JP6617988B1 - 免荷量計測装置、負荷軽減装置、免荷量計測システム、免荷量計測方法、プログラム - Google Patents
免荷量計測装置、負荷軽減装置、免荷量計測システム、免荷量計測方法、プログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP6617988B1 JP6617988B1 JP2018176415A JP2018176415A JP6617988B1 JP 6617988 B1 JP6617988 B1 JP 6617988B1 JP 2018176415 A JP2018176415 A JP 2018176415A JP 2018176415 A JP2018176415 A JP 2018176415A JP 6617988 B1 JP6617988 B1 JP 6617988B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- user
- load
- weight
- measurement value
- shoe
- 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
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 114
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 24
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 10
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 6
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 19
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 61
- 230000005021 gait Effects 0.000 description 16
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 9
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 6
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 5
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 210000003414 extremity Anatomy 0.000 description 2
- 125000002066 L-histidyl group Chemical group [H]N1C([H])=NC(C([H])([H])[C@](C(=O)[*])([H])N([H])[H])=C1[H] 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000010801 machine learning Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Abstract
Description
図1は本実施形態によるパワードスーツの構成を示す図である。
パワードスーツ100は負荷軽減装置の一態様である。パワードスーツ100は、骨格部11、ベルト12、腰アクチュエータ13、膝アクチュエータ14、足首アクチュエータ15、靴裏プレート16、足装着具17、靴裏荷重センサ18(第一計測部)、足裏荷重センサ19(第二計測部)、荷台20、制御装置21、バッテリ22等により構成される。骨格部11は、一例としては、第一骨格部111、第二骨格部112、第三骨格部113と大別される。
図3は靴裏センサと足裏センサの配置関係を示す第二の図である。
図2では図1の右足の足装着具17と各センサを踵方向から視認した場合の図を示している。 図3では図2の右足の足装着具17と各センサを内股方向から視認した場合の図を示している。これら図2、図3に示すように靴裏荷重センサ18は、ユーザが装着する靴に相当する足装着具17の底に設けられパワードスーツ100や荷物の重量Fを接地面に伝える靴裏プレート16やユーザの体重を接地面に伝える足装着具17の接地面側に、靴裏プレート16や足装着具17の裏面の全体を覆うように設けられている。足裏荷重センサ19は、足装着具17の中にユーザの足裏から係る重量を計測できるように足裏面全体を覆うように設けられている。
図4は足装着具17と各センサを上方から視認した場合の図である。この図が示すように、靴裏荷重センサ18は足装着具17や靴裏プレート16の接地面(裏面)全体を覆うような面積を有する。また足裏荷重センサ19は足装着具17の内部に足裏面全体を覆うように設けられる。靴裏プレート16は一例としては図4に示すように、靴裏荷重センサ18の幅方向に、足装着具17と靴裏荷重センサ18とにより挟まれるように設けられている。
靴裏荷重センサ18や足裏荷重センサ19は一例として図5で示すように、薄いシート状の絶縁体の表裏に行列状に電極が配置され、電極の格子点の電気抵抗を計測し、その計測値を制御装置21に出力する。制御装置21は各格子点の電気抵抗値から、各格子点に加わった圧力、及びセンサシートの面全体での荷重を算出する。図5は足裏荷重センサ19を示している。
この図が示すように制御装置21はCPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103、信号入出力装置104、無線通信装置105等の各ハードウェアを備えたコンピュータである。
信号入出力装置104は、靴裏荷重センサ18や足裏荷重センサ19から出力された信号を入力し、また腰アクチュエータ13、膝アクチュエータ14、足首アクチュエータ15を制御する制御信号を出力する。制御装置21はバッテリ22からの電源供給により動作する。
無線通信装置105は免荷量計測装置4と通信接続する。
制御装置21は電源ボタンがONされることによりバッテリ22から供給された電力に基づいて起動する。制御装置21は起動後に制御プログラムを実行する。これにより制御装置21には、アクチュエータ制御部211、情報取得部212、通信部213が少なくとも備わる。
アクチュエータ制御部211は腰アクチュエータ13、膝アクチュエータ14、足首アクチュエータ15を制御する。
情報取得部212は靴裏荷重センサ18や足裏荷重センサ19からセンシング情報を取得する。センシング情報は各センサの格子点の圧力(荷重)に対応する電気抵抗値である。
通信部213はセンシング情報を免荷量計測装置4へ送信する。
図8は第一の実施形態による免荷量計測装置の機能ブロック図である。
免荷量計測装置4は制御装置21と同様のハードウェア構成を備えたコンピュータである。そして免荷量計測装置4はさらにモニタ、スピーカ、キーボード、マウスなどのユーザインタフェース機能を備えている。免荷量計測装置4は一例としては携帯型パーソナルコンピュータであってよい。免荷量計測装置4は電源ボタンが押下されることにより起動し免荷量計測プログラムを実行する。これにより免荷量計測装置4には、制御部41、免荷量演算部42、出力情報生成部43の各機能が少なくとも備わる。
免荷量計測システムは、制御装置21を備えたパワードスーツ100、免荷量計測装置4により構成される。
まずユーザはパワードスーツ100を装着する。この時ユーザは足装着具17の内部に足裏荷重センサ19を挿入する。足裏荷重センサ19の面積はユーザの足の大きさに適した大きさものが利用されてよい。またユーザは靴裏荷重センサ18をパワードスーツ100の足装着具17や靴裏プレート16の接地面側に装着する。靴裏荷重センサ18の面積はユーザの足の大きさに対応する足装着具17に適した大きさものが利用されてよい。
この図において破線91はユーザの片足の歩行一歩の開始から終了までを一単位とする足取サイクルにおいて、靴裏荷重を示す第一計測値の遷移を示すグラフである。実線92は足取サイクルにおいて足裏荷重を示す第二計測値の遷移を示すグラフである。一点鎖線93は足取サイクルにおいて免荷量の遷移を示すグラフである。当該グラフにおいて横軸が、足取サイクルは歩行一歩の開始から終了まで時間経過の割合(%)を示している。この足取サイクルにおいて70%から100%までの期間は足が接地面(地面)から離れていることにより各荷重センサに荷重がかかっていない期間を示す。また当該グラフにおいて縦軸は荷重を示す。出力情報生成部43は両足の表示情報を生成してもよい。出力情報生成部43は免荷量計測装置4のモニタに表示情報を出力する(ステップS810)。
例えば出力情報生成部43は右足第一計測値の足取サイクルにおける各割合(%)の荷重値と、左足第一計測値の足取サイクルにおける各割合(%)の荷重値とのそれぞれの平均値を算出し、足取サイクルの対応する割合(%)それぞれにおいて当該平均値を示すグラフを生成してもよい。同様に出力情報生成部43は右足第二計測値の足取サイクルにおける各割合(%)の荷重値と、左足第二計測値の足取サイクルにおける各割合(%)の荷重値とのそれぞれの平均値を算出し、足取サイクルの対応する割合(%)それぞれにおいて当該平均値を示すグラフを生成してもよい。同様に出力情報生成部43は右足免荷量の足取サイクルにおける各割合(%)の荷重値と、左足免荷量の足取サイクルにおける各割合(%)の荷重値とのそれぞれの平均値を算出し、足取サイクルの対応する割合(%)それぞれにおいて当該平均値を示すグラフを生成してもよい。そして出力情報生成部43はそれら右足と左足の各計測値の平均値を示すグラフを含む表示情報をモニタに出力してもよい。
図11は第二の実施形態による免荷量計測装置の機能ブロック図である。
第二の実施形態による免荷量計測装置4はさらに補正部44の機能を備える。第一の実施形態において免荷量計測装置4は、所定の時間間隔毎の第一センシング情報と第二センシング情報との取得において一部期間、受信環境等によってそれら第一センシング情報や第二センシング情報が取得できずデータ欠損等の異常値を計測する可能性がある。補正部44は、上述のステップS804において免荷量演算部42は第一センシング情報と第二センシング情報の対を取得しているが、この時、補正部44は、所定の間隔で繰り返しているそれら第一センシング情報と第二センシング情報の取得がその時刻においてできないかを判定する。第一センシング情報と第二センシング情報が取得できない場合、補正部44は第一計測値や第二計測値のうち、第一センシング情報や第二センシング情報が取得できない期間に対応する第一計測値や第二計測値を、過去に記録した第一センシング情報や第二センシング情報に基づいて補完計算する。具体的には補正部44は、当該第一センシング情報や第二センシング情報が取得できない期間に対応する過去の足取サイクルの期間の第一センシング情報や第二センシング情報を記憶部から取得する。補正部44はそれら記憶部から取得した第一センシング情報や第二センシング情報に基づいて、第一計測値、第二計測値、免荷量を算出する。補正部44は第一センシング情報や第二センシング情報が取得できない場合の他、第一計測値や第二計測値の値が異常値を示す場合等においても、新たな第一計測値や第二計測値を、過去に記録した第一センシング情報や第二センシング情報に基づいて補完計算してもよい。
また足裏荷重センサ19も複数の圧力センサによって構成され、足裏の足装着具17の荷重位置が時間の経過に従って移動した場合でも、それら複数の圧力センサが順次荷重を計測し、その荷重に対応する電気抵抗値を含む第二センシング情報を出力してもよい。
免荷量演算部42はそれら複数のセンサから得られた第一センシング情報や第二センシング情報に基づいて第一計測値、第二計測値、免荷量を算出してよい。
図12は靴裏センサと足裏センサの配置関係を示す第一の図である。
図13は靴裏センサと足裏センサの配置関係を示す第二の図である。
図12は右足の足装着具17と各センサを踵方向から視認した場合の図を示している。
図13は図12の右足の足装着具17と各センサを内股方向から視認した場合の図を示している。
これら図12、図13は、靴裏荷重センサ18の裏面の全体を覆うように、保護シート140が設けられている点で図2、図3と異なる。また第三の実施形態では、靴裏プレート16は、足装着具17のソール141に埋め込まれる。また足装着具17の接地部分はよりフラットな形状になっている。靴裏荷重センサ18の裏面には保護シート140が設けられる。保護シート140は靴裏荷重センサ18を上下で挟むように設けてもよい。保護シート140が靴裏センサを保護することで、靴裏センサの耐性を向上でき、計測時の破損等の不具合から防止できるという効果がある。
上述の例では制御装置21と免荷量計測装置4とが無線通信接続する場合の例を用いて説明している。しかしながら免荷量計測装置4は制御装置21の内部に備わり、パワードスーツ100に設けられていてもよい。
免荷量計測装置4は少なくとも上述の免荷量演算部42の機能を備えればよい。
4・・・免荷量計測装置
11・・・骨格部
12・・・ベルト
13・・・腰アクチュエータ
14・・・膝アクチュエータ
15・・・足首アクチュエータ
16・・・靴裏プレート
17・・・足装着具
18・・・靴裏荷重センサ
19・・・足裏荷重センサ
20・・・荷台
21・・・制御装置
22・・・バッテリ
41・・・制御部
42・・・免荷量演算部
43・・・出力情報生成部
44・・・補正部
Claims (8)
- ユーザに係る負荷を軽減し少なくとも当該ユーザが装着する荷物を保持する機構を有する負荷軽減装置の重量と前記ユーザの体重とに基づく重量が接地面に伝わる第一計測値を、前記ユーザが装着する靴の靴底に設けられ前記負荷軽減装置の重量を前記接地面に伝える靴裏プレートの接地面側に設けられた第一計測部から取得し、前記ユーザの体重に基づく重量が接地面に伝わる第二計測値を前記ユーザが装着する靴の靴底に設けられた第二計測部から取得し、それら第一計測値と第二計測値とに基づいて前記負荷の前記ユーザに対する免荷量を演算する免荷量演算部
を備える免荷量計測装置。 - 前記第一計測値と前記第二計測値の少なくとも一方の計測値の異常値がある場合に当該異常値の期間の値を算出する補正部と、
を備える請求項1に記載の免荷量計測装置。 - 前記第一計測値と、前記第二計測値と、前記免荷量とに基づく統計情報を生成して出力する出力情報生成部と、
を備える請求項1または請求項2に記載の免荷量計測装置。 - ユーザに係る負荷を軽減し少なくとも当該ユーザが装着する荷物を保持する機構を有する負荷軽減装置の重量と前記ユーザの体重とに基づく重量が接地面に伝わる第一計測値を計測する第一計測部であって、前記ユーザが装着する靴の靴底に設けられ前記負荷軽減装置の重量を前記接地面に伝える靴裏プレートの接地面側に設けられた第一計測部と、
前記ユーザの体重に基づく重量が接地面に伝わる第二計測値を計測する第二計測部であって、前記ユーザが装着する靴の靴底に設けられた第二計測部と、
を備えた負荷軽減装置。 - 前記第一計測値と、前記第二計測値とを取得し、それら第一計測値と第二計測値とに基づいて前記負荷の前記ユーザに対する免荷量を演算する免荷量演算部
を備えた請求項4に記載の負荷軽減装置。 - ユーザに係る負荷を軽減し少なくとも当該ユーザが装着する荷物を保持する機構を有する負荷軽減装置の重量と前記ユーザの体重とに基づく重量が接地面に伝わる第一計測値を計測する第一計測部であって、前記ユーザが装着する靴の靴底に設けられ前記負荷軽減装置の重量を前記接地面に伝える靴裏プレートの接地面側に設けられた第一計測部と、前記ユーザの体重に基づく重量が接地面に伝わる第二計測値を計測する第二計測部であって、前記ユーザが装着する靴の靴底に設けられた第二計測部と、を有する前記負荷軽減装置と、
前記第一計測値と前記第二計測値とを取得し、それら第一計測値と第二計測値とに基づいて前記負荷の前記ユーザに対する免荷量を演算する免荷量演算部を有する免荷量計測装置と、
を備えた免荷量計測システム。 - ユーザに係る負荷を軽減し少なくとも当該ユーザが装着する荷物を保持する機構を有する負荷軽減装置の重量と前記ユーザの体重とに基づく重量が接地面に伝わる第一計測値を、前記ユーザが装着する靴の靴底に設けられ前記負荷軽減装置の重量を前記接地面に伝える靴裏プレートの接地面側に設けられた第一計測部から取得し、前記ユーザの体重に基づく重量が接地面に伝わる第二計測値を前記ユーザが装着する靴の靴底に設けられた第二計測部から取得し、それら第一計測値と第二計測値とに基づいて前記負荷の前記ユーザに対する免荷量を演算する
免荷量計測方法。 - 免荷量計測装置のコンピュータを、
ユーザに係る負荷を軽減し少なくとも当該ユーザが装着する荷物を保持する機構を有する負荷軽減装置の重量と前記ユーザの体重とに基づく重量が接地面に伝わる第一計測値を、前記ユーザが装着する靴の靴底に設けられ前記負荷軽減装置の重量を前記接地面に伝える靴裏プレートの接地面側に設けられた第一計測部から取得し、前記ユーザの体重に基づく重量が接地面に伝わる第二計測値を前記ユーザが装着する靴の靴底に設けられた第二計測部から取得し、それら第一計測値と第二計測値とに基づいて前記負荷の前記ユーザに対する免荷量を演算する免荷量演算手段、
として機能させるプログラム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018176415A JP6617988B1 (ja) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | 免荷量計測装置、負荷軽減装置、免荷量計測システム、免荷量計測方法、プログラム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018176415A JP6617988B1 (ja) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | 免荷量計測装置、負荷軽減装置、免荷量計測システム、免荷量計測方法、プログラム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP6617988B1 true JP6617988B1 (ja) | 2019-12-11 |
JP2020046359A JP2020046359A (ja) | 2020-03-26 |
Family
ID=68836072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018176415A Active JP6617988B1 (ja) | 2018-09-20 | 2018-09-20 | 免荷量計測装置、負荷軽減装置、免荷量計測システム、免荷量計測方法、プログラム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6617988B1 (ja) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4666644B2 (ja) * | 2006-07-12 | 2011-04-06 | 本田技研工業株式会社 | 歩行補助装具の制御装置 |
WO2009084387A1 (ja) * | 2007-12-27 | 2009-07-09 | University Of Tsukuba | 重心位置検出装置及び重心位置検出装置を備えた装着式動作補助装置 |
JP5095583B2 (ja) * | 2008-11-06 | 2012-12-12 | 本田技研工業株式会社 | 歩行補助装置の足首関節構造 |
JP5909063B2 (ja) * | 2011-09-06 | 2016-04-26 | 国立大学法人 和歌山大学 | パワーアシストロボット装置 |
JP2014068868A (ja) * | 2012-09-28 | 2014-04-21 | Equos Research Co Ltd | 足装着装置 |
JP6238223B2 (ja) * | 2013-05-16 | 2017-11-29 | 国立大学法人東京工業大学 | 歩行支援装置 |
US20180235830A1 (en) * | 2016-03-09 | 2018-08-23 | John Rokosz | Device and Method of Measuring Knee Abduction / Adduction Moment |
CN108601698B (zh) * | 2016-07-13 | 2021-11-02 | 松下知识产权经营株式会社 | 步行辅助装置 |
-
2018
- 2018-09-20 JP JP2018176415A patent/JP6617988B1/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020046359A (ja) | 2020-03-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5876550B1 (ja) | 関節運動補助装置 | |
WO2018101071A1 (ja) | 歩行状態計測装置、歩行状態計測システム、歩行状態計測方法および歩行状態計測プログラムを記憶する記憶媒体 | |
US8773148B2 (en) | Centroid position detector device and wearing type action assistance device including centroid position detector device | |
KR102131277B1 (ko) | 보행 보조 장치 및 보행 보조 장치의 제어 방법 | |
US20150359460A1 (en) | Method for determining an individual's weight and insole for the implementation thereof | |
CA2991926C (en) | Device for avoiding excessive loads on the human foot when walking and operating method therefor | |
JP5849657B2 (ja) | 測定装置、動作補助ロボット、測定方法、および、測定装置用プログラム | |
EP2750601A2 (en) | Device for monitoring balance and a method for manufacturing thereof | |
JP6644298B2 (ja) | 歩行データ取得装置および歩行データ取得システム | |
KR20150070720A (ko) | 보행 보조 장치 및 그 제어 방법 | |
KR20150097237A (ko) | 보행 보조장치 및 보행 보조장치의 제어 방법 | |
JP2017217213A (ja) | 歩行連動通信装置、歩行連動装置、および歩行連動システム | |
JP2014068869A (ja) | 歩行支援装置及び歩行支援プログラム | |
JPWO2019093000A1 (ja) | 移動運動支援装置 | |
EP3025645B1 (en) | Load detection device and walk assisting device | |
JP7327413B2 (ja) | 負荷軽減装置、負荷軽減方法、及びプログラム | |
JP6785472B2 (ja) | 起立動作支援装置、及び起立動作支援方法 | |
JP6617988B1 (ja) | 免荷量計測装置、負荷軽減装置、免荷量計測システム、免荷量計測方法、プログラム | |
JP7211422B2 (ja) | 情報配信装置、情報配信方法、およびプログラム | |
JP2005192744A (ja) | 足底圧センサ | |
JP2018075147A (ja) | 入力システム、測定装置 | |
JP7156389B2 (ja) | 負荷軽減装置、負荷軽減方法、及びプログラム | |
JP7248036B2 (ja) | 負荷軽減装置、制御装置、負荷軽減方法、及びプログラム | |
KR20190008519A (ko) | 보행 프로파일러 시스템 및 방법 | |
JP2014076199A (ja) | 体動検知装置、およびこの装置を有する人体用刺激付与装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180920 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20180920 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190716 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190917 |
|
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: 20191008 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191031 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6617988 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |