JPH05329186A - 歩行介助装置 - Google Patents
歩行介助装置Info
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- JPH05329186A JPH05329186A JP4141312A JP14131292A JPH05329186A JP H05329186 A JPH05329186 A JP H05329186A JP 4141312 A JP4141312 A JP 4141312A JP 14131292 A JP14131292 A JP 14131292A JP H05329186 A JPH05329186 A JP H05329186A
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- walking
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、疲労を受けずに、日常生活に対する
歩行およびその歩行訓練が可能な歩行介助装置を提供す
る。 【構成】高齢者、歩行機能障害者等の歩行者を介助する
ものにおいて、前記歩行者の歩行を介助する移動体と、
この移動体に設けられ、歩行者の自重を支える支持部
と、歩行者が歩行する方向の力を検出する検出器と、前
記検出器からの検出値とその目標値とを比較して前記移
動体を移動制御する制御手段とを備える。 【効果】歩行者が歩行する路面状況の影響を受けずに、
歩行者への負荷を一定にして歩行者の歩行を介助するこ
とができる。その結果、歩行者は歩行環境による疲労を
受けず、日常生活に対応し得る歩行が可能になり、歩行
者の生活環境を著しく改善させることができる。
歩行およびその歩行訓練が可能な歩行介助装置を提供す
る。 【構成】高齢者、歩行機能障害者等の歩行者を介助する
ものにおいて、前記歩行者の歩行を介助する移動体と、
この移動体に設けられ、歩行者の自重を支える支持部
と、歩行者が歩行する方向の力を検出する検出器と、前
記検出器からの検出値とその目標値とを比較して前記移
動体を移動制御する制御手段とを備える。 【効果】歩行者が歩行する路面状況の影響を受けずに、
歩行者への負荷を一定にして歩行者の歩行を介助するこ
とができる。その結果、歩行者は歩行環境による疲労を
受けず、日常生活に対応し得る歩行が可能になり、歩行
者の生活環境を著しく改善させることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は，高齢者や歩行機能障害
者等の歩行者の歩行を介助する歩行介助装置に関するも
のである。
者等の歩行者の歩行を介助する歩行介助装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】高齢者や歩行機能障害者等の歩行機能の
低下した歩行者の歩行を介助する装置として、特開平２
−５９５３号公報に記載されているように、自在キャス
タを備える歩行補助器に、歩行者がつかまった状態で歩
行することにより、歩行補助器が歩行者の歩行に追随し
て移動するものである。
低下した歩行者の歩行を介助する装置として、特開平２
−５９５３号公報に記載されているように、自在キャス
タを備える歩行補助器に、歩行者がつかまった状態で歩
行することにより、歩行補助器が歩行者の歩行に追随し
て移動するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術におい
ては、歩行者自身で歩行補助器を操作するものである
が、この種の歩行補助器は、平坦面での使用には適して
いるが、歩行者が歩行を希望する日常の環境は、必ずし
も平坦な地面ばかりでなく、上り坂や、下り坂や凹凸等
の障害物を有する路面の場合がある。
ては、歩行者自身で歩行補助器を操作するものである
が、この種の歩行補助器は、平坦面での使用には適して
いるが、歩行者が歩行を希望する日常の環境は、必ずし
も平坦な地面ばかりでなく、上り坂や、下り坂や凹凸等
の障害物を有する路面の場合がある。
【０００４】このような歩行路面で、この種の歩行補助
器を使用し歩行した場合、歩行者に必要以上の負荷を掛
けることがある。すなわち、上り坂で使用した場合に
は、歩行補助器の自重および上り坂の傾斜角度により、
歩行者に負荷が加わり、腕などの他の器官に負担をかけ
ることになる。また、下り坂で使用した場合には、歩行
補助器の自重および下り坂の傾斜角度により、歩行者
は、歩行補助器により引きづられか、または歩行者の望
む歩行速度にするために、歩行補助器を引き止める動作
が必要になり、上述と同様に歩行者に負担が作用し、疲
労を生じる。
器を使用し歩行した場合、歩行者に必要以上の負荷を掛
けることがある。すなわち、上り坂で使用した場合に
は、歩行補助器の自重および上り坂の傾斜角度により、
歩行者に負荷が加わり、腕などの他の器官に負担をかけ
ることになる。また、下り坂で使用した場合には、歩行
補助器の自重および下り坂の傾斜角度により、歩行者
は、歩行補助器により引きづられか、または歩行者の望
む歩行速度にするために、歩行補助器を引き止める動作
が必要になり、上述と同様に歩行者に負担が作用し、疲
労を生じる。
【０００５】このため、日常生活に対する歩行およびそ
の歩行訓練が得られないという問題があった。
の歩行訓練が得られないという問題があった。
【０００６】本発明は、上述の事柄にもとづいてなされ
たもので、疲労を受けずに、日常生活に対する歩行およ
びその歩行訓練が可能な歩行介助装置を提供することを
目的とするものである。
たもので、疲労を受けずに、日常生活に対する歩行およ
びその歩行訓練が可能な歩行介助装置を提供することを
目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の上記の目的は、
高齢者、歩行機能障害者等の歩行者を介助するものにお
いて、前記歩行者の歩行を介助する移動体と、この移動
体に設けられ、歩行者の自重を支える支持部と、歩行者
が歩行する方向の力を検出する検出器と、前記検出器か
らの検出値とその目標値とを比較して前記移動体を移動
制御する制御手段とを備えることにより、達成される。
高齢者、歩行機能障害者等の歩行者を介助するものにお
いて、前記歩行者の歩行を介助する移動体と、この移動
体に設けられ、歩行者の自重を支える支持部と、歩行者
が歩行する方向の力を検出する検出器と、前記検出器か
らの検出値とその目標値とを比較して前記移動体を移動
制御する制御手段とを備えることにより、達成される。
【０００８】
【作用】歩行者が自分の望む歩行方向に、歩行介助装置
を動かすと、その力が検出器によって検出される。この
検出値は制御手段に伝えられる。制御手段は、力検出値
とその目標値とを比較し、力検出値が目標値に一致する
ように移動体の速度を制御する。これにより、歩行介助
装置を路面の傾斜によらず、あらかじめ設定した力目標
で操作することができるので、歩行者への負荷を一定に
することができる。その結果、歩行者は疲労を受けず
に、日常生活に即した歩行が可能になる。
を動かすと、その力が検出器によって検出される。この
検出値は制御手段に伝えられる。制御手段は、力検出値
とその目標値とを比較し、力検出値が目標値に一致する
ように移動体の速度を制御する。これにより、歩行介助
装置を路面の傾斜によらず、あらかじめ設定した力目標
で操作することができるので、歩行者への負荷を一定に
することができる。その結果、歩行者は疲労を受けず
に、日常生活に即した歩行が可能になる。
【０００９】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。
る。
【００１０】図１は本発明の歩行介助装置の一実施例を
示すもので、この図において、Ｓは高齢者、歩行機能障
害者等の歩行者を示す。１は歩行者Ｓの歩行を介助する
歩行介助装置である。この歩行介助装置１は、前部の左
右に独立して回転する車輪１３ａ，１３ｂ、後部の中央
に自在に動く従動輪１３ｃを有する移動体１３を備えて
いる。この移動体１３には車輪１３ａ，１３ｂの駆動機
構１３ｄと、その制御手段１４および電源１５が設けら
れているとともに、力検出器１２ａ，１２ｂを介して歩
行者Ｓの手が握られる把手１１ａ，１１ｂが設けられて
いる。
示すもので、この図において、Ｓは高齢者、歩行機能障
害者等の歩行者を示す。１は歩行者Ｓの歩行を介助する
歩行介助装置である。この歩行介助装置１は、前部の左
右に独立して回転する車輪１３ａ，１３ｂ、後部の中央
に自在に動く従動輪１３ｃを有する移動体１３を備えて
いる。この移動体１３には車輪１３ａ，１３ｂの駆動機
構１３ｄと、その制御手段１４および電源１５が設けら
れているとともに、力検出器１２ａ，１２ｂを介して歩
行者Ｓの手が握られる把手１１ａ，１１ｂが設けられて
いる。
【００１１】前述した制御手段１４の一例を図２に示
す。この制御手段１４は力目標値を設定する左右の設定
器１４ａ，１４ｂと、これらの設定器１４ａ，１４ｂか
らの力目標値と力検出器１２ａ，１２ｂからの力検出値
とをそれぞれ比較する左右の比較器１４ｃ，１４ｄと、
比較器１４ｃ，１４ｄからの差分をそれぞれ増幅する係
数器１４ｅ，１４ｆと、係数器１４ｅ，１４ｆからの増
幅差分値と設定器１４ａ，１４ｂからの力目標値とをそ
れぞれ加算する加算器１４ｇ，１４ｈとを備えている。
す。この制御手段１４は力目標値を設定する左右の設定
器１４ａ，１４ｂと、これらの設定器１４ａ，１４ｂか
らの力目標値と力検出器１２ａ，１２ｂからの力検出値
とをそれぞれ比較する左右の比較器１４ｃ，１４ｄと、
比較器１４ｃ，１４ｄからの差分をそれぞれ増幅する係
数器１４ｅ，１４ｆと、係数器１４ｅ，１４ｆからの増
幅差分値と設定器１４ａ，１４ｂからの力目標値とをそ
れぞれ加算する加算器１４ｇ，１４ｈとを備えている。
【００１２】次に、上述した本発明の一実施例の動作に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１３】歩行者Ｓは移動体１３の把手１１ａ，１１
ｂを握り、歩行介助装置１を押すことによって、体を預
ける「つかまり歩き」を行い、歩行者Ｓが歩行介助装置
１と共に安定を保って斜面を上る場合について説明す
る。
ｂを握り、歩行介助装置１を押すことによって、体を預
ける「つかまり歩き」を行い、歩行者Ｓが歩行介助装置
１と共に安定を保って斜面を上る場合について説明す
る。
【００１４】歩行介助装置１には、図３に示すように、
左右の把手１１ａ，１１ｂの先端に同じ大きさの力（１
／２ｕ）が働いているとき、次の関係が成り立つ。
左右の把手１１ａ，１１ｂの先端に同じ大きさの力（１
／２ｕ）が働いているとき、次の関係が成り立つ。
【００１５】
【数１】ｆ＝ｕ−Ｍｇ（sinθ＋μcosθ）…（数１） ただし、ｆ：歩行介助装置１に加わる力 ｕ：歩行者Ｓの押す力 Ｍ：歩行介助装置１の質量 θ：地面の傾斜角 μ：地面の摩擦係数 ｇ：重力加速度 歩行者Ｓの押す力ｕは、歩行介助装置１の質量Ｍや地面
の傾斜角θの大きさによって変動する。例えば、斜面を
上るとき、歩行者Ｓは歩行介助装置１から抵抗を受け、
思うように上がることが難しくなる。逆に、斜面を下る
ときは、歩行介助装置１に引っつぱられてしまうが、第
２図に示す制御手段１４は、歩行者Ｓの押す力ｕが力目
標値に一致するように車輪１３ａ，１３ｂの駆動機構１
３ｄを制御する。前述した力目標値は、歩行介助装置１
の使用場所に応じて歩行者Ｓが出し得る適当な大きさに
なるように、設定器１４ａ，１４ｂによって設定するこ
とができる。前述した制御手段１４の制御動作により、
歩行介助装置１の動作は歩行者Ｓと歩行介助装置１との
間の距離を一定にする。
の傾斜角θの大きさによって変動する。例えば、斜面を
上るとき、歩行者Ｓは歩行介助装置１から抵抗を受け、
思うように上がることが難しくなる。逆に、斜面を下る
ときは、歩行介助装置１に引っつぱられてしまうが、第
２図に示す制御手段１４は、歩行者Ｓの押す力ｕが力目
標値に一致するように車輪１３ａ，１３ｂの駆動機構１
３ｄを制御する。前述した力目標値は、歩行介助装置１
の使用場所に応じて歩行者Ｓが出し得る適当な大きさに
なるように、設定器１４ａ，１４ｂによって設定するこ
とができる。前述した制御手段１４の制御動作により、
歩行介助装置１の動作は歩行者Ｓと歩行介助装置１との
間の距離を一定にする。
【００１６】よって、歩行介助装置１は歩行者Ｓの運動
に追従し、歩行介助装置１で補助する力Ｆは、次の（数
２）に示すようになる。
に追従し、歩行介助装置１で補助する力Ｆは、次の（数
２）に示すようになる。
【００１７】
【数２】 Ｆ＝Ｍ・α＋Ｍ・ｇ（sinθ＋μcosθ）−Ｕref…（数２） ただし、α：歩行者Ｓの加速度 Ｕref：一定の力 となる。
【００１８】よって、歩行者Ｓは、歩行介助装置１の質
量や路面の傾斜によらず，常に一定の力Ｕref で歩行介
助装置１を押すことができるので、日常生活の歩行およ
び歩行訓練を行うことができる。
量や路面の傾斜によらず，常に一定の力Ｕref で歩行介
助装置１を押すことができるので、日常生活の歩行およ
び歩行訓練を行うことができる。
【００１９】なお、前述した制御手段１４として、その
制御ブロックの構成を変更することができる。すなわ
ち、進む方向を変える場合は、左右の力検出器１２ａ，
１２ｂの力応答に差が生じ、曲がる方向と反対側の力応
答が大きくなる。このため、曲がる方向と反対側の駆動
輪の速度が増し，歩行介助装置１は歩行者Ｓの曲がりた
い方向に曲がることになる。
制御ブロックの構成を変更することができる。すなわ
ち、進む方向を変える場合は、左右の力検出器１２ａ，
１２ｂの力応答に差が生じ、曲がる方向と反対側の力応
答が大きくなる。このため、曲がる方向と反対側の駆動
輪の速度が増し，歩行介助装置１は歩行者Ｓの曲がりた
い方向に曲がることになる。
【００２０】歩行者Ｓの歩行介助装置１に加える力が左
右で異なる場合は、制御手段１４の構成を図４に示すよ
うに、直進を行う場合のみ、判断手段１４０によって切
換器１４１を操作して、経路ａに切り換え、左右の移動
機構１３ｄへの操作量を等しくすることにより、進路を
補正することができる。
右で異なる場合は、制御手段１４の構成を図４に示すよ
うに、直進を行う場合のみ、判断手段１４０によって切
換器１４１を操作して、経路ａに切り換え、左右の移動
機構１３ｄへの操作量を等しくすることにより、進路を
補正することができる。
【００２１】また、図５，図６に示すように、あらかじ
め設定した進路指令と左右の操作量を判断手段１４３に
より比較し、左右の操作量が等しくなるように設定器１
４１ａ，１４１ｂの値（図５）、もしくは力検出器１２
ａ，１２ｂの感度（図６）を変更することによる補正も
可能である。
め設定した進路指令と左右の操作量を判断手段１４３に
より比較し、左右の操作量が等しくなるように設定器１
４１ａ，１４１ｂの値（図５）、もしくは力検出器１２
ａ，１２ｂの感度（図６）を変更することによる補正も
可能である。
【００２２】また、歩行介助装置１を構成する移動体１
３形状は、図１に示したもの以外にも様々なものが考え
られる。例えば、図７に示すように歩行者Ｓを囲うよう
に構成してもよい。
３形状は、図１に示したもの以外にも様々なものが考え
られる。例えば、図７に示すように歩行者Ｓを囲うよう
に構成してもよい。
【００２３】図８は本発明の歩行介助装置の他の実施例
を示すもので、この図において、歩行介助装置１は、歩
行者Ｓの腰部を歩行介助装置１に固定する部分である座
面２２ａを有する座部２２を備えている。座部２２の座
面２２ａの表面には、歩行者Ｓが及ぼす力を検出する圧
力センサをアレイ状に配置した検出器２３設けられてい
る。また、座部２２には電源２４、制御手段２５を備え
ている。
を示すもので、この図において、歩行介助装置１は、歩
行者Ｓの腰部を歩行介助装置１に固定する部分である座
面２２ａを有する座部２２を備えている。座部２２の座
面２２ａの表面には、歩行者Ｓが及ぼす力を検出する圧
力センサをアレイ状に配置した検出器２３設けられてい
る。また、座部２２には電源２４、制御手段２５を備え
ている。
【００２４】前記座部２２の両側には、多関節形の脚２
１が装設されている。この多関節形の脚２１は、主脚２
１ａ，補助脚２１ｂが左右に１本ずつ配置されている。
主脚２１ａ，補助脚２２ｂはそれぞれ一個または複数個
の関節を持った多関節機構で構成されている。この脚２
１の各関節部には駆動用モータや減速機などからなる関
節駆動機構が装着されている。主脚２１ａの先端には回
転駆動機構，クラッチ，ブレーキを備えた駆動輪２１
ｃ、補助脚２１ｂの先端には自由に回転する従動輪２１
ｄを備えている。この機構により、この実施例の歩行介
助装置１は、立体運動と固定部の上下動を行う。また、
主脚２１ａ，補助脚２１ｂには距離センサ２６が取付ら
れている。この距離センサ２６は障害物の検知を行う。
１が装設されている。この多関節形の脚２１は、主脚２
１ａ，補助脚２１ｂが左右に１本ずつ配置されている。
主脚２１ａ，補助脚２２ｂはそれぞれ一個または複数個
の関節を持った多関節機構で構成されている。この脚２
１の各関節部には駆動用モータや減速機などからなる関
節駆動機構が装着されている。主脚２１ａの先端には回
転駆動機構，クラッチ，ブレーキを備えた駆動輪２１
ｃ、補助脚２１ｂの先端には自由に回転する従動輪２１
ｄを備えている。この機構により、この実施例の歩行介
助装置１は、立体運動と固定部の上下動を行う。また、
主脚２１ａ，補助脚２１ｂには距離センサ２６が取付ら
れている。この距離センサ２６は障害物の検知を行う。
【００２５】なお、歩行介助装置１の形状や用途に応じ
て、脚の本数や車輪の構成を変えることが可能である。
例えば、主脚２１を１本とする構造も可能である。
て、脚の本数や車輪の構成を変えることが可能である。
例えば、主脚２１を１本とする構造も可能である。
【００２６】前述した検出器２３ａの座面２２の表面に
現れている部分を平面に展開した図を図９に示す。この
検出器２３ａにおける圧力センサ２３ｂは、左右対称に
配置されており、図１０に示すように圧力応答の分布よ
り、座面２２の表面に働く力を合成する力の合成器１０
０と、この合成器１００からの合成力を力応答の３次元
ベクトル情報に生成する座標変換器１０２とを有するベ
クトル生成器１００を構成している。
現れている部分を平面に展開した図を図９に示す。この
検出器２３ａにおける圧力センサ２３ｂは、左右対称に
配置されており、図１０に示すように圧力応答の分布よ
り、座面２２の表面に働く力を合成する力の合成器１０
０と、この合成器１００からの合成力を力応答の３次元
ベクトル情報に生成する座標変換器１０２とを有するベ
クトル生成器１００を構成している。
【００２７】検出器として、図１１に示すように、座面
２２ａにアダプタ２３ｃを介して６軸力センサ２３ｄを
接続する方法によっても、接触の力応答のベクトルを検
出することができる。
２２ａにアダプタ２３ｃを介して６軸力センサ２３ｄを
接続する方法によっても、接触の力応答のベクトルを検
出することができる。
【００２８】前述した制御手段２５の構成を図１２を用
いて説明する。この制御手段２５は、力検出器２３ａか
らの力応答を取り込み、また距離センサ２６からの距離
情報を取り込む。さらに、力応答は比較器２５ｂによっ
て設定手段２５ａからの力目標と比較される。比較器２
５ｂの演算結果は指令器２５ｃに加えられる。指令器２
５ｃは比較器２５ｂの演算結果と距離センサ２６からの
距離情報を基にして脚２１の関節駆動機構および回転駆
動機構の動作指令を演算し、この動作指令を脚２１の関
節駆動機構および回転駆動機構に出力する。
いて説明する。この制御手段２５は、力検出器２３ａか
らの力応答を取り込み、また距離センサ２６からの距離
情報を取り込む。さらに、力応答は比較器２５ｂによっ
て設定手段２５ａからの力目標と比較される。比較器２
５ｂの演算結果は指令器２５ｃに加えられる。指令器２
５ｃは比較器２５ｂの演算結果と距離センサ２６からの
距離情報を基にして脚２１の関節駆動機構および回転駆
動機構の動作指令を演算し、この動作指令を脚２１の関
節駆動機構および回転駆動機構に出力する。
【００２９】次に、上述した本発明の歩行介助装置の他
の実施例による歩行介助の動作を図１３を参照して説明
する。
の実施例による歩行介助の動作を図１３を参照して説明
する。
【００３０】歩行者Ｓが直立姿勢で歩行介助装置１にお
ける座部２２の座面２２ａに自重を預けた状態で、歩行
をすべく移動面を蹴る動作を行うと、移動面には力ｆ1
が生じ、力検出器２３ａには歩行者Ｓが及ぼす力応答ｆ
2が生じる。制御手段２５は、前述した力応答値、力目
標値、距離センサ２６からの障害物情報を基に動作指令
を演算し、この動作指令を脚２１の関節駆動機構および
回転駆動機構に出力する。その結果、歩行介助装置１は
力応答が適当な大きさで、かつ周囲環境に拘束されぬよ
うに動作するので、歩行者Ｓは疲労を受けずに日常生活
に対応した歩行が可能になる。
ける座部２２の座面２２ａに自重を預けた状態で、歩行
をすべく移動面を蹴る動作を行うと、移動面には力ｆ1
が生じ、力検出器２３ａには歩行者Ｓが及ぼす力応答ｆ
2が生じる。制御手段２５は、前述した力応答値、力目
標値、距離センサ２６からの障害物情報を基に動作指令
を演算し、この動作指令を脚２１の関節駆動機構および
回転駆動機構に出力する。その結果、歩行介助装置１は
力応答が適当な大きさで、かつ周囲環境に拘束されぬよ
うに動作するので、歩行者Ｓは疲労を受けずに日常生活
に対応した歩行が可能になる。
【００３１】一例として、力応答の鉛直下向き成分が歩
行者Ｓの体重に等しく、進行方向の成分が０であれば、
歩行者Ｓ自身は体を支えることなく、歩行介助装置１に
介助されて最小の力で歩行を行える。
行者Ｓの体重に等しく、進行方向の成分が０であれば、
歩行者Ｓ自身は体を支えることなく、歩行介助装置１に
介助されて最小の力で歩行を行える。
【００３２】これにより、歩行介助装置１は、歩行者Ｓ
の行う立体運動、例えばまたぎ越しや階段昇降を介助す
ることができる。また、例えばエスカレータのステップ
の上などの空間的に制約のある場所で静止する動作につ
いても、同様に介助することができる。
の行う立体運動、例えばまたぎ越しや階段昇降を介助す
ることができる。また、例えばエスカレータのステップ
の上などの空間的に制約のある場所で静止する動作につ
いても、同様に介助することができる。
【００３３】また、図１４に示すように、距離センサ２
６に、小型の距離センサをアレイ状に配置した距離セン
サシート２６ａを用いると、距離センサ要素２６ｂごと
の距離情報の差を基に障害物の形状認識を行うことがで
きる。これにより、歩行介助装置１は障害物形状に合わ
せた回避運動を行うことができる。
６に、小型の距離センサをアレイ状に配置した距離セン
サシート２６ａを用いると、距離センサ要素２６ｂごと
の距離情報の差を基に障害物の形状認識を行うことがで
きる。これにより、歩行介助装置１は障害物形状に合わ
せた回避運動を行うことができる。
【００３４】図１５は本発明の歩行介助装置のさらに他
の実施例を示すもので、この図において、歩行者Ｓの足
に歩行介助装置１が装着されている。すなわち、この歩
行介助装置１は歩行者Ｓの大腿部、下腿部、足部をそれ
ぞれ支持する支持部材３４，３５，３６と、これらを互
いに回転可能に連結する関節連結部と、前記関節連結部
に設けられ、歩行者Ｓの両足の股、膝、足首の関節を回
転させる関節駆動装置３１，３２，３３と、これらの関
節駆動装置３１，３２，３３に設けられ、直列に接続さ
れた関節トルク検出装置３７，３８，３９と、この信号
により関節駆動装置３１，３２，３３のトルクを制御す
る制御手段３１０とを備え、制御手段３１０と電源３１
１は胴に装着する支持部材３１２に設けられている。
の実施例を示すもので、この図において、歩行者Ｓの足
に歩行介助装置１が装着されている。すなわち、この歩
行介助装置１は歩行者Ｓの大腿部、下腿部、足部をそれ
ぞれ支持する支持部材３４，３５，３６と、これらを互
いに回転可能に連結する関節連結部と、前記関節連結部
に設けられ、歩行者Ｓの両足の股、膝、足首の関節を回
転させる関節駆動装置３１，３２，３３と、これらの関
節駆動装置３１，３２，３３に設けられ、直列に接続さ
れた関節トルク検出装置３７，３８，３９と、この信号
により関節駆動装置３１，３２，３３のトルクを制御す
る制御手段３１０とを備え、制御手段３１０と電源３１
１は胴に装着する支持部材３１２に設けられている。
【００３５】前述した制御手段３１０の構成を図１６を
用いて説明する。この図において、制御手段３１０は、
関節トルク検出装置３７，３８，３９からのトルク応答
を取り込み、トルク応答から歩行介助装置１に加わる力
を演算するトルク変換手段３１０ａと、力目標値を設定
する設定手段３１０ｂと、トルク変換手段３１０ａから
の力応答と設定手段３１０ｂからの力目標値とを比較す
る比較手段３１０ｃと、比較手段３１０ｃの演算結果を
関節駆動装置３１，３２，３３への動作指令に変換する
指令手段３１０ｄとを備えている。
用いて説明する。この図において、制御手段３１０は、
関節トルク検出装置３７，３８，３９からのトルク応答
を取り込み、トルク応答から歩行介助装置１に加わる力
を演算するトルク変換手段３１０ａと、力目標値を設定
する設定手段３１０ｂと、トルク変換手段３１０ａから
の力応答と設定手段３１０ｂからの力目標値とを比較す
る比較手段３１０ｃと、比較手段３１０ｃの演算結果を
関節駆動装置３１，３２，３３への動作指令に変換する
指令手段３１０ｄとを備えている。
【００３６】次に、上述した本発明の歩行介助装置のさ
らに他の実施例の動作を説明する．歩行者Ｓが歩行を行
うとき、歩行者Ｓの関節と関節駆動装置３１，３２，３
３の間にトルクが生じる。そのときの関節トルクは歩行
介助装置１の関節トルク検出装置３７，３８，３９によ
って検出され、制御手段３１０に伝達される。制御手段
３１０は、関節トルク検出値および力目標値を基に動作
指令を演算し、この動作指令を関節駆動装置３１，３
２，３３に加える。これにより、歩行者Ｓの関節に加わ
る関節トルクが、力目標値に応じた適当な大きさになる
ように歩行介助装置１が運動する。その結果、歩行介助
装置１は力応答が適当な大きさで、かつ周囲環境に拘束
されぬように動作するので、歩行者Ｓは疲労を受けずに
日常生活に対応した歩行が可能になる。
らに他の実施例の動作を説明する．歩行者Ｓが歩行を行
うとき、歩行者Ｓの関節と関節駆動装置３１，３２，３
３の間にトルクが生じる。そのときの関節トルクは歩行
介助装置１の関節トルク検出装置３７，３８，３９によ
って検出され、制御手段３１０に伝達される。制御手段
３１０は、関節トルク検出値および力目標値を基に動作
指令を演算し、この動作指令を関節駆動装置３１，３
２，３３に加える。これにより、歩行者Ｓの関節に加わ
る関節トルクが、力目標値に応じた適当な大きさになる
ように歩行介助装置１が運動する。その結果、歩行介助
装置１は力応答が適当な大きさで、かつ周囲環境に拘束
されぬように動作するので、歩行者Ｓは疲労を受けずに
日常生活に対応した歩行が可能になる。
【００３７】以上述べたように、本発明の実施例によれ
ば、歩行介助装置自体の負荷や路面の傾斜によらず、予
め設定した力目標値で歩行介助装置の操作を行うことが
でき、歩行者への負荷を一定にすることができる。その
結果、歩行者は歩行環境による疲労を受けず、日常生活
に対応し得る歩行が可能になる。また、本発明の実施例
によれば、力目標値を実際の運動に要する力よりも小さ
く設定すれば、高齢者や歩行機能障害者であっても、自
分の力に応じて歩行運動を継続することが可能になる。
さらに、力目標値の設定変更によって、歩行機能の回復
訓練に使用することも可能である。
ば、歩行介助装置自体の負荷や路面の傾斜によらず、予
め設定した力目標値で歩行介助装置の操作を行うことが
でき、歩行者への負荷を一定にすることができる。その
結果、歩行者は歩行環境による疲労を受けず、日常生活
に対応し得る歩行が可能になる。また、本発明の実施例
によれば、力目標値を実際の運動に要する力よりも小さ
く設定すれば、高齢者や歩行機能障害者であっても、自
分の力に応じて歩行運動を継続することが可能になる。
さらに、力目標値の設定変更によって、歩行機能の回復
訓練に使用することも可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、歩
行者が歩行する路面状況の影響を受けずに、歩行者への
負荷を一定にして歩行者の歩行を介助することができ
る。その結果、歩行者は歩行環境による疲労を受けず、
日常生活に対応し得る歩行が可能になり、歩行者の生活
環境を著しく改善させることができる。
行者が歩行する路面状況の影響を受けずに、歩行者への
負荷を一定にして歩行者の歩行を介助することができ
る。その結果、歩行者は歩行環境による疲労を受けず、
日常生活に対応し得る歩行が可能になり、歩行者の生活
環境を著しく改善させることができる。
【図１】本発明の歩行介助装置の一実施例を示す斜視図
である。
である。
【図２】図１に示す本発明の歩行介助装置の一実施例に
用いられる制御手段のブロック図である。
用いられる制御手段のブロック図である。
【図３】図１に示す本発明の歩行介助装置の一実施例の
動作説明図である。
動作説明図である。
【図４】図１に示す本発明の歩行介助装置の一実施例に
用いられる制御手段の他の例のブロック図である。
用いられる制御手段の他の例のブロック図である。
【図５】図１に示す本発明の歩行介助装置の一実施例に
用いられる制御手段のさらに他の例のブロック図であ
る。
用いられる制御手段のさらに他の例のブロック図であ
る。
【図６】図１に示す本発明の歩行介助装置の一実施例に
用いられる制御手段の他の例のブロック図である。
用いられる制御手段の他の例のブロック図である。
【図７】図１に示す本発明の歩行介助装置の一実施例に
用いられる移動体の他の例を示す側面図である。
用いられる移動体の他の例を示す側面図である。
【図８】本発明の歩行介助装置の他の実施例を示す斜視
図である。
図である。
【図９】図８に示す本発明の歩行介助装置の他の実施例
に用いられる力検出器の一例を示す平面図である。
に用いられる力検出器の一例を示す平面図である。
【図１０】図８に示す本発明の歩行介助装置の他の実施
例に用いられる力検出器の一例の検出構成を示すブロッ
ク図である。
例に用いられる力検出器の一例の検出構成を示すブロッ
ク図である。
【図１１】図８に示す本発明の歩行介助装置の他の実施
例に用いられる力検出器の他の例の構成を示す側面図で
ある。
例に用いられる力検出器の他の例の構成を示す側面図で
ある。
【図１２】図８に示す本発明の歩行介助装置の他の実施
例に用いられる制御手段の一例のブロック図である。
例に用いられる制御手段の一例のブロック図である。
【図１３】図８に示す本発明の歩行介助装置の他の実施
例の動作説明図である。
例の動作説明図である。
【図１４】図８に示す本発明の歩行介助装置の他の実施
例に用いられる距離センサの他の例を示す斜視図であ
る。
例に用いられる距離センサの他の例を示す斜視図であ
る。
【図１５】本発明の歩行介助装置のさらに他の実施例を
示す正面図である。
示す正面図である。
【図１６】図１５に示す本発明の歩行介助装置のさらに
他の実施例に用いられる制御手段のブロック図である。
他の実施例に用いられる制御手段のブロック図である。
Ｓ…使用者、１…歩行介助装置、２１…多関節形の脚、
２２…座部、２３…力検出器、２４…電源、２５…制御
手段。
２２…座部、２３…力検出器、２４…電源、２５…制御
手段。
Claims (10)
- 【請求項１】高齢者、歩行機能障害者等の歩行者を介助
するものにおいて、前記歩行者の歩行を介助する移動体
と、この移動体に設けられ、歩行者の自重を支える支持
部と、歩行者が歩行する方向の力を検出する検出器と、
前記検出器からの検出値とその目標値とを比較して前記
移動体を移動制御する制御手段とを備えたことを特徴と
する歩行介助装置。 - 【請求項２】高齢者、歩行機能障害者等の歩行者を介助
するものにおいて、前記歩行者の歩行を介助する移動体
と、この移動体に設けられ、歩行者が把持するハンドル
と、このハンドルに作用する歩行者の力を検出する検出
器と、前記検出器からの検出値とその目標値とを比較し
て前記移動体を移動制御する制御手段とを備えたことを
特徴とする歩行介助装置。 - 【請求項３】請求項２記載の歩行介助装置において、前
記制御手段は、目標値の設定変更器を備えたことを特徴
とする歩行介助装置。 - 【請求項４】高齢者、歩行機能障害者等の歩行者を介助
するものにおいて、前記歩行者の座部を有する本体と、
この本体の両側に設けた多関節形の脚と、この脚の下端
に設けた車輪と、前記座部に設けられ、歩行者が加える
力を検出する検出器と、前記検出器からの検出値とその
目標値とを比較して前記脚および車輪を制御する制御手
段とを備えたことを特徴とする歩行介助装置。 - 【請求項５】請求項４記載の歩行介助装置において、前
記検出器は、歩行者の鉛直下向き成分の力を検出する第
１の検出器および歩行者の進行方向の成分の力を検出す
る第２の検出器を備えたことを特徴とする歩行介助装
置。 - 【請求項６】請求項４または５記載の歩行介助装置にお
いて、前記多関節形の脚に障害物を検出する障害物検出
器を設けたことを特徴とする歩行介助装置。 - 【請求項７】請求項６記載の歩行介助装置において、前
記制御手段は、検出器からの検出値とその目標値と障害
物検出器からの障害物情報とによって前記脚および車輪
を制御することを特徴とする歩行介助装置。 - 【請求項８】高齢者、歩行機能障害者等の歩行者を介助
するものにおいて、前記歩行者の腰部および脚部に取付
けられ、関節部によって連結された支持部材と、この関
節部に設けた駆動機構と、この駆動機構に設けたトルク
検出器と、この検出器からの検出値とその目標値とを比
較して前記駆動機構を制御する制御手段とを備えたこと
を特徴とする歩行介助装置。 - 【請求項９】高齢者、歩行機能障害者等の歩行者を介助
するものにおいて、前記歩行者の腰部および脚部に取付
けられ、関節部によって連結された支持部材と、この関
節部に設けた駆動機構と、前記支持部材に設けられ、歩
行者の足の筋電を検出する検出器と、この検出器からの
検出値とその目標値とを比較して前記駆動機構を制御す
る制御手段とを備えたことを特徴とする歩行介助装置。 - 【請求項１０】高齢者、歩行機能障害者等の歩行者を介
助するものにおいて、前記歩行者の歩行を介助する移動
体と、この移動体の移動環境から歩行者に加えられる負
荷を軽減するように、前記移動体を移動制御する制御手
段とを備えたことを特徴とする歩行介助装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14131292A JP3156367B2 (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 歩行介助装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14131292A JP3156367B2 (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 歩行介助装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05329186A true JPH05329186A (ja) | 1993-12-14 |
| JP3156367B2 JP3156367B2 (ja) | 2001-04-16 |
Family
ID=15288973
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14131292A Expired - Fee Related JP3156367B2 (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 歩行介助装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3156367B2 (ja) |
Cited By (25)
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|---|---|---|---|---|
| WO1998041182A1 (fr) * | 1997-03-17 | 1998-09-24 | Hitachi, Ltd. | Dispositif d'aide a la marche |
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- 1992-06-02 JP JP14131292A patent/JP3156367B2/ja not_active Expired - Fee Related
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