JP7024498B2

JP7024498B2 - 歩行支援装置

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Publication number: JP7024498B2
Application number: JP2018033291A
Authority: JP
Inventors: 文高阿知波; 由之柴田; 考司南雲; 主洋大西; ともみ西田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2018-02-27
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2022-02-24
Anticipated expiration: 2038-02-27
Also published as: US20190262215A1; CN110192967B; CN110192967A; EP3530254A1; US11554070B2; JP2019146755A

Description

本発明は、歩行支援装置に関する。

自立歩行可能な使用者が、より質の高い自然な歩行のトレーニングを行うには、歩行器に寄り掛からず、体幹を真っ直ぐにした正しい姿勢で、脚に同期させて正しく腕を振ることが非常に重要である。

例えば、特許文献１に記載の歩行車１１０（歩行支援装置に相当）は、図９に示すように、前輪１６０Ｆと後輪１６０Ｂとメインフレーム１４０とサイドフレーム１３０とスライダ１２２とハンドル１２０と連結棒１３２と、を左右一対で備えている。スライダ１２２は、ハンドル１２０が固定されており、サイドフレーム１３０に沿って前後にスライド可能とされている。またスライダ１２２は、連結棒１３２を介して後輪１６０Ｂに接続されている。これにより、使用者が、左右の手で左右のハンドル１２０を把持し、左右の腕を振りながら歩行して左右のスライダ１２２を交互に前後にスライドさせると、左右の後輪１６０Ｂが回転駆動される。つまり、腕を振って歩行する使用者とともに歩行車が移動し、歩行車の動力源は、使用者が腕を前後に振る力である。

また、特許文献２に記載の歩行介助装置２１０（歩行支援装置に相当）は、図１０に示すように、移動体２５０（フレームに相当）と、車輪２６０ＦＲ、２６０ＦＬと、従動輪２６０Ｒと、使用者が把持する把手２２０Ｒ、２２０Ｌ（持ち手に相当）と、歩行する方向の力を検出する力検出器２３４Ｒ、２３４Ｌと、電源２００Ｂと、制御手段２４０とを備えている。この歩行介助装置２１０によれば、使用者が把手２２０Ｒ、２２０Ｌを把持して自分の望む方向に把手２２０Ｒ、２２０Ｌを動かすと、把手２２０Ｒ、２２０Ｌに加えられた力は、力検出器２３４Ｒ、２３４Ｌによって検出され、制御手段２４０へ伝えられる。制御手段２４０は、加えられた力に応じて歩行介助装置２１０の速度を制御している。

特開２００９－１０６４４６号公報特開平５－３２９１８６号公報

特許文献１に記載の歩行車１１０は、図９に示すように、ハンドル１２０とスライダ１２２と連結棒１３２と後輪１６０Ｂにて構成されたリンク機構により、歩幅にかかわらず腕の前後の振り幅が固定された振り幅となってしまう。従って、使用者が、脚の動き（歩幅）と腕の動き（腕の振り幅）を連動させる調整が困難である。質の高い自然な歩行のトレーニングを行うためには、腕を振るタイミングが使用者の歩行ピッチと合っていることが好ましい。また、使用者が腕を前後に振る力が歩行車１１０の動力源であるので、使用者への負荷が比較的大きく、力強く腕を振る機能回復には適しているが、歩行器に寄り掛からず、体幹を真っ直ぐにした正しい姿勢で、脚に同期させて正しく腕を振る、という質の高い自然な歩行のトレーニングには適していない。

また、特許文献２に記載の歩行介助装置２１０は、動力源を備えているので、使用者への負荷は比較的小さいが、脚に同期させて正しく腕を振ることができないので、歩行器に寄り掛からず、体幹を真っ直ぐにした正しい姿勢で、脚に同期させて正しく腕を振る、という質の高い自然な歩行のトレーニングには適していない。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、使用者への負担をより小さくすることが可能であり、かつ、体幹を真っ直ぐにした正しい姿勢で脚に同期させて正しく腕を振る質の高い自然な歩行のトレーニングを支援することが可能な歩行支援装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、第１の発明は、フレームと、前記フレームにおける下端に設けられて少なくとも１つの駆動輪を含む複数の車輪と、前記駆動輪を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を動作させるバッテリーと、を有する歩行支援装置であって、使用者に把持されて使用者の歩行に伴う腕の振りに合わせて前記フレームに対して前後に移動する持ち手と、前記持ち手が設けられて、使用者の歩行に伴う腕の振りに合わせた可動範囲に前記持ち手を案内する持ち手案内手段と、前記持ち手の情報を取得する持ち手情報取得手段と、前記持ち手情報取得手段で取得される情報に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を有する、歩行支援装置である。

次に、本発明の第２の発明は、上記第１の発明に係る歩行支援装置であって、前記持ち手情報取得手段は、使用者による持ち手の把持の有無を検出する把持検出手段を含んでおり、前記制御手段は、前記把持検出手段からの情報に基づいて、前記持ち手が使用者に把持されているか否かを判定し、前記持ち手が把持されていると判定した場合は、前記駆動輪のロックを解除し、前記持ち手が把持されていないと判定した場合は、前記駆動輪をロックする、歩行支援装置である。

次に、本発明の第３の発明は、上記第１の発明に係る歩行支援装置であって、前記持ち手情報取得手段は、使用者による持ち手の把持の有無を検出する把持検出手段を含んでおり、前記フレームあるいは前記持ち手案内手段には、前記フレームに対する前記持ち手の移動の許可と禁止を行う持ち手移動制限手段が設けられており、前記制御手段は、前記把持検出手段からの情報に基づいて、前記持ち手が使用者に把持されているか否かを判定し、前記持ち手が把持されていると判定した場合は、前記持ち手移動制限手段を許可の側に制御し、前記持ち手が把持されていないと判定した場合は、前記持ち手移動制限手段を禁止の側に制御する、歩行支援装置である。

次に、本発明の第４の発明は、上記第１の発明～第３の発明のいずれか１つに係る歩行支援装置であって、前記持ち手案内手段は、歩行に伴う腕の振りに合わせた可動範囲に前記持ち手の移動を制限する前記フレームに設けられた左右一対のレールであり、前記持ち手は、前記レールに沿って摺動可能な状態で前記レールに上方に突出して設けられており、突出方向への伸縮を可能とする伸縮機構を有している、歩行支援装置である。

次に、本発明の第５の発明は、上記第１の発明～第４の発明のいずれか１つに係る歩行支援装置であって、前記駆動輪は、左右一対であって、それぞれ独立に前記駆動手段により駆動され、前記制御手段は、前記持ち手情報取得手段からの情報に基づいて、使用者が右旋回または左旋回を所望しているか否かを判定し、使用者が右旋回または左旋回を所望していると判定した場合は、左右それぞれの前記駆動輪の回転数に差が生じるように前記駆動手段を制御する、歩行支援装置である。

次に、本発明の第６の発明は、上記第１の発明～第５の発明のいずれか１つに係る歩行支援装置であって、前記持ち手案内手段には、前記持ち手の移動に対する負荷を発生させる負荷手段と、前記持ち手の移動をアシストするアシスト力を発生させるアシスト手段と、が設けられている、歩行支援装置である。

次に、本発明の第７の発明は、上記第１の発明～第６の発明のいずれか１つに係る歩行支援装置であって、前記制御手段は、前記持ち手情報取得手段からの情報に基づいて、前記持ち手の前記持ち手案内手段に対する移動の分だけ前記歩行支援装置が前進するように、前記駆動手段を制御する、歩行支援装置である。

第１の発明によれば、使用者が把持する持ち手の移動に関する情報（例えば、前後の振り幅）に応じて駆動手段を制御することで、使用者の腕の振りに応じて歩行支援装置の駆動輪を駆動するため、使用者が押さなくても移動できる。従って、使用者への負担をより小さくすることが可能である。また、腕の振り幅は固定されておらず、使用者は自身の歩幅に応じた自然な振り幅で腕を振ればよいので、体幹を真っ直ぐにした正しい姿勢で脚に同期させて正しく腕を振る質の高い自然な歩行のトレーニングを、適切に支援することができる。

第２の発明によれば、使用者が持ち手を把持している場合のみ、駆動輪のロックを解除し、歩行支援装置を動かすことができる。従って、使用者が持ち手を把持するまで歩行支援装置を停止状態にしておくことができるので、使用者は歩行支援装置の利用を開始する際、より安全に利用を開始することができる。

第３の発明によれば使用者が持ち手を把持している場合のみ、持ち手の持ち手案内手段における移動を許可し、歩行支援装置を動かすことができる。従って、使用者が持ち手を把持するまで歩行支援装置を停止状態にしておくことができるので、使用者は歩行支援装置の利用を開始する際、より安全に利用を開始することができる。

第４の発明によれば、持ち手は、レールに沿って摺動可能な状態でレールに設けられており、突出方向へ伸縮する。従って使用者は、腕の振りを、レールに沿った前後方向に加えて、持ち手が伸縮する上下方向にも振ることができる。これにより、使用者は、レールに沿った前後だけでなく、レールから任意の距離だけ上方に離れた位置で前後に腕を振ることができるので、比較的自由な軌跡で腕を前後に振ることが可能である。従って、使用者は、無理のない自然な腕の振りを行うことが可能であり、正しく腕を振る質の高い自然な歩行のトレーニングを、適切に支援することができる。

第５の発明によれば、例えば、使用者が右旋回を所望していると判定した場合は、左の駆動輪の回転数を右の駆動輪の回転数よりも大きくして、使用者が左旋回を所望していると判定した場合は、右の駆動輪の回転数を左の駆動輪の回転数よりも大きくする。これにより、直進だけでなく、適切な左右の旋回が可能となるので、取り回しが良くなり便利である。

第６の発明によれば、持ち手案内手段における、持ち手の移動に対して、負荷を発生させたり、移動をアシストするアシスト力を発生させたりできる。例えば、使用者の歩幅が狭く歩行状態が良くない場合では、持ち手の移動をアシストして使用者の負荷を軽減して腕の振り幅を広くし、使用者が筋力アップや筋力維持のためのトレーニングをする場合では、持ち手の移動に負荷を与えて力強く腕を振るトレーニングをすることができる。このように、持ち手の移動の負荷を自在にできるので、使用者の体力や疲れ具合に合わせて歩行機能や腕機能のトレーニングができる。

第７の発明によれば、持ち手の持ち手案内手段に対する移動の分だけ歩行支援装置が前進するので、スキー等のストックを突いて歩行している状態を模擬することが可能であり、体幹を真っ直ぐにした正しい姿勢で脚に同期させて正しく腕を振る質の高い歩行のトレーニングを、適切に支援することができる。

歩行支援装置の全体構成を説明する斜視図である。持ち手及びレールの構成及び機能を説明する斜視図である。図２におけるIII－III方向から見た持ち手の断面図である。図２におけるＩＶ－ＩＶ方向から見た持ち手の断面図である。歩行支援装置の制御手段の入出力を説明するブロック図である。歩行支援装置の制御手段の処理手順を説明するフローチャートである。各検出手段の出力に基づいて決められる歩行支援装置の動作モードを説明する図である。持ち手の前方から後方への移動量とその移動量に応じた歩行支援装置の前方への移動量を説明する図である。従来の歩行支援装置（歩行車）の全体構成を説明する左側面図である。従来の歩行支援装置（歩行介助装置）の全体構成を説明する斜視図である。

以下に本発明を実施するための形態を図面を用いて説明する。なお、図中にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸が記載されている場合、各軸は互いに直交している。そして図１では、Ｚ軸方向は、前輪６０ＦＲから後輪６０ＲＲへの方向を示し、Ｘ軸方向は、フレーム５０における左から右へ向かう方向を示している。また、フレーム５０において、Ｘ軸方向を“右”、Ｘ軸方向に対して反対方向を“左”とし、Ｚ軸方向の反対方向を“前”、Ｚ軸方向を“後”とする。また、Ｙ軸方向を“上”、Ｙ軸方向の反対方向を“下”とする。

●［第１の実施の形態の概略全体構成（図１）］
図１を用いて本発明を実施するための形態の概略構成を説明する。図１は本実施の形態の歩行支援装置１０を説明する図である。歩行支援装置１０は、持ち手２０Ｒ、２０Ｌと、レール３０Ｒ、３０Ｌと、制御手段４０と、フレーム５０と、前輪６０ＦＲ、６０ＦＬと、後輪６０ＲＲ、６０ＲＬと、駆動手段６４Ｒ、６４Ｌ（例えば電動モータ）と、コントロールパネル７０と、バッテリーＢと、を有している。

図１に示すように、フレーム５０は、左右方向に対して対称の形状をしており、使用者はフレーム５０の開放されている側からレール３０Ｒとレール３０Ｌとの間に入り、歩行支援装置１０を操作する。前輪６０ＦＲ、６０ＦＬは、フレーム５０における前方下端に設けられた従動輪（旋回自在なキャスタ輪）である。後輪６０ＲＲ、６０ＲＬは、フレーム５０における後方下端に設けられた駆動輪であり、ベルト６２を介して駆動手段６４Ｒ、６４Ｌでそれぞれ駆動される。図１に示す例では、駆動輪である後輪は左右一対であって、それぞれ独立に駆動手段により駆動される例を示している。

フレーム５０の右側にはレール３０Ｒ、左側にはレール３０Ｌ（持ち手案内手段に相当）がそれぞれ設けられている。レール３０Ｒ、３０Ｌのそれぞれには、上方に突出した持ち手２０Ｒ、２０Ｌがそれぞれ設けられている。持ち手２０Ｒ、２０Ｌは、使用者の歩行に伴う腕の振りに合わせたレール３０Ｒ、３０Ｌのそれぞれの可動範囲内を前後に移動する。レールと持ち手は、左右一対で設けられている。

図１に示すように、コントロールパネル７０は、例えばフレーム５０の上部であって使用者による操作が容易な位置に設けられている。コントロールパネル７０は、メインスイッチ７２と、アシスト量調整ボリューム７４ａと、負荷量調整ボリューム７４ｂと、移動負荷制御モード切替７６と、モニター７８と、を有している。メインスイッチ７２は、歩行支援装置１０のメインのスイッチであり、オンにするとバッテリーＢから制御手段４０と駆動手段６４Ｒ、６４Ｌへ電力を供給し、歩行支援装置１０の操作を可能にする。移動負荷制御モード切替７６は、後述するモータ３２Ｒ、３２Ｌ（移動負荷制御手段に相当）（図２参照）によるレール３０Ｒ、３０Ｌにおける持ち手２０Ｒ、２０Ｌの移動をアシストするアシストモード又は移動に負荷を掛ける負荷モードを切り替える。例えば移動負荷制御モード切替７６は、持ち手の移動をアシストする「アシストモード」と、持ち手の移動に負荷を加える「負荷モード」と、持ち手の移動に対してアシストも負荷の付与も行わない「ノーマルモード」と、の３つのモードの切り替えを可能とする。また、アシスト量調整ボリューム７４ａはアシストモードにおけるアシスト量を、負荷量調整ボリューム７４ｂは負荷モードにおける負荷量を、それぞれ調整するボリュームである。モニター７８は、種々の状態を表示するモニターで、例えばバッテリーＢの充電量、各種モードの設定、動作の状態等を表示する。

●［歩行支援装置１０の詳細な構造（図２～図４）］
図２～図４を用いて、歩行支援装置１０の構造について詳細に説明する。なお、歩行支援装置１０は、コントロールパネル７０と制御手段４０とバッテリーＢを除き、フレーム５０における左右において対称な構造であるため、左側の説明を省略して主に右側の構造について説明する。図２は、持ち手２０Ｒ及びレール３０Ｒの構成及び機能を説明する斜視図である。また、図３は、図２におけるIII－III方向から見た持ち手２０Ｒの断面図である。図４は、図２におけるＩＶ－ＩＶ方向から見た持ち手２０Ｒの断面図である。

図２に示すように、レール３０Ｒは、持ち手２０Ｒと、プーリーＰＢ、ＰＦと、ワイヤーＷと、を有している。レール３０Ｒは、上方向に凹状に湾曲した形状を有し、前後方向に沿って上方向に開口するレールスリット部３８を有している。また、レール３０Ｒは、前後方向における両端に、プーリーＰＢ、ＰＦがそれぞれ設けられている。ワイヤーＷは、前方に配置されたプーリーＰＦと後方に配置されたプーリーＰＢに掛けられ、それぞれの回転を連動させる。また、モータ３２Ｒと右持ち手位置検出手段３４Ｒ（例えばエンコーダ）と持ち手移動制限手段３５Ｒは、プーリーＰＦに対して同軸に設けられている。図４に示すように、アンカー部２２Ｂのワイヤー接続部ＷＡにはワイヤーが固定され、ワイヤー孔ＷＨにはワイヤーが固定されることなく挿通されている。そしてアンカー部２２Ｂには持ち手２０Ｒが接続されている。これにより、モータ３２Ｒは、プーリーＰＦを回転させてワイヤーＷをプーリー間で回転させることで、持ち手２０Ｒの移動をアシスト又は、持ち手２０Ｒの移動に負荷を掛けることができる。右持ち手位置検出手段３４Ｒは、レール３０Ｒにおける持ち手２０Ｒの移動に伴うプーリーＰＦの回転量、すなわち持ち手２０Ｒの移動量を制御手段４０へ出力する。

図３に示すように、持ち手２０Ｒは、持ち手軸部２１ａと、軸部嵌入孔２１ｂと、スライダ２２と、グリップ部２６ａと、スイッチグリップ部２６ｂと、ブレーキレバーＢＫＬと、を有している。また、スライダ２２は、持ち手保持部２２Ａとアンカー部２２Ｂからなる。

図３に示すように、付勢手段２４の一方端が持ち手軸部２１ａに接続され、他方端が軸部嵌入孔２１ｂの底部に接続されている。持ち手軸部２１ａの付勢手段２４が接続されている端部には円周方向に鍔部２１ｃが設けられている。また、軸部嵌入孔２１ｂにおける開口の内側壁面には、内鍔部２０ｃが設けられている。これにより、グリップ部２６ａは、持ち手軸部２１ａと分離することなく、持ち手軸部２１ａの長手方向に沿って上下にスライド可能である。すなわち、持ち手２０Ｒは、突出方向への伸縮を可能とする伸縮機構を有している。

持ち手軸部２１ａの付勢手段２４が接続されていない側には、持ち手支持軸ＪＫが設けられている。持ち手支持軸ＪＫは、軸の先端が略球状に形成されており、持ち手保持部２２Ａに設けられた凹部とボールジョイントを形成する。これにより、持ち手２０Ｒは、持ち手保持部２２Ａに対して開口で規制される範囲内で前後左右に傾けることができる（図３、図４参照）。この傾き量を検出する右持ち手傾き検出手段３３Ｒが、持ち手保持部２２Ａの開口において設けられ前後左右から持ち手支持軸ＪＫに対して配置されている。右持ち手傾き検出手段３３Ｒは、例えば持ち手支持軸ＪＫ側面と持ち手保持部２２Ａの開口との間にバネを設け、そのバネの伸縮伸長による圧力を検出する圧力センサでもよい。

図３に示すように、スイッチグリップ部２６ｂは、グリップ付勢手段２８（例えばバネ）により、グリップ部２６ａとスイッチグリップ部２６ｂとの間に所定の隙間を生じるように設けられている。把持検出手段２５Ｒは、使用者が持ち手２０Ｒを把持するとスイッチグリップ部２６ｂがグリップ部２６ａ側へ移動し圧力が掛けられてオンして、圧力が掛からなくなるとオフする。把持検出手段２５Ｒは、例えば圧力スイッチかプッシュスイッチで良い。

ブレーキレバーＢＫＬは、一方端がグリップ部２６ａにおける前側下方に接続されている。使用者が、ブレーキレバーＢＫＬを把持してグリップ部２６ａ側に引くと、前輪６０ＦＲ、６０ＦＬ、後輪６０ＲＲ、６０ＲＬの回転をロックし、そのロック状態が維持され、さらに引くとロックを解除する機構を有する（図示省略）。

図２に示すように、レール３０Ｒには、フレーム５０に対する持ち手２０Ｒの移動の許可と禁止を行う持ち手移動制限手段３５Ｒが設けられている。例えば持ち手移動制限手段３５Ｒは、モータ３２Ｒの回転をロックするロック機構を有し、モータ３２Ｒの回転をロックすることで持ち手の移動を禁止し、モータ３２Ｒの回転のロックを解除することで、レールに対する（すなわち、フレームに対する）持ち手の移動を許可する。また、このロック機構として、例えばパウダーブレーキを用いても良いし、モータ３２Ｒに直流の大電流を印加し、ロックさせても良い。

図２と図４に示すように、アンカー部２２Ｂに設けられたワイヤー孔ＷＨにはワイヤーＷの一方が挿通されており、ワイヤーＷの他方がワイヤー接続部ＷＡに接続されている（固定されている）。また、持ち手２０Ｒは、持ち手保持部２２Ａとアンカー部２２Ｂを接続するくびれた部分がレールスリット部３８を摺動して、レール３０Ｒ上を移動できる。

信号ケーブル３６は、一方がアンカー部２２Ｂに接続されて、他方が制御手段４０に接続されており、把持検出手段２５Ｒと右持ち手傾き検出手段３３Ｒからの検出信号を制御手段４０へ伝達する。信号ケーブル３６は、例えば、フレキシブルケーブル等の柔軟性を有するケーブルであれば良い。制御手段４０は、右持ち手位置検出手段３４Ｒからの検出信号に基づいて、レール３０Ｒ上における持ち手２０Ｒの位置を検出することができる。また制御手段４０は、右持ち手傾き検出手段３３Ｒからの検出信号に基づいて、持ち手２０Ｒが前後左右のどの方向にどれだけ傾いているか、を検出することができる。また制御手段４０は、把持検出手段２５Ｒからの検出信号に基づいて、持ち手２０Ｒが使用者に把持されているか否か、を検出することができる。

●［歩行支援装置１０の機能（図５～図８）］
図５～図８を用いて、歩行支援装置１０の機能について詳細に説明する。
図５は、歩行支援装置の制御手段４０（例えばＣＰＵを備えた制御装置）の入出力を説明するブロック図である。図５に示すように、制御手段４０は、持ち手情報取得手段４２からの入力情報と、コントロールパネル７０からの入力情報に基づいて、モータ３２Ｒ、３２Ｌと、持ち手移動制限手段３５Ｒ、３５Ｌと、駆動手段６４Ｒ、６４Ｌを制御する。持ち手情報取得手段４２は、把持検出手段２５Ｒ、２５Ｌと、右持ち手傾き検出手段３３Ｒと、左持ち手傾き検出手段３３Ｌと、右持ち手位置検出手段３４Ｒと、左持ち手位置検出手段３４Ｌと、から構成されている。また、記憶手段４４は、情報を記憶する手段であり、制御手段４０の求めに応じて情報の記憶と読み出しを行う。また制御手段４０には、コントロールパネル７０のメインスイッチ７２、アシスト量調整ボリューム７４ａ、負荷量調整ボリューム７４ｂ、移動負荷制御モード切替７６から信号が入力され、モニター７８に画像信号等を出力する。

［歩行支援装置１０の制御手段４０における処理手順（図６～図７）］
図６は、歩行支援装置１０の制御手段４０の処理手順を説明するフローチャートである。図７は、各検出手段の出力に基づいて決められる歩行支援装置１０の動作モードを説明する図である。

使用者がメインスイッチ７２をオンすると、制御手段４０は動作を開始する。制御手段４０は、把持検出手段２５Ｒ、２５Ｌからの情報に基づいて、持ち手２０Ｒ、２０Ｌが使用者に把持されているか否かを判定する。制御手段４０は、持ち手２０Ｒ、持ち手２０Ｒ、２０Ｌのいずれかが把持されていないと判定した場合は、持ち手移動制限手段３５Ｒ、３５Ｌを禁止の側に制御する。制御手段４０は、持ち手２０Ｒ、２０Ｌが把持されていると判定した場合は、持ち手移動制限手段３５Ｒ、３５Ｌを許可の側に制御し、図６における全体処理を実行する。なお、駆動手段６４Ｒ、６４Ｌにロック機構を備えておき、持ち手２０Ｒ、２０Ｌが把持されていないと判定した場合は駆動手段６４Ｒ、６４Ｌをロックし、持ち手２０Ｒ、２０Ｌが把持されていると判定した場合は駆動手段６４Ｒ、６４Ｌのロックを解除するようにしてもよい。

歩行支援装置１０の制御手段４０の処理手順について、図６のフローチャートを用いて説明する。制御手段４０の全体処理は、移動負荷制御（ステップＳ１００）、歩行制御（ステップＳ２００）の処理で構成されている。なお、制御手段４０は、起動された場合、所定時間間隔（例えば数［ｍｓ］間隔）にて、全体処理を実行する。

以下、ステップＳ１００（移動負荷制御）の各ステップについて詳細に説明する。

ステップＳ１１０において、制御手段４０は、移動負荷制御モード切替７６の状態（アシストモード、または負荷モード、またはノーマルモード）を取得して、記憶手段４４に記憶して、ステップＳ１２０へ進む。

ステップＳ１２０において、制御手段４０は、アシスト量調整ボリューム７４ａと負荷量調整ボリューム７４ｂの調整量を取得して、アシスト量調整ボリューム７４ａに応じた持ち手移動アシスト調整量と負荷量調整ボリューム７４ｂに応じた持ち手移動負荷調整量を決定し、記憶手段４４に記憶して、ステップＳ１３０へ進む。

ステップＳ１３０において、制御手段４０は、移動負荷制御モード切替７６の状態がアシストモードの場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１４０に進み、アシストモードでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１４０において、制御手段４０は、持ち手２０Ｒ、２０Ｌの移動を順方向（持ち手の移動方向と同じ方向）にステップＳ１２０において決定した持ち手移動アシスト調整量をアシストするようにモータ３２Ｒ、３２Ｌ（移動負荷制御手段）を制御して、移動負荷制御（ステップＳ１００）を終了し、全体処理へ戻る。ステップＳ１４０にて持ち手の移動をアシストするモータ３２Ｒ、３２Ｌが、アシスト手段に相当している。

ステップＳ１５０において、制御手段４０は、移動負荷制御モード切替７６の状態が負荷モードの場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１６０に進み、負荷モードでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１６０において、制御手段４０は、持ち手２０Ｒ、２０Ｌの移動を逆方向（持ち手の移動方向とは逆の方向）にステップＳ１２０において決定した持ち手移動負荷調整量の負荷を掛けるようにモータ３２Ｒ、３２Ｌ（移動負荷制御手段）を制御して、移動負荷制御（ステップＳ１００）を終了し、全体処理へ戻る。ステップＳ１６０にて持ち手の移動に対して負荷をかけるモータ３２Ｒ、３２Ｌが、負荷手段に相当している。

ステップＳ１７０において、制御手段４０はモータ３２Ｒ、３２Ｌ（移動負荷制御手段）を停止して（空回り状態にして）、移動負荷制御（ステップＳ１００）を終了し、全体処理へ戻る。

以下、ステップＳ２００（歩行制御）の各ステップについて詳細に説明する。

ステップＳ２１０において、制御手段４０は、右持ち手傾き検出手段３３Ｒと左持ち手傾き検出手段３３Ｌから持ち手２０Ｒ、２０Ｌの傾き（右持ち手傾き、左持ち手傾き）を取得し、右持ち手位置検出手段３４Ｒと左持ち手位置検出手段３４Ｌから持ち手２０Ｒ、２０Ｌのレール３０Ｒ、レール３０Ｌにおける位置（右持ち手位置、左持ち手位置）を取得して、記憶手段４４へそれぞれ記憶して、ステップＳ２２０に進む。

ステップＳ２２０において、制御手段４０は、記憶手段４４に記憶された持ち手２０Ｒの位置と、一つ前（前回の全体処理の実行時）に記憶されている持ち手２０Ｒの位置から右振幅ＤＲを計算し、記憶手段４４へ右振幅ＤＲを記憶して、ステップＳ２３０へ進む。

ステップＳ２３０において、制御手段４０は、記憶手段４４に記憶された持ち手２０Ｌの位置と、一つ前（前回の全体処理の実行時）に記憶されている持ち手２０Ｌの位置から左振幅ＤＬを計算し、記憶手段４４へ左振幅ＤＬを記憶して、ステップＳ２４０へ進む。

ステップＳ２４０において、制御手段４０は、右振幅ＤＲと左振幅ＤＬから移動速度Ｖｃ＝（ＤＲ＋ＤＬ）／（所定時間間隔）／２を計算して、ステップＳ２５０へ進む。なお、「所定時間間隔」は、全体処理を実行する時間間隔である。

ステップＳ２５０において、制御手段４０は、右振幅ＤＲと左振幅ＤＬから移動速度差Ｖ_D＝｜ＤＲ－ＤＬ｜／（所定時間間隔）を計算して、ステップＳ２６０へ進む。

ステップＳ２６０において、制御手段４０は、右持ち手傾きと、左持ち手傾きと、右持ち手位置と、左持ち手位置と、前後振幅と、から図７に記載の状態に基づいて、動作モード（直進、右旋回、左旋回）を決定し、ステップＳ２７０へ進む。

図７に示すように、動作モードは、右持ち手傾きと、左持ち手傾きと、右持ち手位置と、左持ち手位置と、前後振幅の各状態に基づいて、決定される。例えば、歩行支援装置１０を真っ直ぐに前進させる直進モードは、持ち手２０Ｒを前方から後方へ移動させ、持ち手２０Ｌを後方から前方へ移動させ、前後振幅が左右で同等である場合と、持ち手２０Ｌを前方から後方へ移動させ、持ち手２０Ｒを後方から前方へ移動させ、前後振幅が左右で同等である場合である。また例えば、歩行支援装置１０を右に旋回させる右旋回モードは、左持ち手傾きが“内傾”つまり持ち手２０Ｌを使用者側に傾け、前後振幅において左振幅が右振幅より大きい場合である。また例えば、歩行支援装置１０を左に旋回させる左旋回モードは、右持ち手傾きが“内傾”つまり持ち手２０Ｒを使用者側に傾け、前後振幅において左振幅が右振幅より小さい場合である。なお、使用者が直進を所望していると判定する直進モード、使用者が右旋回を所望していると判定する右旋回モード、使用者が左旋回を所望していると判定する左旋回モード、の各判定方法は、上記の判定方法に限定されるものではない。

ステップＳ２７０において、動作モードが右旋回モードの場合（Ｙｅｓ、使用者が右旋回を所望している場合）は、ステップＳ２７５に進み、動作モードが右旋回モードでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２８０に進む。

ステップＳ２７５において、制御手段４０は、後輪６０ＲＲの速度がＶ_C －Ｖ_D／２になるように駆動手段６４Ｒを制御し、後輪６０ＲＬの速度がＶ_C ＋Ｖ_D／２になるように駆動手段６４Ｌを制御して左右の後輪の回転数に差を生じさせて歩行支援装置１０を右旋回させ、歩行制御（ステップＳ２００）を終了し、全体処理へ戻る。

ステップＳ２８０において、動作モードが左旋回モードの場合（Ｙｅｓ、使用者が左旋回を所望している場合）は、ステップＳ２８５に進み、動作モードが左旋回モードでない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２９０に進む。

ステップＳ２８５において、制御手段４０は、後輪６０ＲＲの速度がＶ_C ＋Ｖ_D／２になるように駆動手段６４Ｒを制御し、後輪６０ＲＬの速度がＶ_C －Ｖ_D／２になるように駆動手段６４Ｌを制御して左右の後輪の回転数に差を生じさせて歩行支援装置１０を左旋回させ、歩行制御（ステップＳ２００）を終了し、全体処理へ戻る。

ステップＳ２９０において、制御手段４０は、後輪６０ＲＲの速度がＶ_Cになるように駆動手段６４Ｒを制御し、後輪６０ＲＬの速度がＶ_Cになるように駆動手段６４Ｌを制御することで歩行支援装置１０を直進させ、歩行制御（ステップＳ２００）を終了し、全体処理へ戻る。

［持ち手２０Ｒ、２０Ｌの移動による歩行支援装置１０の前方への移動（図８）］
図８は、持ち手の前方から後方への移動量ΔＬ１とその移動量ΔＬ１に応じた歩行支援装置１０の前方への直進モードにおける移動量ΔＬ２を説明する図である。使用者の左手と、持ち手２０Ｌと、フレーム５０の移動前における状態を二点鎖線で表し、前方から後方へ持ち手２０Ｌを移動量ΔＬ１で移動させた場合を実線で表している。

上述した制御手段４０による制御により、持ち手２０Ｌの移動量ΔＬ１（または移動速度）に応じた直進モードの移動量ΔＬ２（または移動速度）が演算されて、駆動手段６４Ｌ、６４Ｒ（図１参照）が制御される。なお、持ち手２０Ｌの移動量ΔＬ１（または移動速度）に対する直進モードの移動量ΔＬ２（または移動速度）が同じとなるようにすれば、スキー等のストックを突いて歩行している状態を模擬することが可能であり、脚に同期させて正しく腕を振る、より質の高い自然な歩行のトレーニングを行うことができる。この場合、制御手段は、レール（持ち手案内手段に相当）に対する持ち手の移動の分だけ（移動量ΔＬ１の分だけ）、歩行支援装置が前進（移動量ΔＬ２分だけ前進）するように、駆動手段を制御する。

また、ルートＲ１は、使用者が持ち手２０Ｌを把持してレール３０Ｌに沿って前方から後方へ移動させた場合の経路である。また、ルートＲ２は、使用者が持ち手２０Ｌを把持して後方から前方へレール３０Ｌの上方を移動させた場合の経路である。持ち手２０Ｌのグリップ部２６ａ（図３参照）は、上下に伸縮するので、持ち手２０Ｌは、ルートＲ２の経路をトレースすることが可能である。このルートＲ１、ルートＲ２の経路により、持ち手の経路を、スキー等のストックを突いて歩行している状態における持ち手の経路と同等の経路とすることができる。つまり、持ち手の移動経路においても、スキー等のストックを突いて歩行している状態を模擬することが可能であり、脚に同期させて正しく腕を振る、より質の高い自然な歩行のトレーニングを行うことができる。
●［本願の効果］

以上に説明したように、使用者が把持する持ち手の移動に関する情報（例えば、前後の振り幅）に応じて駆動手段を制御することで、使用者の腕の振りに応じて歩行支援装置の駆動手段にて駆動輪を駆動する。従って、動力源としての駆動手段を有しているので、使用者への負担をより小さくすることが可能である。また、腕の振り幅は固定されておらず、使用者は自身の歩幅に応じた自然な振り幅で腕を振ればよいので、体幹を真っ直ぐにした正しい姿勢で脚に同期させて正しく腕を振る質の高い自然な歩行のトレーニングを、適切に支援することができる。

本発明の、歩行支援装置は、本実施の形態で説明した構成、構造、形状、処理手順等に限定されず、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更、追加、削除が可能である。

本実施の形態では、歩行支援装置を四輪車として２個の駆動輪を設けた例を説明したが、歩行支援装置を前一輪、後ろ二輪の三輪車にして、前輪を駆動輪、後輪の二輪をキャスタ輪としてもよい。つまり、歩行支援装置は、少なくとも１つの駆動輪を有していればよい。

本実施の形態の説明では、レール３０Ｒ、３０Ｌが上方向に凹状に湾曲した形状を有している例を説明したが、レール３０Ｒ、３０Ｌを、直線形状としても良い。また、本実施の形態にて説明した歩行支援装置は、レールと持ち手を備え、持ち手をレールに沿って、前後方向に移動させる構成の例を説明した。しかし、レールに代えて、フレームに設けられた回転軸に揺動可能に突出して設けられたストック状の部材の先端に持ち手を備え、当該持ち手を、フレームに対して前後方向に揺動させるものでも良い。

１０歩行支援装置
２０Ｒ、２０Ｌ持ち手
２１ａ持ち手軸部
２１ｂ軸部嵌入孔
２２スライダ
２２Ａ持ち手保持部
２２Ｂアンカー部
２４付勢手段
２５Ｒ、２５Ｌ把持検出手段
２６ａグリップ部
２６ｂスイッチグリップ部
２８グリップ付勢手段
３０Ｒ、３０Ｌレール
３２Ｒ、３２Ｌモータ（アシスト負荷手段）
３３Ｒ右持ち手傾き検出手段
３３Ｌ左持ち手傾き検出手段
３４Ｒ右持ち手位置検出手段
３４Ｌ左持ち手位置検出手段
３５Ｒ、３５Ｌ持ち手移動制限手段
３６信号ケーブル
３８レールスリット部
４０制御手段
４２持ち手情報取得手段
４４記憶手段
５０フレーム
６０ＦＲ、６０ＦＬ前輪
６０ＲＲ、６０ＲＬ後輪
６２ベルト
６４Ｒ、６４Ｌ駆動手段
７０コントロールパネル
７２メインスイッチ
７４ａアシスト量調整ボリューム
７４ｂ負荷量調整ボリューム
７６移動負荷制御モード切替
７８モニター
１１０歩行車
１２０ハンドル
１２２スライダ
１３０サイドフレーム
１４０メインフレーム
１３２連結棒
１６０Ｆ前輪
１６０Ｂ後輪
２１０歩行介助装置
２２０Ｒ、２２０Ｌ把手
２３４Ｒ、２３４Ｌ力検出器
２４０制御手段
２５０移動体
２６０ＦＲ、２６０ＦＬ車輪
２６０Ｒ従動輪
２００Ｂ電源
Ｂバッテリー
ＢＫＬブレーキレバー
ＪＫ持ち手支持軸
ＰＢ、ＰＦプーリー
Ｒ１ルート
Ｒ２ルート
Ｗワイヤー
ΔＬ１、ΔＬ２移動量

Claims

フレームと、
前記フレームにおける下端に設けられて少なくとも１つの駆動輪を含む複数の車輪と、
前記駆動輪を駆動する駆動手段と、前記駆動手段を動作させるバッテリーと、
を有する歩行支援装置であって、
使用者に把持されて使用者の歩行に伴う腕の振りに合わせて前記フレームに対して前後に移動する持ち手と、
前記持ち手が設けられて、使用者の歩行に伴う腕の振りに合わせた可動範囲に前記持ち手を案内する持ち手案内手段と、
前記持ち手の情報を取得する持ち手情報取得手段と、
前記持ち手情報取得手段で取得される情報に基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、
を有し、
前記持ち手案内手段には、
前記持ち手の移動に対する負荷を発生させる負荷手段と、
前記持ち手の移動をアシストするアシスト力を発生させるアシスト手段と、
が設けられている、
歩行支援装置。
請求項１に記載の歩行支援装置であって、
前記持ち手情報取得手段は、使用者による持ち手の把持の有無を検出する把持検出手段を含んでおり、
前記制御手段は、
前記把持検出手段からの情報に基づいて、前記持ち手が使用者に把持されているか否かを判定し、
前記持ち手が把持されていると判定した場合は、前記駆動輪のロックを解除し、
前記持ち手が把持されていないと判定した場合は、前記駆動輪をロックする、
歩行支援装置。
請求項１に記載の歩行支援装置であって、
前記持ち手情報取得手段は、使用者による持ち手の把持の有無を検出する把持検出手段を含んでおり、
前記フレームあるいは前記持ち手案内手段には、前記フレームに対する前記持ち手の移動の許可と禁止を行う持ち手移動制限手段が設けられており、
前記制御手段は、
前記把持検出手段からの情報に基づいて、前記持ち手が使用者に把持されているか否かを判定し、
前記持ち手が把持されていると判定した場合は、前記持ち手移動制限手段を許可の側に制御し、
前記持ち手が把持されていないと判定した場合は、前記持ち手移動制限手段を禁止の側に制御する、
歩行支援装置。
請求項１～３のいずれか一項に記載の歩行支援装置であって、
前記持ち手案内手段は、歩行に伴う腕の振りに合わせた可動範囲に前記持ち手の移動を制限する前記フレームに設けられた左右一対のレールであり、
前記持ち手は、前記レールに沿って摺動可能な状態で前記レールに上方に突出して設けられており、突出方向への伸縮を可能とする伸縮機構を有している、
歩行支援装置。
請求項１～４のいずれか一項に記載の歩行支援装置であって、
前記駆動輪は、左右一対であって、それぞれ独立に前記駆動手段により駆動され、
前記制御手段は、
前記持ち手情報取得手段からの情報に基づいて、使用者が右旋回または左旋回を所望し
ているか否かを判定し、
使用者が右旋回または左旋回を所望していると判定した場合は、左右それぞれの前記駆動輪の回転数に差が生じるように前記駆動手段を制御する、
歩行支援装置。
請求項１～５のいずれか一項に記載の歩行支援装置であって、
前記制御手段は、前記持ち手情報取得手段からの情報に基づいて、前記持ち手の前記持ち手案内手段に対する移動の分だけ前記歩行支援装置が前進するように、前記駆動手段を制御する、
歩行支援装置。