JP5974919B2 - 評価装置、その評価方法、及び歩行補助装置 - Google Patents
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この一態様において、前記制御手段は、前記駆動手段による前記関節部の回転角度及び回転トルクのうち少なくとも一方と、前記荷重負荷手段により前記ダミー脚部の荷重及び変位のうち少なくとも一方と、を同期させて制御することで、前記歩行補助装置の強度及び耐久性を評価してもよい。
この一態様において、前記制御手段は、前記ダミー脚部の完全な伸展状態を確認すると、前記荷重負荷手段を制御して前記ダミー脚部に対する荷重の負荷を開始し、該荷重を徐々に増加させ、前記荷重が最大値になり、前記駆動手段のトルクが最大値になると、前記荷重負荷手段を制御して前記ダミー脚部に対する荷重を徐々に減少させ、前記荷重負荷手段の荷重が所定閾値以下になったと判断すると、前記駆動手段を制御して、前記ダミー脚部の関節部の屈曲を開始させ、前記ダミー脚部の関節角度が予め設定された最大角度に到達したと判断すると、前記駆動手段を制御して、前記ダミー脚部の関節部の伸展を開始させ、前記ダミー脚部を再度、前記完全な伸展状態にする、という制御サイクルを繰り返し実行してもよい。
この一態様において、前記関節部は足首関節部、膝関節部、及び股関節部のうち少なくとも1つであってもよい。
この一態様において、前記荷重負荷手段は、前記ダミー脚部に対して、垂直方向の荷重、及びピッチ軸周り、ヨー軸周り又はロール軸周りのモーメント荷重、のうち少なくとも一方を負荷してもよい。
この一態様において、前記制御手段は、前記駆動手段による前記関節部の回転角度及び回転トルク、及び前記荷重負荷手段により前記ダミー脚部の荷重及び変位のうち少なくとも1つが閾値を超えたとき、前記荷重負荷手段及び前記駆動手段を停止させ、前記評価を中止してもよい。
この一態様において、前記ダミー脚部の足平部の爪先側又は踵側のみを定盤に接地させて前記評価を行ってもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、少なくとも1つの回動可能な関節部を有し、人の脚部を模したダミー脚部と、前記ダミー脚部に対して荷重を負荷する荷重負荷手段と、人の脚部に装着され歩行の補助を行うための歩行補助装置であって、前記ダミー脚部に装着され該ダミー脚部を支持し少なくとも1つの回動可能な関節部を有するフレーム部と、前記フレーム部の関節部を回転駆動する駆動手段と、を有する前記歩行補助装置と、を備える評価装置の評価方法であって、前記駆動手段及び前記荷重負荷手段を同期して制御することで、前記歩行補助装置の評価を行う、ことを特徴とする評価装置の評価方法であってもよい。
この一態様において、前記ダミー脚部の完全な伸展状態を確認すると、前記荷重負荷手段を制御して前記ダミー脚部に対する荷重の負荷を開始し、該荷重を徐々に増加させるステップと、前記荷重が最大値になり、前記駆動手段のトルクが最大値になると、前記荷重負荷手段を制御して前記ダミー脚部に対する荷重を徐々に減少させるステップと、前記荷重負荷手段の荷重が所定閾値以下になったと判断すると、前記駆動手段を制御して、前記ダミー脚部の関節部の屈曲を開始させるステップと、前記ダミー脚部の関節角度が予め設定された最大角度に到達したと判断すると、前記駆動手段を制御して、前記ダミー脚部の関節部の伸展を開始させ、前記ダミー脚部を再度、前記完全な伸展状態にするステップと、を含んでいても良い。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、人の脚部に装着され歩行の補助を行うための装置であって、少なくとも1つの回動可能な関節部を有し、人の脚部を模したダミー脚部に装着され該ダミー脚部を支持し少なくとも1つの回動可能な関節部を有するフレーム部と、前記フレーム部の関節部を回転駆動する駆動手段と、を備え、荷重負荷手段により前記ダミー脚部に荷重が負荷される歩行補助装置であって、前記駆動手段及び前記荷重負荷手段を同期して制御して当該装置の評価を行う制御手段を備える、ことを特徴とする歩行補助装置であってもよい。
制御装置5は、第2モータユニット43を制御して膝関節角度を0度に制御し、ダミー脚部2を完全な伸展状態(膝関節角度=0)にする(ステップS101)。
制御装置5は、第2モータユニット43から送信される膝関節角度に基づいて、ダミー脚部2の完全な伸展状態(膝関節角度=0)を確認すると、アクチュエータ3に対して駆動指示信号を送信する。アクチュエータ3は、制御装置5からの駆動指示信号に応じて、リンク機構31を介して、ダミー脚部2に対して体重入力の荷重負荷を開始する(ステップS102)。
アクチュエータ3は、制御装置5からの駆動指示信号に応じて、リンク機構31を介して、ダミー脚部2に対して体重入力の荷重負荷を徐々に増加させ、その荷重値を最大値にする。このとき、第2モータユニット43のモータトルク値も最大値となる(ステップS103)。
アクチュエータ3は、制御装置5からの駆動指示信号に応じて、リンク機構31を介して、ダミー脚部2に対して体重入力の荷重負荷を徐々に減少させる(ステップS104)。このように、体重入力の荷重負荷が減少するに従って、ダミー脚部2の完全な伸展状態を維持するのに必要となる第2モータユニット43のモータトルク値は徐々に減少する。
制御装置5は、アクチュエータ3から送信される体重入力の荷重値が所定閾値L1以下になったと判断すると(ステップS105のYES)、ダミー脚部2の膝関節部24の屈曲を開始させるための駆動指示信号を第2モータユニット43に対して送信する。第2モータユニット43は、制御装置5からの駆動指示信号に応じてダミー脚部2の膝関節部24の回転駆動を開始させる(ステップS105)。
第2モータユニット43は、制御装置5からの駆動指示信号に応じて、ダミー脚部2の膝関節部24の摩擦抵抗を受けつつ、膝関節部24を回転駆動し徐々に膝関節部24を屈曲させる(ステップS106)。
アクチュエータ3によるダミー脚部2に対する体重入力の荷重値は徐々に減少し実質的に0となり、ダミー脚部2は遊脚(脚が浮いた状態)となる(ステップS107)。
制御装置5は、第2モータユニット43からの膝関節角度が予め設定された最大角度に到達したと判断すると、第2モータユニット43に対して、ダミー脚部2の膝関節部24の伸展を開始させるための駆動指示信号を送信する。第2モータユニット43は、制御装置5からの駆動指示信号に応じて、ダミー脚部2の膝関節部24を回転駆動させ、膝関節部24の伸展を開始させる(ステップS108)。
第2モータユニット43は、制御装置5からの駆動指示信号に応じて、ダミー脚部2の膝関節部24を徐々に伸展させ、ダミー脚部24を完全な伸展状態(膝関節角度=0)にする(ステップS109)。
例えば、上記実施の形態において、アクチュエータ3はリンク機構31を介して略垂直方向にダミー脚部2に対して荷重を負荷しているが、これに限らず、オフセット治具32などを用いて、ダミー脚部2に対して荷重をオフセット長yだけオフセットさせて負荷してもよい(図4)。
2 ダミー脚部
3 アクチュエータ
4 歩行補助装置
5 制御装置
42 第1モータユニット
43 第2モータユニット
Claims (7)
- 少なくとも1つの回動可能な関節部を有し、人の脚部を模したダミー脚部と、
前記ダミー脚部に対して垂直方向の荷重、及びピッチ軸周り、ヨー軸周り又はロール軸周りのモーメント荷重、のうち少なくとも一方を負荷するアクチュエータと、
人の脚部に装着され歩行の補助を行うための歩行補助装置であって、前記ダミー脚部に装着され該ダミー脚部を支持し少なくとも1つの回動可能な関節部を有するフレーム部と、前記フレーム部の関節部を回転駆動する駆動手段と、を有する前記歩行補助装置と、
前記駆動手段及び前記荷重負荷手段を同期して制御することで、前記歩行補助装置の評価を行う制御手段と、を備え、
前記関節部は足首関節部、膝関節部、及び股関節部のうち少なくとも1つであり、
前記制御手段は、前記駆動手段による前記関節部の回転角度及び回転トルクのうち少なくとも一方と、前記アクチュエータによる前記ダミー脚部の荷重及び変位のうち少なくとも一方と、を同期させて制御することで、前記歩行補助装置の強度及び耐久性を評価する、
ことを特徴とする評価装置。 - 請求項1記載の評価装置であって、
前記制御手段は、
前記ダミー脚部の完全な伸展状態を確認すると、前記アクチュエータを制御して前記ダミー脚部に対する荷重の負荷を開始し、該荷重を徐々に増加させ、
前記荷重が最大値になり、前記駆動手段のトルクが最大値になると、前記アクチュエータを制御して前記ダミー脚部に対する荷重を徐々に減少させ、
前記アクチュエータの荷重が所定閾値以下になったと判断すると、前記駆動手段を制御して、前記ダミー脚部の関節部の屈曲を開始させ、
前記ダミー脚部の関節角度が予め設定された最大角度に到達したと判断すると、前記駆動手段を制御して、前記ダミー脚部の関節部の伸展を開始させ、前記ダミー脚部を再度、前記完全な伸展状態にする、という制御サイクルを繰り返し実行する、ことを特徴とする評価装置。 - 請求項1又は2記載の評価装置であって、
前記制御手段は、前記駆動手段による前記関節部の回転角度及び回転トルク、及び前記アクチュエータにより前記ダミー脚部の荷重及び変位のうち少なくとも1つが閾値を超えたとき、前記アクチュエータ及び前記駆動手段を停止させ、前記評価を中止する、ことを特徴とする評価装置。 - 請求項1乃至3のうちいずれか1項記載の評価装置であって、
前記ダミー脚部の足平部の爪先側又は踵側のみを定盤に接地させて前記評価を行う、ことを特徴とする評価装置。 - 少なくとも1つの回動可能な関節部を有し、人の脚部を模したダミー脚部と、
前記ダミー脚部に対して垂直方向の荷重、及びピッチ軸周り、ヨー軸周り又はロール軸周りのモーメント荷重、のうち少なくとも一方を負荷するアクチュエータと、
人の脚部に装着され歩行の補助を行うための歩行補助装置であって、前記ダミー脚部に装着され該ダミー脚部を支持し少なくとも1つの回動可能な関節部を有するフレーム部と、前記フレーム部の関節部を回転駆動する駆動手段と、を有する前記歩行補助装置と、を備える評価装置の評価方法であって、
前記関節部は足首関節部、膝関節部、及び股関節部のうち少なくとも1つであり、
前記駆動手段による前記関節部の回転角度及び回転トルクのうち少なくとも一方と、前記アクチュエータによる前記ダミー脚部の荷重及び変位のうち少なくとも一方と、を同期させて制御することで、前記歩行補助装置の強度及び耐久性を評価する、
ことを特徴とする評価装置の評価方法。 - 請求項5記載の評価装置の評価方法であって、
前記ダミー脚部の完全な伸展状態を確認すると、前記アクチュエータを制御して前記ダミー脚部に対する荷重の負荷を開始し、該荷重を徐々に増加させるステップと、
前記荷重が最大値になり、前記駆動手段のトルクが最大値になると、前記アクチュエータを制御して前記ダミー脚部に対する荷重を徐々に減少させるステップと、
前記アクチュエータの荷重が所定閾値以下になったと判断すると、前記駆動手段を制御して、前記ダミー脚部の関節部の屈曲を開始させるステップと、
前記ダミー脚部の関節角度が予め設定された最大角度に到達したと判断すると、前記駆動手段を制御して、前記ダミー脚部の関節部の伸展を開始させ、前記ダミー脚部を再度、前記完全な伸展状態にするステップと、
を含むことを特徴とする評価装置の評価方法。 - 人の脚部に装着され歩行の補助を行うための装置であって、少なくとも1つの回動可能な関節部を有し、人の脚部を模したダミー脚部に装着され該ダミー脚部を支持し少なくとも1つの回動可能な関節部を有するフレーム部と、前記フレーム部の関節部を回転駆動する駆動手段と、を備え、アクチュエータにより前記ダミー脚部に対して垂直方向の荷重、及びピッチ軸周り、ヨー軸周り又はロール軸周りのモーメント荷重、のうち少なくとも一方が負荷される歩行補助装置であって、
前記関節部は足首関節部、膝関節部、及び股関節部のうち少なくとも1つであり、
前記駆動手段による前記関節部の回転角度及び回転トルクのうち少なくとも一方と、前記アクチュエータによる前記ダミー脚部の荷重及び変位のうち少なくとも一方と、を同期させて制御することで、当該歩行補助装置の強度及び耐久性を評価する制御手段を備える、ことを特徴とする歩行補助装置。
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