JP5986445B2 - 歩行用遊脚振子運動補助具およびアシスト力の制御方法 - Google Patents
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Description
Claims (8)
- 柔軟性を有する帯状部材(18,20)を含んで構成されて使用者の筋力による股関節の屈曲運動をアシストする補助力を引張力として伝達する補助力伝達部(12)の両端部分に対して、使用者の股関節を挟んだ脚部側に装着される第1の装着部(14)と腰部側に装着される第2の装着部(16)とが設けられていると共に、該使用者への補助力を該補助力伝達部(12)における引張力として及ぼす駆動源(40)が設けられたアシスト部材(12,14,16,40)を、左右の脚部用に一対備えている一方、
該使用者の股関節における前後方向の関節角度を検出する関節角度センサ(32,54,56)と、
該関節角度センサ(32,54,56)の検出値から該使用者の歩行時に後方に延びた脚が地面を蹴り出して片脚立位になった状態を検出して、該駆動源(40)を駆動制御せしめて該地面を蹴り出した遊脚の該補助力伝達部(12)に対して引張力を及ぼすことにより、該第1の装着部(14)と該第2の装着部(16)とを互いに接近させる方向へ該引張力を作用せしめて該使用者の該遊脚を前方に振り出す方向のアシスト力を及ぼして該遊脚の振子運動を補助する制御手段(50)と
を、有することを特徴とする歩行用遊脚振子運動補助具。 - 前記アシスト部材における前記第1の装着部が、大腿骨の遠位端から脛骨の近位端に至る範囲内に装着されるようになっている請求項1に記載の歩行用遊脚振子運動補助具。
- 前記アシスト部材における前記第1の装着部が脛骨の近位端に装着されることにより、該アシスト部材による前記アシスト力が前記遊脚における膝下部分に及ぼされるようになっている請求項2に記載の歩行用遊脚振子運動補助具。
- 前記使用者の股関節における関節角度の変化に対応して前記左右一対のアシスト部材(12,12,14,14,16,16,40,40)における前記各駆動源(40,40)を駆動するために、前記駆動源(40)への給電の開始と停止のタイミングを該関節角度センサ(32,54,56)で検出される関節角度に応じて決定する駆動タイミング情報および前記駆動源(40)への給電の電力の大きさを該関節角度センサ(32,54,56)で検出される関節角度に応じて決定する駆動出力情報に関する制御情報を記憶する記憶手段(52)を備えていると共に、
前記制御手段(50)が、該記憶手段(52)における該制御情報に基づいて該左右一対のアシスト部材(12,12,14,14,16,16,40,40)における該各駆動源(40,40)を駆動制御せしめて、該使用者の歩行時に後方に延びた脚が地面を蹴り出して片脚立位になった状態を前記関節角度センサ(32,54,56)で検出して、該地面を蹴り出した遊脚に対して前方に振り出す方向の前記アシスト力を及ぼすことにより該遊脚の振子運動を補助する請求項1〜3の何れか1項に記載の歩行用遊脚振子運動補助具。 - 前記記憶手段(52)は、前記使用者の股関節における関節角度の変化に対応して、前記アシスト部材(12,14,16,40)の前記補助力伝達部(12)における上端部分の使用者に対する装着位置(支点A)と下端部分の使用者に対する装着位置(支点C)との間の該補助力伝達部(12)の実際の長さである有効長を、該補助力伝達部(12)における上端部分の使用者に対する装着位置(支点A)と下端部分の使用者に対する装着位置(支点C)との間の直線距離である基準長さの変化に追従させるために、該関節角度と該基準長さとの対応関係から求められた撓み防止制御情報を記憶し、
前記制御手段(50)は、該記憶手段(52)に記憶されている該撓み防止制御情報に基づいて該関節角度の変化に対応して該補助力伝達部(12)の該有効長を変更せしめて、該補助力伝達部(12)を一定の張力作用状態に保つように前記左右一対のアシスト部材(12,12,14,14,16,16,40,40)における前記各駆動源(40,40)をそれぞれ駆動制御する請求項4に記載の歩行用遊脚振子運動補助具。 - 前記制御手段において、前記使用者の歩行時に後方に延びた脚が地面から浮いて遊脚となる位置を基準点とし、該基準点から歩行周期の−15%〜+15%の範囲内に開始点が設定されるように、前記角度センサの検出値に基づく前記アシスト力の開始時点が設定されている請求項1〜5の何れか1項に記載の歩行用遊脚振子運動補助具。
- 前記関節角度センサが、前記使用者における大腿骨を有する大腿部の寛骨を有する人胴の腰部に対する前後方向の傾斜角度を左右脚において各別に検出するセンサである請求項1〜6の何れか1項に記載の歩行用遊脚振子運動補助具。
- 使用者の歩行時に該使用者の脚部にアシスト力を及ぼして歩行運動を補助する歩行用運動補助具における該アシスト力の制御方法であって、
後方に延びた脚が地面から浮いて片脚立位になったことを検出し、該片脚立位になることで該地面から浮いた遊脚が前方に振り出されて接地するまでの間における所定期間にわたって該遊脚に対して前方に振り出す方向のアシスト力を及ぼすことにより、該遊脚の振子運動を補助することを特徴とするアシスト力の制御方法。
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