JPWO2016186182A1 - 歩行支援装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)本実施の形態による歩行支援装置の構成
図1乃至図3において、本実施の形態の歩行支援装置1の外観構成を示す。以下では、図1乃至図3に示すように利用者が歩行支援装置1を利用する状態で、利用者を基準にして上下、左右、前後を定義する。このため、図1は、右斜め後方から見た状態を示す斜視図であり、図2は、後方から見た背面図であり、図3は、右側方から見た側面図である。
をRGB−Dセンサとして適用した場合、水平視野57度、垂直視野43度、センサ範囲は1.2m〜3.5mの範囲を撮影することが可能であり、RGB画像は640×480、Depth(深度)画像は320×240画素で共に30フレーム/秒で取得できる。
装着ハーネス11は、図4(A)及び(B)に示すように、利用者の腰部の周囲にわたって取り付けられる。その際、装着ハーネス11は、利用者の腰部を支持すると同時に、当該腰部内の骨盤と一体化される程度の締め付け度合いで巻き付けられている。
図6に本実施形態に係る歩行支援装置1の制御系統の構成を示すブロック図を示す。歩行支援装置1は、装置全体の制御を統括して司る制御部20を有し、例えば、CPU(Central Processing Unit)コア及びメモリを有するコンピュータユニットを用いることができる。
図7及び図8を用いて、利用者の歩行動作に伴う腰部内の骨盤の動きについて説明する。歩行支援装置1において、制御部20(図6)は、利用者の歩容の認識結果に基づいて、理想的な歩行動作パターンを設定する。
なお本実施の形態においては、左右一対の巻取り部5L、5Rを有する二軸駆動装置5を駆動部として、左フレーム3L及び右フレーム3Rの各上方部に一箇所のみ固定する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、図9に示す歩行支援装置30のように、利用者の支持位置を基準に左フレーム3L及び右フレーム3Rの各前上方部及び各後上方部をそれぞれ橋架するように2個の二軸駆動装置31、32を固定するようにしても良い。
Claims (11)
- 利用者の歩行支援を行う歩行支援装置において、
前記利用者の腰部の少なくとも二箇所以上の部位をそれぞれ支持し、当該支持された各部位にそれぞれ独立して外力を与える駆動部と、
前記利用者の歩容を認識する歩容認識部と、
前記歩容認識部の認識結果に基づいて、前記利用者の理想的な歩行動作パターンを設定し、当該歩行動作パターンに合わせて前記腰部内の骨盤位置が揺動するように、当該腰部の前記各部位に対して前記駆動部が与える外力をそれぞれ制御する制御部と
を備えることを特徴とする歩行支援装置。 - 前記制御部は、
前記歩容認識部の認識結果に基づいて、前記利用者の歩行動作中の歩幅、歩行周期及び歩行速度を計測し、当該計測結果を基準にして、前記利用者の支持状態を基準とする当該利用者の骨盤の傾斜及び回旋の角度並びにそれらの速度を、理想的な前記歩行動作パターンとしての最適な値にそれぞれ設定する
ことを特徴とする請求項1に記載の歩行支援装置。 - 前記利用者ごとに予め計測した理想的な歩行動作パターンを表すパターンデータを記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記歩容認識部による認識結果に代えて、指定された前記利用者に対応する前記パターンデータを前記記憶部から読み出した後、当該パターンデータに基づく理想的な歩行動作パターンに合わせて前記駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の歩行支援装置。 - 前記駆動部は、
一端が前記腰部の左側に相当する前記部位に固定された第1ワイヤの張力を調整する第1張力調整部と、
一端が前記腰部の右側に相当する前記部位に固定された第2ワイヤの張力を調整する第2張力調整部と、
歩行面に対して起立し、前記利用者の前記腰部よりも高い位置で互いに左右対の関係となるように、前記第1張力調整部及び前記第2張力調整部を支持するフレームと
を備え、
前記制御部は、
前記利用者の前記腰部内の骨盤位置が理想的な前記歩行動作パターンに同期して揺動するように、前記第1張力調整部及び前記第2張力調整部を駆動して、前記第1ワイヤの張力及び前記第2ワイヤの張力の増減度合いをそれぞれ制御する
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の歩行支援装置。 - 前記駆動部は、
前記利用者の前記腰部における前記各部位のうち、当該腰部の左側及び右側で互いに対の位置関係となる所定数ずつの部位ごとに、それぞれ前記第1張力調整部及び前記第2張力調整部を、前記腰部を基準とした歩行方向の前側及び後側で互いに左右対の関係となるように割り当てて支持し、
前記制御部は、
前記各第1張力調整部及び前記各第2張力調整部をそれぞれ独立して駆動する
ことを特徴とする請求項4に記載の歩行支援装置。 - 前記利用者の重心位置を計測する重心位置計測部を備え、
前記制御部は、前記重心位置計測部の計測結果に基づいて、前記駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の歩行支援装置。 - 前記駆動部と一体に取り付けられ、ローラの回転に応じて歩行ベルトを循環するように移動するトレッドミル
を備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の歩行支援装置。 - 前記歩行ベルトが循環して移動可能な状態で前記トレッドミルの四隅を支持し、当該各支持部位において独立して高さ調整が可能な調整機構部をさらに備え、
前記調整機構部は、
複数の前記支持部位のうち前記トレッドミルの進行方向に対する前側若しくは後側のいずれかの対関係又は左側若しくは右側のいずれかの対関係にある前記支持部位同士をそれぞれ所定の高さ分だけ調整することにより、前記歩行ベルトの歩行面をピッチ軸又はロール軸を中心に当該高さ分に応じた角度にて床面に対して傾斜させる
ことを特徴とする請求項7に記載の歩行支援装置。 - 前記調整機構部は、前記トレッドミルの四隅にそれぞれアクチュエータ及び昇降機構を有し、当該アクチュエータの駆動に応じて前記昇降機構が前記支持部位を昇降移動させ、
前記制御部は、前記歩行ベルトの歩行面におけるピッチ軸又はロール軸を中心とする傾斜角度が外部入力されると、前記各支持部位が当該傾斜角度に相当する高さ位置となるように、それぞれ該当する前記アクチュエータを駆動する
ことを特徴とする請求項8に記載の歩行支援装置。 - 前記駆動部、前記歩容認識部及び前記制御部を支持するフレームの接地端にそれぞれ車輪が取り付けられ、
前記駆動部は、支持状態にある前記利用者の歩行動作に応じて、当該利用者と一体に移動する
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の歩行支援装置。 - 前記駆動部は、複数の前記車輪のうち少なくとも左右一対の前記車輪に係合され、前記制御部の制御に応じて当該各車輪を独立して駆動可能な車輪駆動部
を備え、
前記制御部は、前記歩容認識部の認識結果に基づいて、前記利用者の歩行動作に合わせて、前記各車輪の回転速度及び回転方向を調整するように前記車輪駆動部を制御する
ことを特徴とする請求項10に記載の歩行支援装置。
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