JP5974919B2 - 評価装置、その評価方法、及び歩行補助装置 - Google Patents

評価装置、その評価方法、及び歩行補助装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5974919B2
JP5974919B2 JP2013019520A JP2013019520A JP5974919B2 JP 5974919 B2 JP5974919 B2 JP 5974919B2 JP 2013019520 A JP2013019520 A JP 2013019520A JP 2013019520 A JP2013019520 A JP 2013019520A JP 5974919 B2 JP5974919 B2 JP 5974919B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
leg
load
joint
dummy
dummy leg
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013019520A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2014147636A (ja
Inventor
渉 前北
渉 前北
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2013019520A priority Critical patent/JP5974919B2/ja
Publication of JP2014147636A publication Critical patent/JP2014147636A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5974919B2 publication Critical patent/JP5974919B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Rehabilitation Tools (AREA)

Description

本発明は、人の脚部に装着され、人の歩行を補助する歩行補助装置の評価を行うための評価装置、その評価方法、及び歩行補助装置に関するものである。
近年、急性期の脳卒中麻痺患者用などにその歩行を補助するための様々の歩行補助装置が開発されている。例えば、歩行補助装置は、ユーザの体重入力と姿勢により、ユーザの脚部が立脚及び遊脚のいずれかを判定する。歩行補助装置は、立脚時には膝関節角度を維持するために膝伸展方向にトルクを発生させる。一方、歩行補助装置は、立脚後期〜遊脚に膝関節を屈曲させ、歩行時の患脚のつまずきを防止すると共に、患脚の振出しにより歩行を補助する。歩行補助装置は、このような動作をユーザの急性期、リハビリ初期などに行うことで正しい歩行の習得を手助けするため、特に、その強度、耐久性などが求められる。一方で、上述したような歩行補助装置における強度、耐久性を評価するための様々な評価装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平08−141028号公報
しかしながら、上記特許文献1に示す評価装置においては、膝関節部が固定されているため、上述したような立脚後期〜遊脚などの立脚中期以外の状態を正確に再現できず、最適な評価を行うことができない。
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、歩行補助装置を最適に評価できる評価装置、その評価方法、及び歩行補助装置を提供することを主たる目的とする。
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、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、を備えることを特徴とする評価装置である。
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。
本発明によれば、歩行補助装置を最適に評価できる評価装置、その評価方法、及び歩行補助装置を提供することができる。
本発明の一実施の形態に係る評価装置の概略的なシステム構成を示す構成図である。 本発明の一実施の形態に係る歩行補助装置の評価方法における制御フローを示すフローチャートである。 アクチュエータによる体重入力の荷重値の時間変化を示す図である。 アクチュエータの変位値の時間変化を示す図である。 第2モータユニットのモータトルク値の時間変化を示す図である。 第2モータユニットの膝関節角度の時間変化を示す図である。 ダミー脚部に対して荷重をオフセットさせて負荷する一例を示す図である。 ダミー脚部のピッチ軸周りにモーメント荷重を負荷する一例を示す図である。 モータを用いてダミー脚部にモーメント荷重を負荷する一例を示す図である。 ダミー脚部に背屈モーメントを生じさせた一例を示す図である。 ダミー脚部に底屈モーメントを生じさせた一例を示す図である。 評価中にセンサにより検出された値を監視する一例を示す図である。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本発明の一実施の形態に係る評価装置は、ユーザの脚部に装着されその歩行を補助する歩行補助装置の性能、強度、耐久性などを評価するものである。図1は、本発明の一実施の形態に係る評価装置の概略的なシステム構成を示す構成図である。
本実施の形態に係る評価装置1は、人の脚部を模したダミー脚部2と、ダミー脚部2に対して荷重を負荷する体重荷重用のアクチュエータ3と、ダミー脚部2に装着される歩行補助装置4と、アクチュエータ3及び歩行補助装置4を制御する制御装置5と、を備えている。
ダミー脚部2は、少なくとも1つの回動可能な関節部を有し、人の脚部をモデル化したものである。ダミー脚部2は、足平部21と、足平部21に足首関節部22を介して回動可能に連結された下腿部23と、下腿部23に膝関節部24を介して回動可能に連結された上腿部25と、を有している。なお、図1に示すダミー脚部2の構成は一例であり、これに限らず、任意の構成が適用可能である。
アクチュエータ3は、荷重負荷手段の一具体例であり、リンク機構31などを介してダミー脚部2の上腿部25の上端に連結されており、リンク機構31を介してダミー脚部2に対して任意の荷重を負荷することができる。アクチュエータ3は、例えば、油圧機構、あるいはモータ機構などより構成されている。アクチュエータ3は、例えば、制御装置5から送信される駆動指令信号に応じて、ダミー脚部2に対して垂直方向の荷重を負荷する。アクチュエータ3は、例えば、センサを内蔵しており、ダミー脚部2に荷重を負荷した際に、そのときの荷重値及び変位値(リンク機構31のリンク移動量など)を検出し、その検出した検出値を制御装置5に対して送信する。
歩行補助装置4は、ユーザの患脚に装着され、患脚の動作を調整することにより、その歩行の補助を行うためのものである。歩行補助装置4は、ダミー脚部2に装着されダミー脚部2を支持し複数の関節部を有するフレーム部41と、フレーム部41の各関節部を回転駆動する第1及び第2モータユニット42、43と、を有している。
フレーム部41は、足平フレーム411と、足平フレーム411に足首関節部412を介して回動可能に連結された下腿フレーム413と、下腿フレーム413に膝関節部414を介して回動可能に連結された上腿フレーム415と、から構成されている。足平フレーム411は、ダミー脚部2の足平部21に装着される。下腿フレーム413はダミー脚部2の下腿部23に装着される。上腿フレーム415はダミー脚部2の上腿部25に装着される。足平フレーム411は中央に突出部を有する板状の定盤上に固定されている。下腿フレーム413及び上腿フレーム415には、ユーザの下腿部及び上腿部との接触を緩和するためのパッド416が夫々設けられている
第1及び第2モータユニット42、43は、駆動手段の一具体例であり、例えば、モータ、減速機構、センサなどから構成されている。第1及び第2モータユニット42、43は、フレーム部41の足首関節部412及び膝関節部414に夫々設けられている。
第1モータユニット42は、フレーム部41の足首関節部412を回転駆動することで、下腿フレーム413に対して足平フレーム411を相対回動させる。第2モータユニット43は、フレーム部41の膝関節部414を回転駆動することで、上腿フレーム415に対して下腿フレーム413を相対回動させる。第1及び第2モータユニット42、43は、制御装置5から送信される駆動指令信号に応じて、フレーム部41の足首関節部412及び膝関節部414を夫々回転駆動する。第1及び第2モータユニット42、43は、フレーム部41の足首関節部412及び膝関節部414を夫々回転駆動する際に、現在のモータトルク値と足首関節角度及び膝関節角度とを制御装置5に対して送信する。
制御装置5は、制御手段の一具体例であり、アクチュエータ3及び歩行補助装置4を制御するものである。制御装置5は、アクチュエータ3に対して駆動指令信号を送信することでアクチュエータ3を制御し、ダミー脚部2に対して荷重を負荷する。なお、制御装置5は、アクチュエータ3に対してダミー脚部2に負荷する荷重値を示す駆動指令信号を送信しているが、これに限らず、例えば、アクチュエータ3に対してダミー脚部2の変位量を示す駆動指令信号を送信してもよい。
制御装置5は、歩行補助装置4に対して駆動指令信号を送信することで歩行補助装置4の第1及び第2モータユニット42、43を制御し、フレーム部41の足首関節部412及び膝関節部414を夫々回転駆動させる。なお、制御装置5は、歩行補助装置4に対して各関節角度を示す駆動指令信号を送信することで歩行補助装置4の第1及び第2モータユニット42、43を制御しているが、これに限らず、例えば、各モータトルクを示す駆動指令信号を送信することで歩行補助装置4の第1及び第2モータユニット42、43を制御してもよい。
制御装置5は、例えば、演算処理、制御処理等と行うCPU(Central Processing Unit)51、CPU51によって実行される演算プログラム、制御プログラム等が記憶されたROM(Read Only Memory)52、各種のデータなどを記憶するRAM(Random Access Memory)53、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部(I/F)54、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。CPU51、ROM52、RAM53及びインターフェイス部54は、データバスなどを介して相互に接続されている。なお、制御装置5は、歩行補助装置4と別体として構成されているが、これに限らず、例えば、歩行補助装置4の制御ユニットに内蔵される構成であってもよい。
ところで、歩行補助装置4の評価を行う場合に、より人の脚部に近いダミー脚部2を用いて、そのダミー脚部2に対して体重入力の荷重負荷を行うアクチュエータ3と歩行補助装置4の各モータユニットとを同期させて制御を行うのが好ましい。これにより、実際の体重入力を模擬したダミー脚部2に対する荷重負荷と、その際の歩行補助装置4のモータユニット制御と、を、後述の如く繰り返し実行することとなるが、その再現性を高めることができる。すなわち、歩行補助装置4を最適に評価できる。
本実施の形態に係る評価装置1においては、例えば、以下に示す、ダミー脚部2に対して体重入力の荷重負荷を行うアクチュエータ3と歩行補助装置4の各モータユニットとを同期させて制御を行いつつ、歩行補助装置4の評価を行う。
図2は、本実施の形態に係る歩行補助装置の評価方法における制御フローを示すフローチャートである。また、図3Aはアクチュエータによる体重入力の荷重値の時間変化を示す図であり、図3Bはアクチュエータの変位値の時間変化を示す図であり、図3Cは第2モータユニットのモータトルク値の時間変化を示す図であり、図3Dは第2モータユニットの膝関節角度の時間変化を示す図である。
(1)遊脚後期
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)。
(2)立脚初期
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)。
(3)立脚中期
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)。
(4)立脚中期〜立脚後期
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。
(5)立脚後期〜遊脚初期
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)。
(6)立脚後期から遊脚初期
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)。
(7)遊脚初期
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)。
(8)遊脚中期
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)。
(9)遊脚後期
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)。
制御装置5は、上述のように、ダミー脚部2に対して体重入力の荷重負荷を行うアクチュエータ3と歩行補助装置4の第2モータユニット43とを同期させて制御を行うことで、上記1歩行分のサイクル(1)から(9)(ステップ101からステップS109)を繰り返し実行する。
なお、制御装置5は、各歩行分のサイクル(1)−(9)において、アクチュエータ3の体重入力の荷重値及び変位値と、第2モータユニット43のモータトルク値及び膝関節角度と、を評価し、各データに異常がないかを評価する。これにより、歩行補助装置4に対してユーザの歩行時に実際に受ける体重入力の荷重を模擬した評価を最適に行うことができる。
制御装置5は、例えば、各歩行分のサイクル(1)−(9)において、アクチュエータ3の体重入力の荷重値及び変位値と、第2モータユニット43のモータトルク値及び膝関節角度と、のうちいずれかの値が閾値を超えていると判断したとき、アクチュエータ3及び第2モータユニット43に駆動停止信号を送信し、上記評価を中止させてもよい。
以上、本実施の形態に係る評価装置1において、人の脚部を模したダミー脚部2を用いて、そのダミー脚部2に対して体重入力の荷重負荷を行うアクチュエータ3と歩行補助装置4の第2モータユニット43とを同期させて制御を行う。これにより、実際の体重入力を模擬したダミー脚部2に対する荷重負荷と、その際の歩行補助装置4のモータユニット制御と、の再現性が高まるため、歩行補助装置4を最適に評価できる。
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
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)。
これにより、ダミー脚部2に対して垂直方向の体重入力の荷重だけでなく、モーメント荷重も負荷することができる。したがって、より多彩な患者の歩行モードに対応した歩行補助装置4の評価が可能となる。オフセット治具32は、例えば、一端がダミー脚部2の上腿部25の上端に連結され、他端がアクチュエータ3に連結された、略棒状の治具である。オフセット治具32の長さ(オフセット長)を変更することで容易にオフセット量を変更でき、より多彩な患者の歩行モードに対応した歩行補助装置4の評価が可能となる。
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、例えば、ピッチ軸モータ6などを用いてダミー脚部2のピッチ軸周りの方向にモーメント荷重を負荷してもよい(図5)。
ピッチ軸モータ6の駆動軸61をダミー脚部2の上腿部25の上端部に連結し、ダミー脚部2の上腿部25の上端部をピッチ軸周りに回転させる。これにより、ダミー脚部2に対して垂直方向の体重入力の荷重だけでなく、ピッチ軸周りのモーメント荷重も負荷することができる。さらに、モータの駆動軸の取り付け方向を変えることで、ピッチ軸Ly周りのモーメント荷重Myだけでなく、ロール軸Lx周りのモーメント荷重Mxあるいは、ヨー軸Lz周りのモーメント荷重Mzを負荷してもよい(図6)。このようにして、より多彩な患者の歩行モードに対応した歩行補助装置4の評価が可能となる。
上記実施の形態において、ダミー脚部2に対して体重入力の荷重負荷を行うアクチュエータ3と歩行補助装置4のフレーム部41の膝関節部414の第2モータユニット43とを同期させて制御し評価を行っているが、これに限らず、例えば、アクチュエータ3と歩行補助装置4のフレーム部41の足首関節部412の第1モータユニット42とを同期させて制御し評価を行っても良い。
アクチュエータ3と歩行補助装置4の股関節部のモータユニットとを同期させて制御し評価を行っても良い。さらには、アクチュエータ3と、歩行補助装置4の膝関節部414の第2モータユニット43、足首関節部412の第1モータユニット42、および股関節部のモータユニットを任意に組み合わせたものと、を同期させて制御し評価を行っても良い。これにより、膝関節部だけでなく、他の関節部の評価も最適に行うことができる。
上記実施の形態において、ダミー脚部2の足平部21の足裏全体が、定盤上に接地する構成となっているが、これに限らず、例えば、ダミー脚部2の足平部21の足裏爪先側のみが定盤上に接地する構成であってもよい。これにより、段差などで足平部21の足裏爪先側のみが路面に接地している場合に生じる背屈モーメントを再現し、評価することができる(図7)。さらに、ダミー脚部2の足平部21の足裏踵側のみが定盤上に接地する構成であってもよい。これにより、段差などで足平部21の足裏踵側のみが路面に接地している場合に生じる底屈モーメントを再現し、評価することができる(図8)。このように、ダミー脚部2と定盤との接地状態を変えるだけで、多彩な路面での多彩な接地モードを評価することができる。
上記実施の形態において、制御装置5は、上記評価中に、アクチュエータ3の体重入力の荷重値及び変位値と、第2モータユニット43のモータトルク値及び膝関節角度の監視を行っているが、これに限らず、例えば、応力センサにより検出された歩行補助装置4のフレーム部41に生じる応力値、足裏荷重センサにより検出された足裏荷重値、上腿荷重センサにより検出された上腿部の荷重、下腿荷重センサにより検出された上腿部の荷重、上腿角度センサにより検出された上腿部の角度、足首角度センサにより検出された足首関節部の角度、などを監視してもよい(図9)。制御装置5は、各センサにより検出された検出値が所定閾値を超えたと判断すると、上記アクチュエータ3及び各モータユニットを停止し評価を中止する。これにより、歩行補助装置4の評価における安全性を向上させることができる。
1 評価装置
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)

  1. 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。
  2. 請求項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。
  3. 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。
  4. 請求項1乃至のうちいずれか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。
  5. 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。
  6. 請求項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。
  7. 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。
JP2013019520A 2013-02-04 2013-02-04 評価装置、その評価方法、及び歩行補助装置 Active JP5974919B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013019520A JP5974919B2 (ja) 2013-02-04 2013-02-04 評価装置、その評価方法、及び歩行補助装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013019520A JP5974919B2 (ja) 2013-02-04 2013-02-04 評価装置、その評価方法、及び歩行補助装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2014147636A JP2014147636A (ja) 2014-08-21
JP5974919B2 true JP5974919B2 (ja) 2016-08-23

Family

ID=51571184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013019520A Active JP5974919B2 (ja) 2013-02-04 2013-02-04 評価装置、その評価方法、及び歩行補助装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5974919B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017110930A1 (ja) * 2015-12-22 2017-06-29 Cyberdyne株式会社 装着式動作補助装置の性能評価装置及び性能評価方法
JP6447489B2 (ja) * 2015-12-24 2019-01-09 トヨタ自動車株式会社 歩行補助装置の評価方法
JP2017143899A (ja) * 2016-02-15 2017-08-24 トヨタ自動車株式会社 歩行補助装置の評価方法
JP6651653B2 (ja) * 2016-12-14 2020-02-19 Cyberdyne株式会社 装着式動作補助装置の強度及び耐久性の試験装置及び試験方法
KR101939581B1 (ko) * 2016-12-20 2019-01-23 대한민국 보행 재활 로봇 및 그 제어 방법
JP6790975B2 (ja) 2017-04-10 2020-11-25 トヨタ自動車株式会社 評価装置及び評価方法
KR102601031B1 (ko) * 2021-06-14 2023-11-13 세종대학교산학협력단 인간형 테스트 로봇 유니트, 이를 구비하는 착용 로봇 테스트 시스템 및 이의 제어 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2535793B2 (ja) * 1994-11-15 1996-09-18 工業技術院長 歩行用装具用評価装置
JP2010125016A (ja) * 2008-11-26 2010-06-10 Nabtesco Corp 歩行能力についての評価方法および評価装置
JP5381876B2 (ja) * 2010-04-06 2014-01-08 トヨタ自動車株式会社 歩行補助装具の評価方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2014147636A (ja) 2014-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5974919B2 (ja) 評価装置、その評価方法、及び歩行補助装置
CN109195565B (zh) 步行动作辅助装置
JP7177318B2 (ja) 障害のある足首の運動期中の経済的な、携帯用の欠損調整型の適応的な補助を提供する方法および装置
KR102384155B1 (ko) 보행 보조 방법 및 장치
KR102018436B1 (ko) 발목보조장치
CN106264988A (zh) 外骨骼踝关节机器装置
JP2014073199A (ja) 歩行支援装置、及び歩行支援プログラム
JP5799608B2 (ja) 歩行補助装置
TW201639533A (zh) 互動式外骨骼膝關節機器系統
JP7215685B2 (ja) 歩行を支援するためのシステム
JP6247483B2 (ja) 動作補助装置及び動作補助プログラム
JP2009207840A (ja) 歩行動作補助装置
Moreno et al. Immediate effects of a controllable knee ankle foot orthosis for functional compensation of gait in patients with proximal leg weakness
KR100939284B1 (ko) 족관절 보행보조장치
JP5381876B2 (ja) 歩行補助装具の評価方法
KR20170078333A (ko) 재활 유닛 및 하지 재활 장치
JP5796365B2 (ja) 歩行補助装置
KR20170028701A (ko) 운동 보조 장치 및 이를 제어하는 방법
KR20190142709A (ko) 하지 보조로봇의 제어방법
JP7287306B2 (ja) 歩行補助装置及び歩行補助プログラム
JP6479512B2 (ja) 動作支援装置
JP6447489B2 (ja) 歩行補助装置の評価方法
JP6712596B2 (ja) 膝関節の制御方法および下肢装具
JP2022191684A (ja) 歩行訓練システム、その制御方法、及び、制御プログラム
JP2013158346A (ja) 歩行支援装置の初期設定方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20150305

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160209

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160325

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160621

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20160704

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5974919

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151