force sensor, 64 Controller, 70 Distance Reduction mechanism, 70a Slider side gear, 70b Link side gear, 72 Linear motion shaft, 72a Thread groove, 74 ball screw mechanism, 74a nut member, 76 housing, 76a main housing, 76b sub housing, 80 spindle, 82 cylindrical member, 84 belt pulley mechanism, 84a driving pulley, 84b driven pulley, 84c belt, 86 Worm gear mechanism, 86a Worm, 86b gear, 90 guide, 92 2nd slider, 94 link mechanism, 94a 3rd link, 94b 4th link

Claims (5)

利用者を支持して利用者の荷重を伝達可能な支持部材と、揺動機構からなる第1関節部を介して前記支持部材に揺動支点を中心に揺動自在に連結されると共に、第1リンクと前記第1リンクに第2関節部を介して連結される第2リンクを有する脚リンクと、アクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して前記第1リンクと前記第2リンクを相対変位させて利用者の荷重の少なくとも一部を支持するアシスト力を生じさせて利用者の歩行を補助する歩行補助装置において、前記第2関節部を中心として前記第1リンクと第2リンクがなす角度が減少するにつれ、前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させる距離減少機構を備え、前記第1関節部は、前記支持部材に固定されて前記揺動支点を曲率中心とする円弧状のガイドレールと前記ガイドレールに移動自在に係合されるスライダとからなり、前記脚リンクは、前記ガイドレールの曲率中心を中心として揺動自在に前記支持部材に連結され、前記アクチュエータは、前記第1リンクにおいて前記第1関節部と前記第2リンクを連結する連結ロッドに接続されると共に、前記距離減少機構は、前記スライダに固定されるスライダ側ギヤと、前記スライダ側ギヤに噛合すると共に前記アクチュエータに連結されるリンク側ギヤと、一端が前記リンク側ギヤに固定されると共に他端が前記連結ロッドに回動自在に連結されるロッカアームとからなり、前記リンク側ギヤを前記アクチュエータで駆動して前記ロッカアームを回動させて前記連結ロッドを後退させ、よって前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させることを特徴とする歩行補助装置。 A support member capable of supporting a user and transmitting a user's load and a first joint portion including a swing mechanism are connected to the support member so as to be swingable about a swing fulcrum. A leg link having a first link and a second link connected to the first link via a second joint, and an actuator, and driving the actuator to relatively displace the first link and the second link An angle formed by the first link and the second link with the second joint portion as a center in a walking assist device that assists the user's walking by generating an assist force that supports at least a part of the user's load. A distance reducing mechanism for reducing the distance from the second joint portion to the swing fulcrum as the angle decreases , wherein the first joint is fixed to the support member and has the swing fulcrum as the center of curvature. Arc-shaped guy The leg link is connected to the support member so as to be swingable about the center of curvature of the guide rail, and the actuator includes the first link. The link is connected to a connecting rod that connects the first joint part and the second link, and the distance reducing mechanism meshes with the slider-side gear fixed to the slider and the slider-side gear and the actuator. A link side gear connected to the link side gear, and a rocker arm having one end fixed to the link side gear and the other end rotatably connected to the connection rod. The link side gear is driven by the actuator. The rocker arm is rotated to retract the connecting rod, so that the distance from the second joint to the swing fulcrum is increased. Walking assist apparatus characterized by causing little of. 前記スライダ側ギヤの歯数が前記リンク側ギヤの歯数より大きいことを特徴とする請求項記載の歩行補助装置。 Walking assistance device of claim 1, wherein the number of teeth of the slider-side gear being greater than the number of teeth of the link-side gear. 利用者を支持して利用者の荷重を伝達可能な支持部材と、揺動機構からなる第1関節部を介して前記支持部材に揺動支点を中心に揺動自在に連結されると共に、第1リンクと前記第1リンクに第2関節部を介して連結される第2リンクを有する脚リンクと、アクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して前記第1リンクと前記第2リンクを相対変位させて利用者の荷重の少なくとも一部を支持するアシスト力を生じさせて利用者の歩行を補助する歩行補助装置において、前記第2関節部を中心として前記第1リンクと第2リンクがなす角度が減少するにつれ、前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させる距離減少機構を備え、前記第1関節部は、前記支持部材に固定されて前記揺動支点を曲率中心とする円弧状のガイドレールと前記ガイドレールに移動自在に係合されるスライダとからなり、前記脚リンクは、前記ガイドレールの曲率中心を中心として揺動自在に前記支持部材に連結され、前記アクチュエータは、前記第1リンクにおいて前記第1関節部と前記第2リンクを連結する連結ロッドに接続されると共に、前記距離減少機構は、前記スライダに固定されるウォームとギヤからなるウォームギヤ機構の一方と、前記連結ロッドに固定されると共に前記アクチュエータに連結される前記ウォームギヤ機構の他方とからなり、前記他方を前記アクチュエータで駆動して前記連結ロッドを後退させ、よって前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させることを特徴とする歩行補助装置。 A support member capable of supporting a user and transmitting a user's load and a first joint portion including a swing mechanism are connected to the support member so as to be swingable about a swing fulcrum. A leg link having a first link and a second link connected to the first link via a second joint, and an actuator, and driving the actuator to relatively displace the first link and the second link An angle formed by the first link and the second link with the second joint portion as a center in a walking assist device that assists the user's walking by generating an assist force that supports at least a part of the user's load. A distance reducing mechanism for reducing the distance from the second joint portion to the swing fulcrum as the angle decreases, wherein the first joint is fixed to the support member and has the swing fulcrum as the center of curvature. Arc-shaped guy The leg link is connected to the support member so as to be swingable about the center of curvature of the guide rail, and the actuator includes the first link. The link is connected to a connecting rod that connects the first joint portion and the second link, and the distance reducing mechanism includes one of a worm gear mechanism including a worm and a gear fixed to the slider, and the connecting rod. Once fixed is coupled prior Symbol actuator co consists the other of said worm gear mechanism, by driving the other by the actuator retracting the connecting rod, thus to said swing fulcrum from the second joint portion walking assist device you and decreases the distance. 利用者を支持して利用者の荷重を伝達可能な支持部材と、揺動機構からなる第1関節部を介して前記支持部材に揺動支点を中心に揺動自在に連結されると共に、第1リンクと前記第1リンクに第2関節部を介して連結される第2リンクを有する脚リンクと、アクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して前記第1リンクと前記第2リンクを相対変位させて利用者の荷重の少なくとも一部を支持するアシスト力を生じさせて利用者の歩行を補助する歩行補助装置において、前記第2関節部を中心として前記第1リンクと第2リンクがなす角度が減少するにつれ、前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させる距離減少機構を備え、前記第1関節部は、前記支持部材に固定されて前記揺動支点を曲率中心とする円弧状のガイドレールと前記ガイドレールに移動自在に係合されるスライダとからなり、前記脚リンクは、前記ガイドレールの曲率中心を中心として揺動自在に前記支持部材に連結され、前記アクチュエータは、前記第1リンクにおいて前記第1関節部と前記第2リンクを連結する連結ロッドに接続されると共に、前記距離減少機構は、前記スライダに形成されるガイドと、前記ガイドに移動自在に係合されると共に前記連結ロッドに固定される第2のスライダとからなり、前記第2のスライダを前記アクチュエータで駆動して前記連結ロッドを後退させ、よって前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させることを特徴とする歩行補助装置。 A support member capable of supporting a user and transmitting a user's load and a first joint portion including a swing mechanism are connected to the support member so as to be swingable about a swing fulcrum. A leg link having a first link and a second link connected to the first link via a second joint, and an actuator, and driving the actuator to relatively displace the first link and the second link An angle formed by the first link and the second link with the second joint portion as a center in a walking assist device that assists the user's walking by generating an assist force that supports at least a part of the user's load. A distance reducing mechanism for reducing the distance from the second joint portion to the swing fulcrum as the angle decreases, wherein the first joint is fixed to the support member and has the swing fulcrum as the center of curvature. Arc-shaped guy The leg link is connected to the support member so as to be swingable about the center of curvature of the guide rail, and the actuator includes the first link. The link is connected to a connecting rod that connects the first joint and the second link, and the distance reduction mechanism is coupled to a guide formed on the slider and to be movably engaged with the guide. consists of a second slider which is fixed to the front Symbol connecting rod, the distance of the second slider is retracted the connecting rod is driven by the actuator, thus from the second joint portion to the swing fulcrum walking assist device you and decreases the. 利用者を支持して利用者の荷重を伝達可能な支持部材と、揺動機構からなる第1関節部を介して前記支持部材に揺動支点を中心に揺動自在に連結されると共に、第1リンクと前記第1リンクに第2関節部を介して連結される第2リンクを有する脚リンクと、アクチュエータとを備え、前記アクチュエータを駆動して前記第1リンクと前記第2リンクを相対変位させて利用者の荷重の少なくとも一部を支持するアシスト力を生じさせて利用者の歩行を補助する歩行補助装置において、前記第2関節部を中心として前記第1リンクと第2リンクがなす角度が減少するにつれ、前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させる距離減少機構を備え、前記第1関節部は、前記支持部材に固定されて前記揺動支点を曲率中心とする円弧状のガイドレールと前記ガイドレールに移動自在に係合されるスライダとからなり、前記脚リンクは、前記ガイドレールの曲率中心を中心として揺動自在に前記支持部材に連結され、前記アクチュエータは、前記第1リンクにおいて前記第1関節部と前記第2リンクを連結する連結ロッドに接続されると共に、前記距離減少機構は、前記スライダと前記連結ロッドを移動自在に連結するリンク機構からなり、前記リンク機構を前記アクチュエータで駆動して前記連結ロッドを後退させ、よって前記第2関節部から前記揺動支点までの距離を減少させることを特徴とする歩行補助装置。 A support member capable of supporting a user and transmitting a user's load and a first joint portion including a swing mechanism are connected to the support member so as to be swingable about a swing fulcrum. A leg link having a first link and a second link connected to the first link via a second joint, and an actuator, and driving the actuator to relatively displace the first link and the second link An angle formed by the first link and the second link with the second joint portion as a center in a walking assist device that assists the user's walking by generating an assist force that supports at least a part of the user's load. A distance reducing mechanism for reducing the distance from the second joint portion to the swing fulcrum as the angle decreases, wherein the first joint is fixed to the support member and has the swing fulcrum as the center of curvature. Arc-shaped guy The leg link is connected to the support member so as to be swingable about the center of curvature of the guide rail, and the actuator includes the first link. The link is connected to a connecting rod that connects the first joint portion and the second link, and the distance reduction mechanism includes a link mechanism that movably connects the slider and the connecting rod. It said driven by the actuator retracting the connecting rod, thus walking assist device you and decreases the distance from the second joint portion to the swing fulcrum.
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