JP5516176B2 - Signal transmitter / receiver - Google Patents
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Description
本発明は、ユーザの歩行を補助する歩行補助装置の技術分野に関し、特に人体に取り付けられる信号送受信装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of a walking assistance device that assists a user's walking, and more particularly to a technical field of a signal transmission / reception device attached to a human body.
従来から、人体に微弱な電界を印加することで通信を行う人体通信が知られている。例えば特許文献1には、人体(腕)に取り付けられた送信器と受信器により人体通信を行う技術が開示されている。特許文献1の図1(本願の図7)に示すように、送信器14には、信号発生器16、及び1対の電極18,20が含まれている。信号発生器16は、これらの電極18,20間において電圧を変動させる被変調信号を発生する。電極(送信電極)18は、人体10に密接に容量結合され、電極の電位から生じる電界によって、変位電界が人体10に送られるようになっている。一方、受信器22には、1対の電極24,26、及び検出器28が含まれている。電極(受信電極)24は、人体10に密接に容量結合されており、人体10から送られてくる変位電界が、該電極24に送られるようになっている。該電界は、さらに、検出器28を通って、アース(グランド)11に容量結合されたもう一方の電極26に流れ、アース11を通じて送信器14に戻され、電界の経路が完成するようになっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, human body communication that performs communication by applying a weak electric field to a human body is known. For example,
上述した人体通信は、様々な分野で適用可能であるが、例えば、膝疾患患者のリハビリ分野で用いられる歩行補助装置(例えば、本出願人が過去に出願した膝関節運動補助装置(特願2008−231777))に適用すると効果的である。その理由は以下の通りである。歩行補助装置の操作を装着者自身で行う場合、歩行補助装置の動作の開始及び停止は、人体に装着された操作部で行う必要がある。しかし、リハビリ歩行状態においては、装着者の操作する手は、平行棒や杖を掴んでいる場合が多く、緊急時には操作部を操作して対応することが困難であるという問題がある。他方、歩行補助装置と操作部とを有線(例えば通信ケーブル)又は無線(例えば、近距離無線通信)により接続して、歩行補助装置を外部から操作することも可能である。しかし、この場合、装着者以外の監視者が、常時、装着者の歩行状態を監視する必要があるが、当該監視者は装着者の転倒の兆候を確認すると、歩行補助装置の動作の停止よりも、装着者の体の支えが優先され、当該動作の停止が遅れるという問題がある。また、歩行補助装置と操作部とを通信ケーブルにより接続する場合、当該ケーブルが歩行の妨げになるという問題があり、歩行補助装置と操作部を無線により接続する場合、医療現場であるリハビリ室での使用には制限があるという問題がある。 The above-described human body communication can be applied in various fields. For example, a walking assist device used in the rehabilitation field of knee disease patients (for example, a knee joint motion assist device (Japanese Patent Application No. 2008) filed in the past by the present applicant). -231777)) is effective. The reason is as follows. When the operation of the walking assist device is performed by the wearer himself, it is necessary to start and stop the operation of the walking assist device with the operation unit mounted on the human body. However, in the rehabilitation walking state, the hand operated by the wearer often holds a parallel bar or a cane, and there is a problem that it is difficult to handle the operation unit in an emergency. On the other hand, it is also possible to connect the walking assistance device and the operation unit by wire (for example, communication cable) or wireless (for example, short-range wireless communication), and operate the walking assistance device from the outside. However, in this case, it is necessary for a monitor other than the wearer to constantly monitor the walking state of the wearer. However, there is a problem that the support of the wearer's body is given priority and the stop of the operation is delayed. In addition, when the walking assist device and the operation unit are connected by a communication cable, there is a problem that the cable interferes with walking, and when the walking assist device and the operation unit are connected wirelessly, in a rehabilitation room that is a medical site. There is a problem that the use of is limited.
人体通信を歩行補助装置に適用すれば、上記問題を解消することが可能であると考えられる。たとえば、歩行補助のために使用される棒状ツールに操作用のスイッチを設け、歩行補助装置を装着した装着者が棒状ツールに触れると歩行補助装置の動作開始等の通信を行い、装着者が棒状ツールを離し、または他のスイッチを使用することで歩行補助装置の動作が中断する人体通信を利用した歩行補助装置が考えられる。 If human body communication is applied to a walking assist device, it is considered that the above problem can be solved. For example, a switch for operation is provided on a bar-shaped tool used for walking assistance, and when the wearer wearing the walking assist device touches the bar-shaped tool, communication such as the start of operation of the walking assist device is performed, and the wearer A walking assistance device using human body communication in which the operation of the walking assistance device is interrupted by releasing the tool or using another switch is conceivable.
しかしながら、従来の人体通信用の送信器を棒状ツール等に装着すると、歩行補助装置を装着した患者は補助手段である棒状ツールを頼りに歩行するために、送信器の全体を手で握り締めることがあり、送信器の電極部を完全に覆い、通信が不可能となる場合が想定される。 However, when a conventional transmitter for human body communication is mounted on a bar-shaped tool or the like, a patient who is equipped with a walking assist device may walk on the bar-shaped tool as an auxiliary means, so that the entire transmitter can be clamped by hand. Yes, it is assumed that the electrodes of the transmitter are completely covered and communication is impossible.
そこで、本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、安価かつ簡易な構成で、安定した動作を可能とする歩行補助装置用の信号送受信装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such a point, and an object thereof is to provide a signal transmission / reception device for a walking assist device that enables stable operation with an inexpensive and simple configuration.
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、利用者の膝関節を屈曲及び伸展させるリンク機構部と、前記リンク機構部を動作させるための駆動モータと、予め記憶された歩行パターンに基づいて前記駆動モータを回転制御する回転制御手段と、を備えた歩行補助装置を制御するために、信号を送受信する信号送受信装置であって、人体に接触可能な送信電極と、前記送信電極が前記人体に接触された場合に信号を送信する信号送信手段と、を有する送信部と、前記人体に接触可能な受信電極と、前記信号送信手段から送信された前記信号が前記受信電極を介して受信される信号受信手段と、を有する受信部と、を備え、前記送信電極と前記信号送信手段とは、所定距離以上離れていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の信号送受信装置において、請求項1に記載の信号送受信装置において、前記送信部の信号送信手段は、前記信号を変調して送信する変調器を有し、前記受信部は、前記受信電極によって前記変調器から前記送信電極を通じて送信されてきた前記信号を復調する復調器とを有することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the signal transmitting / receiving apparatus according to the first aspect, in the signal transmitting / receiving apparatus according to the first aspect, the signal transmitting means of the transmitting unit modulates and transmits the signal. The receiving unit includes a demodulator that demodulates the signal transmitted from the modulator through the transmission electrode by the reception electrode.
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の信号送受信装置において、前記信号送受信装置は、前記送信電極が人体に接触すると前記歩行補助装置の動作を開始させ、前記送信電極が人体から離れると前記歩行補助装置の動作を停止させることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the signal transmission / reception device according to the first or second aspect, the signal transmission / reception device starts an operation of the walking assistance device when the transmission electrode contacts a human body, and the transmission electrode When the user moves away from the human body, the operation of the walking assistance device is stopped.
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3の何れかに記載の信号送受信装置において、
前記送信電極はシート状であり、前記信号送信手段には他の道具へ装着されるための接着部材が装着されていることを特徴とする信号送受信装置。
The invention according to claim 4 is the signal transmitting / receiving apparatus according to any one of
The signal transmission / reception apparatus according to
請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4の何れかに記載の信号送受信装置において、前記送信電極と前記信号送信手段は、前記歩行補助装置を利用する前記利用者が使用する、歩行補助用の棒状部材に備えられることを特徴とする。
The invention according to
本発明によれば、リハビリのための歩行補助装置である装着型の歩行アシストロボットを使用する場合に、歩行補助用の棒状部材である棒状ツールに備えられた電極部を握るか、触れることで、使用者が人体通信を意識することなく人体通信が成立し、使用者自身が歩行アシストロボットの動作を開始させることが可能になる。また、使用者が棒状ツールの電極部から手を離すことで、使用者自身が歩行アシストロボットの動作を停止させることが可能になる。さらに、既存の歩行補助用の棒状ツールに電極部を巻き付けるようにし、送信電極を除くその他の送信部を棒状ツールのその他の部分に取り付け、受信部を使用者の体に固定するだけで、人体通信が可能になるので、装置全体の構成を安価にすることが可能になる。 According to the present invention, when a wearable walking assist robot that is a walking assist device for rehabilitation is used, by gripping or touching an electrode portion provided in a rod-shaped tool that is a rod-shaped member for assisting walking. The human body communication is established without the user being aware of the human body communication, and the user himself / herself can start the operation of the walking assist robot. Further, when the user releases his / her hand from the electrode part of the bar-shaped tool, the user himself / herself can stop the operation of the walking assist robot. In addition, the electrode part is wrapped around an existing walking aid rod-shaped tool, the transmitter other than the transmitter electrode is attached to the other part of the rod-shaped tool, and the receiver is fixed to the user's body. Since communication is possible, the overall configuration of the apparatus can be reduced.
近年、足に障害のあるユーザの歩行を正常歩行に近づけることが可能な歩行補助装置が提供されている。このような歩行補助装置は強制的にユーザの足を適正な歩行パターンで動かすため、ユーザに適正な歩行パターンを意識させつつ、障害のある足の歩行状態を正常な歩行状態へ近づけることができる。このような歩行補助装置の駆動を開始および停止させるスイッチとして使用される信号送受信装置について詳細に以下に説明する。 2. Description of the Related Art In recent years, walking assistance devices that can make a walking with a user with a foot disorder closer to a normal walking have been provided. Since such a walking assist device forcibly moves the user's foot in an appropriate walking pattern, the walking state of a disabled foot can be brought close to a normal walking state while making the user aware of the appropriate walking pattern. . A signal transmission / reception device used as a switch for starting and stopping the driving of the walking assist device will be described in detail below.
図1は、本実施形態に係る信号送受信装置の概要構成例を示す図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration example of a signal transmission / reception apparatus according to the present embodiment.
図1に示すように、本実施形態に係る信号送受信装置Sは、送信部1及び受信部2を備えて構成されている。送信部1の送信電極11は例えば歩行補助用の棒状部材である棒状ツールに装着され、歩行者の手で握られる。また、送信部1の変調器12および送信側データ処理部13は、例えば送信電極11と離れた位置で歩行補助用の棒状部材である棒状ツールに装着される。受信部2は例えば当該歩行者の体の腰などの所定位置に装着される。
As shown in FIG. 1, the signal transmission / reception apparatus S according to this embodiment includes a
送信電極11と変調器12および送信側データ処理部13とは、歩行者の一方の手で全体が覆われない程度に離して棒状ツールに装着される。
The
送信部1は、送信電極11、信号送信手段としての変調器12および送信側データ処理部13、及び電池(図示せず)を有する。
The
送信電極11は、人体に接触可能となっている。例えば、人が送信電極11を手で握ることで、送信電極11が人体に接触される。なお、送信電極11の人体への接触は、人が送信電極11を手で持つことに限定されるものではなく、人体の一部が送信電極11に接触するものであってもよい。また、送信電極11と人体との間に、衣服、ハンカチ、タオル等の絶縁体などが存在してもよい。
The
送信側データ処理部13は、CPU及び不揮発性メモリ(データ及びプログラムを記憶)等からなり、受信部2に送信すべきデジタル信号を変調器12に出力する。
The transmission-side
変調器12は、送信側データ処理部13からのデジタル信号を所定の変調方式(ASK(Amplitude shift keying)を用いた変調方式)で変調するものであり、送信電極11が人体に接触された場合に、上記変調した変調信号を、送信電極11から歩行補助装置を装着した利用者および受信電極211の電極表面を介して受信部2に送信するようになっている。
The
送信部1の仕様の一例として、搬送周波数は3MHz、変調方式は100%ASKであってもよい。また送信コードの一例として、送信ボーレート9600bps、データ長8ビット、パリティ無し、ストップビット1ビットであってもよい。
As an example of the specification of the
なお、送信部の仕様および送信コードの仕様は任意に定めることが可能である。 The specification of the transmitter and the specification of the transmission code can be arbitrarily determined.
送信電極11が手などの人体の一部に接触すること、または、送信電極11が手などの人体の一部に接触し、かつ、歩行補助装置を装着した利用者若しくは補助者が操作できる図示しないその他のスイッチがON状態になることにより連続送信をしてもよい。
The
また、送信部1は、送信電極11が歩行補助装置を装着した利用者の手などの人体の一部から離れることによって連続送信を停止する。または、歩行補助装置を装着した利用者または補助者が操作できる図示しないその他のスイッチを操作してスイッチがOFF状態になることにより送信部1の連続送信を停止してもよい。
Moreover, the
電池は、変調器12及び送信側データ処理部13に対して電力を供給するものである。
The battery supplies power to the
電池の仕様の一例として、電池から供給される電源電圧は3Vであってもよく、この場合には、送信電極11端の出力電圧振幅は3Vppパルスであってもよい。
As an example of the specification of the battery, the power supply voltage supplied from the battery may be 3V. In this case, the output voltage amplitude at the end of the
受信部2は、受信電極211、コイルセンサ212、復調器22、受信側データ処理部23、及び電池(図示せず)を有する。
The receiving
受信電極211は、人体側に受信電極面が向けられるにようになっている。例えば、受信部2が人体の所定位置(例えば、腕や腰等に)装着されることで、受信電極211が衣服を介して人体に接触される。コイルセンサ212は、受信電極211で受信された電界の変化を検出し、電磁誘導により誘導された電流変化を復調器22に出力する。
The receiving
復調器22は、コイルセンサ212により受信された電流変化である変調信号を復調し、受信側データ処理部23に出力する。
The
受信側データ処理部23は、CPU及び不揮発性メモリ(データ及びプログラムを記憶)等からなり、復調器22により復調された信号を入力し当該信号に応じた情報処理を実行する。例えば、歩行補助装置の動作を開始させる開始信号を発生させ、歩行補助装置が駆動を開始する。
The reception-side data processing unit 23 includes a CPU, a nonvolatile memory (stores data and programs), etc., and receives a signal demodulated by the
電池は、復調器22及び受信側データ処理部23に対して電力を供給するものである。
The battery supplies power to the
図2は、本実施形態に係る信号送受信のメカニズムを示す概念図である。図2(A)は、送信部1の送信電極11が手に握られて人体に接触されている場合の例であり、図2(B)は、送信部1の送信電極11が人体から離れている場合の例である。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a signal transmission / reception mechanism according to the present embodiment. FIG. 2A shows an example in which the
図2(A)の場合、送信部1の送信電極11が手に握られて人体Hに接触することで人体Hを介した信号経路が完成するようになっており、これにより、人体を介した電界変化を利用して信号の送受信(以下、「ボディエリア通信」と称する)が行われ、ボディエリア通信がON状態になる。このボディエリア通信がON状態において、リハビリのための歩行補助装置である装着型の歩行アシストロボットを装着した利用者が図示しないスイッチをON状態にすることで、送信部1から歩行アシストロボット用の制御信号が送出されて、歩行アシストロボットが動作し、利用者はリハビリを受けることができる。
In the case of FIG. 2A, the signal path through the human body H is completed when the
なお、図示しないスイッチを設けずに、ボディエリア通信がON状態になれば、歩行アシストロボットを動作させるための制御信号が送出されるように構成してもよい。 In addition, without providing a switch (not shown), if body area communication is turned on, a control signal for operating the walking assist robot may be transmitted.
また、図2(A)の場合には、送信部1のグランドとグランドG間の容量C1と、人体HとグランドG間の容量C2と、受信部2のグランドとグランドG間の容量C3とがバランスすることにより、ボディエリア通信が可能となるが、これは従来技術となるので本実施形態では詳細については省略する。
2A, the capacitance C1 between the ground of the
また、図2(B)の場合、送信部1の送信電極11が人体から離れることで信号の経路が切断され、ボディエリア通信がOFF状態になる。すなわち、送信電極11から受信電極212に至る信号経路が切断されるので、歩行アシストロボットは動作を停止する。
In the case of FIG. 2B, when the
ボディエリア通信がOFF状態になると、受信側データ処理部23は、送信側データ処理部13から信号が伝送されなくなるので、信号が伝送されなくなったことを検知して、歩行アシストロボットの動作を停させる。
When the body area communication is turned off, the receiving-side data processing unit 23 stops transmitting the signal from the transmitting-side
以上のように構成された信号送受信装置Sによれば、人体を介した電界の変化によって信号の送受信が行われるように構成したので、経路中の送信電極11と人体との接触がなくなることにより、容易に歩行補助装置の動作を停止させることができる。
According to the signal transmitting / receiving apparatus S configured as described above, since the signal is transmitted / received by the change of the electric field through the human body, the contact between the transmitting
また、図3は、本実施形態に係る信号送受信のメカニズムを示す他の概念図である。図3(A)は、送信部1の送信電極11が手に握られる代わりに人体の一部に接触されている場合の例であり、ボディエリア通信がON状態になっている。このボディエリア通信がON状態において、リハビリのための歩行補助装置である装着型の歩行アシストロボットを動作させるための制御信号が送出される。
FIG. 3 is another conceptual diagram showing a signal transmission / reception mechanism according to the present embodiment. FIG. 3A shows an example in which the transmitting
図3(B)は、送信電極11を含む送信部1の全体が手に握られて、ボディエリア通信がOFF状態になってしまう例を示している。図3(B)のように、送信電極11を含む送信部1の全体が手に握られてしまうと、図3(A)等に示されている送信部1のグランドとグランドG間の容量C1が発生しないために、容量C1と、人体HとグランドG間の容量C2と、受信部2のグランドとグランドG間の容量C3とがバランスすることができずに、ボディエリア通信ができなくなってしまう(ボディエリア通信がOFF状態)。
FIG. 3B shows an example in which the
したがって、本実施形態では図2に示すように、送信部1のグランドとグランドG間で容量C1が形性されるように、送信部1と送信電極11とは分離して構成される。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 2, the
(実施例)
次に、図4を参照して、本発明に係る信号送受信装置を歩行補助のために用いられる棒状ツール6に実装する場合について説明する。
(Example)
Next, with reference to FIG. 4, the case where the signal transmission / reception apparatus which concerns on this invention is mounted in the rod-shaped
図4(A)では、送信部1と送信電極11とは分離しており、送信部1と送信電極11とは、電気信号を送受信ができるケーブル等の線材4で接続されている。
In FIG. 4A, the
送信電極11は、棒状ツール6に巻き付けることが可能なようにシート状になっている。また、シート状の送信電極11は、樹脂等の包装部材で包装されていてもよく、シート状の送信電極11の裏面にはマジックテープ(登録商標)等の接着部材が貼られ、送信電極11が棒状ツール6に巻き付けられて固定できるようになっている。
The
ケーブル等の線材4に接続された送信部1には、シート状のマジックテープ等の接着部材5が接続され、シート状のマジックテープ等の接着部材5が棒状ツール6に巻き付けられることによって、送信電極11と同様に送信部1が棒状ツール6に固定できるようになっている。
An
図4(B)は、分離し、線材4に接続された送信部1と送信電極11とが棒状ツール6に取り付けられている状態が示されている。
FIG. 4B shows a state in which the
なお、シート状の送信電極11の裏面に貼られる接着部材5は、マジックテープに限られるわけではなく、棒状ツール6に巻き付けられることによって固定される任意の部材を使用することができる。
In addition, the
図5は、図4(B)で示された、棒状ツール6に巻き付けられることによって固定された送信電極11をリハビリをするユーザが手で握る様子を示し、および、送信部1、人体(ユーザ)、受信部2によって構成されるボディエリア通信がON状態になっていることを示す。
FIG. 5 shows a state in which the user who rehabilitates the
リハビリをするユーザは、リハビリのための歩行補助装置である装着型の歩行アシストロボットを装着し、ボディエリア通信がON状態で歩行アシストロボットが駆動されてリハビリを開始し、ユーザが手から送信電極11を離すことによって、ボディエリア通信がOFF状態となって歩行アシストロボットが停止する。 A rehabilitating user wears a wearable walking assist robot, which is a walking assist device for rehabilitation, starts rehabilitation by driving the walking assist robot with body area communication ON, and the user transmits electrodes from the hand. By releasing 11, the body area communication is turned off and the walking assist robot stops.
(実施例)
次に、図6を参照して、本発明に係る信号送受信装置を歩行補助装置に適用した場合の実施例について説明する。
(Example)
Next, with reference to FIG. 6, the Example at the time of applying the signal transmission / reception apparatus which concerns on this invention to a walking assistance apparatus is demonstrated.
図6は、人体に装着される歩行補助装置である歩行アシストロボットの一例を示す図である。 FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a walking assist robot that is a walking assist device attached to a human body.
図6に示すように、歩行補助装置Jは、操作部OP、駆動機構K、制御部CO、及び各種センサー(図示せず)等を備えて構成されている。 As shown in FIG. 6, the walking assistance device J includes an operation unit OP, a drive mechanism K, a control unit CO, various sensors (not shown), and the like.
操作部OPには、上述した送信電極11を除いた送信部1等が備えられている。なお、操作部OPに情報を表示する表示部を備えてもよい。また、操作部OPの各構成部分は、例えば同一ハウジング内に実装されてもよい。
The operation unit OP includes the
トグルスイッチ等の操作スイッチSWは、棒状ツール6の先端、または、操作部OPに設けられてもよい。
The operation switch SW such as a toggle switch may be provided at the tip of the bar-shaped
送信電極11と送信電極11を除く送信部1との距離を離すのは、送信電極11を含む送信部1が人の手によって握られ、送信部1全体が人の手によって覆われてしまうと、送信電極11から受信電極211へ信号が伝搬されなくなってしまうからである。
The reason why the
なお、送信電極11と、変調器12および送信側データ処理部13とは、歩行者の一方の手で全体が覆われない程度に離して棒状ツール6に装着される。
The
送信電極11が人により手で握られることで人体に接触されるようになっている。送信電極11は、樹脂等で絶縁被膜したシート状のものでもよい。なお、操作部OPは、例えば杖、棒、又は傘等のグリップ部分に仕込まれるものであってもよい。また、送信電極11は、杖や平行棒における、人の手の触れ易い位置に巻き付けられるようにしてもよい。
The
操作スイッチSWは、送信部1の送信側データ処理部13にケーブルで電気的に接続されており、人に押される度にオンとオフがトグルするようになっている。
The operation switch SW is electrically connected to the transmission side
そして、送信部1の送信側データ処理部13は、操作スイッチSWのオン状態を検出している間、駆動開始信号(例えば、データ長が8ビットのデジタル信号)を変調器12に出力(連続して出力)する。変調器12は、上述したように、送信電極11が人体に接触されている場合、送信側データ処理部13からの駆動開始信号を変調し、その変調信号を送信電極11の金属表面を介して受信部2に送信する。なお、送信部1の送信電極11が人体から離れると、上述したように、変調信号は変調器12から送信されなくなる。
Then, the transmission side
駆動機構Kは、人の両足の膝関節を屈曲及び伸展させるものである。駆動機構Kは、患者の上腿部に配置される上添え部101と、患者の膝部に配置される膝部連結部102と、患者の下腿部に配置される下添え部103と、を備える。上添え部101の腰側端部は、腰部連結部(図示せず)に回動可能に連結されている。また、上添え部101の膝側端部と下添え部103の膝側端部は、膝部連結部102により回動可能に連結されている。
The drive mechanism K is to flex and extend the knee joints of both human legs. The drive mechanism K includes an upper attachment portion 101 disposed on the patient's upper leg, a
膝部連結部102は、駆動モータ及び歯車群等を備えており、膝部連結部102における回転動作は、制御部COにより制御される。
The
制御部COには、上述した受信部2が備えられており、駆動機構K及び各種センサーと
ケーブルで電気的に接続されている。なお、制御部COに情報を表示する表示部を備えてもよい。制御部COの各構成部分は例えば同一ハウジング内に実装される。
The control unit CO is provided with the receiving
制御部COは、人体の腰部や上肢部に装着固定(例えば、ベルト等による)される。また、制御部COが備える受信部2の受信電極211は、例えば基板パターンで受信電極211の表面が人体に向けられるにように配置される。なお、受信電極211が人体から離れる傾向がある場合は、例えばベルトの裏面に導電性のシートや繊維を付加しておくと感度が上がる。また、制御部COを人の腹側に配置し、送信電極11との距離を短くすることで、感度を上げることができる。
The control unit CO is attached and fixed (for example, by a belt or the like) to the waist or upper limbs of the human body. In addition, the
そして、制御部COにおいて、受信部2の受信側データ処理部23は、受信電極211により受信され、コイルセンサ212で検知された電界変化を復調器23が復調した駆動開始信号を入力している間、駆動機構Kに対して駆動制御信号を出力することにより駆動機構Kを駆動制御する。例えば、制御部COにおける受信側データ処理部23が備える不揮発性メモリ(例えばフラッシュメモリ)には、当該歩行補助装置Jが装着される人の歩行パターンデータが記憶されている。そして、受信側データ処理部23は、当該歩行パターンデータを不揮発性メモリから取得し当該歩行パターンデータを用いて駆動機構Kを駆動制御する。より具体的には、受信側データ処理部23は、復調器23から駆動開始信号を受け付けると、上記歩行パターンデータに基づいて駆動モータの回転方向、回転速度など当該駆動モータを駆動制御するための駆動信号を生成(例えば、歩行パターンデータに示される歩行パターンにおける各時点の屈曲角度を微分して膝関節の角速度を算出し、当該角速度で駆動モータを回転させる駆動信号を生成)して、当該駆動信号を膝部連結部102における駆動モータに出力する。これにより駆動機構Kが駆動し、上記人は駆動機構Kにより補助されながら歩行することができる。ここで、歩行パターンデータとは、膝関節の屈曲角度の時系列的な変化に基づくデータである。また、通常、歩行パターンデータは一歩分であるため、一歩分の駆動信号が駆動モータに対して繰り返し出力されることになる。
In the control unit CO, the reception side data processing unit 23 of the
各種センサーには、人の膝関節の屈曲角度を検出する膝関節角度センサー、人の股関節の屈曲角度を検出する股関節角度センサー、人の体の傾きを検出する人体傾きセンサー、人の腿部の圧力を検出する腿部圧力センサー、人の脛部の圧力を検出する脛部圧力センサー、及び人の足底の圧力を検出する足底圧力センサーが含まれる。これらのセンサーにより検出されたデータは、制御部COに出力され不揮発性メモリに書き込まれる。こうして書き込まれたデータに基づき、当該人のリハビリ効果が確認され、歩行パターンデータが修正され、制御部COにより使用されることになる。 Various sensors include a knee joint angle sensor that detects the flexion angle of the human knee joint, a hip joint angle sensor that detects the flexion angle of the human hip joint, a human body tilt sensor that detects the tilt of the human body, A thigh pressure sensor that detects pressure, a shin pressure sensor that detects pressure on the human shin, and a sole pressure sensor that detects pressure on the human foot. Data detected by these sensors is output to the control unit CO and written to the nonvolatile memory. Based on the data thus written, the rehabilitation effect of the person is confirmed, the walking pattern data is corrected and used by the control unit CO.
なお、上記実施例によれば、棒状ツール6の外側に、送信電極11、送信部1、受信部2を設けるようにしたが、棒状ツール6の内側に設けるように構成することもできる(図示せず)。なお、この場合には、送信電極11、送信部1、受信部2を内蔵した棒状ツール6で、歩行補助装置としての認定が必要になる場合もある。
In addition, according to the said Example, although the
また、棒状ツール6には、平行棒、両杖、片杖、グリップ等を使用することもできる。
The bar-shaped
以上説明したように、上記実施例によれば、人体を介して電界変化の送受信が行われるように構成したので、歩行補助装置Jに対する干渉等が軽減され、より安定、且つ安全な動作を実現することができる。また、歩行補助装置Jの装着者自身がリハビリ歩行状態でも操作できる。また、歩行補助装置Jの装着者は、例えば転倒兆候が現れた場合、送信電極11を離すだけで歩行補助装置Jの停止や停止動作に移行できる。また、操作部OPと制御部CO間がケーブルで接続する必要がないので、歩行の妨げにならない。
As described above, according to the above-described embodiment, since the electric field change is transmitted and received through the human body, interference with the walking assist device J is reduced, and more stable and safe operation is realized. can do. Moreover, the wearer himself / herself of the walking assistance device J can operate even in the rehabilitation walking state. Moreover, the wearer of the walking assist device J can shift to the stop or stop operation of the walking assist device J only by releasing the
なお、上記実施例では、ボディエリア通信により操作部OPから制御部COに駆動開始信号を送信するように構成したが、その他の制御信号をボディエリア通信により操作部OPから制御部COに送信するように構成することもできる。 In the above embodiment, the drive start signal is transmitted from the operation unit OP to the control unit CO by body area communication. However, other control signals are transmitted from the operation unit OP to the control unit CO by body area communication. It can also be configured as follows.
また、上記実施例では、送信部1を操作部OPに組み込み、且つ受信部2を制御部COに組み込んで、操作部OPと制御部CO間で信号送受信を行う例について説明したが、その他の例として、例えば、送信部1に上述したセンサーを組み込み(或いは、センサー近
傍に送信部1を配置し)、且つ受信部2を制御部COに組み込んで、センサーにより検出された検出信号がボディエリア通信により送信部1から制御部COに送信されるように構成してもよい。
Further, in the above-described embodiment, the example in which the
更に、上記実施例においては、本発明に係る信号送受信装置を歩行補助装置に適用した場合の例について説明したが、本発明に係る信号送受信装置は、人に取り付けられるその他の種々の装置(例えば、人が乗って操作する一輪者等の乗り物)に対して適用可能である。 Furthermore, in the above-described embodiment, an example in which the signal transmission / reception device according to the present invention is applied to a walking assistance device has been described. It can be applied to a vehicle such as a single person who rides and operates.
1 送信部
2 受信部
11 送信電極
12 変調器
13 送信側データ処理部
22 復調器
23 受信側データ処理部
211 受信電極
S 信号送受信装置
OP 操作部
K 駆動機構
CO 制御部
J 歩行補助装置
DESCRIPTION OF
Claims (5)
ための駆動モータと、予め記憶された歩行パターンに基づいて前記駆動モータを回転制御
する回転制御手段と、を備えた歩行補助装置を制御するために、信号を送受信する信号送受信装置であって、
人体に接触可能な送信電極と、前記送信電極が前記人体に接触された場合に信号を送信する信号送信手段と、を有する送信部と、
前記人体に接触可能な受信電極と、前記信号送信手段から送信された前記信号が前記受信電極を介して受信される信号受信手段と、を有する受信部と、
を備え、
前記送信電極と前記信号送信手段とは、所定距離以上離れていることを特徴とする信号送受信装置。 A link mechanism for bending and extending a user's knee joint; a drive motor for operating the link mechanism; and a rotation control means for controlling the rotation of the drive motor based on a pre-stored walking pattern. A signal transmitting / receiving device for transmitting / receiving a signal in order to control the walking assist device provided,
A transmission unit comprising: a transmission electrode capable of contacting a human body; and a signal transmission unit configured to transmit a signal when the transmission electrode is in contact with the human body;
A receiving unit comprising: a receiving electrode that can contact the human body; and a signal receiving unit that receives the signal transmitted from the signal transmitting unit via the receiving electrode;
With
The signal transmitting / receiving apparatus, wherein the transmitting electrode and the signal transmitting means are separated by a predetermined distance or more.
前記送信部の信号送信手段は、前記信号を変調して送信する変調器を有し、
前記受信部は、前記受信電極によって前記変調器から前記送信電極を通じて送信されてきた前記信号を復調する復調器とを有することを特徴とする信号送受信装置。 The signal transmitting / receiving apparatus according to claim 1,
The signal transmission means of the transmission unit has a modulator that modulates and transmits the signal,
The signal transmission / reception apparatus, wherein the reception unit includes a demodulator that demodulates the signal transmitted from the modulator through the transmission electrode by the reception electrode.
前記信号送受信装置は、前記送信電極が人体に接触すると前記歩行補助装置の動作を開始させ、前記送信電極が人体から離れると前記歩行補助装置の動作を停止させることを特徴とする信号送受信装置。 The signal transmitting / receiving apparatus according to claim 1 or 2,
The signal transmission / reception device starts the operation of the walking assistance device when the transmission electrode contacts the human body, and stops the operation of the walking assistance device when the transmission electrode moves away from the human body.
前記送信電極はシート状であり、前記信号送信手段には他の道具へ装着されるための接着部材が装着されていることを特徴とする信号送受信装置。 The signal transmitting / receiving apparatus according to any one of claims 1 to 3,
The signal transmission / reception apparatus according to claim 1, wherein the transmission electrode has a sheet shape, and the signal transmission unit is provided with an adhesive member to be attached to another tool.
前記送信電極と前記信号送信手段は、前記歩行補助装置を利用する前記利用者が使用する、歩行補助用の棒状部材に備えられることを特徴とする信号送受信装置。 The signal transmitting / receiving apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The signal transmission / reception device, wherein the transmission electrode and the signal transmission means are provided on a walking assist rod member used by the user using the walking assistance device.
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