JP5494093B2 - 歩行補助装置 - Google Patents
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Description
14:大腿リンク
16:下腿リンク
18:足リンク
19:圧力センサ
20、22:回転ジョイント
30:モータ
40:コントローラ
42:メモリ
44:サーボアンプ
50:環境計測ユニット
52:レーザレンジファインダ
56:傾斜角センサ
58:角度センサ
Ak:目標膝関節角
As:傾斜角
GLend:着地軌道
h1、h2:高さオフセット
Pf:足予定位置
Pk:膝位置
Rk:膝−足間距離
Claims (3)
- ユーザの一方の脚に装着され、一方の脚の膝関節にトルクを加えるアクチュエータと、
一方の脚の大腿のピッチ軸周りの傾斜角を計測する傾斜角センサと、
進行方向に沿った前方の路面の起伏高さを計測する路面センサと、
路面センサのデータに基づいて、進行方向に沿った路面高さを示す路面線データを生成する環境計測ユニットと、
一方の脚の離地タイミングを検出する接地センサと、
一方の脚の離地タイミングからの経過時間に応じて変化する高さオフセットを記憶している記憶装置と、
アクチュエータを制御するコントローラと、を備えており、
コントローラは、次のステップ、即ち、
離地タイミングからの経過時間に応じた高さオフセットで路面線データを嵩上げした修正路面線データを生成する路面データ修正ステップと、
修正路面線上に足を位置させるという拘束条件と遊脚の大腿の傾斜角に基づいて目標膝関節角を決定する目標膝関節角決定ステップと、
ユーザの膝関節角が目標膝関節角に追従するようにアクチュエータを制御するサーボ制御ステップと、
を実行することを特徴とする歩行補助装置。 - 目標膝関節角決定ステップは、一方の脚の大腿の傾斜角に基づいて膝位置を特定するとともに、膝位置を中心として膝−足間距離を半径とする円弧が修正路面線と交わる足予定位置を決定し、膝位置と足予定位置を結ぶ直線と大腿の中心線がなす角度を目標膝関節角として決定することを特徴とする請求項1に記載の歩行補助装置。
- コントローラは、
傾斜角センサのデータに基づいて、遊脚時の大腿が前方揺動から後方揺動へ切り替わる切替タイミングを検知し、
目標膝関節角決定ステップでは、切替タイミング以降は、離地タイミングからの経過時間に関わらずに、大腿の後方への揺動角が大きくなるにつれて足予定位置が低下するように目標膝関節角を決定することを特徴とする請求項1または2に記載の歩行補助装置。
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