WO2012081107A1 - 歩行支援装置 - Google Patents

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WO2012081107A1
WO2012081107A1 PCT/JP2010/072680 JP2010072680W WO2012081107A1 WO 2012081107 A1 WO2012081107 A1 WO 2012081107A1 JP 2010072680 W JP2010072680 W JP 2010072680W WO 2012081107 A1 WO2012081107 A1 WO 2012081107A1
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link
lower leg
knee
controller
leg
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PCT/JP2010/072680
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今井田　昌幸
宏次 大澤
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
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    • A61H2205/10—Leg
    • A61H2205/102—Knee

Definitions

  • the present invention relates to a walking support device that assists a user's walking motion.
  • a walking support device that is attached to a user's leg and assists walking motion by applying torque to the user's knee joint has been studied.
  • a typical walking support device includes a thigh link and a lower thigh link that are attached to the user's thigh and lower leg, and an actuator that swings (rotates) the lower thigh link.
  • Patent Document 1 discloses an example of such a walking support device.
  • One application of such a walking support device is a device for rehabilitation of a user who is unable to move a leg. Therefore, it is preferable that the walking support device has some kind of safety measure in case the user is about to fall.
  • the walking support device of Patent Literature 1 has an abnormal mode for detecting an abnormality. In the abnormal mode, a process for forcibly performing an exercise for reestablishing an abnormal walking posture or a process for cutting off the power of the actuator is executed.
  • ⁇ Forcing the movement to restore the posture drives the actuator. It is not a good idea to drive the actuator when an abnormality has occurred. This is because the active movement of the lower leg link may affect the user unintentionally. Further, if the power of the actuator is simply cut off, the power of the actuator that has supported the weight suddenly disappears, and there is a possibility of giving an impact to the user at the time of falling.
  • the present specification provides a walking support device including a safety device that reduces an impact during a fall without actively driving a lower leg link.
  • the novel walking support device disclosed in this specification includes a thigh link to be worn on the user's thigh, a lower leg link to be worn on the user's lower leg, an actuator, and a controller.
  • the lower leg link is rotatably connected to the thigh link.
  • the thigh link and the crus link are configured so that the rotation axis of the crus link with respect to the thigh link substantially coincides with the rotation axis of the user's knee joint.
  • the actuator is typically a motor and can apply torque to the crus link.
  • the controller controls the actuator so that the rotation angle of the lower leg link follows a predetermined target pattern of the knee angle.
  • the target pattern represents a change with time of the knee angle during walking.
  • This walking support device further includes a one-way damper.
  • the one-way damper is configured to generate a resistance force against the rotation of the lower leg link in the knee bending direction, but not to generate a resistance force against the rotation of the lower leg link in the knee extension direction.
  • a slight mechanical resistance (friction loss) or the like is allowed even though “no resistance is generated”.
  • the controller switches between engagement and disengagement of the unidirectional damper to the crus link. In other words, “engagement” means enabling. In other words, “release” means invalidation.
  • the unidirectional damper When the unidirectional damper is engaged with the crus link, the crus link easily rotates in the knee extension direction but is difficult to rotate in the knee flexion direction.
  • the lower leg link When the unidirectional damper is released from the lower leg link, the lower leg link easily rotates in either direction. While the controller is controlling the actuator to apply torque in the knee extension direction to the crus link, the controller engages the one-way damper and while controlling the actuator to apply torque in the knee flexion direction to the crus link Releases the one-way damper.
  • the controller applies torque in the knee flexion direction to the lower leg link during the first half of the swing leg period, and applies torque in the knee extension direction to the lower leg link during the second half of the swing leg period.
  • This walking support device is a one-way damper when the leg is grounded when an abnormality occurs while the lower leg rotates in the knee extension direction during the swing leg period, and the power of the actuator decreases (or when it is cut off). Thanks to this, the lower leg link rotates slowly in the knee flexion direction. Therefore, the user's body is slowly lowered and the impact at the time of falling is alleviated.
  • the one-way damper continues to be engaged while the torque in the knee extension direction is being applied to the lower leg link. That is, the above walking support device has an advantage that the damper is actuated as soon as the power of the actuator is reduced (or is cut off), the leg is grounded, and the leg link starts to rotate in the knee flexion direction according to the body weight.
  • the controller of the above-mentioned walking support device releases the unidirectional damper, it can shut off the power supply to the actuator and engage the unidirectional damper if any abnormality is detected.
  • the lower leg link is slowly rotated in the knee flexion direction by the weight and the one-way damper, and the impact of the fall is reduced.
  • the walking support device preferably includes a lock mechanism that prohibits rotation of the lower leg link.
  • the controller engages the lock mechanism during the stance period while the leg wearing the lower leg link is engaged, and the leg wearing the lower leg link is the free leg. It may be configured to release the locking mechanism during the period.
  • the controller is configured to engage the locking mechanism while the leg wearing the lower leg link is grounded and to release the locking mechanism while the leg wearing the lower leg link is between the free legs. Good.
  • the controller releases the locking mechanism and swings (rotates) the lower leg link in accordance with the walking motion by the actuator while the leg wearing the lower leg link releases the lock mechanism.
  • the typical perspective view of a walk support device is shown. It is sectional drawing of a one way damper. It is a block diagram which shows the structure of a one way damper. It is a figure explaining the control sequence of the walking assistance apparatus of 2nd Example.
  • FIG. 1 shows a schematic diagram of the walking support device 100 of the first embodiment.
  • the walking assist device 100 mainly includes a leg brace 10 that is worn on the right leg UR of the user U and a controller 12 that controls the leg brace 10.
  • the user U is a patient whose left leg UL is healthy but cannot move the right leg UR freely. Since the left leg UL is healthy, the leg brace 10 is attached only to the right leg UR.
  • the right leg UR wearing the leg brace may be referred to as a wearing leg.
  • the left leg UL may be referred to as a healthy leg.
  • the X axis is set in front of the user U
  • the Y axis is set to the side
  • the Z axis is set vertically upward.
  • the axis (X axis) extending in the front-rear direction of the robot (human body) is generally called a roll axis
  • the axis (Y axis) extending to the side of the robot (human body) is called a pitch axis.
  • An axis extending vertically upward (Z axis) is referred to as a yaw axis.
  • the leg brace 10 includes a thigh link 20, a crus link 30, and a foot link 36.
  • the thigh link 20 is attached to the user's thigh
  • the lower leg link 30 is attached to the user's lower leg
  • the foot link 36 is attached to the user's foot.
  • the thigh link 20 and the crus link 30 are connected on both sides of the user's right knee joint. Specifically, the thigh link 20 and the crus link 30 are coupled to each other by a pair of first joints 25 that are positioned coaxially with the user's knee joint.
  • the outer first joint 25 includes a motor 26, an angle sensor 27, and a one-way damper 40.
  • the motor 26 applies torque to the lower leg link 30 to swing (rotate) the lower leg link 30 about the knee pitch axis.
  • an angle formed by the thigh link 20 and the crus link 30 is referred to as a knee angle.
  • the angle measured by the angle sensor 27 is the swing angle of the crus link 30 with respect to the thigh link 20, but the angle also corresponds to the knee angle formed by the user's thigh and crus.
  • the structure of the one-way damper 40 will be described in detail later.
  • the lower leg link 30 and the foot link 36 are connected via second joints 34 located on both sides of the user's ankle joint.
  • the second joint 34 does not include an actuator, and the foot link 36 passively swings according to the swing of the right foot of the user U.
  • a ground sensor 32 is disposed on the sole of the foot link 36. The ground sensor 32 detects whether or not the right leg UR is grounded.
  • Controller 12 is attached to user U's waist with a belt.
  • the controller 12 incorporates a small computer and a battery, supplies power to each part of the leg brace 10 via the cable 16, and controls the operation of each part of the leg brace 10.
  • the controller 12 controls the motor 26 based on the sensor data of the angle sensor 27 and the ground sensor 32.
  • the motor 26 applies torque to the right knee joint so that the lower leg of the right leg swings appropriately according to the user's walking motion. For example, when the controller 12 detects the right leg's takeoff, the controller 12 controls the motor 26 so that the angle (knee angle) of the crus link 30 follows a predetermined target pattern.
  • the knee rotates in the bending direction in the first half of the swing phase and rotates in the extension direction in the second half of the swing phase.
  • the target pattern describes time-series data of knee target angles.
  • the knee target angle changes in the knee flexion direction in the first half of the swing phase and the knee target angle changes in the knee extension direction in the second half of the swing phase.
  • the controller 12 controls the motor 26 so that the actual knee angle measured by the angle sensor 27 follows the target pattern.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the mechanical structure of the unidirectional damper 40
  • FIG. 3 is a block diagram of the unidirectional damper 40.
  • the case 54 of the unidirectional damper 40 is fixed to the crus link 30, and the rotating shaft 55 of the unidirectional damper 40 is fixed to the thigh link 20.
  • the clockwise rotation of the thigh link 20 corresponds to the rotation in the knee extension direction
  • the thigh link 20 rotates counterclockwise (the lower leg link 30 of the lower leg link 30).
  • (Clockwise rotation) corresponds to rotation in the knee flexion direction.
  • an oil space 41 filled with oil is formed.
  • the oil space 41 is divided into a bending side oil space 41 a and an extension side oil space 41 b by a partition 55 a protruding from the outer periphery of the rotary shaft 55.
  • the partition 55a rotates counterclockwise, the bending side oil space 41a becomes narrow, and the extension side oil space 41b becomes wide.
  • the partition 55a rotates clockwise, the extension side oil space 41b becomes narrower, and the bending side oil space 41a becomes wider.
  • the bending-side oil space 41a and the extension-side oil space 41b are connected by three flow paths, and the rotation resistance of the unidirectional damper 40 (that is, the ease of rotation of the lower leg link 30) due to the ease of oil flow through the flow paths. ) Is decided.
  • the first flow path 61 is a passage through the bypass valve 46.
  • the second flow path 62 is a passage through the check valve 44.
  • the third flow path 63 is a passage through the orifice 43 and the orifice closing valve 52.
  • the first flow path 61 is a flow path that simply connects the bending side oil space 41a and the extension side oil space 41b, and is provided with a bypass valve 46 on the way.
  • the bypass valve 46 When the bypass valve 46 is opened, the first flow path 61 is opened, and the bending side oil space 41a and the extension side oil space 41b communicate with each other. Oil can flow between the bending side oil space 41a and the extension side oil space 41b in both directions without resistance through the first flow path 61.
  • the controller 12 opens the bypass valve 46.
  • the crus link 30 can easily rotate in either the knee flexion direction or the knee extension direction.
  • the bypass valve 46 is closed, oil cannot flow through the first flow path 61.
  • the bypass valve 46 is a cylinder disposed in the first flow path 61, and the valve opening 46a is switched between open and closed by rotating the cylinder.
  • the second flow path 62 is a passage through the check valve 44.
  • the check valve 44 includes a check ball 44a and a spring 44b that presses the check ball 44a.
  • the spring 44b pushes the check ball 44a from the bending side oil space 41a toward the extension side oil space 41b.
  • the check valve 44 allows oil to pass through without resistance from the extension side oil space 41b toward the bending side oil space 41a. Conversely, the check valve 44 does not allow oil to pass from the bending side oil space 41a toward the extension side oil space 41b.
  • the third flow path 63 is a passage through the orifice 43 and the orifice closing valve 52.
  • the orifice 43 can narrow the oil flow path. The narrower the channel, the greater the channel resistance for the oil to flow. That is, when oil passes through the third flow path 63, the rotation of the crus link 30 receives a large resistance.
  • the rotational resistance of the crus link 30 (the flow path resistance of the orifice 43) is adjusted by the orifice adjustment valve.
  • the orifice closing valve 52 When the orifice closing valve 52 is closed, the third flow path 63 is closed.
  • the orifice closing valve 52 is a cylinder arranged in the second flow path 62, and when this cylinder rotates, the valve opening 52a is switched between open and closed.
  • the orifice closing valve 52 is opened and closed in conjunction with the rotation angle (knee angle) of the crus link 30.
  • Reference numeral 68 in FIG. 3 schematically represents a cam lever fixed to the thigh link 20. Although illustration of a specific structure is omitted, the cam lever 68 fixed to the thigh link 20 is in contact with the opening / closing lever of the orifice closing valve 52 fixed to the crus link 30.
  • the cam lever 68 opens and closes the orifice closing valve 52 in accordance with the relative rotation between the thigh link 20 and the crus link 30.
  • the operation of the cam lever 68 will be described as follows with reference to FIG. In accordance with the relative rotation between the thigh link 20 and the crus link 30, the cam lever 68 moves to the left and right in FIG. When the cam lever 68 moves to the left, the orifice closing valve 52 is pushed up and the valve is closed. As will be described below, the orifice opening / closing valve 52 can also be controlled by the controller 12.
  • the bypass valve 46, the orifice closing valve 52, and the orifice adjusting valve 42 are controlled by the controller 12.
  • the controller 12 closes the bypass valve 46 and opens the orifice closing valve 52, the oil flows smoothly from the extension side oil space 41b to the bending side oil space 41a through the second flow path (check valve 44).
  • oil cannot flow from the bending side oil space 41a to the extension side oil space 41b through the second flow path (check valve 44). Instead, the oil can slowly flow from the bending side oil space 41a to the extension side oil space 41b through the third flow path 63 (orifice 43).
  • the controller 12 closes the bypass valve 46 and opens the orifice closing valve 52, the crus link 30 can freely rotate in the knee extension direction, but receives resistance to rotation in the knee flexion direction (however, When the motor 26 is stopped).
  • the controller 12 closing the bypass valve 46 and opening the orifice closing valve 52 corresponds to “one-way damper engagement”. That is, when the controller 12 engages the one-way damper 40, the one-way damper 40 generates a resistance force against the rotation of the crus link 30 in the knee bending direction, and against the rotation of the crus link 30 in the knee extension direction. Will not emit resistance.
  • the rotational resistance can be adjusted by the orifice adjustment valve 42.
  • the orifice adjustment valve 42 is also controlled by the controller 12.
  • the controller 12 closes the orifice closing valve 52 and closes the bypass valve 46, the oil can flow from the bending side oil space 41a to the extension side oil space 41b through the second flow path 62, but flows in the opposite direction. I can't. That is, at this time, the lower leg link 30 is allowed to rotate in the knee extension direction, but is not allowed to rotate in the knee flexion direction.
  • the one-way damper 40 functions as a one-way clutch that allows the rotation of the lower leg link 30 in the knee extension direction but prohibits the rotation in the knee bending direction.
  • the unidirectional damper 40 having the structure shown in FIG. 2 has a load of 50 Nm that can be withstanded when rotation in the knee flexion direction is prohibited.
  • the pressure of the oil sealed in the bending side oil space 41a and the extension side oil space 41b is 1.5 MPa.
  • the controller 12 controls the motor 26 and the one-way damper 40 at the same time.
  • “controlling the one-way damper” means switching the engagement and release of the one-way damper at a predetermined timing. Specifically, the controller 12 engages the one-way damper 40 while controlling the motor 26 so as to apply torque in the knee extension direction to the crus link 30. Further, the controller 12 releases the one-way damper 40 while controlling the motor 26 so as to apply a torque in the knee flexion direction to the crus link 30. If the power supply to the motor 26 is interrupted for some reason while the unidirectional damper 40 is engaged, the leg brace 10 cannot support the weight and the crus link 30 tries to rotate in the knee flexion direction. . At this time, the one-way damper 40 is operated, and the crus link 30 is slowly rotated in the knee bending direction. That is, the user's body descends slowly. Therefore, the impact at the time of falling is reduced.
  • the one-way damper 40 is released while the motor 26 is applying torque in the knee flexion direction.
  • the motor 26 does not receive the resistance of the one-way damper 40.
  • the one-way damper 40 allows rotation of the crus link 30 in the knee extension direction and can also prohibit rotation in the knee flexion direction.
  • the controller 12 finely controls the one-way damper 40 according to each phase during walking.
  • a detailed control sequence of the one-way damper according to each timing of the walking motion by the controller 12 will be described.
  • the definition of the knee angle in the present embodiment will be described.
  • the knee angle is defined as zero when the knee is extended, that is, when the thigh and the lower leg are aligned in a straight line
  • the knee flexion direction is defined as the plus direction of the knee angle. For example, when the thigh and the lower leg are at right angles, the knee angle is 90 degrees.
  • a control sequence of the one-way damper 40 by the controller 12 will be described.
  • the controller 12 closes the bypass valve 46 and closes the orifice closing valve 52.
  • the lower leg link 30 is allowed to rotate in the knee extension direction, but is not allowed to rotate in the knee flexion direction.
  • the controller 12 allows rotation of the crus link 30 in the knee extension direction and prohibits rotation in the knee flexion direction while the mounted leg is in the stance period.
  • the controller 12 opens the bypass valve 46. That is, the controller 12 allows the crus link 30 to freely rotate in either the knee extension direction or the knee bending direction. However, since the controller 12 applies the torque in the knee flexion direction to the crus link 30, the crus link 30 cannot effectively rotate in the knee extension direction. At this time, the controller 12 opens the orifice closing valve 52.
  • the controller 12 closes the bypass valve 46 and opens the orifice closing valve 52. That is, the controller 12 engages the one-way damper 40. At this time, the crus link 30 can freely rotate in the knee extension direction, but receives resistance to rotation in the knee bending direction.
  • the controller 12 When detecting any abnormality, the controller 12 cuts off the power supply to the motor 26, closes the bypass valve 46, and opens the orifice closing valve 52. That is, if any abnormality is detected, the controller 12 cuts off the power supply to the motor 26 and engages the one-way damper 40.
  • the lower leg link 30 slowly rotates in the knee flexion direction according to the weight of the user. That is, at this time, the walking support device 100 functions to slowly lower the user's waist position.
  • the walking support device 100 is resistant only to a mode that allows the crus link 30 to freely rotate and to rotation in one direction (knee flexion direction) of the crus link 30. It was possible to switch between adding mode (allowing reverse rotation freely) and prohibiting only rotation in one direction (knee bending direction) of the lower leg link 30 (allowing reverse rotation freely).
  • a mode that allows bidirectional free rotation of the lower leg link 30 is referred to as a free mode
  • a mode in which resistance is applied only to rotation in one direction of the lower leg link 30 is referred to as a damper mode
  • one mode of the lower leg link 30 is referred to.
  • the walking support device includes another one-way damper according to the first embodiment.
  • the one-way damper of the first embodiment is referred to as a first damper
  • the added one-way damper is referred to as a second damper.
  • the second damper limits the direction of rotation opposite to that of the first damper.
  • the first damper and the second damper are controlled independently. That is, the walking support device of the second embodiment is capable of switching (setting is possible) the free mode, the damper mode, and the lock mode with respect to the rotation of the crus link 30 in the knee flexion direction.
  • the free mode, the damper mode, and the lock mode can be switched (settable) with respect to the rotation of the link 30 in the knee extension direction.
  • FIG. 4 shows the relationship between each walking timing and the control sequence of the first and second one-way dampers.
  • the leg painted black in the simplified human figure shows the wearing leg.
  • (A) to (g) of the simplified human figure show the form of the leg in the swing leg stage of the wearing leg, and (h) to (m) show the form of the leg in the stance stage of the wearing leg.
  • the swing leg period is further divided into a flexion period ((a) to (c)) in which the lower leg swings in the knee flexion direction and an extension period ((d) to (g)) in which the lower leg swings in the knee extension direction. It is done.
  • the row marked “extension direction” on the lower side of FIG. 4 indicates the control mode of the second unidirectional damper, and the row marked “flexion direction” controls the first unidirectional damper. Indicates the mode.
  • the walking support device sets the first one-way damper to the free mode.
  • the second one-way damper may be in any mode.
  • the walking support device sets the first one-way damper to the damper mode and sets the second one-way damper to the free mode.
  • the walking support device sets the first one-way damper to the lock mode.
  • the second one-way damper may be in any mode.
  • the walking support device applies torque in the knee flexion direction to the lower leg link during the flexion period of the swing leg period, and applies torque in the knee extension direction to the leg leg link during the extension period.
  • the walking assist device controls the one-way damper to increase the resistance in the bending direction when detecting the grounding of the mounting leg in the bending period of the swing leg period. Since the ground is not normally grounded during the flexion period, the grounding during the flexion period is likely to be an unexpected event. In such a situation, by increasing the resistance in the bending direction, the impact at the time of falling can be reduced.
  • This modification can be expressed as follows.
  • the walking support device includes a unidirectional damper that generates resistance against rotation of the lower leg link in the knee bending direction and does not generate resistance against rotation of the lower leg link in the knee extension direction.
  • the controller While the controller is controlling the actuator to apply torque in the knee extension direction to the crus link, the controller engages the one-way damper and while controlling the actuator to apply torque in the knee flexion direction to the crus link Releases the one-way damper. Furthermore, if the controller detects the ground contact of the leg while the leg wearing the lower leg link is in the swing phase and swings the lower leg in the knee flexion direction, the controller determines the rotational resistance of the one-way damper as “knee extension”. It is set to a value larger than the rotational resistance force during “controlling the actuator so that the direction torque is applied to the crus link”.
  • the walking support device replaces the second one-way damper (damper that restricts rotation of the lower leg link in the knee extension direction) during the extension period of the swing leg period with the damper mode instead of the free mode. It is also preferable to set to.
  • the walking assist device preferably switches the first one-way damper (a damper that restricts rotation of the lower leg link in the knee flexion direction) to the lock mode when any abnormality is detected during the extension period of the swinging leg of the attached leg. It is.

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Abstract

　転倒時の衝撃を緩和する安全装置を備えた歩行支援装置を提供する。　歩行支援装置１００は、ユーザに装着される大腿リンク２０と下腿リンク３０、及び、モータ２６とコントローラ１２を備える。下腿リンク３０は大腿リンク２０に連結されている。コントローラ１２は、下腿リンク３０にトルクを加えるようにモータ２６を制御する。歩行支援装置はさらに、下腿リンク３０の膝屈曲方向の回転に対して抵抗力を発生し、下腿リンク３０の膝伸展方向の回転に対しては抵抗力を発生しない一方向ダンパ４０を備える。コントローラ１２は、膝伸展方向のトルクを下腿リンク３０に加えるようにモータ２６を制御している間は一方向ダンパ４０を係合し、膝屈曲方向のトルクを下腿リンク３０に加えるようにモータ２６を制御している間は一方向ダンパ４０を解放する。

Description

歩行支援装置
　本発明は、ユーザの歩行動作を補助する歩行支援装置に関する。
　ユーザの脚に装着され、ユーザの膝関節にトルクを加えて歩行動作を補助する歩行支援装置が研究されている。典型的な歩行支援装置は、ユーザの大腿と下腿に装着する大腿リンクと下腿リンク、及び、下腿リンクを揺動（回転）させるアクチュエータを備える。特許文献１にそのような歩行支援装置の一例が開示されている。そのような歩行支援装置の一つの適用先は、脚を動かすことが不自由なユーザのリハビリテーションのための装置である。それゆえ、歩行支援装置は、ユーザが転倒しそうになったときのために、何らかの安全策を有することが好ましい。特許文献１の歩行支援装置は、異常を検知したときのために、異常時モードを有する。その異常時モードでは、異常な歩行姿勢を立て直す運動を強制的に行わせる処理、或いは、アクチュエータの動力を遮断する処理が実行される。
特開２００６－６１４６０号公報
　姿勢を立て直す運動を強制的に行わせることは、アクチュエータを駆動することになる。異常が発生しているときにアクチュエータを駆動するのは得策ではない。なぜなら、下腿リンクの能動的な動きがユーザによからぬ影響を与える虞があるからである。また、アクチュエータの動力を単に遮断するだけであると、体重を支えていたアクチュエータの動力が突然に消失し、転倒時にユーザに衝撃を与える虞がある。本明細書は、下腿リンクを能動的に駆動させずに、転倒時の衝撃を緩和する安全装置を備えた歩行支援装置を提供する。
　本明細書が開示する新規な歩行支援装置は、ユーザの大腿に装着される大腿リンクと、ユーザの下腿に装着される下腿リンク、及び、アクチュエータとコントローラを備える。下腿リンクは大腿リンクに回転可能に連結されている。ユーザが歩行支援装置を装着したとき、大腿リンクに対する下腿リンクの回転軸線は、ユーザの膝関節の回転軸と概ね一致するように大腿リンクと下腿リンクは構成されている。アクチュエータは典型的にはモータであり、下腿リンクにトルクを加えることができる。コントローラは、下腿リンクの回転角が膝角度の予め定められた目標パターンに追従するようにアクチュエータを制御する。目標パターンは、歩行時の膝角度の経時的変化を表している。
　この歩行支援装置はさらに、一方向ダンパを備える。一方向ダンパは、下腿リンクの膝屈曲方向の回転に対しては抵抗力を発生するが、下腿リンクの膝伸展方向の回転に対しては抵抗力を発生しないように構成されている。ここで、「抵抗力を発生しない」とはいっても、わずかな機械的抵抗（フリクションロス）等は許容することに留意されたい。コントローラは、一方向ダンパの下腿リンクへの係合と解放を切り換える。「係合」とは別言すれば、有効化することである。「解放」とは、別言すれば無効化することである。一方向ダンパが下腿リンクに係合すると、下腿リンクは、膝伸展方向には容易に回転するが、膝屈曲方向には回転し難くなる。一方向ダンパが下腿リンクから解放されると、下腿リンクはいずれの方向にも容易に回転する。コントローラは、膝伸展方向のトルクを下腿リンクに加えるようにアクチュエータを制御している間は一方向ダンパを係合し、膝屈曲方向のトルクを下腿リンクに加えるようにアクチュエータを制御している間は一方向ダンパを解放する。
　正常な歩行動作では、遊脚期間の前半では下腿は膝屈曲方向に回転し、遊脚期間の後半では下腿は膝伸展方向に回転する。コントローラは、そのような正常な歩行動作を実現すべく、遊脚期間の前半では膝屈曲方向のトルクを下腿リンクに加え、遊脚期間の後半では膝伸展方向のトルクを下腿リンクに加えるようにアクチュエータを制御する。この歩行支援装置は、遊脚期間において下腿が膝伸展方向に回転している間に何らかの異常が発生し、アクチュエータのパワーが低下した場合（あるいは遮断された場合）、脚を接地すると一方向ダンパのおかげで下腿リンクは膝屈曲方向にゆっくりと回転する。それゆえ、ユーザの体はゆっくり下がり、転倒時の衝撃が緩和される。
　上記の歩行支援装置は、膝伸展方向のトルクを下腿リンクに加えている間は一方向ダンパが係合され続ける。即ち、上記の歩行支援装置は、アクチュエータの動力が低下し（或いは遮断され）、脚が接地し、体重によって下腿リンクが膝屈曲方向に回転し始めると直ちにダンパが作動するという利点を有する。
　上記の歩行支援装置のコントローラは、一方向ダンパを解放している場合であっても、なんらかの異常を検知した場合にはアクチュエータへの電力供給を遮断するとともに、一方向ダンパを係合することが好ましい。そのような歩行支援装置は、異常が検知されると体重と一方向ダンパによって下腿リンクが膝屈曲方向にゆっくりと回転し、転倒の衝撃が和らげられる。
　また、上記の歩行支援装置は、下腿リンクの回転を禁止するロック機構を備えていることが好ましい。コントローラは、正常な状態（異常が発生してない状態）においては、下腿リンクを装着している脚が立脚期間の間はロック機構を係合し、下腿リンクを装着している脚が遊脚期間の間はロック機構を解放するように構成されているとよい。別言すると、コントローラは、下腿リンクを装着した脚が接地している間はロック機構を係合し、下腿リンクを装着した脚が遊脚の間はロック機構を解放するように構成されているとよい。体重をしっかり支えることが要求される立脚期間の間は下腿リンクをロックすることで、アクチュエータの動力なしに体重を支えることができ、省エネルギが図れる。他方、コントローラは、下腿リンクを装着している脚が遊脚期間の間は、ロック機構を解放するとともに、アクチュエータによって、歩行動作に合わせて下腿リンクを揺動（回転）させる。
歩行支援装置の模式的斜視図を示す。 一方向ダンパの断面図である。 一方向ダンパの構成を示すブロック図である。 第２実施例の歩行支援装置の制御シーケンスを説明する図である。
　第１実施例の歩行支援装置１００の概略図を図１に示す。歩行支援装置１００は、主として、ユーザＵの右脚ＵＲに装着される脚装具１０と、脚装具１０を制御するコントローラ１２で構成される。本実施例では、ユーザＵは、左脚ＵＬは健康であるが右脚ＵＲを自由に動かすことができない患者であると仮定する。左脚ＵＬは健康であるので脚装具１０は右脚ＵＲだけに装着される。脚装具を装着している右脚ＵＲを以後、装着脚と呼ぶ場合がある。また、左脚ＵＬは健脚と呼ぶ場合がある。
　歩行支援装置１００を説明する前に、座標系について説明する。図１に示すように、ユーザＵの前方にＸ軸を設定し、側方にＹ軸を設定し、鉛直上方にＺ軸を設定する。ロボットの技術分野では一般に、ロボット（人体）の前後方向に伸びている軸（Ｘ軸）をロール軸と称し、ロボット（人体）の側方に伸びている軸（Ｙ軸）をピッチ軸と称し、鉛直上方（Ｚ軸）に伸びている軸をヨー軸と称する。
　脚装具１０の構造を説明する。脚装具１０は、大腿リンク２０、下腿リンク３０、及び、足リンク３６を備えている。大腿リンク２０はユーザの大腿に装着され、下腿リンク３０はユーザの下腿に装着され、足リンク３６はユーザの足に装着される。
　大腿リンク２０と下腿リンク３０は、ユーザの右膝関節の両側で連結されている。詳しくは、大腿リンク２０と下腿リンク３０は、ユーザの膝関節と同軸に位置する一対の第１ジョイント２５で回転可能に相互に連結されている。外側の第１ジョイント２５には、モータ２６、角度センサ２７、及び、一方向ダンパ４０が内蔵されている。モータ２６は、下腿リンク３０にトルクを加え、下腿リンク３０を膝ピッチ軸回りに揺動（回転）させる。以下では、大腿リンク２０と下腿リンク３０がなす角度を膝角度と称する。角度センサ２７が計測する角度は、大腿リンク２０に対する下腿リンク３０の揺動角であるが、その角度は、ユーザの大腿と下腿がなす膝角度にも相当する。一方向ダンパ４０の構造は後に詳述する。
　下腿リンク３０と足リンク３６は、ユーザの足首関節の両側に位置する第２ジョイント３４を介して連結されている。第２ジョイント３４はアクチュエータを備えておらず、足リンク３６は、ユーザＵの右足の揺動に応じて受動的に揺動する。足リンク３６の足底には、接地センサ３２が配置されている。接地センサ３２は、右脚ＵＲが接地しているか否かを検知する。
　コントローラ１２は、ベルトでユーザＵの腰に取り付けられる。コントローラ１２は、小型のコンピュータとバッテリを内蔵しており、ケーブル１６を介して脚装具１０の各部へ電力を供給するとともに、脚装具１０の各部の動作を制御する。コントローラ１２は、角度センサ２７と接地センサ３２のセンサデータに基づいてモータ２６を制御する。モータ２６は、ユーザの歩行動作に応じて右脚の下腿が適切に揺動するように右膝関節にトルクを加える。例えばコントローラ１２は、右脚の離地を検知すると、下腿リンク３０の角度（膝角度）が予め定められた目標パターンに追従するようにモータ２６を制御する。通常、膝は、遊脚期の前半では屈曲方向に回転し、遊脚期の後半では伸展方向に回転する。目標パターンは、膝目標角度の時系列データを記述したものであり、遊脚期の前半では膝目標角度は膝屈曲方向に変化し、遊脚期の後半では膝目標角度は膝伸展方向に変化する。コントローラ１２は、角度センサ２７によって計測される実際の膝角度が目標パターンに追従するようにモータ２６を制御する。
　一方向ダンパ４０の構造を説明する。図２は、一方向ダンパ４０の機械的構造を示す断面図であり、図３は一方向ダンパ４０のブロック図である。一方向ダンパ４０のケース５４は、下腿リンク３０に固定されており、一方向ダンパ４０の回転シャフト５５は大腿リンク２０に固定されている。図２、図３において、大腿リンク２０の時計回りの回転（下腿リンク３０の反時計回りの回転）が膝伸展方向の回転に相当し、大腿リンク２０の反時計回りの回転（下腿リンク３０の時計回りの回転）が膝屈曲方向の回転に相当する。
　ケース５４の内部にはオイルが満たされたオイル空間４１が形成されている。オイル空間４１は、回転シャフト５５の外周に突設された仕切り５５ａによって、屈曲側オイル空間４１ａと伸展側オイル空間４１ｂに２分されている。図２に示すように、大腿リンク２０（下腿リンク３０）が膝屈曲方向に回転すると、仕切り５５ａは反時計回りに回転し、屈曲側オイル空間４１ａが狭くなり、伸展側オイル空間４１ｂが広くなる。逆に、大腿リンク２０（下腿リンク３０）が膝伸展方向に回転すると、仕切り５５ａは時計回りに回転し、伸展側オイル空間４１ｂが狭くなり、屈曲側オイル空間４１ａが広くなる。
　屈曲側オイル空間４１ａと伸展側オイル空間４１ｂは３つの流路によって繋がっており、流路を通じたオイルの流れ易さで、一方向ダンパ４０の回転抵抗（即ち、下腿リンク３０の回転し易さ）が決まる。第１流路６１は、バイパスバルブ４６を介した通路である。第２流路６２は、チェックバルブ４４を介した通路である。第３流路６３は、オリフィス４３とオリフィス閉鎖バルブ５２を介した通路である。
　第１流路６１は、単純に屈曲側オイル空間４１ａと伸展側オイル空間４１ｂを繋いだ流路であり、途中にバイパスバルブ４６が備えられている。バイパスバルブ４６を開くと、第１流路６１が開き、屈曲側オイル空間４１ａと伸展側オイル空間４１ｂが連通する。オイルは、第１流路６１を通じて、屈曲側オイル空間４１ａと伸展側オイル空間４１ｂの間を双方向に抵抗なく流れることができる。モータ２６がＯＦＦの場合、コントローラ１２はバイパスバルブ４６を開く。その結果、下腿リンク３０は膝屈曲方向と膝伸展方向のいずれの方向にも容易に回転することができる。バイパスバルブ４６を閉鎖すると、オイルは第１流路６１を流れることができなくなる。なお、バイパスバルブ４６は、第１流路６１に配置された筒であり、この筒が回転することによって、バルブ開口４６ａが開放と閉鎖の間で切り換えられる。
　第２流路６２は、チェックバルブ４４を介した通路である。チェックバルブ４４は、チェックボール４４ａと、チェックボール４４ａを押すスプリング４４ｂで構成されている。スプリング４４ｂは、チェックボール４４ａを屈曲側オイル空間４１ａの側から伸展側オイル空間４１ｂへ向かって押している。チェックバルブ４４は、伸展側オイル空間４１ｂから屈曲側オイル空間４１ａに向かってはオイルを常に抵抗なく通す。逆にチェックバルブ４４は、屈曲側オイル空間４１ａから伸展側オイル空間４１ｂに向かってはオイルを通さない。
　第３流路６３は、オリフィス４３とオリフィス閉鎖バルブ５２を介した通路である。オリフィス４３は、オイルの流路を狭めることが可能である。流路が狭められるほど、オイルが流れるには大きな流路抵抗が生じる。即ち、第３流路６３をオイルが通るとき、下腿リンク３０の回転は大きな抵抗を受ける。下腿リンク３０の回転抵抗（オリフィス４３の流路抵抗）は、オリフィス調整バルブ４２によって調整される。
　オリフィス閉鎖バルブ５２が閉じると、第３流路６３が閉鎖される。なお、オリフィス閉鎖バルブ５２は、第２流路６２に配置された筒であり、この筒が回転することによって、バルブ開口５２ａが開放と閉鎖の間で切り換えられる。オリフィス閉鎖バルブ５２は、下腿リンク３０の回転角（膝角度）に連動して開閉される。図３の符号６８は、大腿リンク２０に固定されたカムレバーを模式的に表している。具体的な構造の図示は省略するが、大腿リンク２０に固定されたカムレバー６８は、下腿リンク３０に固定されたオリフィス閉鎖バルブ５２の開閉レバーに接触している。大腿リンク２０と下腿リンク３０との相対回転に応じてカムレバー６８がオリフィス閉鎖バルブ５２を開閉する。カムレバー６８の動作は、図３を参照して説明すると次のとおりである。大腿リンク２０と下腿リンク３０との相対回転に応じてカムレバー６８は、図３の上では左右に移動する。カムレバー６８が左に移動すると、オリフィス閉鎖バルブ５２が押し上げられ、バルブが閉じる。なお、次に述べるように、オリフィス開閉バルブ５２は、コントローラ１２からも制御され得る。
　バイパスバルブ４６、オリフィス閉鎖バルブ５２、及び、オリフィス調整バルブ４２は、コントローラ１２によって制御される。コントローラ１２がバイパスバルブ４６を閉鎖し、オリフィス閉鎖バルブ５２を開くと、オイルは第２流路（チェックバルブ４４）を通じて、伸展側オイル空間４１ｂから屈曲側オイル空間４１ａへ向かってスムーズに流れる。他方、オイルは、第２流路（チェックバルブ４４）を通じては屈曲側オイル空間４１ａから伸展側オイル空間４１ｂへは流れることはできない。そのかわり、オイルは、第３流路６３（オリフィス４３）を通じて、屈曲側オイル空間４１ａから伸展側オイル空間４１ｂへゆっくり流れることはできる。即ち、コントローラ１２がバイパスバルブ４６を閉鎖し、オリフィス閉鎖バルブ５２を開くと、下腿リンク３０は、膝伸展方向へは自由に回転できるが、膝屈曲方向の回転に対しては抵抗を受ける（ただし、モータ２６が停止している場合）。コントローラ１２がバイパスバルブ４６を閉鎖し、オリフィス閉鎖バルブ５２を開くことが、「一方向ダンパの係合」に相当する。即ち、コントローラ１２が一方向ダンパ４０を係合すると、一方向ダンパ４０は、下腿リンク３０の膝屈曲方向への回転に対して抵抗力を発生し、下腿リンク３０の膝伸展方向の回転に対しては抵抗力を発しない。なお、回転抵抗力は、オリフィス調整バルブ４２によって調整可能である。オリフィス調整バルブ４２もコントローラ１２によって制御される。
　コントローラ１２がバイパスバルブ４６を開放すると、オイルは双方向にスムーズに流れる。従って、下腿リンク３０は膝伸展方向と膝屈曲方向のいずれの方向にも抵抗なく回転することができる。バイパスバルブ４６を開放することが、「一方向ダンパの解放」に相当する。
　コントローラ１２がオリフィス閉鎖バルブ５２を閉鎖するとともに、バイパスバルブ４６を閉鎖すると、オイルは第２流路６２を通じて屈曲側オイル空間４１ａから伸展側オイル空間４１ｂへ流れることはできるが、逆方向には流れることができない。即ち、このとき、下腿リンク３０は、その膝伸展方向の回転は許容されるが、膝屈曲方向への回転は禁止される。別言すれば、一方向ダンパ４０は、このとき、下腿リンク３０の膝伸展方向の回転は許容するが膝屈曲方向の回転は禁止する一方向クラッチの機能を果す。なお、図２の構造の一方向ダンパ４０は、膝屈曲方向の回転を禁止した際に耐えられる荷重は、５０Ｎｍである。また、屈曲側オイル空間４１ａ、伸展側オイル空間４１ｂに封入するオイルの圧力は１．５ＭＰａである。
　コントローラ１２は、モータ２６を制御すると同時に、一方向ダンパ４０を制御する。ここで、「一方向ダンパを制御する」とは、一方向ダンパの係合と解放を所定のタイミングで切り換えることを意味する。具体的には、コントローラ１２は、膝伸展方向のトルクを下腿リンク３０に加えるようにモータ２６を制御している間は一方向ダンパ４０を係合する。またコントローラ１２は、膝屈曲方向のトルクを下腿リンク３０に加えるようにモータ２６を制御している間は一方向ダンパ４０を解放する。一方向ダンパ４０を係合している間に、何らかの理由でモータ２６への電力供給が遮断された場合、脚装具１０は体重を支えきれず、下腿リンク３０が膝屈曲方向へ回転しようとする。このとき、一方向ダンパ４０が作動し、下腿リンク３０はゆっくりと膝屈曲方向に回転する。即ち、ユーザの体はゆっくりと降下する。従って、転倒の際の衝撃が緩和される。
　他方、モータ２６が膝屈曲方向のトルクを加えている間は、一方向ダンパ４０は解放されている。モータ２６は一方向ダンパ４０の抵抗を受けない。
　前述したように、一方向ダンパ４０は、下腿リンク３０の膝伸展方向の回転を許容するとともに、膝屈曲方向の回転だけを禁止することもできる。コントローラ１２は、歩行時の各フェイズに応じて一方向ダンパ４０を細かく制御する。次に、コントローラ１２による、歩行動作の各タイミングに応じた一方向ダンパの詳しい制御シーケンスを説明する。説明の前に、本実施例における膝角度の定義について説明する。本実施例では、膝が伸びたとき、即ち、大腿と下腿がほぼ一直線に並んだときを膝角度＝ゼロと定義し、膝屈曲方向を、膝角度のプラス方向と定義する。例えば、大腿と下腿が直角をなしたときが膝角度＝９０度である。
　コントローラ１２による一方向ダンパ４０の制御シーケンスについて説明する。装着脚が着地すると、即ち、膝角度がゼロに達したとき、コントローラ１２は、バイパスバルブ４６を閉じるとともに、オリフィス閉鎖バルブ５２を閉じる。そうすると、下腿リンク３０は膝伸展方向の回転は許容されるが膝屈曲方向の回転は禁止される。コントローラ１２は、装着脚が立脚期間の間は、下腿リンク３０の膝伸展方向の回転は許容し、膝屈曲方向の回転は禁止する。装着脚が離地すると、コントローラ１２は、バイパスバルブ４６を開く。即ち、コントローラ１２は、下腿リンク３０を膝伸展方向と膝屈曲方向いずれの方向にも自由回転可能とする。ただし、コントローラ１２は、膝屈曲方向のトルクを下腿リンク３０に加えるので、事実上は、下腿リンク３０は膝伸展方向に回転することはできない。なお、このときコントローラ１２は、オリフィス閉鎖バルブ５２を開く。
　装着脚が接地したとき、コントローラ１２は、バイパスバルブ４６を閉じるとともに、オリフィス閉鎖バルブ５２を開く。即ち、コントローラ１２は、一方向ダンパ４０を係合する。このとき、下腿リンク３０は、膝伸展方向には自由回転可能であるが、膝屈曲方向の回転に対して抵抗を受ける。
　次に、なんらかの異常が発生したときのコントローラ１２による一方向ダンパ４０の制御について説明する。コントローラ１２は、なんらかの異常を検知した場合は、モータ２６への電力供給を遮断するとともに、バイパスバルブ４６を閉じ、オリフィス閉鎖バルブ５２を開く。即ち、コントローラ１２は、なんらかの異常を検知した場合は、モータ２６への電力供給を遮断するとともに、一方向ダンパ４０を係合する。このような動作により、下腿リンク３０はユーザの体重によりゆっくりと膝屈曲方向に回転する。即ち、このとき歩行支援装置１００は、ユーザの腰位置をゆっくり下げるように機能する。
　次に、第２実施例の歩行支援装置を説明する。第１実施例の歩行支援装置１００は、別の表現をすれば、下腿リンク３０の自由な回転を許容するモードと、下腿リンク３０の一方向（膝屈曲方向）の回転に対してのみ抵抗を加える（逆方向の回転は自由に許容する）モードと、下腿リンク３０の一方向（膝屈曲方向）の回転のみを禁止する（逆方向の回転は自由に許容する）モードを切り替えることができた。以下では、下腿リンク３０の双方向の自由な回転を許容するモードをフリーモードと称し、下腿リンク３０の一方向の回転に対してだけ抵抗を加えるモードをダンパモードと称し、下腿リンク３０の一方向の回転だけを禁止するモードをロックモードと称する。第２実施例の歩行支援装置は、第１実施例の一方向ダンパをもう一つ備える。第１実施例の一方向ダンパを第１ダンパと称し、付加した一方向ダンパを第２ダンパと称する。第２ダンパは、第１ダンパとは逆の回転方向を制限する。第１ダンパと第２ダンパは夫々独立に制御される。即ち、第２実施例の歩行支援装置は、下腿リンク３０の膝屈曲方向の回転に対して、フリーモード、ダンパモード、及び、ロックモードを切り換え可能（設定可能）であるとであるとともに、下腿リンク３０の膝伸展方向の回転に対してもフリーモードとダンパモードとロックモードを切り換え可能（設定可能）である。
　図４に、歩行の各タイミングと、第１、第２一方向ダンパの制御シーケンスの関係を示す。人の簡易図において黒く塗りつぶしてある脚が装着脚を示している。人の簡易図の（ａ）から（ｇ）が、装着脚の遊脚期における脚の形態を示しており、（ｈ）から（ｍ）が装着脚の立脚期における脚の形態を示している。遊脚期はさらに、下腿が膝屈曲方向に揺動する屈曲期（（ａ）から（ｃ））と、下腿が膝進展方向に揺動する伸展期（（ｄ）から（ｇ））に分けられる。
　図４下側の、「伸展方向」と記されている行が、第２一方向ダンパの制御モードを示しており、「屈曲方向」と記されている行が、第１一方向ダンパの制御モードを示している。遊脚期の屈曲期においては、歩行支援装置は、第１一方向ダンパをフリーモードに設定する。第２一方向ダンパはいずれのモードであってもよい。遊脚期の伸展期においては、歩行支援装置は、第１一方向ダンパをダンパモードに設定し、第２一方向ダンパをフリーモードに設定する。立脚期においては、歩行支援装置は、第１一方向ダンパをロックモードに設定する。第２一方向ダンパはいずれのモードであってもよい。なお、歩行支援装置は、遊脚期の屈曲期では、膝屈曲方向のトルクを下腿リンクに加え、伸展期では膝伸展方向のトルクを下腿リンクに加える。
　上記の制御シーケンスの変形例を説明する。歩行支援装置は、遊脚期の屈曲期に装着脚の接地を検知したとき、一方向ダンパを制御し、屈曲方向の抵抗を増加させる。屈曲期は通常は接地することはないから、屈曲期における接地は、不測の事態である可能性が高い。そのような状況においては、屈曲方向の抵抗を増加させることで、転倒時の衝撃を和らげることができる。この変形例は、次のように表現することができる。歩行支援装置は、下腿リンクの膝屈曲方向の回転に対して抵抗力を発生し、下腿リンクの膝伸展方向の回転に対しては抵抗力を発生しない一方向ダンパを備える。コントローラは、膝伸展方向のトルクを下腿リンクに加えるようにアクチュエータを制御している間は一方向ダンパを係合し、膝屈曲方向のトルクを下腿リンクに加えるようにアクチュエータを制御している間は一方向ダンパを解放する。さらにコントローラは、下腿リンクを装着した脚が遊脚期であって下腿を膝屈曲方向に揺動している間に脚の接地を検知した場合、一方向ダンパの回転抵抗力を、「膝伸展方向のトルクを下腿リンクに加えるようにアクチュエータを制御している間」における回転抵抗力よりも大きい値に設定する。
　歩行支援装置は、図４の制御シーケンスにおいて、装着脚の遊脚期の伸展期の第２一方向ダンパ（下腿リンクの膝伸展方向の回転を制限するダンパ）を、フリーモードに換えてダンパモードに設定することも好適である。
　歩行支援装置は、装着脚の遊脚期の伸展期において、なんらかの異常を検知した場合、第１一方向ダンパ（下腿リンクの膝屈曲方向の回転を制限するダンパ）をロックモードに切り換えることも好適である。
　以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
１０：脚装具
１２：コントローラ
２０：大腿リンク
２５、３４：ジョイント
２６：モータ
２７：角度センサ
３０：下腿リンク
３２：接地センサ
３６：足リンク
４０：一方向ダンパ
４１：オイル空間
４１ａ：屈曲側オイル空間
４１ｂ：伸展側オイル空間
４２：オリフィス調整バルブ
４３：オリフィス
４４：チェックバルブ
４４ａ：チェックボール
４４ｂ：スプリング
４６：バイパスバルブ
４６ａ：バルブ開口
５２：オリフィス閉鎖バルブ
５２ａ：バルブ開口
５４：ケース
５５：回転シャフト
６１、６２、６３：流路
１００：歩行支援装置

Claims (3)

  1. 　ユーザの大腿に装着される大腿リンクと、
    　大腿リンクに回転可能に連結されており、ユーザの下腿に装着される下腿リンクと、
    　下腿リンクにトルクを加えるアクチュエータと、
    　下腿リンクの膝屈曲方向の回転に対して抵抗力を発生し、下腿リンクの膝伸展方向の回転に対しては抵抗力を発生しない一方向ダンパと、
    　アクチュエータを制御するとともに、一方向ダンパの下腿リンクへの係合と解放を切り換えるコントローラと、
    を備えており、コントローラは、
    　膝伸展方向のトルクを下腿リンクに加えるようにアクチュエータを制御している間は一方向ダンパを係合し、膝屈曲方向のトルクを下腿リンクに加えるようにアクチュエータを制御している間は一方向ダンパを解放することを特徴とする歩行支援装置。
  2. 　コントローラはさらに、異常を検知した場合にはアクチュエータへの電力供給を遮断するとともに、一方向ダンパを係合することを特徴とする請求項１に記載の歩行支援装置。
  3. 　下腿リンクの回転を禁止するロック機構をさらに備えており、
    　コントローラは、下腿リンクを装着している脚が立脚期間の間はロック機構を係合し、下腿リンクを装着している脚が遊脚期間の間はロック機構を解放することを特徴とする請求項１又は２に記載の歩行支援装置。
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