JP7215187B2 - 歩行支援装置 - Google Patents

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りながら歩行することが非常に重要である。

例えば、特許文献１に記載の手押し車は、使用者が、左右方向に延びるように手押し車に固定されたハンドルバーを把持してハンドルバーを押すと、手押し車を押す力であるハンドル力の大きさと、その方向に応じて、手押し車に対して進行方向の移動をアシストするアシスト力を発生させる。

また例えば、特許文献２に記載の電動式４輪手押し杖車は、左右方向に延びるように電動式４輪手押し杖車に固定された可動手押し外筒が握られて前方斜め下に押されると電動で前進し、手を離すと自動的に停止する。

特開２０１７－１２５４６号公報 特開平８－２８０７６３号公報

特許文献１に記載の手押し車では、使用者が把持するハンドルバーが手押し車に固定されているので、使用者が、脚の動きに同期させて正しく腕を振りながら歩行する質の高い歩行の訓練を支援することができない。

特許文献２に記載の電動式４輪手押し杖車も特許文献１と同様に、使用者が把持する可動手押し外筒が電動式４輪手押し杖車に固定されているので、使用者が、脚の動きに同期させて正しく腕を振りながら歩行する質の高い歩行の訓練を支援することができない。

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、脚の動きに同期させて正しく腕を振りながら歩行する質の高い歩行の訓練を支援することができる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、本発明の第１の発明は、フレームと、前記フレームに設けられた少なくとも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走行用駆動手段と、前記走行用駆動手段を動作させるバッテリと、使用者に把持されて前記フレームに対する前後方向であるフレーム前後方向に移動可能とされた左右一対の持ち手と、それぞれの前記持ち手の状態を検出するそれぞれの持ち手状態検出手段と、それぞれの前記持ち手状態検出手段からの検出信号に基づいて検出したそれぞれの持ち手状態に基づいて前記走行用駆動手段を制御する制御装置と、それぞれの前記持ち手に固定されて前記フレーム前後方向に延びる左右一対のシャフトと、前記フレーム前後方向に延びてそれぞれの前記シャフトを前記フレーム前後方向に移動可能となるように収容しているとともに前記フレームに取り付けられる左右一対の筒状部と、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、それぞれの前記筒状部、及びそれぞれの前記シャフトは、それぞれの前記シャフトがそれぞれの前記筒状部から抜けることを防止する抜け防止構造を有している、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の発明または第２の発明に係る歩行支援装置であって、それぞれの前記筒状部、及びそれぞれの前記シャフトは、それぞれの前記シャフトがそれぞれの前記筒状部の内部において、前記フレーム前後方向に延びるシャフト中心軸線回りに回転することを防止する回転防止構造を有している、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、それぞれの前記シャフトには、自身を収容している前記筒状部に対する前記フレーム前後方向における基準位置であるシャフト基準位置が設定されており、それぞれの前記筒状部には、前記シャフト基準位置から前方または後方に移動した前記シャフト及び前記持ち手を前記シャフト基準位置へと戻すシャフト位置復元手段が設けられている、歩行支援装置である。

次に、本発明の第５の発明は、上記第４の発明に係る歩行支援装置であって、それぞれの前記筒状部には、前記シャフト基準位置の近傍となるように前記フレーム前後方向の前後規制範囲に前記シャフトを保持するロック状態と、前記フレーム前後方向において前記前後規制範囲を超えて前記フレーム前後方向に前記シャフトが移動することを許容する解除状態と、に切替え可能なロック機構が設けられている、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、地面に対する前記歩行支援装置の進行速度を検出する進行速度検出手段を備え、それぞれの前記持ち手状態検出手段は、それぞれの前記筒状部に対するそれぞれの前記シャフト及び前記持ち手の前記フレーム前後方向の位置に応じたそれぞれの検出信号を前記制御装置に出力し、前記制御装置は、それぞれの前記持ち手状態検出手段からの検出信号に基づいて、前記フレームに対する前記フレーム前後方向のそれぞれの前記持ち手の位置であるそれぞれの持ち手前後位置を算出する、持ち手前後位置算出手段と、算出したそれぞれの前記持ち手前後位置に基づいて、前記歩行支援装置に対するそれぞれの前記持ち手の移動速度である持ち手移動速度を算出する、持ち手移動速度算出手段と、前記持ち手前後位置と前記持ち手移動速度との少なくとも一方と、前記進行速度と、に基づいた目標速度となるように前記走行用駆動手段を制御する、進行速度調整手段と、を有する、歩行支援装置である。

次に、本発明の第７の発明は、上記第５の発明に係る歩行支援装置であって、地面に対する前記歩行支援装置の進行速度を検出する進行速度検出手段を備え、それぞれの前記シャフトは、前記ロック状態の場合、前記前後規制範囲にて前記フレーム前後方向に移動可能であり、それぞれの前記持ち手状態検出手段は、それぞれの前記筒状部に対するそれぞれの前記シャフト及び前記持ち手の前記フレーム前後方向の位置に応じたそれぞれの検出信号を前記制御装置に出力し、前記制御装置は、それぞれの前記持ち手状態検出手段からの検出信号に基づいて、前記フレームに対する前記フレーム前後方向のそれぞれの前記持ち手の位置であるそれぞれの持ち手前後位置を算出する、持ち手前後位置算出手段と、前記ロック状態である場合、かつ、前記持ち手前後位置が前記シャフト基準位置に対応する位置よりも前方である場合に、前記歩行支援装置が前記進行速度の方向に加速するように前記走行用駆動手段を制御する、進行速度調整手段と、を有する、歩行支援装置である。

次に、本発明の第８の発明は、上記第７の発明に係る歩行支援装置であって、前記制御装置は、算出したそれぞれの前記持ち手前後位置に基づいて、前記歩行支援装置に対するそれぞれの前記持ち手の移動速度である持ち手移動速度を算出する、持ち手移動速度算出手段を有し、前記進行速度調整手段にて前記走行用駆動手段を制御する場合、前記解除状態である場合には、前記持ち手前後位置と前記持ち手移動速度との少なくとも一方と、前記進行速度と、に基づいた目標速度となるように前記走行用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、使用者が把持する左右一対のそれぞれの持ち手には、左右一対のそれぞれのシャフトが固定されており、それぞれのシャフトは、左右一対のそれぞれの筒状部に収容されてフレーム前後方向に移動可能である。そして制御装置は、使用者が把持している持ち手とともに腕を前後に振りながら歩行すると、腕振り状態（持ち手状態）に基づいて走行用駆動手段を制御して歩行支援装置を進行させる。従って、脚の動きに同期させて正しく腕を振りながら歩行する質の高い歩行の訓練を支援することができる。

第２の発明によれば、シャフトが筒状部から抜けることを防止するので、より安全であり、使用者はシャフトが筒状部から抜ける心配をすることなく腕振り歩行に専念することができる。

第３の発明によれば、シャフトが筒状部内で回転することを防止するので、使用者が持ち手に余計な力（持ち手を捻る（絞る）力）を加えることなく腕振り歩行に専念することができる。

第４の発明によれば、使用者が、持ち手を把持した腕を前後に振りながら歩行している際、シャフト（つまり持ち手）には、シャフト位置復元手段によって自動的にシャフト基準位置へと戻される力が働いている。つまり、前方に振り出した腕を後方に押し戻す力、あるいは、後方に振り出した腕を前方に押し戻す力が働くので、使用者の前後方向の腕振りを支援することができる。また、使用者が持ち手を離した際、シャフト（つまり持ち手）は、自動的にシャフト基準位置へ戻されるので、便利である。

第５の発明によれば、使用者が腕を振りながら歩行することを所望していない場合、ロック状態とすることで、シャフト（つまり持ち手）のフレーム前後方向の可動範囲を、シャフト基準位置の近傍の前後規制範囲に保持できるので、便利である。

第６の発明によれば、目標速度を求める際の持ち手状態として、持ち手前後位置と持ち手移動速度との少なくとも一方を用いることで、持ち手状態（腕振り状態）と進行速度に基づいた目標速度を、適切に求めることができる。

第７の発明によれば、シャフトがシャフト基準位置の近傍に保持されて腕を振りながら歩行できないロック状態である場合、かつ、持ち手が前方に押された場合に、歩行支援装置を進行速度の方向に加速させる。これにより、使用者が腕を振りながら歩行することを所望していない場合であっても、歩行支援装置を適切に進行させることができる。

第８の発明によれば、シャフト（つまり持ち手）をフレーム前後方向に移動可能な解除状態である場合では、目標速度を求める際の持ち手状態として、持ち手前後位置と持ち手移動速度との少なくとも一方を用いることで、持ち手状態（腕振り状態）と進行速度に基づいた目標速度を、適切に求めることができる。

歩行支援装置の外観を説明する斜視図である。 フレームを左右方向に折り畳む前の開いた状態を説明する図である。 フレームを左右方向に折り畳んだ状態を説明する図である。 筒状部、シャフト、持ち手の外観と構造の例を説明する斜視図である。 図４において筒状部をV方向から見た図である。 ロック機構の構造の例を説明する図であり、シャフトを解除状態にした場合の例を説明する図である。 ロック機構の構造の例を説明する図であり、シャフトをロック状態にした場合の例を説明する図である。 シャフトがロック状態とされている場合であって、シャフト基準位置にシャフトが戻されている（保持されている）状態を説明する図である。 シャフトがロック状態とされている場合であって、前後規制範囲内においてシャフト基準位置よりも前方へと、シャフト及び持ち手が使用者に押されている状態を説明する図である。 シャフトがロック状態とされている場合であって、前後規制範囲内においてシャフト基準位置よりも後方へと、シャフト及び持ち手が使用者に引かれている状態を説明する図である。 シャフトが解除状態とされている場合であって、前後規制範囲を超えてシャフト基準よりも大きく後方へと、シャフト及び持ち手が使用者に引かれている状態を説明する図である。 操作パネルの外観の例を説明する図である。 歩行支援装置の制御装置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装置の処理手順（全体処理）を説明するフローチャートである。 図１４に示す全体処理中の入力処理の処理手順を説明するフローチャートである。 図１５に示す入力処理中の右（左）移動速度、移動方向、振幅算出処理の処理手順を説明するフローチャートである。 図１４に示す全体処理中の対地速度補正量算出処理の処理手順を説明するフローチャートである。 図１４に示す全体処理中の中央位置速度補正量算出処理の処理手順を説明するフローチャートである。 図１４に示す全体処理中の進行速度調整処理の処理手順を説明するフローチャートである。 歩行支援装置の平面図であり、持ち手前後位置、持ち手前後中央位置、仮想前後基準位置等を説明する図である。 前後方向偏差・中央位置速度補正量特性の例を説明する図である。 持ち手を把持して腕を前後に振りながら歩行する使用者と、歩行支援装置及び持ち手の位置、の例を説明する図である。

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Ｘ軸方向は、歩行支援装置１０から見て前方に向かう方向を示し、Ｙ軸方向は、歩行支援装置１０から見て左に向かう方向を示し、Ｚ軸方向は、歩行支援装置１０からみて鉛直上方に向かう方向を示している。以降では、歩行支援装置１０に対して、Ｘ軸方向を“前”、Ｘ軸方向に対して反対方向を“後”とし、Ｙ軸方向を“左”、Ｙ軸方向に対して反対方向を“右”、Ｚ軸方向を“上”、Ｚ軸方向に対して反対方向を“下”とする。また以降では、フレームの前後方向を「フレーム前後方向」と記載する。

●［歩行支援装置１０の概略全体構成（図１～図３）］
図１を用いて、歩行支援装置１０の概略全体構成を説明する。歩行支援装置１０は、フレーム５０と、前輪６０ＦＬ、６０ＦＲと、後輪６０ＲＬ、６０ＲＲと、走行用駆動手段６４Ｌ、６４Ｒと、バッテリＢと、制御装置４０と、持ち手２０Ｌ、２０Ｒと、シャフト２１Ｌ、２１Ｒと、筒状部３０Ｌ、３０Ｒ、バッグ５０Ｋ等を有している。

フレーム５０は、上下方向に延びて筒状部３０Ｌ、３０Ｒを支持する筒状部支持体５１Ｌ、５１Ｒと、フレーム５０に対する前後方向であるフレーム前後方向に延びて車輪を支持する車輪支持体５２Ｌ、５２Ｒ等を有している。車輪支持体５２Ｌは筒状部支持体５１Ｌの下方に固定され、車輪支持体５２Ｒは筒状部支持体５１Ｒの下方に固定されている。また図２は、フレーム５０を左右方向に開いた状態を示し、図３は、フレーム５０を左右方向に折り畳んだ状態を示している。なお図２及び図３ではバッグ５０Ｋを省略している。図２及び図３に示すように、筒状部支持体５１Ｌと筒状部支持体５１Ｒは、リンク部材５４Ｌ、５４Ｒ、５５Ｌ、５５Ｒにて接続されている。そして図２及び図３に示すように、歩行支援装置１０は、使用していない場合では、図３に示すように折り畳むことで、占有スペースを小さくできるので便利である。

また歩行支援装置１０は、左右に折り畳まれた図３に示す状態から、左右に開いた図２に示す状態へと、容易に変更することができる。また、筒状部支持体５１Ｌと筒状部支持体５１Ｒの上方の側には、弾性変形可能な連結体５３が設けられている。使用者は、フレーム５０の開放されている側（後方）から筒状部３０Ｌと筒状部３０Ｒの間に入り、左右の手で持ち手２０Ｌと持ち手２０Ｒを把持して、歩行支援装置１０を操作する。

筒状部支持体５１Ｌの上端には筒状部３０Ｌが保持され、筒状部支持体５１Ｌの下方の側には、車輪支持体５２Ｌが固定されている。なお筒状部支持体５１Ｌは上下方向に伸縮可能とされており、腕を振りながら歩行する使用者の手の高さに応じて、筒状部３０Ｌの高さを調整可能とされている。また車輪支持体５２Ｌの前方の側には、旋回自在なキャスタ輪である前輪６０ＦＬが設けられており、車輪支持体５２Ｌの後方の側には、走行用駆動手段６４Ｌにて駆動される後輪６０ＲＬが設けられている。なお、筒状部支持体５１Ｒ、筒状部３０Ｒ、車輪支持体５２Ｒ、前輪６０ＦＲ、走行用駆動手段６４Ｒ、後輪６０ＲＲも同様であるので、これらの説明は省略する。上記のように、フレーム５０には複数の車輪（前輪６０ＦＬ、６０ＦＲ、後輪６０ＲＬ、６０ＲＲ）が設けられており、少なくとも１つの車輪（この場合、後輪６０ＲＬ、後輪６０ＲＲ）は、駆動輪である。

走行用駆動手段６４Ｌは、例えば電動モータであり、バッテリＢから供給される電力に基づいた制御装置４０からの制御信号に基づいて、後輪６０ＲＬを回転駆動する。同様に、走行用駆動手段６４Ｒは、例えば電動モータであり、バッテリＢから供給される電力に基づいた制御装置４０からの制御信号に基づいて、後輪６０ＲＲを回転駆動する。

また走行用駆動手段６４Ｌには、エンコーダ等の進行速度検出手段６４ＬＥが設けられており、走行用駆動手段６４Ｌの回転に応じた検出信号を制御装置４０に出力する。制御装置４０は、進行速度検出手段６４ＬＥからの検出信号に基づいて、地面に対する歩行支援装置１０の進行速度（後輪６０ＲＬによる進行速度）を検出することができる。同様に、走行用駆動手段６４Ｒには、エンコーダ等の進行速度検出手段６４ＲＥが設けられており、走行用駆動手段６４Ｒの回転に応じた検出信号を制御装置４０に出力する。制御装置４０は、進行速度検出手段６４ＲＥからの検出信号に基づいて、地面に対する歩行支援装置１０の進行速度（後輪６０ＲＲによる進行速度）を検出することができる。

筒状部３０Ｌは、フレーム前後方向に延びる筒状の形状を有し、フレーム前後方向に延びるシャフト２１Ｌを、フレーム前後方向に移動可能となるように収容している。同様に、筒状部３０Ｒは、フレーム前後方向に延びる筒状の形状を有し、フレーム前後方向に延びるシャフト２１Ｒを、フレーム前後方向に移動可能となるように収容している。筒状部３０Ｌと筒状部３０Ｒは、左右一対で設けられている。

シャフト２１Ｒは、フレーム前後方向に延びる筒状の形状を有して少なくとも一部が中空状とされ（図４参照）、筒状部３０Ｒ内に収容されてフレーム前後方向に移動可能とされている。そしてシャフト２１Ｒの後端部には、持ち手２０Ｒが固定されている。同様に、シャフト２１Ｌは、フレーム前後方向に延びる筒状の形状を有して少なくとも一部が中空状とされ、筒状部３０Ｌ内に収容されてフレーム前後方向に移動可能とされている。そしてシャフト２１Ｌの後端部には、持ち手２０Ｌが固定されている。シャフト２１Ｌとシャフト２１Ｒは、左右一対で設けられている。

持ち手２０Ｌは、使用者が左手で把持する個所であり、シャフト２１Ｌの後端部に固定され、使用者の歩行に伴う左腕の振りに合わせて、筒状部３０Ｌに対して（すなわち、フレーム５０に対して）シャフト２１Ｌとともに、フレーム前後方向に移動可能とされている。なお、持ち手２０Ｌには、後輪６０ＲＬの回転を減速させるブレーキレバーＢＫＬが設けられている。同様に、持ち手２０Ｒは、使用者が右手で把持する個所であり、シャフト２１Ｒの後端部に固定され、使用者の歩行に伴う右腕の振りに合わせて、筒状部３０Ｒに対して（すなわち、フレーム５０に対して）シャフト２１Ｒとともに、フレーム前後方向に移動可能とされている。なお、持ち手２０Ｒには、後輪６０ＲＲの回転を減速させるブレーキレバーＢＫＬが設けられている。持ち手２０Ｌと持ち手２０Ｒは、左右一対で設けられている。

筒状部３０Ｌ内には、持ち手２０Ｌの状態を検出可能な持ち手状態検出手段２１ＬＳが設けられている。例えば持ち手状態検出手段２１ＬＳはエンコーダであり、シャフト２１Ｌのフレーム前後方向の動きに応じて回転し、筒状部３０Ｌ内におけるシャフト２１Ｌのフレーム前後方向の位置（すなわち、持ち手２０Ｌのフレーム前後方向の位置）に応じた検出信号を制御装置４０に出力する。制御装置４０は、持ち手状態検出手段２１ＬＳからの検出信号に基づいて、フレーム５０に対する（筒状部３０Ｌに対する）持ち手２０Ｌのフレーム前後方向の位置である（左）持ち手前後位置を求めることができる。

同様に、筒状部３０Ｒ内には、持ち手２０Ｒの状態を検出可能な持ち手状態検出手段２１ＲＳが設けられている。例えば持ち手状態検出手段２１ＲＳはエンコーダであり、シャフト２１Ｒのフレーム前後方向の動きに応じて回転し、筒状部３０Ｒ内におけるシャフト２１Ｒのフレーム前後方向の位置（すなわち、持ち手２０Ｒのフレーム前後方向の位置）に応じた検出信号を制御装置４０に出力する。制御装置４０は、持ち手状態検出手段２１ＲＳからの検出信号に基づいて、フレーム５０に対する（筒状部３０Ｒに対する）持ち手２０Ｒのフレーム前後方向の位置である（右）持ち手前後位置を求めることができる。

また筒状部３０Ｒ（３０Ｌ）には、使用者によって操作されるロック操作部３１Ｒ（３１Ｌ）が設けられている。ロック操作部３１Ｒ（３１Ｌ）は、フレーム前後方向に移動可能とされたシャフト２１Ｒ（２１Ｌ）及び持ち手２０Ｒ（２０Ｌ）を、「ロック状態」と「解除状態」のいずれかの状態に設定する。「ロック状態」では、シャフト２１Ｒ（２１Ｌ）及び持ち手２０Ｒ（２０Ｌ）のフレーム前後方向の移動範囲は、シャフト基準位置の近傍の前後規制範囲Ｗ１内（図８～図１０参照）に規制される。「解除状態」では、シャフト２１Ｒ（２１Ｌ）及び持ち手２０Ｒ（２０Ｌ）の移動範囲は、前後規制範囲Ｗ１を超える範囲に許容される（図１１参照）。

操作パネル７０は、例えば筒状部３０Ｒの上面に設けられており、図１２に示すように、メインスイッチ７２、バッテリ残量表示部７３、トレーニングモード指示部７４、アシストモード指示部７５、駆動トルク調整部７６等を有している。なお、操作パネル７０の詳細については後述する。

３軸加速度・角速度センサ５０Ｓは、フレーム５０に設けられており、Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸の３方向の軸のそれぞれに対して加速度を計測するとともに、３方向のそれぞれの軸を中心とした回転の角速度を計測し、計測結果に基づいた検出信号を制御装置４０に出力する。例えば３軸加速度・角速度センサ５０Ｓは、歩行支援装置１０が傾斜面を進行している場合、Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸のそれぞれに対する歩行支援装置１０の傾斜角度に応じた検出信号を制御装置４０に出力する。また、例えば３軸加速度・角速度センサ５０Ｓは、歩行支援装置１０の車体に加えられた加速度（例えば、車体への衝撃）を検出し、検出した加速度に応じた検出信号を制御装置４０に出力する。また、例えば３軸加速度・角速度センサ５０Ｓは、歩行支援装置１０の車体のピッチ角速度（Ｙ軸回りの角速度）、ヨー角速度（Ｚ軸回りの角速度）、ロール角速度（Ｘ軸回りの角速度）を検出し、検出した角速度に応じた検出信号を制御装置４０に出力する。制御装置４０は、３軸加速度・角速度センサ５０Ｓからの検出信号に基づいて、歩行支援装置１０のＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸に対するそれぞれの傾斜角度、加速度（衝撃）の大きさ、ピッチ角速度、ヨー角速度、ロール角速度を検出することができる。

●［筒状部３０Ｒとシャフト２１Ｒの詳細構造（図４、図５）］
次に図４を用いて、筒状部及びシャフトの詳細構造について説明する。なお、筒状部及びシャフト（及び持ち手）は、左右一対であるので、右側の筒状部３０Ｒ、シャフト２１Ｒ、蓋部３４Ｒ、持ち手２０Ｒを例として説明し、左側の筒状部３０Ｌ、シャフト２１Ｌ、蓋部、持ち手２０Ｌ（図１参照）については説明を省略する。図４は、筒状部３０Ｒ、シャフト２１Ｒ、蓋部３４Ｒ、持ち手２０Ｒの斜視図を示し、図５は、図４において筒状部３０ＲをＶ方向から見た図である。なお図４及び図５では、ロック操作部３１Ｒに連動するロック機構（図６、図７参照）については記載を省略している。

筒状部３０Ｒは、フレーム前後方向に延びる筒状の形状を有し、内部には、案内レール３２Ｒ、案内ローラ３３Ｒ、持ち手状態検出手段２１ＲＳ、弾性ユニット３５Ｒ４等が設けられている。また筒状部３０Ｒの上面には、ロック操作部３１Ｒ、操作パネル７０等が設けられている。シャフト２１Ｒは、持ち手嵌合孔２１Ｒ１、ロック孔２１Ｒ２、中空部２１Ｒ３、被案内部材２４Ｒ、シャフト側弾性部材２６Ｒ、抜け防止部材２５Ｒ等を有している。蓋部３４Ｒには、シャフト２１Ｒが挿通される挿通孔３４Ｒ１が形成されている。持ち手２０Ｒは、シャフト嵌合部２０Ｒ１、ブレーキレバーＢＫＬ等を有している。

なお、図８に示すように、シャフト側弾性部材２６Ｒ（シャフト位置復元手段に相当）における一方の側（Ｘ軸方向に向かう側の先端）は、シャフト２１Ｒが筒状部３０Ｒ内に挿通された後、筒状部３０Ｒに固定される。また図８に示すように、シャフト側弾性部材２６Ｒにおける他方の側（Ｘ軸方向とは反対方向に向かう側の先端）は、シャフト２１Ｒの中空部２１Ｒ３内に挿通されてシャフト２１Ｒに固定されている。

また図８に示すように、弾性ユニット３５Ｒ４は、筒状部３０Ｒ内の前端（Ｘ軸方向に向かう側の先端）に固定されている。そして弾性ユニット３５Ｒ４は、筒状部側弾性部材３５Ｒ１（シャフト位置復元手段に相当）、カラー３５Ｒ２、ダンパ３５Ｒ３等を有している。図８に示すように、筒状部側弾性部材３５Ｒ１における一方の側（Ｘ軸方向に向かう側の先端）は、弾性ユニット３５Ｒ４に固定されている。また図８に示すように、筒状部側弾性部材３５Ｒ１における他方の側（Ｘ軸方向とは反対方向に向かう側の先端）は、カラー３５Ｒ２における前方の側の面に固定されている。またカラー３５Ｒ２における後方の側の面には、シャフト２１Ｒの先端が衝突した際の衝撃音等を吸収するダンパ３５Ｒ３が取り付けられている。そして図８に示すシャフト基準位置では、ダンパ３５Ｒ３における後方の側には、シャフト２１Ｒの先端が接触している。

図４において、持ち手２０Ｒのシャフト嵌合部２０Ｒ１は、蓋部３４Ｒの挿通孔３４Ｒ１に挿通されて、シャフト２１Ｒの持ち手嵌合孔２１Ｒ１に嵌め込まれ、持ち手２０Ｒとシャフト２１Ｒとが一体化される。そしてシャフト２１ＲはＸ軸方向回りに右回りに９０°旋回されて筒状部３０Ｒの上下の案内ローラ３３Ｒの間に差し込まれ、Ｘ軸方向に沿って押し込まれていく。シャフト２１Ｒの先端の抜け防止部材２５Ｒが抜け防止パネル３６Ｒを通過して案内レール３２Ｒに達する前に、シャフト２１ＲはＸ軸方向回りに左回りに９０°旋回される。そしてシャフト２１Ｒが更にＸ軸方向に沿って押し込まれていくと、シャフト２１Ｒの被案内部材２４Ｒが案内レール３２Ｒの凹状部に差し込まれ、シャフト２１Ｒが案内レール３２Ｒに案内される。そしてシャフト２１Ｒの前方の側の先端がダンパ３５Ｒ３に接触するまで差し込まれ、シャフト側弾性部材２６Ｒの前方の側の先端が、作業者によって筒状部３０Ｒに固定される。なお、案内レール３２Ｒと被案内部材２４Ｒは、筒状部３０Ｒの内部において、フレーム前後方向に延びるシャフト中心軸線２１ＲＪ（図４参照）回りにシャフト２１Ｒが回転することを防止する回転防止構造に相当する。

●［ロック機構の構造（図６、図７）］
次に図６及び図７を用いて、ロック機構の構造について説明する。図６及び図７に示すように、ロック機構は、ロック操作部３１Ｒ、スライダ３１Ｒ１、揺動部材３１Ｒ２、ロック突起３１Ｒ３、弾性部材３１Ｒ４等を有している。図６はロック機構を「解除状態」とした場合の例を示し、図７はロック機構を「ロック状態」とした場合の例を示している。ロック機構も左右一対であるので、筒状部３０Ｒ、シャフト２１Ｒの側のロック機構を説明し、筒状部３０Ｌ、シャフト２１Ｌのロック機構については説明を省略する。

なお図６及び図７は、使用者が持ち手２０Ｒ（図１参照）を把持していない状態であってシャフト２１Ｒがシャフト基準位置に保持されている状態（図８参照）を示しており、ロック突起３１Ｒ３がロック孔２１Ｒ２と対向している状態を示している。またロック孔２１Ｒ２は、ゴミ等が堆積しないように下方に向かって開口していると、より好ましい。

ロック操作部３１Ｒは、筒状部３０Ｒに形成された孔部３０Ｒ１に取り付けられ、孔部３０Ｒ１に沿ってフレーム前後方向（Ｘ軸方向）にスライド可能とされている。使用者がロック操作部３１ＲをＸ軸方向にスライドさせた図６に示す状態が「解除状態」であり、使用者がロック操作部３１ＲをＸ軸方向とは反対の方向にスライドさせた図７に示す状態が「ロック状態」である。

スライダ３１Ｒ１は、案内部材３１Ｒ５によって上下方向に移動可能とされており、下端部には、揺動部材３１Ｒ２の一方端の側及び弾性部材３１Ｒ４から上方に向かう付勢力が印加されている。図６に示す「解除状態」では、スライダ３１Ｒ１は弾性部材３１Ｒ４の一方端の側及び揺動部材３１Ｒ２から上方に向かう付勢力を受けて上方に移動する。図７に示す「ロック状態」では、スライダ３１Ｒ１はロック操作部３１Ｒによって下方に押し下げられ、揺動部材３１Ｒ２の一方端の側を下方に押し下げる。

揺動部材３１Ｒ２は、一方端の側がスライダ３１Ｒ１の下端部に接触しているとともに弾性部材３１Ｒ４から上方に向かう付勢力を受け、支点３１Ｒ７回りに揺動可能とされている。また揺動部材３１Ｒ２の他方端の側には、ロック突起３１Ｒ３が接続されている。図６に示す「解除状態」では、スライダ３１Ｒ１が上方に移動しているので、揺動部材３１Ｒ２の一方端の側は弾性部材３１Ｒ４によって上方に押し上げられ、揺動部材３１Ｒ２の他方端の側は下方に移動している。図７に示す「ロック状態」では、スライダ３１Ｒ１が下方に押し下げされているので、揺動部材３１Ｒ２の一方端の側はスライダ３１Ｒ１によって押し下げられ、揺動部材３１Ｒ２の他方端の側は上方に移動している。

ロック突起３１Ｒ３は、案内部材３１Ｒ６によって上下方向に移動可能とされており、下端部の側が揺動部材３１Ｒ２の他方端の側に接続されている。図６に示す「解除状態」では、揺動部材３１Ｒ２の他方端の側が下方に移動しているので、ロック突起３１Ｒ３はシャフト２１Ｒのロック孔２１Ｒ２から離間している。図７に示す「ロック状態」では、揺動部材３１Ｒ２の他方端の側が上方に移動しているので、ロック突起３１Ｒ３はシャフト２１Ｒのロック孔２１Ｒ２内に差し込まれている。

●［ロック状態におけるシャフト２１Ｒの可動範囲（図８～図１０）と、解除状態におけるシャフト２１Ｒの可動範囲（図１１）］
図８は、使用者が持ち手２０Ｒを把持していない状態、かつ、ロック機構を「ロック状態」とした場合の例を示しており、筒状部３０Ｒに対するフレーム前後方向（Ｘ軸方向）におけるシャフト２１Ｒ及び持ち手２０Ｒの位置が、シャフト基準位置に保持されている状態の例を示している。なお図８～図１１では、ロック機構の詳細を省略し、ロック突起３１Ｒ３にて「ロック状態」と「解除状態」を示している。持ち手２０Ｒに前後方向（Ｘ軸方向に平行な方向）の力が付与されていない場合、シャフト２１Ｒ及び持ち手２０Ｒは、ロック機構が「ロック状態」または「解除状態」のいずれの状態であっても、図８に示すシャフト基準位置に保持される。この場合、シャフト側弾性部材２６Ｒ（シャフト位置復元手段に相当）及び筒状部側弾性部材３５Ｒ１（シャフト位置復元手段に相当）が、シャフト２１Ｒ及び持ち手２０Ｒを、図８に示すシャフト基準位置に保持する。

図８に示すシャフト基準位置では、シャフト側弾性部材２６Ｒと筒状部側弾性部材３５Ｒ１が共に自由長（力が付与されていない場合の長さ）、あるいは、シャフト側弾性部材２６Ｒがシャフト２１Ｒを前方に引っ張る力と筒状部側弾性部材３５Ｒ１がシャフト２１Ｒを後方に押す力とが釣り合うように設定されている。このシャフト基準位置では、シャフト２１Ｒに設けられたロック孔２１Ｒ２の前後方向の長さ範囲である前後規制範囲Ｗ１内のほぼ中央位置にロック突起３１Ｒ３が位置するように、シャフト側弾性部材２６Ｒの長さと、筒状部側弾性部材３５Ｒ１の長さとが調整されている。なお、シャフト側弾性部材２６Ｒのバネ定数Ｋ２６よりも、筒状部側弾性部材３５Ｒ１のバネ定数Ｋ３５のほうが大きくなるようにバネ定数が設定されている。例えば、シャフト基準位置は、図８に示すように、フレーム前後方向のシャフト２１Ｒの可動範囲内におけるほぼ前方端に近い位置とされている。

図９に示すように、図８に示す「ロック状態」から、使用者が持ち手２０Ｒを把持して、力Ｆｆにて持ち手２０Ｒを前方（Ｘ軸方向）に押すと、ロック突起３１Ｒ３がロック孔２１Ｒ２の後方縁部に突き当たるまで、シャフト２１Ｒ及び持ち手２０Ｒは前方に移動可能である。そして図９に示す状態から使用者が持ち手２０Ｒから手を離すと、筒状部側弾性部材３５Ｒ１の弾性力によって、シャフト２１Ｒ及び持ち手２０Ｒは、図８に示すシャフト基準位置に戻される。

図１０に示すように、図８に示す「ロック状態」から、使用者が持ち手２０Ｒを把持して、力Ｆｒにて持ち手２０Ｒを後方（Ｘ軸方向とは反対の方向）に引くと、ロック突起３１Ｒ３がロック孔２１Ｒ２の前方縁部に突き当たるまで、シャフト２１Ｒ及び持ち手２０Ｒは後方に移動可能である。そして図１０に示す状態から使用者が持ち手２０Ｒから手を離すと、シャフト側弾性部材２６Ｒの弾性力によって、シャフト２１Ｒ及び持ち手２０Ｒは、図８に示すシャフト基準位置に戻される。

また図１１に示すように、「解除状態」では、シャフト２１Ｒのフレーム前後方向の移動範囲が前後規制範囲Ｗ１内に規制されない。従って、使用者が持ち手２０Ｒを把持して、力Ｆｒにて持ち手２０Ｒを後方に引いた場合、シャフト２１Ｒの先端の抜け防止部材２５Ｒが抜け防止パネル３６Ｒに干渉するまで後方に引くことができる。すなわち、使用者は、図１１に示す「解除状態」にした場合、腕を大きく振りながら歩行支援装置を用いて歩行することができる。この抜け防止部材２５Ｒと抜け防止パネル３６Ｒが、シャフト２１Ｒが筒状部３０Ｒから抜けることを防止する抜け防止構造に相当する。

このように、シャフト２１Ｒ（シャフト２１Ｌ）には、自身を収容している筒状部３０Ｒ（筒状部３０Ｌ）に対するフレーム前後方向における基準位置であるシャフト基準位置が設定されている。図８に示すように、使用者が持ち手２０Ｒを把持していない場合、シャフト２１Ｒ及び持ち手２０Ｒは、シャフト位置復元手段（シャフト側弾性部材２６Ｒ、筒状部側弾性部材３５Ｒ１）によってシャフト基準位置に保持される。そして図８に示すように、シャフト２１Ｒ及び持ち手２０Ｒがシャフト基準位置にある場合、ロック孔２１Ｒ２のフレーム前後方向におけるほぼ中央位置が、ロック突起３１Ｒ３と対向する。そして「ロック状態」では、シャフト２１Ｒはシャフト基準位置の近傍となるようにフレーム前後方向の前後規制範囲Ｗ１内に保持される。

なお図８～図１０では、わかりやすくするために、ロック突起３１Ｒ３からロック孔２１Ｒ２の前方縁部または後方縁部までの距離を比較的大きくしている。しかし、ロック突起３１Ｒ３からロック孔２１Ｒ２の前方縁部または後方縁部までの距離は、１［ｍｍ］程度で充分である。また「解除状態」では、使用者はシャフト２１Ｒを、図８に示すシャフト基準位置から後方へと、例えば１５０［ｍｍ］程度まで引くことができる。

●［操作パネル７０の外観（図１２）］
次に図１２を用いて操作パネル７０について説明する。本実施の形態に示す例では、操作パネル７０は、筒状部３０Ｒの上面に設けられている。そして図１２に示すように、操作パネル７０は、メインスイッチ７２、バッテリ残量表示部７３、トレーニングモード指示部７４、アシストモード指示部７５、駆動トルク調整部７６等を有している。

メインスイッチ７２は、歩行支援装置１０の起動を指示するスイッチであり、使用者がオンにするとバッテリＢから制御装置４０と走行用駆動手段６４Ｒ、６４Ｌへ電力を供給し、歩行支援装置１０の操作及び動作を可能にする。また、バッテリ残量表示部７３には、バッテリＢの残量が表示されている。

駆動トルク調整部７６は、歩行支援装置１０が進行する際の走行用駆動手段６４Ｌ、６４Ｒの駆動トルクの強弱を、使用者が調整するための入力部である。例えば上り傾斜面で歩行支援装置１０を使用する場合、使用者は、駆動トルク調整部７６から駆動トルクを増量する指示を入力する。

また、歩行支援装置１０には、腕を振りながら歩行する「腕振り歩行」を支援する「トレーニングモード」と、腕を振らずに手押し車状態の歩行（非腕振り歩行）を支援する「アシストモード」と、の２つの動作モードが用意されている。使用者は、「腕振り歩行」を所望する場合、トレーニングモード指示部７４を操作して動作モードを「トレーニングモード」に設定し、「解除状態」となるようにロック操作部３１Ｌ、３１Ｒを操作し、左右の持ち手２０Ｌ、２０Ｒを把持して腕を振りながら歩行する「腕振り歩行」を開始する。また使用者は、「非腕振り歩行」を所望する場合、アシストモード指示部７５を操作して動作モードを「アシストモード」に設定し、「ロック状態」となるようにロック操作部３１Ｌ、３１Ｒを操作し、左右の持ち手２０Ｌ、２０Ｒを把持して腕を振らずに歩行する「非腕振り歩行」を開始する。

●［制御装置４０の入出力（図１３）］
図１３は、制御装置４０の入出力を示すブロック図である。制御装置４０は、図示省略したＣＰＵ等の制御手段と、記憶手段４４等を有している。また制御装置４０には、進行速度検出手段６４ＬＥ、６４ＲＥからの検出信号、持ち手状態検出手段２１ＲＳ、２１ＬＳからの検出信号、３軸加速度・角速度センサ５０Ｓからの検出信号が入力されている。また制御装置４０には、操作パネル７０から、メインスイッチ７２、トレーニングモード指示部７４、アシストモード指示部７５、駆動トルク調整部７６の操作状態が入力されている。また制御装置４０は、操作パネル７０のバッテリ残量表示部７３に表示するためのバッテリ残量情報を操作パネル７０に出力し、走行用駆動手段６４Ｌ、６４Ｒに制御信号を出力する。

なお制御装置４０は、装置対地速度算出手段４０Ａ、持ち手前後位置算出手段４０Ｂ、持ち手移動速度算出手段４０Ｃ、持ち手対地速度算出手段４０Ｄ、対地速度補正量算出手段４０Ｅ、進行速度調整手段４０Ｆ、持ち手前後中央位置算出手段４０Ｇ、中央位置速度補正量算出手段４０Ｈ等を有しているが、これらについては後述する。

●［制御装置４０の処理手順（図１４～図１９）］
図１４は、制御装置４０の処理手順における全体処理を示している。使用者がメインスイッチ７２をＯＮにすると、所定時間間隔（例えば数［ｍｓ］間隔）で、図１４に示す処理が起動される。制御装置４０は、図１４に示す処理が起動されると、ステップＳ０１０へと処理を進める。なお以下では、使用者が歩行支援装置とともに前進するように歩行する場合の例を説明する。

ステップＳ０１０にて制御装置４０は、ＳＢ１００（入力処理）を実行してステップＳ０４０に処理を進める。なおＳＢ１００（入力処理）の詳細については後述する。

ステップＳ０４０にて制御装置４０は、ＳＢ４００（対地速度補正量算出処理）を実行してステップＳ０５０に処理を進める。なおＳＢ４００（対地速度補正量算出処理）の詳細については後述する。

ステップＳ０５０にて制御装置４０は、ＳＢ５００（中央位置速度補正量算出処理）を実行してステップＳ０６０に処理を進める。なおＳＢ５００（中央位置速度補正量算出処理）の詳細については後述する。

ステップＳ０６０にて制御装置４０は、ＳＢ６００（進行速度調整処理）を実行して処理を終了する（リターンする）。なおＳＢ６００（進行速度調整処理）の詳細については後述する。

●［ＳＢ１００：入力処理の詳細（図１５）］
次に図１５を用いて、ＳＢ１００（入力処理）の詳細について説明する。図１４に示すステップＳ０１０にてＳＢ１００を実行する際、制御装置４０は、図１５に示すステップＳＢ０１０へ処理を進める。

ステップＳＢ０１０にて制御装置４０は、記憶手段に記憶しているモード切替、目標トルク、右持ち手前後位置、右進行速度、左持ち手前後位置、左進行速度、車体傾斜、ピッチ角速度、ヨー角速度、ロール角速度、を更新してステップＳＢ０２０に処理を進める。

具体的には、制御装置４０は、トレーニングモード指示部７４及びアシストモード指示部７５（図１２参照）からの入力情報に基づいて、モード切替に、「トレーニングモード」、「アシストモード」のいずれかを記憶する。また制御装置４０は、駆動トルク調整部７６（図１２参照）からの入力情報に基づいた目標トルクを記憶する。また制御装置４０は、持ち手状態検出手段２１ＲＳ（図１参照）からの検出信号に基づいて求めた、フレーム５０に対する持ち手２０Ｒの位置（フレーム前後方向の位置）を右持ち手前後位置に記憶する。また制御装置４０は、（右）走行用駆動手段６４Ｒの（右）進行速度検出手段６４ＲＥからの検出信号に基づいて、（右）走行用駆動手段６４Ｒの回転数を検出して後輪６０ＲＲの回転数から後輪６０ＲＲによる進行速度を検出して右進行速度に記憶する（図１参照）。

同様に制御装置４０は、左持ち手前後位置、左進行速度、を記憶する。また制御装置４０は、３軸加速度・角速度センサ５０Ｓ（図１参照）からの検出信号に基づいて求めた歩行支援装置１０の車体の傾斜角度や傾斜方向等の傾斜情報を車体傾斜に記憶する。また制御装置４０は、３軸加速度・角速度センサ５０Ｓ（図１参照）からの検出信号に基づいて求めた歩行支援装置１０のＹ軸回りの角速度をピッチ角速度に記憶し、Ｚ軸回りの角速度をヨー角速度に記憶し、Ｘ軸回りの角速度をロール角速度に記憶する。

ステップＳＢ０１０の処理を実行している制御装置４０は、それぞれの持ち手状態検出手段２１ＲＳ、２１ＬＳからの検出信号に基づいて、フレーム５０（歩行支援装置１０）に対するフレーム前後方向のそれぞれの持ち手２０Ｒ、２０Ｌの位置であるそれぞれの持ち手前後位置（右持ち手前後位置と左持ち手前後位置）を算出する、持ち手前後位置算出手段４０Ｂ（図１３参照）に相当する。

ステップＳＢ０２０にて制御装置４０は、ＳＢＡ００（右（左）移動速度、移動方向、振幅算出処理）を実行してステップＳＢ０３０に処理を進める。なおＳＢＡ００（右（左）移動速度、移動方向、振幅算出処理）の詳細については後述する。

ステップＳＢ０３０にて制御装置４０は、ステップＳＢ０１０にて記憶した右進行速度及び左進行速度に基づいて、歩行支援装置の進行速度を求めて記憶し、ステップＳＢ０５０に処理を進める。例えば制御装置４０は、進行速度＝（右進行速度＋左進行速度）／２にて、進行速度を求める。

ステップＳＢ０３０の処理を実行している制御装置４０は、進行速度検出手段からの検出信号に基づいて、地面に対する歩行支援装置１０の進行速度を算出する、装置対地速度算出手段４０Ａ（図１３参照）に相当する。

ステップＳＢ０５０にて制御装置４０は、モード切替がアシストモードであるか否かを判定し、アシストモードである場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ０７０Ａに処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ０７０Ｂに処理を進める。

ステップＳＢ０７０Ａに処理を進めた場合、制御装置４０は、動作モードにアシストモードを記憶して処理を終了する（リターンする）。

ステップＳＢ０７０Ｂに処理を進めた場合、制御装置４０は、動作モードにトレーニングモードを記憶して処理を終了する（リターンする）。

●［ＳＢＡ００：右（左）移動速度、移動方向、振幅算出処理の詳細（図１６）］
次に図１６を用いて、ＳＢＡ００（右（左）移動速度、移動方向、振幅算出処理）の詳細について説明する。図１５に示すステップＳＢ０２０にてＳＢＡ００を実行する際、制御装置４０は、図１６に示すステップＳＢＡ０５へ処理を進める。

ステップＳＢＡ０５にて制御装置４０は、動作モードがトレーニングモードであるか否かを判定し、動作モードがトレーニングモードである場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢＡ１０に処理を進め、動作モードがトレーニングモードでない場合（Ｎｏ）は処理を終了する（リターンする）。

ステップＳＢＡ１０に処理を進めた場合、制御装置４０は、右持ち手移動速度に、「（今回処理時の右持ち手前後位置（今回右持ち手前後位置）－前回処理時の右持ち手前後位置（前回右持ち手前後位置））／時間」にて求めた速度を記憶して、ステップＳＢＡ１５に処理を進める。なお、この場合の「時間」は、図１４の処理を起動する間隔の時間である（例えば１０［ｍｓ］間隔で起動する場合は１０［ｍｓ］）。また、今回右持ち手前後位置が前回右持ち手前後位置よりも前方である場合では右持ち手移動速度は「正」の速度となり、今回右持ち手前後位置が前回右持ち手前後位置よりも後方である場合では右持ち手移動速度は「負」の速度となる。

ステップＳＢＡ１５にて制御装置４０は、前回処理時の右持ち手移動速度（前回右持ち手移動速度）＝正（０より大きい）、かつ、今回処理時の右持ち手移動速度（今回右持ち手移動速度）＝負（０以下）であるか否かを判定する。そして制御装置４０は、満足する場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢＡ２５Ａに処理を進め、満足しない場合（Ｎｏ）はステップＳＢＡ２０に処理を進める。

ステップＳＢＡ２５Ａに処理を進めた場合、制御装置４０は、今回右持ち手前後位置を右前端位置に記憶してステップＳＢＡ３０に処理を進める。

ステップＳＢＡ２０に処理を進めた場合、制御装置４０は、前回処理時の右持ち手移動速度（前回右持ち手移動速度）＝負（０未満）、かつ、今回処理時の右持ち手移動速度（今回右持ち手移動速度）＝正（０以上）であるか否かを判定する。そして制御装置４０は、満足する場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢＡ２５Ｂに処理を進め、満足しない場合（Ｎｏ）はステップＳＢＢ１０に処理を進める。

ステップＳＢＡ２５Ｂに処理を進めた場合、制御装置４０は、今回右持ち手前後位置を右後端位置に記憶してステップＳＢＡ３０に処理を進める。

ステップＳＢＡ３０に処理を進めた場合、制御装置４０は、右前端位置－右後端位置（右前端位置＞右後端位置）にて求めた長さを右振幅に記憶し、ステップＳＢＢ１０に処理を進める。

ステップＳＢＢ１０～ＳＢＢ３０の処理は、左の持ち手２０Ｌの左移動速度、左前端位置、左後端位置、左振幅を求める処理であり、右の持ち手２０Ｒの右移動速度、右前端位置、右後端位置、右振幅を求めるステップＳＢＡ１０～ＳＢＡ３０と同様であるので説明を省略する。

ステップＳＢＡ１０、ＳＢＢ１０の処理を実行している制御装置４０は、それぞれの持ち手前後位置（右持ち手前後位置と左持ち手前後位置）に基づいて、歩行支援装置１０に対するそれぞれの持ち手の移動速度であるそれぞれの持ち手移動速度（右持ち手移動速度と左持ち手移動速度）を算出する、持ち手移動速度算出手段４０Ｃ（図１３参照）に相当する。

●［ＳＢ４００：対地速度補正量算出処理の詳細（図１７）］
次に図１７を用いて、ＳＢ４００（対地速度補正量算出処理）の詳細について説明する。図１４に示すステップＳ０４０にてＳＢ４００を実行する際、制御装置４０は、図１７に示すステップＳＢ４０５へ処理を進める。

ステップＳＢ４０５にて制御装置４０は、動作モードがトレーニングモードであるか否かを判定し、動作モードがトレーニングモードである場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ４１０に処理を進め、動作モードがトレーニングモードでない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ４５０Ｂに処理を進める。

ステップＳＢ４１０にて制御装置４０は、「進行速度＋右持ち手移動速度」を求めて右持ち手対地速度に記憶し、「進行速度＋左持ち手移動速度」を求めて左持ち手対地速度に記憶し、ステップＳＢ４２０に処理を進める。なお、「進行速度」は、地面に対する歩行支援装置の速度であり、「右持ち手移動速度」は、歩行支援装置に対する（右）持ち手２０Ｒのフレーム前後方向の移動速度であり、「右持ち手対地速度」は、地面に対する（右）持ち手２０Ｒのフレーム前後方向の移動速度である。また、「右持ち手移動速度」は、「進行速度」と同方向が「正」の速度に設定され、「進行方向」と逆方向が「負」の速度に設定されている。つまり、進行速度が前方へ向かう速度である場合、前方へ向かう右持ち手移動速度は「正」であり、後方へ向かう右持ち手移動速度は「負」である。また、左持ち手対地速度も同様にして求められる。

ステップＳＢ４１０の処理を実行している制御装置４０は、それぞれの持ち手の移動速度と、進行速度とに基づいて、地面に対するそれぞれの持ち手の速度であるそれぞれの持ち手対地速度（右持ち手対地速度と左持ち手対地速度）を算出する、持ち手対地速度算出手段４０Ｄ（図１３参照）に相当する。

ステップＳＢ４２０にて制御装置４０は、右持ち手対地速度が負（０未満）であるか否かを判定し、負（０未満）である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ４４０に処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ４３０に処理を進める。

ステップＳＢ４３０に処理を進めた場合、制御装置４０は、左持ち手対地速度が負（０未満）であるか否かを判定し、負（０未満）である場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ４４０に処理を進め、そうでない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ４５０Ｂに処理を進める。

ステップＳＢ４４０に処理を進めた場合、制御装置４０は、進行速度に応じた重み係数を算出してステップＳＢ４５０Ａに処理を進める。例えば重み係数は、進行速度が大きくなるにしたがって小さくなるように設定されている。

ステップＳＢ４５０Ａにて制御装置４０は、予め設定された加速補正量に重み係数を乗算して求めた値を、対地速度補正量に記憶して処理を終了する（リターンする）。なお、加速補正量は、種々の実験やシミュレーション等によって決められている。この場合の対地速度補正量は、０より大きな値（正の値であり、加速するための補正量）となる。

ステップＳＢ４４０、ＳＢ４５０Ａの処理を実行している制御装置４０は、進行速度を「正」とした場合にそれぞれの持ち手のそれぞれの持ち手対地速度の少なくとも一方が「負」の速度である場合、歩行支援装置１０を進行速度の方向に加速させる対地速度補正量を算出する、対地速度補正量算出手段４０Ｅ（図１３参照）に相当する。

ステップＳＢ４５０Ｂに処理を進めた場合、制御装置４０は、予め設定された減速補正量を、対地速度補正量に記憶して処理を終了する（リターンする）。なお、減速補正量は、種々の実験やシミュレーション等によって決められている。この場合の対地速度補正量は、０以下の値（ゼロまたは負の値であり、減速するための補正量）となる。

なお、対地速度補正量が０より大きな正の値の場合、歩行支援装置の進行速度を加速させることができる。また、対地速度補正量が０未満の負の値の場合、歩行支援装置の進行速度を減速させることができる。また、対地速度補正量がゼロの場合、歩行支援装置は惰性走行となるが、転がり抵抗等によって進行速度は減速される。

●［ＳＢ５００：中央位置速度補正量算出処理の詳細（図１８）］
次に図１８を用いて、ＳＢ５００（中央位置速度補正量算出処理）の詳細について説明する。図１４に示すステップＳ０５０にてＳＢ５００を実行する際、制御装置４０は、図１８に示すステップＳＢ５０５へ処理を進める。

ステップＳＢ５０５にて制御装置４０は、動作モードがトレーニングモードであるか否かを判定し、動作モードがトレーニングモードである場合（Ｙｅｓ）はステップＳＢ５１０に処理を進め、動作モードがトレーニングモードでない場合（Ｎｏ）はステップＳＢ５５０に処理を進める。

ステップＳＢ５１０に処理を進めた場合、制御装置４０は、「（右持ち手前後位置＋左持ち手前後位置）／２」を求めて持ち手前後中央位置に記憶し、ステップＳＢ５２０に処理を進める。

ステップＳＢ５１０の処理を実行している制御装置４０は、それぞれの持ち手前後位置に対するフレーム前後方向の中央となる持ち手前後中央位置を求める、持ち手前後中央位置算出手段４０Ｇ（図１３参照）に相当する。

図２０は、歩行支援装置１０を上から見た図であり、（右）持ち手２０Ｒの持ち手前後位置（ＰｍＲ）、（左）持ち手２０Ｌの持ち手前後位置（ＰｍＬ）、仮想前後基準位置（Ｐｓ）、持ち手前後中央位置（Ｐｍｃ）、可動範囲（シャフト２１Ｌ、２１Ｒのフレーム前後方向の移動範囲）の中央位置（Ｐｃ）を説明する図である。例えば、フレーム前後方向において、持ち手２０Ｒ、２０Ｌの可動範囲Ｌ１は、可動範囲Ｌ１の前端位置（Ｐｏ）から、可動範囲の後端位置（Ｐｒ）までである。そして中央位置（Ｐｃ）は、フレーム前後方向における可動範囲Ｌ１の中央位置である。例えば可動範囲Ｌ１の中央位置（Ｐｃ）よりも所定距離Ｌａだけ後方となる位置が、フレーム前後方向における所定位置である仮想前後基準位置（Ｐｓ）に設定されている。また、右持ち手前後位置（ＰｍＲ）と左持ち手前後位置（ＰｍＬ）とのフレーム前後方向における中央位置が、持ち手前後中央位置（Ｐｍｃ）となる。

ステップＳＢ５２０にて制御装置４０は、「持ち手前後中央位置－仮想前後基準位置」を求めて前後方向偏差に記憶し、ステップＳＢ５３０に処理を進める。なお図２０に示すように、前後方向偏差ΔＬは、持ち手前後中央位置（Ｐｍｃ）と仮想前後基準位置（Ｐｓ）との偏差である。

ステップＳＢ５３０にて制御装置４０は、前後方向偏差に応じた中央位置速度補正量を求め、求めた中央位置速度補正量を記憶して、処理を終了する（リターンする）。例えば、図２１に示す前後方向偏差・中央位置速度補正量特性が記憶手段に記憶されており、制御装置４０は、当該前後方向偏差・中央位置速度補正量特性と、前後方向偏差とに基づいて、中央位置速度補正量を求めて記憶する。

ステップＳＢ５５０に処理を進めた場合、制御装置４０は、「右持ち手前後位置－持ち手基準位置（シャフト基準位置に対応する持ち手２０Ｒの位置）」を求めて右偏差に記憶し、ステップＳＢ５６０に処理を進める。動作モードが「アシストモード」の場合、「ロック状態」とされているので、使用者は、持ち手を把持して腕を振りながら歩行することはできない。「アシストモード」の場合、以下のステップＳＢ５５０～ＳＢ５８０にて、持ち手が前方に押されている場合に、中央位置速度補正にて歩行支援装置１０を前方に加速させる。

ステップＳＢ５６０にて制御装置４０は、「左持ち手前後位置－持ち手基準位置（シャフト基準位置に対応する持ち手２０Ｌの位置）」を求めて左偏差に記憶し、ステップＳＢ５７０に処理を進める。

ステップＳＢ５７０にて制御装置４０は、「（右偏差＋左偏差）／２」を求めて前後方向偏差に記憶し、ステップＳＢ５８０に処理を進める。

ステップＳＢ５８０にて制御装置４０は、前後方向偏差に応じた中央位置速度補正量を求め、求めた中央位置速度補正量を記憶して、処理を終了する（リターンする）。例えば、図２１に示す前後方向偏差・中央位置速度補正量特性が記憶手段に記憶されており、制御装置４０は、当該前後方向偏差・中央位置速度補正量特性と、前後方向偏差とに基づいて、中央位置速度補正量を求めて記憶する。なお、前後方向偏差の値が同じであっても、ロック状態の場合の中央位置速度補正量（ステップＳＢ５８０）を、解除状態の場合の中央位置速度補正量（ステップＳＢ５３０）よりも大きくすると、より好ましい。

ステップＳＢ５２０、ＳＢ５３０、ＳＢ５７０、ＳＢ５８０の処理を実行している制御装置４０は、フレーム前後方向において、持ち手前後中央位置を仮想前後基準位置に近づけるように歩行支援装置１０の進行速度を調整する中央位置速度補正量を算出する、中央位置速度補正量算出手段４０Ｈ（図１３参照）に相当する。

●［ＳＢ６００：進行速度調整処理の詳細（図１９）］
次に図１９を用いて、ＳＢ６００（進行速度調整処理）の詳細について説明する。図１４に示すステップＳ０６０にてＳＢ６００を実行する際、制御装置４０は、図１９に示すステップＳＢ６１０へ処理を進める。

ステップＳＢ６１０にて制御装置４０は、「進行速度＋対地速度補正量＋中央位置速度補正量」を求めて右目標速度に記憶し、「進行速度＋対地速度補正量＋中央位置速度補正量」を求めて左目標速度に記憶し、ステップＳＢ６２０へ処理を進める。

ステップＳＢ６２０にて制御装置４０は、右目標速度、かつ、目標トルクとなるように（右）走行用駆動手段６４Ｒを制御し、左目標速度、かつ、目標トルクとなるように（左）走行用駆動手段６４Ｌを制御し、処理を終了する（リターンする）。

ステップＳＢ６１０、ＳＢ６２０の処理を実行している制御装置４０は、進行速度と対地速度補正量（と中央位置速度補正量）とに基づいて求めた目標速度となるように走行用駆動手段を制御する、進行速度調整手段４０Ｆ（図１３参照）に相当する。

●［使用者の腕振り歩行状態と歩行支援装置の移動状態の例（図２２）］
図２２は、使用者が右手で（右）持ち手２０Ｒを把持し、左手で（左）持ち手２０Ｌを把持し、左腕を前方から後方に振りながら歩行している状態（右腕は後方から前方に振られている）の例を示している。

（左）持ち手２０Ｌが後方に移動する際、地面から見た（左）持ち手２０Ｌの移動速度である（左）持ち手対地速度が「負」になると、対地速度補正量にて歩行支援装置１０は前方に加速するので、図２２中に一点鎖線で示すように、（左）持ち手２０Ｌは、地面から見た際、あたかも静止しているように見える。つまり、歩行支援装置１０は、地面から見た際に、後方に移動された（左）持ち手２０Ｌがあたかも静止して見えるように、進行速度を調整しながら進行する。

●［本願の効果］
以上に説明したように、本実施の形態にて説明した歩行支援装置１０は、対地速度補正量を用いて進行速度を調整することで、腕振り歩行する歩行動作を模擬することができる。従って、体幹を真っ直ぐにして腕を振りながら歩行する訓練を支援することができる。また、本実施の形態にて説明した歩行支援装置１０は、中央位置速度補正量を用いて進行速度を調整することで、使用者が仮想前後基準位置の近傍に維持されるように歩行支援装置１０を進行させるので、使用者に対して歩行支援装置の前後方向の位置がズレることを適切に防止することができる。

また、筒状部３０Ｌ、３０Ｒとシャフト２１Ｌ、２１Ｒにて、持ち手２０Ｌ、２０Ｒをフレーム前後方向に移動可能とすることで、非常にシンプルな構造で、使用者が脚に同期させて正しく腕を振りながら歩行する質の高い歩行の訓練を、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、複数の車輪を有する歩行支援装置を、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。また本実施の形態の説明では、走行用駆動手段（電動モータ）の制御において、「進行速度」を調整する例を説明したが、「速度」の制御に限らず「トルク」を制御するようにしてもよく、モータトルクを制御して進行速度を調整するようにしてもよい。

また、それぞれの持ち手２０Ｒ、２０Ｌの状態（位置）を検出する持ち手状態検出手段２１ＲＳ、２１ＬＳや、進行速度を検出する進行速度検出手段６４ＬＥ、６４ＲＥは、エンコーダに限定されるものではなく、本実施の形態にて示した構成や配置等に限定されず、種々の構成や配置とすることができる。また、シャフト位置復元手段として、シャフト側弾性部材２６Ｒと筒状部側弾性部材３５Ｒ１（図８参照）を用いた例を説明したが、シャフト位置復元手段は、これに限定されるものではない。

本実施の形態の説明では、対地速度補正量と中央位置速度補正量を用いて進行速度を調整する例を説明したが、中央位置速度補正量を省略して対地速度補正量にて進行速度を調整するようにしてもよいし、対地速度補正量を省略して中央位置速度補正量にて進行速度を調整するようにしてもよい。また本実施の形態の説明では、進行速度が大きくなるにしたがって対地速度補正量を小さくする例を説明したが、これに限定されるものではない。

また、シャフトが筒状部から抜けることを防止する抜け防止構造（抜け防止部材２５Ｒ、抜け防止パネル３６Ｒ（図１１参照））、シャフトが筒状部内で回転することを防止する回転防止構造（案内レール３２Ｒ、被案内部材２４Ｒ（図４参照））は、種々の構造とすることが可能であり、本実施の形態にて説明した構造に限定されるものではない。

また、以上（≧）、以下（≦）、より大きい（＞）、未満（＜）等は、等号を含んでも含まなくてもよい。また、本実施の形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。

１０ 歩行支援装置
２０Ｌ、２０Ｒ 持ち手
２１Ｌ、２１Ｒ シャフト
２１ＬＳ、２１ＲＳ 持ち手状態検出手段
２１Ｒ１ 持ち手嵌合孔
２１Ｒ２ ロック孔
２４Ｒ 被案内部材（回転防止構造）
２５Ｒ 抜け防止部材（抜け防止構造）
２６Ｒ シャフト側弾性部材（シャフト位置復元手段）
３０Ｌ、３０Ｒ 筒状部
３０Ｒ１ 孔部
３１Ｌ、３１Ｒ ロック操作部
３１Ｒ１ スライダ
３１Ｒ２ 揺動部材
３１Ｒ３ ロック突起
３１Ｒ４ 弾性部材
３２Ｒ 案内レール（回転防止構造）
３３Ｒ 案内ローラ
３４Ｒ 蓋部
３５Ｒ１ 筒状部側弾性部材（シャフト位置復元手段）
３５Ｒ２ カラー
３５Ｒ３ ダンパ
３５Ｒ４ 弾性ユニット
３６Ｒ 抜け防止パネル（抜け防止構造）
４０ 制御装置
４０Ａ 装置対地速度算出手段
４０Ｂ 持ち手前後位置算出手段
４０Ｃ 持ち手移動速度算出手段
４０Ｄ 持ち手対地速度算出手段
４０Ｅ 対地速度補正量算出手段
４０Ｆ 進行速度調整手段
４０Ｇ 持ち手前後中央位置算出手段
４０Ｈ 中央位置速度補正量算出手段
４４ 記憶手段
５０ フレーム
５０Ｋ バッグ
５０Ｓ ３軸加速度・角速度センサ
５１Ｌ、５１Ｒ 筒状部支持体
５２Ｌ、５２Ｒ 車輪支持体
５３ 連結体
６０ＦＬ、６０ＦＲ 前輪
６０ＲＬ、６０ＲＲ 後輪（駆動輪）
６４Ｌ、６４Ｒ 走行用駆動手段（電動モータ）
６４ＬＥ、６４ＲＥ 進行速度検出手段
７０ 操作パネル
７２ メインスイッチ
７３ バッテリ残量表示部
７４ トレーニングモード指示部
７５ アシストモード指示部
７６ 駆動トルク調整部
Ｂ バッテリ
ＢＫＬ ブレーキレバー
Ｐｍｃ 持ち手前後中央位置
ＰｍＬ、ＰｍＲ 持ち手前後位置
Ｐｓ 仮想前後基準位置
Ｗ１ 前後規制範囲

Claims (8)

1. フレームと、
   前記フレームに設けられた少なくとも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走行用駆動手段と、
   前記走行用駆動手段を動作させるバッテリと、
   使用者に把持され、使用者が腕を前後に振りながら歩行する腕振り歩行に伴い前記フレームに対する前後方向であるフレーム前後方向に移動可能とされた左右一対の持ち手と、
   それぞれの前記持ち手の状態を検出するそれぞれの持ち手状態検出手段と、
   それぞれの前記持ち手状態検出手段からの検出信号に基づいて検出したそれぞれの持ち手状態に基づいて前記走行用駆動手段を制御する制御装置と、
   それぞれの前記持ち手に固定されて前記フレーム前後方向に延びる左右一対のシャフトと、
   前記フレーム前後方向に延びてそれぞれの前記シャフトを前記フレーム前後方向に移動可能となるように収容しているとともに前記フレームに取り付けられる左右一対の筒状部と、
   を有する、
   歩行支援装置。
2. 請求項１に記載の歩行支援装置であって、
   それぞれの前記筒状部、及びそれぞれの前記シャフトは、それぞれの前記シャフトがそれぞれの前記筒状部から抜けることを防止する抜け防止構造を有している、
   歩行支援装置。
3. 請求項１または２に記載の歩行支援装置であって、
   それぞれの前記筒状部、及びそれぞれの前記シャフトは、それぞれの前記シャフトがそれぞれの前記筒状部の内部において、前記フレーム前後方向に延びるシャフト中心軸線回りに回転することを防止する回転防止構造を有している、
   歩行支援装置。
4. 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、
   それぞれの前記シャフトには、自身を収容している前記筒状部に対する前記フレーム前後方向における基準位置であるシャフト基準位置が設定されており、
   それぞれの前記筒状部には、前記シャフト基準位置から前方または後方に移動した前記シャフト及び前記持ち手を前記シャフト基準位置へと戻すシャフト位置復元手段が設けられている、
   歩行支援装置。
5. 請求項４に記載の歩行支援装置であって、
   それぞれの前記筒状部には、前記シャフト基準位置の近傍となるように前記フレーム前後方向の前後規制範囲に前記シャフトを保持するロック状態と、前記フレーム前後方向において前記前後規制範囲を超えて前記フレーム前後方向に前記シャフトが移動することを許容する解除状態と、に切替え可能なロック機構が設けられている、
   歩行支援装置。
6. 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、
   地面に対する前記歩行支援装置の進行速度を検出する進行速度検出手段を備え、
   それぞれの前記持ち手状態検出手段は、それぞれの前記筒状部に対するそれぞれの前記シャフト及び前記持ち手の前記フレーム前後方向の位置に応じたそれぞれの検出信号を前記制御装置に出力し、
   前記制御装置は、
   それぞれの前記持ち手状態検出手段からの検出信号に基づいて、前記フレームに対する前記フレーム前後方向のそれぞれの前記持ち手の位置であるそれぞれの持ち手前後位置を算出する、持ち手前後位置算出手段と、
   算出したそれぞれの前記持ち手前後位置に基づいて、前記歩行支援装置に対するそれぞれの前記持ち手の移動速度である持ち手移動速度を算出する、持ち手移動速度算出手段と、
   前記持ち手前後位置と前記持ち手移動速度との少なくとも一方と、前記進行速度と、に基づいた目標速度となるように前記走行用駆動手段を制御する、進行速度調整手段と、
   を有する、
   歩行支援装置。
7. 請求項５に記載の歩行支援装置であって、
   地面に対する前記歩行支援装置の進行速度を検出する進行速度検出手段を備え、
   それぞれの前記シャフトは、前記ロック状態の場合、前記前後規制範囲にて前記フレーム前後方向に移動可能であり、
   それぞれの前記持ち手状態検出手段は、それぞれの前記筒状部に対するそれぞれの前記シャフト及び前記持ち手の前記フレーム前後方向の位置に応じたそれぞれの検出信号を前記制御装置に出力し、
   前記制御装置は、
   それぞれの前記持ち手状態検出手段からの検出信号に基づいて、前記フレームに対する前記フレーム前後方向のそれぞれの前記持ち手の位置であるそれぞれの持ち手前後位置を算出する、持ち手前後位置算出手段と、
   前記ロック状態である場合、かつ、前記持ち手前後位置が前記シャフト基準位置に対応する位置よりも前方である場合に、前記歩行支援装置が前記進行速度の方向に加速するように前記走行用駆動手段を制御する、進行速度調整手段と、
   を有する、
   歩行支援装置。
8. 請求項７に記載の歩行支援装置であって、
   前記制御装置は、
   算出したそれぞれの前記持ち手前後位置に基づいて、前記歩行支援装置に対するそれぞれの前記持ち手の移動速度である持ち手移動速度を算出する、持ち手移動速度算出手段を有し、
   前記進行速度調整手段にて前記走行用駆動手段を制御する場合、
   前記解除状態である場合には、前記持ち手前後位置と前記持ち手移動速度との少なくとも一方と、前記進行速度と、に基づいた目標速度となるように前記走行用駆動手段を制御する、
   歩行支援装置。
   
   

Images