JP5703037B2

JP5703037B2 - Lower limb movement support device

Info

Publication number: JP5703037B2
Application number: JP2011008897A
Authority: JP
Inventors: 城垣内　剛; 剛城垣内; 藤本　弘道; 弘道藤本; 幾代松尾
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2031-01-19
Also published as: JP2012147944A

Description

本発明は、アクチュエータを用いて、人体の下肢の動作を支援する下肢動作支援装置に関する。 The present invention relates to a lower limb movement support device that supports an operation of a lower limb of a human body using an actuator.

従来、利用者に対して歩行動作などの脚部の運動を支援するために動作の推進力を外的に付与する動作支援装置が知られている。動作支援装置は、脚の筋力が落ちた人や脚を怪我した人など、自力歩行が困難な人の歩行を助けるためのほか、自らの許容を超える力がかかった場合など、自己の能力以上の脚力を与えることができるため、将来的には、工事現場などにおいての利用が期待されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an operation support device that externally applies a driving force for an operation to support a user's leg movement such as a walking operation. The motion support device is designed to help people who have difficulty walking on their own, such as those with weak leg muscles or injured legs. In the future, it is expected to be used at construction sites.

このような動作支援装置として、利用者の体幹に装着される体装着部と、装着状態において利用者の大腿、膝関節および下腿に対して非拘束状態に構成されるリンク部と、を備え、膝関節部駆動用アクチュエータにより利用者の体重の一部を支持する力を付与する肢体アシスト装置が知られている（例えば、特許文献１及び２参照。）。 As such an operation support device, it is provided with a body mounting portion that is mounted on the trunk of the user, and a link portion that is configured to be unconstrained with respect to the user's thigh, knee joint, and lower leg in the mounted state. In addition, there is known a limb assist device that applies a force for supporting a part of a user's weight by an actuator for driving a knee joint (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

これらの肢体アシスト装置は、利用者が自力で立位状態を維持したまま体装着部を臀部に取りつけ、先端の靴部に足を入れるように装着し、リンク部は、利用者の足に対して非拘束状態となっている。そして、利用者の下肢の動きを検出して、当該利用者の動きに合わせて膝関節、足首関節などをアクチュエータにより屈曲させる。 These limb assist devices attach the body mounting part to the buttocks while keeping the standing position by the user, and attach the foot part to the shoe part at the tip, and the link part is against the user's foot. Is in an unrestrained state. Then, the movement of the user's lower limb is detected, and the knee joint, ankle joint, and the like are bent by the actuator in accordance with the movement of the user.

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に記載の装置は、膝関節の屈曲動作及びそれに付随する股関節の前後屈曲動作には追従できるが、股関節全体の動きには追従することができなかった。 However, the devices described in Patent Document 1 and Patent Document 2 can follow the knee joint bending motion and the accompanying hip joint longitudinal bending motion, but cannot follow the entire hip joint motion.

また、体装着部とリンク部との連結に弾性変形する部材を用い、利用者の股関節の外転及び内転に追従することができる動作支援装置が知られている（例えば、特許文献３参照。）。 There is also known an operation support device that uses a member that elastically deforms to connect the body mounting portion and the link portion and can follow the abduction and adduction of the user's hip joint (see, for example, Patent Document 3). .)

特開２００５−２２０８５６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-220856 特開２００６−３３４２００号公報JP 2006-334200 A 特開２０１０−７５５４８号公報JP 2010-75548 A

しかし、特許文献３に記載の装置は、股関節の動きの自由度を与えているが、十分な自由度を与えるには至らなかった。すなわち、股関節は球関節であり、前後屈曲や内外転の他に、内外旋の動作が可能であるが、本装置はこの動作には追従できるように構成されていなかった。 However, the device described in Patent Document 3 provides a degree of freedom of movement of the hip joint, but does not provide a sufficient degree of freedom. In other words, the hip joint is a ball joint and can be operated in an internal / external rotation in addition to forward / backward bending and internal / external rotation. However, the present apparatus is not configured to follow this operation.

上記特許文献１から３の装置はいずれも、利用者の脚の側方に沿ってリンク部が取り付けられるため、装置の内外旋の動作が利用者の動作と対応しないという問題がある。すなわち、体幹部とリンク部との接続部分で内外旋できるように装置を構成すると、利用者の股関節との回転軸の位置にずれが存在するため、利用者の自由な動きが阻害されるという問題がある。 Since all of the devices disclosed in Patent Documents 1 to 3 are provided with a link portion along the side of the user's leg, there is a problem that the internal / external rotation of the device does not correspond to the user's operation. In other words, if the device is configured so that it can be rotated in and out at the connecting portion between the trunk and the link portion, there is a shift in the position of the rotation axis with the user's hip joint, so that the user's free movement is hindered. There's a problem.

本発明の目的は、これらの課題に鑑みてなされたもので、利用者の股関節の動きに対する自由度を高め、股関節の旋回動作にも追従可能な下肢動作支援装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a lower limb movement support device that is made in view of these problems and that increases the degree of freedom of a user's hip joint movement and can follow the turning movement of the hip joint.

本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成の下肢動作支援装置を提供する。 In order to solve the above technical problem, the present invention provides a lower limb motion support device having the following configuration.

本発明の第１態様の下肢動作支援装置によれば、利用者が着座するサドル部を備え、前記利用者の体幹に装着される体装着部と、
前記利用者の大腿、膝関節及び下腿に沿って延伸し、前記大腿、膝関節及び下腿に対して非拘束状態となるように前記体装着部に連結され、大腿リンク部と下腿リンク部とが膝関節部を介して連結された脚リンク部と、
前記脚リンク部と連結され、前記利用者の足を載置固定する足載置部と、
前記大腿リンク部又は前記下腿リンク部に設けられ、前記脚リンク部の延伸方向を軸として回転する旋回関節部と、
を備えることを特徴とする。 According to the lower limb movement assisting device of the first aspect of the present invention, the body mounting portion includes a saddle portion on which a user is seated, and is mounted on the trunk of the user.
It extends along the user's thigh, knee joint and lower leg, and is connected to the body mounting part so as to be in an unrestrained state with respect to the thigh, knee joint and lower leg, and the thigh link part and the lower leg link part are A leg link connected through the knee joint,
A foot placement portion connected to the leg link portion and placing and fixing the user's foot;
A swivel joint provided in the thigh link or the lower thigh link and rotating around the extending direction of the leg link;
It is characterized by providing.

本発明の第２態様の下肢動作支援装置によれば、上記第１態様の下肢動作支援装置において、さらに、前記体装着部と前記下腿リンク部に接続され、前記大腿リンク部に沿って配置されたスプリングを有し、前記大腿リンク部及び下腿リンク部が伸展する方向に付勢する付勢部材を備え、
前記旋回関節部は、前記大腿リンク部に設けられていることを特徴とする。 According to the lower limb motion support device of the second aspect of the present invention, in the lower limb motion support device of the first aspect, the limb motion support device is further connected to the body mounting portion and the crus link portion and arranged along the thigh link portion. An urging member that urges the thigh link portion and the crus link portion in a direction in which the thigh link portion and the crus link portion extend.
The swivel joint part is provided in the thigh link part.

本発明の第３態様の下肢動作支援装置によれば、上記第２態様の下肢動作支援装置において、前記大腿リンク部は、上部大腿部と下部大腿部とが前記旋回関節部を挟んで連結されて構成されており、前記上部大腿部は、前記下部大腿部内に部分的に挿入可能であって
前記旋回関節部は、
前記上部大腿部に外装して設けられ、前記下部大腿部内に挿入される滑り部材と、
前記上部大腿部の周囲に設けられ、前記下部大腿部の上端に当接するブッシュ部と、
を備えることを特徴とする。 According to the lower limb motion assisting device of the third aspect of the present invention, in the lower limb motion assisting device of the second aspect, the upper thigh and the lower thigh sandwich the swivel joint between the thigh link portion. The upper thigh can be partially inserted into the lower thigh, and the pivot joint is
A sliding member provided on the upper thigh and inserted into the lower thigh;
A bush portion provided around the upper thigh and abutting against an upper end of the lower thigh;
It is characterized by providing.

本発明の第１態様の下肢動作支援装置は、体装着部と足載置部が利用者に固定されているが、その一方で、脚リンク部及び膝関節部の部分は利用者と非拘束状態となっているため、旋回関節部を挟んだ両側の脚リンク部を旋回させやすい。また、本発明によれば、脚リンク部に旋回関節部を設けることにより、利用者の股関節の旋回動作に追従して脚リンク部を動かすことができる。すなわち、脚リンク部を旋回させるための機構を体装着部との連結部分ではなく脚リンク部の中間位置に設けることで、旋回動作を取りやすくすることができる。 In the lower limb motion support device according to the first aspect of the present invention, the body mounting portion and the foot placement portion are fixed to the user, while the leg link portion and the knee joint portion are not restricted to the user. Since it is in a state, it is easy to turn the leg link parts on both sides across the turning joint part. Moreover, according to this invention, a leg link part can be moved following a turning operation | movement of a user's hip joint by providing a turning joint part in a leg link part. That is, by providing a mechanism for turning the leg link part at an intermediate position of the leg link part instead of a connection part with the body mounting part, the turning operation can be easily performed.

また、本発明の第２態様の下肢動作支援装置によれば、大腿リンク部に旋回関節部を設けることにより、膝関節部が下腿リンク部と供に旋回する。このため、利用者の股関節の旋回による膝関節の屈曲の方向と膝関節部の屈曲の方向が変化することがなく、利用者の動作に追従させることができる。また、大腿リンク部に沿って設けられる付勢部材を構成するスプリングにより、旋回関節部の回転範囲が制限され、利用者の希望しない脚リンク部の旋回を防止することができる。 Further, according to the lower limb motion support device of the second aspect of the present invention, the knee joint part turns together with the lower leg link part by providing the turning joint part in the thigh link part. For this reason, the bending direction of the knee joint and the bending direction of the knee joint portion due to the turning of the user's hip joint do not change, and the user's movement can be followed. Moreover, the rotation range of a turning joint part is restrict | limited by the spring which comprises the biasing member provided along a thigh link part, and the turning of the leg link part which a user does not want can be prevented.

本発明の第３態様の下肢動作支援装置によれば、ブッシュ部の位置を調整することで上部大腿部の下部大腿部内への挿入長さを調整することにより、大腿リンク部全体の長さ調整を行うことができ、利用者の体格に対応させることができる。 According to the lower limb motion support device of the third aspect of the present invention, the length of the entire thigh link part is adjusted by adjusting the insertion length of the upper thigh part into the lower thigh part by adjusting the position of the bush part. Adjustments can be made and the user's physique can be accommodated.

本発明の第１実施形態に係る下肢動作支援装置の構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the leg operation | movement assistance apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図１の下肢動作支援装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the lower limb motion support device of FIG. 1. 図１の下肢動作支援装置の平面図である。FIG. 2 is a plan view of the lower limb motion support device of FIG. 1. 屈曲状態にある図１の下肢動作支援装置の側面図である。FIG. 2 is a side view of the lower limb movement support device in FIG. 1 in a bent state. 図１の下肢動作支援装置の部分拡大側面断面図である。It is a partial expanded side sectional view of the lower limb movement support device of FIG. 図１の下肢動作支援装置の部分拡大正面断面図である。It is a partial expanded front sectional view of the lower limb movement support device of FIG. 図１の下肢動作支援装置の部分拡大側面図である。FIG. 2 is a partially enlarged side view of the lower limb motion support device of FIG. 1. 図１の下肢動作支援装置の力センサの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the force sensor of the leg operation assistance apparatus of FIG. 図１の下肢動作支援装置の駆動制御部の機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram of a drive control unit of the lower limb motion support device of FIG. 1.

以下、本発明の一実施形態に係る下肢動作支援装置について、図面を参照しながら説明する。なお、位置、方向などに関する表現については、利用者の前後方向にＸ軸、左右方向にＹ軸、上下方向にＺ軸をとる。また、脚リンク部など、左右一対となるように設けられた部材において、左右の部材を区別する場合には利用者Ｐを基準として符号の末尾にＬ（左），Ｒ（右）を付し、左右の区別をしない場合には、Ｌ，Ｒを付さずに説明する。 Hereinafter, a lower limb motion support device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As for expressions related to position, direction, etc., the user's front-rear direction is the X axis, the left-right direction is the Y axis, and the vertical direction is the Z axis. In addition, in a member provided as a pair of left and right, such as a leg link portion, when distinguishing between the left and right members, L (left) and R (right) are appended to the end of the reference code based on the user P. When there is no distinction between left and right, explanation will be made without attaching L and R.

図１から図４は、本発明の実施形態に係る下肢動作支援装置の構成を示す図であり、図１は正面図、図２は側面図、図３は平面図、図４は屈曲状態にある側面図である。 1 to 4 are diagrams showing a configuration of a lower limb motion support device according to an embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a front view, FIG. 2 is a side view, FIG. 3 is a plan view, and FIG. FIG.

図１に示す下肢動作支援装置１は、体装着部１０、脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒ、足載置部５０Ｌ，５０ＲおよびバックパックＢＰを備えている。 A lower limb motion support device 1 shown in FIG. 1 includes a body mounting portion 10, leg link portions 20L and 20R, foot placement portions 50L and 50R, and a backpack BP.

（体装着部１０）
図１から図４に示すように、体装着部１０は、利用者Ｐの体幹に装着される部分である。体幹とは、利用者の肩、胸、背中、腹、腰および臀部を含む胴体部分を意味する。図に示すように、体装着部１０は、本体部１１、サドル部１２、サドル取り付け部１３、大腿関節部としてのアクチュエータ取付部１４Ｌ，１４Ｒ、固定ベルト部１５，１６Ｌ，１６Ｒを備えている。 (Body wearing part 10)
As shown in FIGS. 1 to 4, the body mounting part 10 is a part to be mounted on the trunk of the user P. The trunk means a torso portion including a user's shoulder, chest, back, abdomen, waist, and buttocks. As shown in the figure, the body mounting portion 10 includes a main body portion 11, a saddle portion 12, a saddle attachment portion 13, actuator attachment portions 14L and 14R as femoral joint portions, and fixed belt portions 15, 16L and 16R.

本体部１１は、利用者Ｐの背後から側方まで腰まわりに沿って装着されるＵ字形の部材であり、中央部分にサドル取り付け部１３を介してサドル部１２が設けられる。サドル部１２は、本体部の下方に設けられ、利用者Ｐが座った状態で本体部１１が利用者Ｐの背後に位置するように、サドル取り付け部１３によって取り付け位置を調整することができるようになっている。 The main body 11 is a U-shaped member that is mounted along the waist from the back to the side of the user P, and a saddle 12 is provided at the center via a saddle attachment 13. The saddle portion 12 is provided below the main body portion, and the mounting position can be adjusted by the saddle mounting portion 13 so that the main body portion 11 is located behind the user P while the user P is sitting. It has become.

本体部１１の左右両端には、脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒを接続するための部材であるアクチュエータ取付部１４Ｌ，１４Ｒが設けられている。アクチュエータ取付部１４Ｌ，１４Ｒは、後述する股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒ（図３参照）が設けられる。 Actuator mounting portions 14L and 14R, which are members for connecting the leg link portions 20L and 20R, are provided on the left and right ends of the main body portion 11, respectively. The actuator attachment portions 14L and 14R are provided with hip joint actuator units 60L and 60R (see FIG. 3) described later.

アクチュエータ取付部１４Ｌ，１４Ｒと本体部１１は、Ｘ軸方向に沿った第１股関節軸１８Ｌ，１８Ｒを介して接続されている。したがって、アクチュエータ取付部１４Ｌ，１４ＲはＸ軸周りに回転することができる。 The actuator mounting portions 14L, 14R and the main body 11 are connected via first hip joint shafts 18L, 18R along the X-axis direction. Therefore, the actuator attachment portions 14L and 14R can rotate around the X axis.

固定ベルト部１５，１６Ｌ，１６Ｒは、体装着部１０を利用者Ｐに固定するための部材であり、利用者Ｐの腹部に位置するバックル部１７に取り付けることで体装着部１０を固定する。固定ベルト部１５はサドル部１２の先端に接続され、固定ベルト部１６Ｌ，１６Ｒは本体部１１の左右方向に接続され、サドル部１２に座った利用者を３方向から固定する。 The fixing belt portions 15, 16 L, and 16 R are members for fixing the body mounting portion 10 to the user P, and fix the body mounting portion 10 by being attached to the buckle portion 17 located on the abdomen of the user P. The fixed belt portion 15 is connected to the front end of the saddle portion 12, and the fixed belt portions 16L and 16R are connected to the left and right directions of the main body portion 11 to fix the user sitting on the saddle portion 12 from three directions.

（脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒ）
図１乃至図７に示すように、脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒは、体装着部１０と足載置部５０Ｌ，５０Ｒとを複数の関節部を介して連結しており、利用者Ｐの脚（肢体）の外側部に沿うように設けられている。 (Leg links 20L, 20R)
As shown in FIGS. 1 to 7, the leg link portions 20L and 20R connect the body mounting portion 10 and the foot placement portions 50L and 50R through a plurality of joint portions, and the leg ( It is provided along the outer side of the limb.

本実施形態において、脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒは、アルミ製材料で構成されており、軽量で、利用者Ｐの体重及び装置自体の自重を支えることができる十分な強度を有する。なお、アルミ製材料の他に、軽量かつ十分な強度を有する材料、例えばカーボン材料などの他の材料から形成されていてもよい。 In the present embodiment, the leg link portions 20L and 20R are made of an aluminum material, are lightweight, and have sufficient strength to support the weight of the user P and the weight of the device itself. In addition to the aluminum material, it may be formed of a material that is lightweight and has sufficient strength, such as a carbon material.

脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒは、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒ、下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒを備えている。大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒの上端は、アクチュエータ取付部１４Ｌ，１４Ｒと接続されており、股関節部３１Ｌ，３１Ｒを構成する。また、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒの下端は、下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒと接続されており、膝関節部３２Ｌ，３２Ｒを構成する。 The leg link portions 20L and 20R include thigh link portions 30L and 30R and crus link portions 40L and 40R. The upper ends of the thigh link portions 30L and 30R are connected to the actuator mounting portions 14L and 14R, and constitute hip joint portions 31L and 31R. Further, the lower ends of the thigh link portions 30L and 30R are connected to the crus link portions 40L and 40R, and constitute knee joint portions 32L and 32R.

また、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒの中間位置には、旋回関節部３６Ｌ，３６Ｒが設けられており、旋回関節部３６Ｌ，３６Ｒを挟んで上方に設けられている上部大腿部３７Ｌ，３７Ｒと、下方に設けられている下部大腿部３８Ｌ，３８Ｒとに分断されている。旋回関節部３６Ｌ，３６Ｒは、上部大腿部３７Ｌ，３７Ｒと下部大腿部３８Ｌ，３８Ｒとの相対位置を、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒの延在方向に沿った軸（Ｚ軸方向）を中心として回転させるための関節である。下部大腿部３８Ｌ，３８Ｒは、下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒに連結されており、旋回関節部３６Ｌ，３６Ｒが回転することで膝関節部３２Ｌ，３２Ｒを含む下部大腿部３８Ｌ，３８Ｒより下の部分が一体として旋回する。 Further, turning joint portions 36L and 36R are provided at intermediate positions between the thigh link portions 30L and 30R, and upper thigh portions 37L and 37R provided above the turning joint portions 36L and 36R, It is divided into lower thighs 38L and 38R provided below. The swivel joint portions 36L and 36R have the relative positions of the upper thigh portions 37L and 37R and the lower thigh portions 38L and 38R centered on an axis (Z-axis direction) along the extending direction of the thigh link portions 30L and 30R. It is a joint for rotating as. The lower thigh portions 38L and 38R are connected to the lower thigh link portions 40L and 40R, and the lower thigh portions 38L and 38R including the knee joint portions 32L and 32R are rotated by the rotation joint portions 36L and 36R. The part turns as one.

股関節部３１Ｌ，３１Ｒは、利用者Ｐの股関節の外側に位置している。股関節部３１Ｌ，３１Ｒは、第２股関節軸１９Ｌ，１９Ｒを介して、Ｘ軸まわりに回動可能に連結している。 The hip joint portions 31L and 31R are located outside the hip joint of the user P. The hip joint portions 31L and 31R are connected via the second hip joint shafts 19L and 19R so as to be rotatable around the X axis.

大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒは、利用者Ｐの大腿の外側部に沿って延びるリンクである。上記の通り、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒの上端は、アクチュエータ取付部１４Ｌ，１４Ｒに連結されている。また、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒの下端は、膝関節部３２Ｌ，３２Ｒを構成する。 The thigh link portions 30L and 30R are links extending along the outer side of the user P's thigh. As described above, the upper ends of the thigh link portions 30L and 30R are connected to the actuator mounting portions 14L and 14R. Further, the lower ends of the thigh link portions 30L and 30R constitute knee joint portions 32L and 32R.

大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒの上端には、股関節駆動ギア３３Ｌ，３３Ｒが設けられている。股関節駆動ギア３３Ｌ，３３Ｒは、第２股関節軸１９Ｌ，１９Ｒを介してアクチュエータ取付部１４Ｌ，１４Ｒに連結され、第２股関節軸１９Ｌ，１９Ｒを中心として回転可能となっている。 Hip joint drive gears 33L and 33R are provided at the upper ends of the thigh link portions 30L and 30R. The hip joint drive gears 33L and 33R are connected to the actuator mounting portions 14L and 14R via the second hip joint shafts 19L and 19R, and are rotatable about the second hip joint shafts 19L and 19R.

また、股関節駆動ギア３３Ｌ，３３Ｒと股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒの出力軸は、無端ベルト３３ａＬ，３３ａＲで連動可能に構成されており、後述のように股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒが動作することで、大腿リンク部３０Ｌ，３０ＲがＹ軸を中心として回動する。 Further, the output shafts of the hip joint drive gears 33L and 33R and the hip joint actuator units 60L and 60R are configured to be interlocked by endless belts 33aL and 33aR, and the hip joint actuator units 60L and 60R operate as described later. The thigh link portions 30L and 30R rotate around the Y axis.

膝関節部３２Ｌ，３２Ｒは、利用者Ｐの膝関節の外側に位置し、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒと下腿リンク４０Ｌ，４０ＲとをＹ軸周りに回動可能に連結している。 The knee joint portions 32L and 32R are located outside the knee joint of the user P, and connect the thigh link portions 30L and 30R and the crus links 40L and 40R so as to be rotatable around the Y axis.

旋回関節部３６Ｌ，３６Ｒは、図５に示すように、上部大腿部３７Ｌ，３７Ｒの下端部分を、筒状の下部大腿部３８Ｌ，３８Ｒ内に部分的に挿入し、その軸方向に自由に回転可能に構成されている。旋回関節部３６Ｌ，３６Ｒは、アクチュエータによる駆動関節ではなく、利用者の脚の動きに応じて適宜変形するように構成されている。 As shown in FIG. 5, the swivel joint portions 36L and 36R are partially inserted into the cylindrical lower thigh portions 38L and 38R at the lower end portions of the upper thigh portions 37L and 37R, and are free in the axial direction. It is configured to be rotatable. The turning joint portions 36L and 36R are not drive joints by an actuator, and are configured to be appropriately deformed according to the movement of the user's leg.

旋回関節部３６Ｌ，３６Ｒは、上部大腿部３７Ｌ，３７Ｒの下端部分に外装される滑り部材８１と滑り部材８１の脱落を防止する固定部材８２とを備えた状態で、下部大腿部３８Ｌ，３８Ｒ内に挿入される。 The swivel joint portions 36L and 36R are provided with a sliding member 81 that is externally mounted on the lower ends of the upper thigh portions 37L and 37R and a fixing member 82 that prevents the sliding member 81 from falling off. It is inserted into 38R.

また、下部大腿部３８Ｌ，３８Ｒには、上部大腿部３７Ｌ，３７Ｒが抜けるのを防止するための抜け防止部材８３が設けられている。抜け防止部材８３は、上部大腿部３７Ｌ，３７Ｒの外径とほぼ同様の挿通孔８３ａが設けられており、上部大腿部３７Ｌ，３７Ｒに外装される滑り部材８１の上端を係止して上部大腿部３７Ｌ，３７Ｒが抜けるのを防止する。 Further, the lower thigh portions 38L and 38R are provided with removal preventing members 83 for preventing the upper thigh portions 37L and 37R from falling out. The slip-off preventing member 83 is provided with an insertion hole 83a that is substantially the same as the outer diameter of the upper thigh portions 37L and 37R, and locks the upper end of the sliding member 81 that is sheathed on the upper thigh portions 37L and 37R. The upper thighs 37L and 37R are prevented from falling out.

下部大腿部３８Ｌ，３８Ｒには、下部大腿部３８Ｌ，３８Ｒが下がりすぎないようにブッシュ部８４が設けられている。また、ブッシュ部８４と抜け防止部材８３との接触面には、クッション部材８５が設けられている。 The lower thigh portions 38L and 38R are provided with bush portions 84 so that the lower thigh portions 38L and 38R do not fall too much. A cushion member 85 is provided on the contact surface between the bush portion 84 and the slip-off preventing member 83.

図５に示す構成の旋回関節部３６Ｌ，３６Ｒは、ブッシュ部８４の取り付け位置を調整して、上部大腿部３７Ｌ，３７Ｒと下部大腿部３８Ｌ，３８Ｒとの挿入幅を適宜調整することで、利用者の体格に応じた脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒの長さ調整を行うことができる。また、滑り部材８１を設けることで、上部大腿部３７Ｌ，３７Ｒと下部大腿部３８Ｌ，３８Ｒとの回転摩擦を少なくすることができ、利用者の股関節の旋回運動を阻害することがない。 The swivel joint portions 36L and 36R having the configuration shown in FIG. 5 adjust the insertion position of the upper thigh portions 37L and 37R and the lower thigh portions 38L and 38R by adjusting the mounting position of the bush portion 84 as appropriate. The length of the leg link portions 20L and 20R can be adjusted according to the user's physique. Further, by providing the sliding member 81, rotational friction between the upper thigh portions 37L and 37R and the lower thigh portions 38L and 38R can be reduced, and the turning motion of the user's hip joint is not hindered.

なお、図５に示すように、滑り部材８１は、上部大腿部３７Ｌ，３７Ｒの挿入長さと同じか挿入長さよりも短く構成されている。滑り部材８１を挿入長さより短く構成することで、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒの長さを変化させることができる。すなわち、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒは、後述する付勢機構のスプリングにより、通常時はブッシュ部８４が抜け防止部材８３の上面に当接しているが、引っ張り応力が働くと滑り部材８１の上端が抜け防止部材８３に当接するまで伸張可能である。このように大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒを伸張可能に構成することで、後述する膝関節の伸展動作をよりスムーズに行う事ができる。 As shown in FIG. 5, the sliding member 81 is configured to be the same as or shorter than the insertion length of the upper thigh portions 37L and 37R. By configuring the sliding member 81 to be shorter than the insertion length, the length of the thigh link portions 30L and 30R can be changed. That is, in the thigh link portions 30L and 30R, the bush portion 84 is normally in contact with the upper surface of the slip-off preventing member 83 by a spring of an urging mechanism described later, but when the tensile stress is applied, the upper end of the sliding member 81 is It can be extended until it comes into contact with the removal preventing member 83. By configuring the thigh link portions 30L and 30R to be extendable in this way, the knee joint extension operation described later can be performed more smoothly.

下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒは、利用者Ｐの下腿の外側部に沿って延びるリンクである。下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒの上端は、膝関節部３２Ｌ，３２Ｒに連結されている。また、下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒの下端は、足首関節部４１Ｌ，４１Ｒを構成する。 The lower leg link portions 40L and 40R are links extending along the outer side of the lower leg of the user P. The upper ends of the lower leg links 40L, 40R are connected to the knee joints 32L, 32R. Further, the lower ends of the lower leg link portions 40L and 40R constitute ankle joint portions 41L and 41R.

大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒの下端には、膝関節部３２Ｌ，３２Ｒを構成する部材の一つである膝関節駆動ギア４２Ｌ，４２Ｒが設けられている。また、下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒの上端には、後述する付勢機構を構成する膝関節プーリ４３Ｌ，４３Ｒが固定されている。膝関節駆動ギア４２Ｌ，４２Ｒは、膝関節プーリ４３Ｌ，４３Ｒの中心位置に設けられている膝関節駆動軸に挿通されており、当該膝関節駆動軸を中心として大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒが駆動する。また、下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒの上端には、後述する膝関節アクチュエータユニット６１Ｌ，６１Ｒ（図２参照）が設けられている。 Knee joint drive gears 42L and 42R, which are one of the members constituting the knee joint portions 32L and 32R, are provided at the lower ends of the thigh link portions 30L and 30R. In addition, knee joint pulleys 43L and 43R constituting an urging mechanism described later are fixed to the upper ends of the lower leg link portions 40L and 40R. The knee joint drive gears 42L and 42R are inserted through knee joint drive shafts provided at the center positions of the knee joint pulleys 43L and 43R, and the thigh link portions 30L and 30R are driven around the knee joint drive shafts. . In addition, knee joint actuator units 61L and 61R (see FIG. 2), which will be described later, are provided at the upper ends of the lower leg links 40L and 40R.

膝関節駆動ギア４２Ｌ，４２Ｒは、後述する膝関節アクチュエータユニット６１Ｌ，６１Ｒ（図２参照）の出力軸と無端ベルト４２ａＬ，４２ａＲで連動可能に構成されており、後述のように股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒが動作することで、大腿リンク部３０Ｌ，３０ＲがＹ軸を中心として回動する。 The knee joint drive gears 42L and 42R are configured to be interlocked with output shafts of knee joint actuator units 61L and 61R (see FIG. 2), which will be described later, and endless belts 42aL and 42aR. When the 60R operates, the thigh link portions 30L and 30R rotate around the Y axis.

上記の通り、下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒに接続されている股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒが動作することで膝関節駆動ギア４２Ｌ，４２Ｒが回転し、結果として大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒが回転する。すなわち、股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒを動作させることで、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒと下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒがなす角度が変化する。 As described above, the knee joint drive gears 42L and 42R rotate by operating the hip joint actuator units 60L and 60R connected to the lower leg links 40L and 40R, and as a result, the thigh links 30L and 30R rotate. That is, by operating the hip joint actuator units 60L and 60R, the angles formed by the thigh link portions 30L and 30R and the crus link portions 40L and 40R are changed.

膝関節プーリ４３Ｌ，４３Ｒは、後述する付勢機構のスプリング３４Ｌ，３４Ｒに設けられているワイヤ４３ａＬ，４３ａＲを案内するためのものである。後述する大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒと下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒとの相対的な屈曲角度の変更時にワイヤ４３ａＬ，４３ａＲを巻き取ってスプリング３４Ｌ，３４Ｒを牽引することができるように構成されていればよく、膝関節プーリ４３Ｌ，４３Ｒの形状は、円板形状でなくてもよい。 The knee joint pulleys 43L and 43R are for guiding wires 43aL and 43aR provided on springs 34L and 34R of an urging mechanism described later. If it is configured so that the springs 34L and 34R can be pulled by winding the wires 43aL and 43aR when the relative bending angle between the thigh link portions 30L and 30R and the crus link portions 40L and 40R described later is changed. The shape of the knee joint pulleys 43L and 43R may not be a disc shape.

（付勢機構）
本実施形態に係る下肢動作支援装置は、膝関節によって連結された大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒと下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒが伸展する方向に付勢する付勢機構を備えている。付勢機構を構成する部材として、スプリング３４Ｌ，３４Ｒが設けられている。スプリング３４Ｌ，３４Ｒは、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒの前方側に略平行に設けられている。スプリング３４Ｌ，３４Ｒの上端は、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒの上端のスプリング固定部３５Ｌ，３５Ｒに設けられる。なお、付勢機構を構成する部材は、上記スプリング３４Ｌ，３４Ｒに限定されるものではなく、例えば、ワイヤ等によって付勢機構を構成してもよい。 (Biasing mechanism)
The lower limb motion support device according to the present embodiment includes an urging mechanism that urges the thigh link portions 30L and 30R and the crus link portions 40L and 40R connected by knee joints in the extending direction. As members constituting the urging mechanism, springs 34L and 34R are provided. The springs 34L and 34R are provided substantially parallel to the front side of the thigh link portions 30L and 30R. The upper ends of the springs 34L, 34R are provided at spring fixing portions 35L, 35R at the upper ends of the thigh link portions 30L, 30R. In addition, the member which comprises an urging | biasing mechanism is not limited to the said springs 34L and 34R, For example, you may comprise an urging | biasing mechanism with a wire etc.

スプリング固定部３５Ｌ，３５Ｒとスプリング３４Ｌ，３４Ｒとは、自在継手により連結されており、旋回関節部３６Ｌ，３６Ｒによる大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒの旋回時には、当該継手により膝関節部３２Ｌ，３２Ｒの旋回に応じてスプリング３４Ｌ，３４Ｒが傾き、旋回動作の支障とならないように構成されている。また、継手の可動範囲、すなわちスプリング３４Ｌ，３４Ｒの傾斜の程度を制限することで、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒの旋回の角度を制限することができる。 The spring fixing portions 35L and 35R and the springs 34L and 34R are connected by a universal joint. When the thigh link portions 30L and 30R are turned by the turning joint portions 36L and 36R, the knee joint portions 32L and 32R are turned by the joint. Accordingly, the springs 34L and 34R are inclined so as not to hinder the turning operation. Further, by limiting the movable range of the joint, that is, the degree of inclination of the springs 34L and 34R, the turning angle of the thigh link portions 30L and 30R can be limited.

また、スプリング３４Ｌ，３４Ｒの下端には、ワイヤ４３ａＬ，４３ａＲが接続されており、当該ワイヤ４３ａＬ，４３ａＲは膝関節プーリ４３Ｌ，４３Ｒに前方側から巻き回され固定されている。 Further, wires 43aL and 43aR are connected to the lower ends of the springs 34L and 34R, and the wires 43aL and 43aR are wound around and fixed to the knee joint pulleys 43L and 43R from the front side.

大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒと下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒが屈曲するように回動すると、下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒと供に一体として回転駆動する膝関節プーリ４３Ｌ，４３Ｒにワイヤ４３ａＬ，４３ａＲが巻き取られる。その結果として、スプリング３４Ｌ，３４Ｒが延伸する。したがって、スプリング３４Ｌ，３４Ｒによる復元力により、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒと下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒは伸長する方向に付勢される。 When the thigh link portions 30L, 30R and the crus link portions 40L, 40R are rotated so as to be bent, the wires 43aL, 43aR are wound around the knee joint pulleys 43L, 43R that are rotationally driven together with the crus link portions 40L, 40R. It is done. As a result, the springs 34L and 34R extend. Therefore, the thigh link portions 30L, 30R and the crus link portions 40L, 40R are biased in the extending direction by the restoring force of the springs 34L, 34R.

（足載置部５０Ｌ，５０Ｒ）
図１ないし図４に示すように、足載置部５０Ｌ，５０Ｒは、利用者Ｐの足（肢端）に装
着される部分である。図２に示すように、足載置部５０Ｌ，５０Ｒは、利用者が履いた専用の靴を固定する靴固定部５１Ｌ，５１Ｒと地面に接地する接地部５２Ｌ，５２Ｒを備えている。また、接地部５２Ｌ，５２Ｒと靴固定部５１Ｌ，５１Ｒとは、力センサ５３Ｌ，５３Ｒを介して接続されており、利用者の下肢の動作によって靴固定部５１Ｌ，５１Ｒに加えられた力を検知する。 (Foot placement part 50L, 50R)
As shown in FIGS. 1 to 4, the foot placement portions 50 L and 50 R are portions that are attached to the legs (limb ends) of the user P. As shown in FIG. 2, the foot placement parts 50L and 50R include shoe fixing parts 51L and 51R for fixing dedicated shoes worn by the user and grounding parts 52L and 52R for grounding to the ground. The grounding parts 52L, 52R and the shoe fixing parts 51L, 51R are connected via force sensors 53L, 53R, and detect the force applied to the shoe fixing parts 51L, 51R by the movement of the user's lower limbs. To do.

力センサ５３Ｌ，５３Ｒは、図８に示すような互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向の力とそれぞれの３軸方向のねじれα、β、γを一つのセンサで同時に計測するセンサである。力センサ５３Ｌ，５３Ｒとしては、たとえば、ミネベア株式会社の６軸力センサ「ＯＰＦＴシリーズ」などを使用することができる。力センサ５３Ｌ，５３Ｒは、基準部５４Ｌ，５４Ｒに対して作動部５５Ｌ，５５Ｒが連結した構成である。基準部５４Ｌ，５４Ｒは接地部５２Ｌ，５２Ｒに固定され、作動部５５Ｌ，５５Ｒには靴固定部５１Ｌ，５１Ｒが固定されているため、利用者の動作が直接的に作動部５５Ｌ，５５Ｒに基準部５４Ｌ，５４Ｒに対するＸ、Ｙ、Ｚの３軸方向の少なくとも１つの力及びα、β、γの３軸方向沿いのねじれを計測し、出力端子５６Ｌ，５６Ｒを通じて出力する。なお、力センサ５３Ｌ，５３Ｒに対するＸ、Ｙ、Ｚの３軸及びα、β、γの３軸方向沿いのねじれの座標軸は絶対的なものであり、センサの向きに応じて外部からみた軸の方向は変動する。 The force sensors 53L and 53R are sensors that simultaneously measure the forces in the three axial directions of X, Y, and Z orthogonal to each other and the twists α, β, and γ in the three axial directions as shown in FIG. is there. As the force sensors 53L and 53R, for example, a 6-axis force sensor “OPFT series” manufactured by Minebea Co., Ltd. can be used. The force sensors 53L and 53R are configured such that the operating parts 55L and 55R are connected to the reference parts 54L and 54R. Since the reference portions 54L and 54R are fixed to the grounding portions 52L and 52R, and the shoe fixing portions 51L and 51R are fixed to the operation portions 55L and 55R, the user's operation is directly related to the operation portions 55L and 55R. At least one force in the X, Y, and Z directions in the three axes in the portions 54L and 54R and a twist in the three axes in the directions of α, β, and γ are measured and output through the output terminals 56L and 56R. Note that the X, Y, and Z axes of the force sensors 53L and 53R and the torsional coordinate axes along the three axis directions of α, β, and γ are absolute, and the axis of the axis viewed from the outside according to the direction of the sensor. The direction varies.

接地部５２Ｌ，５２Ｒには、利用者Ｐの靴の外側に補強プレート５７Ｌ，５７Ｒが、設けられており、利用者Ｐの足の接地時に、接地部５２Ｌ，５２Ｒが受ける床反力を脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒに伝達可能な構造となっている。補強プレート５７Ｌ，５７Ｒの先端には、足首関節部４１Ｌ，４１Ｒを構成する足首関節ギア５８Ｌ，５８Ｒが設けられており、足載置部５０Ｌ，５０Ｒが一体として足首関節部４１Ｌ，４１Ｒを介して下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒに対する回転運動が可能な構成となっている。 Reinforcing plates 57L and 57R are provided on the outer sides of the shoes of the user P in the grounding parts 52L and 52R, and the floor reaction force received by the grounding parts 52L and 52R when the user P's feet are grounded is a leg link. The structure can be transmitted to the portions 20L and 20R. Ankle joint gears 58L and 58R constituting ankle joint portions 41L and 41R are provided at the distal ends of the reinforcing plates 57L and 57R, and the foot placement portions 50L and 50R are integrated with each other via the ankle joint portions 41L and 41R. It is the structure which can perform the rotational motion with respect to the lower leg link parts 40L and 40R.

足首関節部４１Ｌ，４１Ｒは、下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒと足載置部５０Ｌ，５０ＲとをＹ軸まわりに回動可能に連結している。この足首関節部４１Ｌ，４１Ｒは、下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒの下端に後方に突出して設けられたアクチュエータ取付部４４Ｌ，４４Ｒに設けられた足首関節アクチュエータユニット６２Ｌ，６２Ｒを備える。足首関節アクチュエータユニット６２Ｌ，６２Ｒの出力軸と足首関節ギア５８Ｌ，５８Ｒは、無端ベルト５８ａＬ，５８ａＲを介して連動可能に構成されており、足首関節アクチュエータユニット６２Ｌ，６２Ｒが動作することで、足載置部５０Ｌ，５０ＲがＹ軸を中心として回動する。 The ankle joint portions 41L and 41R connect the crus link portions 40L and 40R and the foot placement portions 50L and 50R so as to be rotatable around the Y axis. The ankle joint portions 41L and 41R include ankle joint actuator units 62L and 62R provided in actuator mounting portions 44L and 44R provided to protrude rearward from the lower ends of the lower leg link portions 40L and 40R. The output shafts of the ankle joint actuator units 62L and 62R and the ankle joint gears 58L and 58R are configured to be interlocked via endless belts 58aL and 58aR, and the foot joint actuator units 62L and 62R are operated to operate the footrest. The placement portions 50L and 50R rotate around the Y axis.

（アクチュエータユニット）
図１ないし図４に示すように、本実施形態に係る下肢動作支援装置は、アクチュエータユニットとして、股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒ、膝関節アクチュエータユニット６１Ｌ，６１Ｒ、足首関節アクチュエータユニット６２Ｌ，６２Ｒを備えている。 (Actuator unit)
As shown in FIGS. 1 to 4, the lower limb movement support device according to the present embodiment includes hip joint actuator units 60L and 60R, knee joint actuator units 61L and 61R, and ankle joint actuator units 62L and 62R as actuator units. Yes.

それぞれのアクチュエータユニットは、電動モータおよび減速機を備え、電動モータの出力を減速機によって減速し、動作対象となる各部材間の相対姿勢を変位させる。すなわち、アクチュエータユニットが、各関節部に回転トルクを付与し、駆動するためのアクチュエータである。 Each actuator unit includes an electric motor and a speed reducer, and the output of the electric motor is decelerated by the speed reducer, thereby displacing the relative posture between the members to be operated. In other words, the actuator unit is an actuator for applying rotational torque to each joint portion and driving it.

股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒの基部は、アクチュエータ取付部１４Ｌ，１４Ｒに固定されており、股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒの出力軸は、股関節駆動ギア３３Ｌ，３３Ｒの対向位置に配置されて、両者が無端ベルトで接続されている。すなわち、本実施形態に係る股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒは、アクチュエータ取付部１４Ｌ，１４Ｒと一体であり、その出力軸がＹ軸まわりに回動することによって、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒが体装着部１０に対してアクチュエータ取付部１４Ｌ，１４Ｒの第２股関節軸１９Ｌ，１９Ｒを軸としてＹ軸まわりに回動する。股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒがトルクを発生していない状態では、アクチュエータ取付部１４Ｌ，１４Ｒの第２股関節軸１９Ｌ，１９Ｒは、その回転抵抗は非常に小さく、回動可能な状態となり、装着者Ｐの脚の振り出しに支障を来たさないようになっている。 The base portions of the hip joint actuator units 60L and 60R are fixed to the actuator mounting portions 14L and 14R, and the output shafts of the hip joint actuator units 60L and 60R are arranged at positions facing the hip joint drive gears 33L and 33R, and both are endless. Connected with a belt. In other words, the hip joint units 60L and 60R according to the present embodiment are integral with the actuator mounting portions 14L and 14R, and the output shaft rotates around the Y axis, whereby the thigh link portions 30L and 30R become the body mounting portion. 10 is rotated around the Y axis about the second hip joint shafts 19L, 19R of the actuator mounting portions 14L, 14R. In the state where the hip joint actuator units 60L and 60R do not generate torque, the second hip joint shafts 19L and 19R of the actuator mounting portions 14L and 14R have a very small rotational resistance and can be rotated. The leg is not disturbed.

なお、アクチュエータ取付部１４Ｌ，１４Ｒの第１股関節軸１８Ｌ，１８Ｒは、アクチュエータによる動作は行なわれず、利用者Ｐの自由に下肢の動作に応じて自由に回動することができる。したがって、利用者は、脚をＸ軸方向に開閉する動作については、束縛されることなく行なうことができる。 The first hip joint shafts 18L, 18R of the actuator mounting portions 14L, 14R are not operated by the actuator, and can freely rotate according to the operation of the lower limbs of the user P. Therefore, the user can perform the operation of opening and closing the leg in the X-axis direction without being restricted.

なお、股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒの取付関係は、前記したものに限定されない。また、第１股関節軸１８Ｌ，１８Ｒを中心としてアクチュエータ取付部１４Ｌ，１４Ｒを回動させるためのアクチュエータユニットをさらに備えていてもよい。 The mounting relationship between the hip joint actuator units 60L and 60R is not limited to that described above. Further, an actuator unit for rotating the actuator mounting portions 14L and 14R around the first hip joint shafts 18L and 18R may be further provided.

股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒには、エンコーダ（ロータリーエンコーダ、図９参照）７４Ｌ，７４Ｒが設けられている。このエンコーダ７４Ｌ，７４Ｒは、脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒのアクチュエータ取付部１４Ｌ，１４Ｒに対する相対位置に関するデータとして、股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒの回転角度を検出する。検出された回転角度は、制御部７０に出力される。 The hip joint units 60L and 60R are provided with encoders (rotary encoders, see FIG. 9) 74L and 74R. The encoders 74L and 74R detect the rotation angles of the hip joint actuator units 60L and 60R as data relating to the relative positions of the leg link portions 20L and 20R with respect to the actuator mounting portions 14L and 14R. The detected rotation angle is output to the control unit 70.

膝関節アクチュエータユニット６１Ｌ，６１Ｒは、下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒに設けられており、電動モータおよび減速機を備え、電動モータの出力を減速機によって減速し、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒと下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒとの相対姿勢を変位させる。すなわち、この膝関節アクチュエータユニット６１Ｌ，６１Ｒは、膝関節部３２Ｌ，３２Ｒを構成する膝関節駆動ギア４２Ｌ，４２Ｒに回転トルクを付与し、駆動するためのアクチュエータである。膝関節アクチュエータユニット６１Ｌ，６１Ｒの出力軸は、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒ下端に設けられている膝関節駆動ギア４２Ｌ，４２Ｒと無端ベルト４２ａＬ，４２ａＲを介して接続されている。 The knee joint actuator units 61L and 61R are provided in the lower leg links 40L and 40R, and include an electric motor and a speed reducer. The output of the electric motor is decelerated by the speed reducer, and the thigh link parts 30L and 30R and the lower leg link part. The relative posture with 40L and 40R is displaced. That is, the knee joint actuator units 61L and 61R are actuators for applying rotational torque to the knee joint drive gears 42L and 42R constituting the knee joint portions 32L and 32R to drive them. The output shafts of the knee joint actuator units 61L and 61R are connected to knee joint drive gears 42L and 42R provided at the lower ends of the thigh link portions 30L and 30R via endless belts 42aL and 42aR.

膝関節アクチュエータユニット６１Ｌ，６１Ｒには、図示しないエンコーダ（ロータリーエンコーダ，図９参照）が設けられている。このエンコーダは、脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒの挙動に関するデータとして、膝関節アクチュエータユニット６１Ｌ，６１Ｒの回転角度を検出する。検出された回転角度は、制御部７０に出力される。 The knee joint actuator units 61L and 61R are provided with an encoder (not shown) (rotary encoder, see FIG. 9). This encoder detects the rotation angle of the knee joint actuator units 61L and 61R as data relating to the behavior of the leg link portions 20L and 20R. The detected rotation angle is output to the control unit 70.

足首関節アクチュエータユニット６２Ｌ，６２Ｒは、下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒの下端に後方に突出して設けられたアクチュエータ取付部４４Ｌ，４４Ｒに設けられており、電動モータおよび減速機を備え、電動モータの出力を減速機によって減速し、下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒと足載置部５０Ｌ，５０Ｒの相対姿勢を変位させる。すなわち、この足首関節アクチュエータユニット６２Ｌ，６２Ｒが、足首関節部を構成する足首関節ギア５８Ｌ，５８Ｒに回転トルクを付与し、駆動するためのアクチュエータである。足首関節アクチュエータユニット６２Ｌ，６２Ｒの出力軸は、足載置部５０Ｌ，５０Ｒの上端に設けられている足首関節ギア５８Ｌ，５８Ｒと無端ベルト５８ａＬ，５８ａＲを介して接続されている。 The ankle joint actuator units 62L and 62R are provided in actuator mounting portions 44L and 44R provided to protrude rearward from the lower ends of the crus link portions 40L and 40R. The ankle joint actuator units 62L and 62R include an electric motor and a speed reducer, and output the electric motor. Deceleration is performed by the reduction gear, and the relative postures of the crus link portions 40L and 40R and the foot placement portions 50L and 50R are displaced. That is, the ankle joint actuator units 62L and 62R are actuators for applying rotational torque to the ankle joint gears 58L and 58R constituting the ankle joint portion to drive them. The output shafts of the ankle joint actuator units 62L and 62R are connected to the ankle joint gears 58L and 58R provided at the upper ends of the foot placement portions 50L and 50R via endless belts 58aL and 58aR.

足首関節アクチュエータユニット６２Ｌ，６２Ｒには、図示しないエンコーダ（ロータリーエンコーダ，図９参照）が設けられている。このエンコーダ７４Ｌ，７４Ｒは、下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒと足載置部５０Ｌ，５０Ｒとの相対位置の挙動に関するデータとして、足首関節アクチュエータユニット６２Ｌ，６２Ｒの回転角度を検出する。検出された回転角度は、制御部７０に出力される。 The ankle joint actuator units 62L and 62R are provided with an encoder (not shown) (rotary encoder, see FIG. 9). The encoders 74L and 74R detect the rotation angles of the ankle joint actuator units 62L and 62R as data related to the behavior of the relative positions of the crus link portions 40L and 40R and the foot placement portions 50L and 50R. The detected rotation angle is output to the control unit 70.

（バックパックＢＰ）
バックパックＢＰは、利用者Ｐが背負うものであり、制御部７０（図９参照）、制御プログラムなどを記録した記憶装置７１などおよびバッテリ（図示せず）などを収納している。 (Backpack BP)
The backpack BP is carried by the user P, and stores a control unit 70 (see FIG. 9), a storage device 71 in which a control program and the like are recorded, a battery (not shown), and the like.

バッテリは、力センサ５３Ｌ，５３Ｒ、股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒ、膝関節アクチュエータユニット６１Ｌ，６１Ｒ、足首関節アクチュエータユニット６２Ｌ，６２Ｒおよび制御部７０に電力を供給する。バッテリによる電力供給は、制御部７０によって制御される。 The battery supplies power to the force sensors 53L and 53R, the hip joint actuator units 60L and 60R, the knee joint actuator units 61L and 61R, the ankle joint actuator units 62L and 62R, and the control unit 70. The power supply by the battery is controlled by the control unit 70.

（駆動制御部）
図９に、本実施形態に係る下肢動作支援装置の駆動制御部の機能ブロック図を示す。図９に示すように、駆動制御部は、左右の脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒに設けられた力センサ５３Ｌ，５３Ｒからの出力信号及び各アクチュエータユニットに設けられているエンコーダからの位置情報を受けて、上述の３種類のアクチュエータユニットを動作させる。駆動制御部は、それぞれ左右の脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒを独立して動作制御を行なう。すなわち、右側の力センサ５３Ｒから構成される右側操作部７２Ｒから出力された情報は、右側のアクチュエータユニットから構成される右側駆動機構７３Ｒを動作させるための信号として用いられる。 (Drive control unit)
FIG. 9 is a functional block diagram of the drive control unit of the lower limb motion support apparatus according to the present embodiment. As shown in FIG. 9, the drive control unit receives the output signals from the force sensors 53L and 53R provided in the left and right leg link portions 20L and 20R and the position information from the encoders provided in each actuator unit. The three types of actuator units described above are operated. The drive control unit controls the operation of the left and right leg link units 20L and 20R independently. That is, information output from the right operation unit 72R configured by the right force sensor 53R is used as a signal for operating the right drive mechanism 73R configured by the right actuator unit.

なお、左右の力センサ５３Ｌ，５３Ｒからの出力信号は、利用者Ｐの左右の脚がどのような状態になっているかの予測は、左右の出力信号の双方に基づいて行なうようにしてもよい。例えば、連続した歩行動作において、右脚の動作を時系列的に分析して、同様に左足を動作させるように制御することも可能である。 Note that the output signals from the left and right force sensors 53L and 53R may predict the state of the left and right legs of the user P based on both the left and right output signals. . For example, in a continuous walking motion, the motion of the right leg can be analyzed in time series, and the left foot can be controlled to move similarly.

図９に示すように、本実施形態に係る下肢動作支援装置１の動作制御は、ＣＰＵなどから構成される制御部７０と協働する制御プログラム７１ａによって司られる。制御部７０及び制御プログラム７１ａには、たとえばＩＣチップなどを使用することができ、これらに力センサ５３Ｌ，５３Ｒからの検出が入力されることによって、駆動機構７３Ｌ，７３Ｒを駆動制御する。駆動機構７３Ｌ，７３Ｒに内包される各アクチュエータは、それぞれドライバを通じて制御部７０と接続され、制御部７０からの動作信号に基づいて動作する。 As shown in FIG. 9, the motion control of the lower limb motion support device 1 according to the present embodiment is governed by a control program 71a that cooperates with a control unit 70 composed of a CPU or the like. For example, an IC chip or the like can be used for the control unit 70 and the control program 71a, and the drive mechanisms 73L and 73R are driven and controlled by inputting detections from the force sensors 53L and 53R to these. Each actuator included in the drive mechanisms 73L and 73R is connected to the control unit 70 through a driver, and operates based on an operation signal from the control unit 70.

操作部７２Ｌ，７２Ｒに設けられている力センサ５３Ｌ，５３Ｒは、上記のとおりＸ，Ｙ，Ｚの３軸方向について正負方向の力とα，β，γ軸周りのねじりねじり力について検出し出力する。また、上記の通り、各アクチュエータユニットに設けられているエンコーダは、現在のアクチュエータユニットのモータの位置情報、すなわち、左右の脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒの形状に関する情報を出力する。 The force sensors 53L and 53R provided in the operation units 72L and 72R detect and output the force in the positive and negative directions and the torsional torsional forces around the α, β and γ axes as described above. To do. Further, as described above, the encoder provided in each actuator unit outputs the current position information of the motor of the actuator unit, that is, information related to the shapes of the left and right leg link portions 20L and 20R.

力センサ５３Ｌ，５３Ｒから出力された６つのベクトル検出信号Ｓｘ，Ｓｙ，Ｓｚ，Ｓα、Ｓβ、Ｓγ及びエンコーダからの位置情報Ｓｐは、制御部７０に入力され、それぞれ駆動機構に設けられている各アクチュエータを駆動する。 The six vector detection signals Sx, Sy, Sz, Sα, Sβ, Sγ output from the force sensors 53L, 53R and the position information Sp from the encoder are input to the control unit 70 and are respectively provided in the drive mechanism. Drive the actuator.

力センサ５３Ｌ，５３ＲのＸ軸に沿った方向の付勢力を検出したベクトル信号Ｓｘは、足載置部５０Ｌ，５０ＲをＸ軸方向に移動させるように必要なアクチュエータユニットを特定し、必要な動作を行なわせる。 The vector signal Sx, which has detected the urging force in the direction along the X axis of the force sensors 53L and 53R, identifies the actuator unit necessary to move the footrests 50L and 50R in the X axis direction and performs the necessary operation. To do.

力センサ５３Ｌ，５３ＲのＹ軸に沿った方向の付勢力を検出したベクトル信号Ｓｙは、足載置部５０Ｌ，５０ＲをＹ軸方向に移動させるように必要なアクチュエータユニットを特定し、必要な動作を行なわせる。ただし、本実施形態においては、Ｙ軸中心に回転する脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒの各関節の駆動軸は存在しないため、ベクトル信号Ｓｙが入力することによる動作は実質的には行なわれない。 The vector signal Sy that detects the urging force in the direction along the Y-axis of the force sensors 53L and 53R identifies the actuator unit that is necessary to move the footrests 50L and 50R in the Y-axis direction, and the necessary operation. To do. However, in the present embodiment, there is no drive shaft for each joint of the leg link portions 20L and 20R that rotates about the Y-axis, and therefore the operation due to the input of the vector signal Sy is not substantially performed.

力センサ５３Ｌ，５３ＲのＺ軸に沿った方向の付勢力を検出したベクトル信号Ｓｚは、足載置部５０Ｌ，５０ＲをＺ軸方向へ移動させるように必要なアクチュエータユニットを特定し、必要な動作を行なわせる。 The vector signal Sz that detects the urging force in the direction along the Z-axis of the force sensors 53L and 53R identifies the actuator unit that is necessary to move the footrests 50L and 50R in the Z-axis direction, and the necessary operation. To do.

力センサ５３Ｌ，５３ＲのＹ軸中心のねじり方向の付勢力を検出したベクトル信号Ｓβは、足載置部５０Ｌ，５０ＲをＹ軸中心に回転させるために、足首関節アクチュエータユニット６２Ｌ，６２Ｒを駆動させ、必要な動作を行なわせる。 The vector signal Sβ that detects the biasing force in the torsional direction about the Y-axis center of the force sensors 53L and 53R drives the ankle joint actuator units 62L and 62R to rotate the footrests 50L and 50R about the Y-axis. Let the necessary actions be performed.

本実施形態において、力センサ５３Ｌ，５３Ｒからの信号を受けて、どのアクチュエータユニットをどのように動作させるかについては、現在の脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒの相対位置に基づいて決定される。例えば、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒと下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒが、ほぼ伸張している状態において、Ｘ方向正の向きの力が入力された場合は、股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒを動作させると共に他のアクチュエータを停止させて、脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒを全体として前方に移動させる。 In the present embodiment, in response to signals from the force sensors 53L and 53R, which actuator unit is to be operated is determined based on the current relative position of the leg link portions 20L and 20R. For example, in the state where the thigh link portions 30L and 30R and the crus link portions 40L and 40R are substantially extended, when a positive force in the X direction is input, the hip joint units 60L and 60R are operated and the other And the leg link portions 20L and 20R are moved forward as a whole.

また、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒと下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒが屈曲し、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒが上がった状態（腿を上げた姿勢）においては、Ｘ方向正の向きの力が入力された場合、膝関節アクチュエータユニット６１Ｌ，６１Ｒを動作させて膝関節を伸張させる方向に移動させると共に股関節アクチュエータユニット６０Ｌ，６０Ｒを動作させて、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒを下げるように動作させる。 In addition, when the thigh link portions 30L and 30R and the lower thigh link portions 40L and 40R are bent and the thigh link portions 30L and 30R are raised (posture with the thigh raised), a positive force in the X direction is input. In this case, the knee joint actuator units 61L and 61R are operated to move the knee joint in the extending direction and the hip joint actuator units 60L and 60R are operated to operate the femoral link portions 30L and 30R to be lowered.

力センサの各ＸＹＺ軸を中心とするねじり方向の付勢力を検出したベクトル信号Ｓα、Ｓβ、Ｓγは、各アクチュエータを直接的に動作させる他に、利用者Ｐの下肢の状態がどのような状態であるかを検出するための補助的な信号としても用いられる。例えば、通常人間の下肢の足平は若干外側を向いているため、利用者が地面を踏み出す初期のタイミングにおいて、Ｚ軸方向のねじりが強く検出される。また、利用者の足平が地面を踏み出した直後においては、Ｙ軸方向のねじりが強く検出される。 The vector signals Sα, Sβ, and Sγ that detect the urging force in the torsional direction about each XYZ axis of the force sensor are used to directly operate each actuator, and the state of the lower limb of the user P It is also used as an auxiliary signal for detecting whether or not. For example, since the foot of the lower limb of a human usually faces slightly outward, torsion in the Z-axis direction is strongly detected at the initial timing when the user steps on the ground. Further, immediately after the user's foot steps on the ground, torsion in the Y-axis direction is detected strongly.

また、例えば、Ｚ軸方向の力を検出している最中に、Ｘ軸方向に足首がねじれるような方向に力が加わった場合、当該脚リンク２０Ｌ，２０Ｒは接地していることを予測することができる。 Further, for example, when a force is applied in a direction in which the ankle is twisted in the X-axis direction while detecting a force in the Z-axis direction, it is predicted that the leg links 20L and 20R are grounded. be able to.

このように、各ねじり方向の信号は、利用者Ｐの脚の状態（すなわち、動作経過や接地の有無）を予測に用いることができる。そして、これらの予測結果に基づいて、各軸方向の出力信号及びエンコーダの出力信号Ｓｐと共に、どのアクチュエータを動作させるかの決定を行なうことができる。すなわち、利用者の脚の状態を各ねじり方向の信号Ｓα、Ｓβ、Ｓγにより予測すると共に、エンコーダからの出力信号Ｓｐにより、装置自体の位置情報を予測する。このように、本実施形態の下肢動作支援装置においては、利用者Ｐの下肢と装置が脚先でのみの固定であり、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒと下腿リンク部４０Ｌ，４０Ｒにかけて、利用者Ｐの大腿、膝関節及び下腿に対して非拘束の状態であるため、これらの２種類の情報を用いることでより適切な制御動作を実現することができる。 Thus, the signal of each torsion direction can be used for prediction of the state of the leg of the user P (that is, the progress of operation and the presence or absence of grounding). Based on these prediction results, it is possible to determine which actuator is to be operated together with the output signal Sp of each axis and the output signal Sp of the encoder. That is, the state of the user's leg is predicted by the signals Sα, Sβ, and Sγ in each torsion direction, and the position information of the device itself is predicted by the output signal Sp from the encoder. Thus, in the lower limb motion support device of the present embodiment, the user P's lower limb and the device are fixed only at the tip of the leg, and the user P extends over the thigh link portions 30L, 30R and the crus link portions 40L, 40R. Since these two types of information are used, it is possible to realize a more appropriate control operation.

次に本実施形態に係る下肢動作支援装置の使用方法について説明する。本実施形態に係る下肢動作支援装置１を利用者に装着する場合には、利用者が専用靴を履いた状態でサドル部１２に腰掛け、足載置部５０Ｌ，５０Ｒの靴固定部５１Ｌ，５１Ｒに専用靴を固定する。専用靴の靴裏には、靴固定部５１Ｌ，５１Ｒに固定するための図示しない突状部が設けられており、これを靴固定部５１Ｌ，５１Ｒにはめ込むことで、専用靴と靴固定部５１Ｌ，５１Ｒを固定させる。これらの突状部は、例えば、競輪などで、競輪用のシューズとペダルとを固定する機構として使用されており、この機構を用いることができる。 Next, a method of using the lower limb motion support device according to the present embodiment will be described. When the user is to wear the lower limb movement support device 1 according to the present embodiment, the user sits on the saddle portion 12 while wearing dedicated shoes, and the shoe fixing portions 51L and 51R of the foot placement portions 50L and 50R. Secure the special shoes. The shoe sole of the special shoe is provided with a protrusion (not shown) for fixing to the shoe fixing portions 51L and 51R. By fitting this into the shoe fixing portions 51L and 51R, the special shoes and the shoe fixing portion 51L are provided. , 51R is fixed. These protrusions are used as a mechanism for fixing a shoe for a bicycle and a pedal , for example, in a bicycle race, and this mechanism can be used.

その後、体装着部の固定ベルト部１５，１６Ｌ，１６Ｒを締め、体装着部１０を利用者に固定する。したがって、利用者は、足裏と体幹部分が下肢動作支援装置１に固定されているが、脚は、非拘束の状態となっている。 Thereafter, the fixing belt portions 15, 16L, and 16R of the body mounting portion are tightened to fix the body mounting portion 10 to the user. Therefore, although the user's sole and trunk are fixed to the lower limb movement support device 1, the legs are in an unconstrained state.

この状態では、利用者は、足載置部５０Ｌ，５０Ｒ上に乗り、サドル部１２に下側から支えられた状態となっている。このとき、利用者の体重は、体装着部１０から大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒを下側に押下し、膝関節を屈曲する方向に加わる。 In this state, the user rides on the foot placement portions 50L and 50R and is supported by the saddle portion 12 from below. At this time, the weight of the user is added in the direction in which the thigh link portions 30L and 30R are pressed downward from the body mounting portion 10 and the knee joint is bent.

このとき、膝関節が屈曲すると、付勢機構のスプリング３４Ｌ，３４Ｒが伸び、その弾性力と体重による下方向の力が釣り合った状態となる。このように、付勢機構のスプリング３４Ｌ，３４Ｒによる弾性力により、膝関節の屈曲を防止するように力が働いているため、膝関節アクチュエータユニット６１Ｌ，６１Ｒにより、利用者Ｐの静止立位状態において、駆動トルクを付与することなく、体重を支えることができる。したがって、常時のアクチュエータによるトルク管理を必要とせず、動作制御を簡略化することができる。 At this time, when the knee joint is bent, the springs 34L and 34R of the urging mechanism are extended, and the elastic force and the downward force due to the weight are balanced. As described above, since the force acts so as to prevent the knee joint from being bent by the elastic force of the springs 34L and 34R of the urging mechanism, the knee joint actuator units 61L and 61R allow the user P to stand still. The weight can be supported without applying the driving torque. Therefore, torque control by a constant actuator is not required, and operation control can be simplified.

利用者が、脚を動作させようとすると、足載置部５０Ｌ，５０Ｒのセンサからその動作に応じた信号が出力され、上記のように各アクチュエータユニットの選択及び動作態様が演算される。その後、当該演算結果に基づいて上記の通り各アクチュエータユニットが作動し、利用者の動作に応じて下肢動作支援装置が動くことで利用者の動作をアシストする。 When the user tries to move the legs, signals corresponding to the movements are output from the sensors of the foot placement units 50L and 50R, and the selection and operation mode of each actuator unit is calculated as described above. Thereafter, each actuator unit operates as described above based on the calculation result, and the movement of the lower limb movement support device is assisted according to the movement of the user to assist the movement of the user.

なお、膝関節を屈曲した状態から伸展させる場合には、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒに引っ張り応力が働くため、旋回関節部３６Ｌ，３６Ｒが伸展することで、アクチュエータユニットの動作遅延が生じた場合でも自然な動作を行なうことができる。 When the knee joint is extended from the bent state, tensile stress is applied to the thigh link portions 30L and 30R. Therefore, even when the operation delay of the actuator unit occurs due to the extension of the swing joint portions 36L and 36R. Natural operation can be performed.

アクチュエータによる駆動を行なわない、利用者の股関節の内外転及び旋回動作については、利用者の下肢の動きに応じて各関節（第１股関節軸１８Ｌ，１８Ｒ及び旋回関節３６Ｌ，３６Ｒ）がそれぞれ動作する。 For the user's hip joint inward and outward rotation and turning operation that is not driven by the actuator, each joint (the first hip joint shafts 18L and 18R and the turning joints 36L and 36R) operates according to the movement of the lower limbs of the user. .

股関節の内外転動作は、利用者が下肢を外内転させると、脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒは、Ｘ軸方向に沿った第１股関節軸１８Ｌ，１８Ｒを中心として回転移動する。第１股関節軸１８Ｌ，１８Ｒは、利用者の股関節部位であるサドル部１２よりも上方外側に設けられており、利用者の内外転動作において干渉しないように構成されている。 In the hip joint inversion / inversion operation, when the user turns the lower extremity outward, the leg link portions 20L, 20R rotate and move around the first hip joint axes 18L, 18R along the X-axis direction. The first hip joint shafts 18 L and 18 R are provided above the saddle portion 12, which is the user's hip joint part, and are configured not to interfere in the user's inward and outward rotation operations.

股関節の旋回動作は、利用者が下肢（つま先）を旋回させると、旋回関節部３６Ｌ，３６Ｒより下側の脚リンク部２０Ｌ，２０Ｒが旋回する。すなわち、大腿リンク部３０Ｌ，３０Ｒと体装着部１０との相対位置は変化しないため、利用者の股関節と大腿関節部としてのアクチュエータ取付部１４Ｌ，１４Ｒとの位置の相違による旋回動作の障害の原因を防止することができる。 In the turning operation of the hip joint, when the user turns the lower limb (toe), the leg link portions 20L and 20R below the turning joint portions 36L and 36R are turned. That is, since the relative position between the thigh link portions 30L and 30R and the body mounting portion 10 does not change, the cause of the obstacle in the turning operation due to the difference in the positions of the user's hip joint and the actuator mounting portions 14L and 14R as the thigh joint portions. Can be prevented.

以上述べたように、本発明の実施の形態における下肢動作支援装置においては、センサから出力される信号を検知して、制御部が使用者の動作を予測判定し、その判定結果にもとづいて、アクチュエータユニットを動作させるので、利用者の動作を確実にアシストすることができる。また、利用者は、自然な立位状態において、人体の股関節の自由度に沿った動きを実現できるため、違和感なく動くことができる。 As described above, in the lower limb motion support device according to the embodiment of the present invention, a signal output from the sensor is detected, the control unit predicts and determines the user's motion, and based on the determination result, Since the actuator unit is operated, the user's operation can be assisted reliably. Further, since the user can realize the movement along the degree of freedom of the hip joint of the human body in a natural standing state, the user can move without a sense of incongruity.

以上述べたように、本発明によれば、使用者の望む方向および力で下肢の動作支援を行うことができるという格別な効果を奏することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a special effect that it is possible to support the movement of the lower limbs in the direction and force desired by the user.

１下肢動作支援装置
１０体装着部
１１本体部
１２サドル部
１３サドル取り付け部
１４Ｌ，１４Ｒアクチュエータ取付部
１５，１６Ｌ，１６Ｒ固定ベルト部
１８Ｌ，１８Ｒ第１股関節軸
１９Ｌ，１９Ｒ第２股関節軸
２０Ｌ，２０Ｒ脚リンク部
３０Ｌ，３０Ｒ大腿リンク部
３１Ｌ，３１Ｒ股関節部
３２Ｌ，３２Ｒ膝関節部
３３ａＬ，３３ａＲ無端ベルト
３４Ｌ，３４Ｒスプリング
３５Ｌ，３５Ｒスプリング固定部
３６Ｌ，３６Ｒ旋回関節部
３７Ｌ，３７Ｒ上部大腿部
３８Ｌ，３８Ｒ下部大腿部
４０Ｌ，４０Ｒ下腿リンク部
４１Ｌ，４１Ｒ足首関節部
４２Ｌ，４２Ｒ膝関節駆動ギア
４３Ｌ，４３Ｒ膝関節プーリ
４３ａＬ，４３ａＲワイヤ
４４Ｌ，４４Ｒアクチュエータ取付部
５０Ｌ，５０Ｒ足載置部
５１Ｌ，５１Ｒ靴固定部
５２Ｌ，５２Ｒ接地部
５３Ｌ，５３Ｒ力センサ
５８Ｌ，５８Ｒ足首関節ギア
６０Ｌ，６０Ｒ股関節アクチュエータユニット
６１Ｌ，６１Ｒ膝関節アクチュエータユニット
６２Ｌ，６２Ｒ足首関節アクチュエータユニット
７０制御部
８１滑り部材
８２固定部材
８３抜け防止部材
８４ブッシュ部
８５クッション部材 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Lower limb movement support apparatus 10 Body mounting part 11 Main body part 12 Saddle part 13 Saddle attaching part 14L, 14R Actuator attaching part 15,16L, 16R Fixed belt part 18L, 18R First hip joint axis 19L, 19R Second hip joint axis 20L, 20R Leg link part 30L, 30R Thigh link part 31L, 31R Hip joint part 32L, 32R Knee joint part 33aL, 33aR Endless belt 34L, 34R Spring 35L, 35R Spring fixing part 36L, 36R Revolving joint part 37L, 37R Upper thigh part 38L, 38R Lower thigh part 40L, 40R Lower leg link part 41L, 41R Ankle joint part 42L, 42R Knee joint drive gear 43L, 43R Knee joint pulley 43aL, 43aR Wire 44L, 44R Actuator mounting part 50L, 50R Foot rest part 51L, 51R Shoe fixing part 52 , 52R Grounding part 53L, 53R Force sensor 58L, 58R Ankle joint gear 60L, 60R Hip joint actuator unit 61L, 61R Knee joint actuator unit 62L, 62R Ankle joint actuator unit 70 Control part 81 Sliding member 82 Fixing member 83 Omitting prevention member 84 Bush 85 cushion member

Claims

A saddle part on which a user is seated, and a body mounting part to be mounted on the trunk of the user;
It extends along the user's thigh, knee joint and lower leg, and is connected to the body mounting part so as to be in an unrestrained state with respect to the thigh, knee joint and lower leg, and the thigh link part and the lower leg link part are A leg link connected through the knee joint,
A foot placement portion connected to the leg link portion and placing and fixing the user's foot;
A swivel joint provided on the thigh link and rotating around an extension direction of the leg link;
An urging member connected to the body mounting portion and the crus link portion, having a spring disposed along the thigh link portion, and urged in a direction in which the thigh link portion and the crus link portion extend;
With
The thigh link part has the swivel joint part in which an upper thigh part and a lower thigh part are partially inserted,
The swivel joint is provided on the upper thigh so as to be fitted on the upper thigh and is inserted into the lower thigh, and is movably provided around the upper thigh. A lower limb motion support device , comprising: a bush portion that abuts .