WO2020090170A1 - 運動補助装置 - Google Patents

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WO2020090170A1
WO2020090170A1 PCT/JP2019/029264 JP2019029264W WO2020090170A1 WO 2020090170 A1 WO2020090170 A1 WO 2020090170A1 JP 2019029264 W JP2019029264 W JP 2019029264W WO 2020090170 A1 WO2020090170 A1 WO 2020090170A1
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WO
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actuator
assisting
force
assisting force
temperature
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/029264
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
遠藤　洋介
博司 斎藤
達哉 野田
Original Assignee
本田技研工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 本田技研工業株式会社 filed Critical 本田技研工業株式会社
Priority to JP2020554767A priority Critical patent/JP6990324B2/ja
Publication of WO2020090170A1 publication Critical patent/WO2020090170A1/ja

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Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for

Definitions

  • the present invention relates to a device that assists a person's exercise such as walking.
  • an assisting target person such as an elderly person, a care assisting target person, and a worker
  • an assisting force for assisting a predetermined exercise such as walking of the assisting target person can be applied to the assisting target person from an actuator.
  • a wide variety of exercise assistance devices are known in the art. For example, in Patent Document 1, assistance for assisting movement of each hip joint of the assistance target person (pivoting motion of the thigh of each leg with respect to the upper body of the assistance target person) when the assistance target person walks
  • an exercise assisting device configured to be able to apply force to an assisting person from an electric motor arranged laterally of each hip joint.
  • Patent Document 1 when the main body actuator control unit that controls the operation of the electric motor reaches a high temperature of a predetermined temperature or higher, the main body actuator control unit is stopped or limited by stopping or limiting the assist operation that generates an assisting force. It is described that avoiding malfunction and thermal runaway.
  • the actuator is usually arranged in a state of being close to or almost in contact with the surface of the person to be assisted.
  • the temperature of the actuator does not rise too high.
  • the actuator cannot generate a sufficient assisting force, the assisting force generating ability of the exercise assisting device is impaired.
  • the present invention has been made in view of such a background, and an object thereof is to provide an exercise assisting device capable of appropriately suppressing the temperature rise of the actuator while preventing the ability to generate the assisting force from being impaired as much as possible.
  • the exercise assisting device of the present invention includes an actuator capable of generating an assisting force for assisting a predetermined motion of the assisting target person, and the assisting target person performing the predetermined motion, A motion assisting device mounted so as to transmit assisting force from the actuator, During execution of a predetermined motion of the person to be assisted, an observation value of the heat source temperature, which is the heat generation temperature of the actuator or the temperature transmitted from the actuator to the person to be assisted, is acquired, and the temperature of the heat source side is observed.
  • a temperature observing unit that detects that the value has risen above a predetermined temperature, or that the observed value of the heat source side temperature is predicted to rise above a predetermined temperature
  • An actuator control unit that controls the operation of the actuator so as to continuously or intermittently generate the auxiliary force is provided,
  • the actuator control unit detects, by the detection, an assisting force that is actually generated by the actuator during at least a part of a period in which the assisting force should be generated.
  • the present invention is characterized in that the actuator is controlled to be controlled so as to limit the assisting force to a magnitude smaller than the case where it is not performed (first invention).
  • the “temperature transmitted from the actuator to the assistance target person” means, in detail, the temperature of the object which is heated by the heat transfer from the actuator to the assistance target person.
  • the “observed value” of the heat source side temperature is a detection value of the heat source side temperature by an appropriate temperature sensor, or It means an estimated value of the heat source side temperature estimated from each detected value of one or more state quantities having a certain correlation with the heat source side temperature.
  • the actuator control unit controls the operation of the actuator to actually generate the assisting force in the actuator during at least a part of the period in which the assisting force should be generated.
  • it is limited to a smaller amount of assisting force than when the detection is not performed. As a result, if the heat source side temperature is further increased, the temperature rise is suppressed.
  • the limitation on the magnitude of the assisting force generated in the actuator is not performed.
  • the first aspect of the present invention it is possible to appropriately suppress the temperature rise of the actuator while preventing the ability to generate the assisting force from being impaired as much as possible.
  • the actuator control unit when the assisting force is generated without the restriction during the period in which the assisting force should be generated, the magnitude of the assisting force is predetermined in the part of the period.
  • the actuator control unit causes the actuator to actually generate the assist force in at least the part of the period.
  • a mode may be adopted in which the magnitude of the force is limited to the magnitude equal to or less than the limit value (second invention).
  • the magnitude of the assisting force actually generated in the actuator is limited to the magnitude equal to or less than the predetermined limit value. Therefore, it is possible to effectively suppress the further increase in the heat source side temperature due to the heat generation of the actuator.
  • the actuator control unit controls the magnitude of the assisting force actually generated in the actuator in a period other than the partial period of the period in which the assisting force is to be generated. It is preferable that the actuator is controlled so as to be smaller than the assisting force actually generated in the actuator during the period (3rd invention).
  • the magnitude of the assisting force actually generated in the period in which the assisting force should be generated in the part of the period, and in the other period It is possible to prevent the magnitude relationship with the magnitude from being opposite to the original magnitude relationship realized when it is assumed that the assisting force is generated without the limitation. As a result, it is possible to appropriately change the magnitude of the assisting force actually generated with time during the period in which the assisting force should be generated.
  • the magnitude of the assisting force is predetermined in the part of the period.
  • the actuator control unit actually generates the auxiliary force in the period in which the auxiliary force is to be generated.
  • the maximum value of the magnitude of the assisting force to be caused is limited to a predetermined limit value or less, and the limited waveform that is the waveform of the temporal change of the actually occurring assisting force is generated without the limitation.
  • that the waveform with limitation is similar to the waveform without limitation means that the function representing the change over time of the assisting force during the generation period of the assisting force of the limiting waveform is f (t),
  • the function representing the change with time of the assisting force of the unrestricted waveform during the generation period is expressed as g (t)
  • g (t) the function representing the change with time of the assisting force of the unrestricted waveform during the generation period
  • the maximum value of the magnitude of the assisting force actually generated in the actuator is limited to a predetermined limit value or less during the period in which the assisting force should be generated.
  • the actual assisting force with the limitation is the assisting force without the limitation. It changes with a change pattern similar to the original change pattern with time that is assumed to have occurred. Therefore, the assisting force that is actually generated during the period in which the assisting force should be generated can be changed with time in a change pattern suitable for assisting the predetermined motion of the person to be assisted.
  • the actuator assists a first direction assisting force for assisting a movement of a specific limb of the person to be assisted in a predetermined direction, and a movement in a direction opposite to the predetermined direction.
  • the actuator control section is configured such that, when the temperature observing section performs the detection, the actuator control section And a magnitude of the second-direction assisting force are independently limited to each other (fifth invention).
  • the first-direction assisting force and the second-direction assisting force generated by the actuator can be limited independently of each other. Therefore, when the temperature observation unit performs the detection, it is possible to appropriately limit the first-direction assisting force and the second-direction assisting force, while not restricting them unnecessarily.
  • the exercise assisting device includes a pair of the actuators that generate assisting forces for assisting the exercises of the pair of left and right limbs of the person to be assisted at the same joint.
  • the temperature observation unit is configured to perform the detection with respect to the heat source side temperature corresponding to each of the pair of actuators, the actuator control unit, one of the pair of actuators.
  • the limitation on the magnitude of the assisting force actually generated in the one actuator and the limitation in the other actuator are actually generated. It may be configured to perform both of the limitation on the magnitude of the assisting force (sixth invention).
  • both of the actuators regarding the magnitude of the assisting force are detected. Since the restriction is performed, an assisting force acting on the assisting target person at the time of exercise at the joint of the left limb of the assisting subject and an assisting force acting on the assisting subject at the time of exercise at the joint of the right limb body It is possible to prevent the mutual balance from being impaired.
  • FIG. 4A is a graph showing a first example of a change over time of the assisting force when no restriction is applied
  • FIG. 4B is a graph showing a first example of a change over time of the assisting force when the restriction is applied
  • FIG. 5A is a graph showing a second example of the change over time of the assisting force when there is no restriction
  • FIG. 5B is a graph showing a second example of the change over time of the assisting force when there is a restriction.
  • the exercise assisting device 1 of the present embodiment is a device that assists a walking exercise as an example of a predetermined exercise of a person P to be assisted.
  • “left” and “right” respectively mean the left side and the right side of the front of the assistance target person P unless otherwise specified.
  • reference numerals of constituent elements on the left side of the person P to be assisted are attached with “L”
  • reference numerals of constituent elements on the right side are attached with “R”.
  • L left side of the person P to be assisted
  • R reference numerals of constituent elements on the right side
  • the exercise assisting device 1 provides, for example, an assisting force that assists a bending motion or an extending motion of a hip joint of at least one of the left and right legs in the walking motion of the assisting person P, with respect to the thigh of the leg.
  • the device is configured so that it can be applied to.
  • the leg of the assistance target person P corresponds to the limb in the present invention.
  • the pitch direction (the lateral direction of the assisting person P in the left and right direction of the assisting person P in FIG. 1) is set so as to be inclined forward (for example, the tilting state of the thigh of the left leg of the assisting person P in FIG. 1). This is an operation of rotational displacement in the axial direction).
  • each leg is a state in which the thigh of the leg is tilted rearward with respect to the trunk axis of the upper body of the assistance target person P due to the displacement motion of the hip joint of the leg (for example, FIG. 1). Is an operation of rotationally displacing in the pitch direction with respect to the upper body so that the thigh portion of the right leg of the assistance target person P is tilted.
  • the exercise assisting device 1 is a device worn by an assisting person P, as shown in FIG.
  • the exercise assisting device 1 includes a waist support member 3 that is attached to the waist of a person P to be assisted via a suitable mounting member 2 such as a belt in a state of being in contact with the back of the waist, and the waist support member 3.
  • a suitable mounting member 2 such as a belt in a state of being in contact with the back of the waist
  • the waist support member 3 To the lateral positions of the left and right hip joints of the subject P (specifically, the left side of the left hip joint and the right side of the right hip joint).
  • 4L, 4R, actuators 5L, 5R attached to the tip parts of the left and right body side frames 4L, 4R, respectively, and abutting against the lower front part of the thighs of the left and right legs of the assisting person P.
  • leg rest members 7L and 7R attached to the thigh through appropriate attachment members 6L and 6R such as belts, the left and right actuators 5L and 5R, and the leg rest members 7L and 7R.
  • Each actuator 5 is a rotary actuator and is composed of, for example, an electric motor. Each actuator 5 is arranged in a state of being close (or almost in contact with) to the side surface of the hip joint portion of the leg on the same side (left side or right side) as itself. Then, in each actuator 5, the leg side frame 8 can rotate in the pitch direction with respect to the body side frame 4 on the same side as the actuator 5 bends or extends at the hip joint of the leg on the same side as the actuator 5. It is connected to the leg side frame 8 so that the rotational driving force in the pitch direction can be appropriately output to the leg side frame 8.
  • the power transmission path between each actuator 5 and the leg side frame 8 may include a power transmission element such as a speed reducer or a clutch mechanism.
  • the lower end of the leg side frame 8 is fixed to the leg rest member 7. Therefore, by outputting the rotational driving force from each actuator 5 to the leg side frame 8, the rotational driving force is the same as that of the actuator 5 via the leg side frame 8 and the leg contact member 7 or the attachment member 6. It is transmitted to the thigh of the side leg. This makes it possible to apply an assisting force for assisting the flexion or extension of the hips of the legs of the person P to be assisted to the thighs of the legs from the actuator 5 on the same side as the legs. There is.
  • the exercise assisting device 1 further includes rotational displacements of the left and right hip joints of the person P to be assisted (specifically, the rotational angles in the pitch direction of the thighs of the legs with respect to the upper body.
  • Angle detectors 10L and 10R for detecting a rotation angle for detecting a rotation angle
  • temperature sensors 11L and 11R for detecting heat generation temperatures of the actuators 5L and 5R and a control device having a function of controlling the operation of the actuators 5L and 5R. 12 and 12.
  • Each angle detector 10 detects a rotation angle in the pitch direction of the leg side frame 8 with respect to each of the left and right body side frames 4 as a hip joint rotation angle of each of the left and right legs of the person P to be assisted, and each actuator 5 (See FIG. 1).
  • the angle detector 10 may be composed of, for example, a rotary encoder, a resolver, a potentiometer, or the like.
  • Each temperature sensor 11 is composed of, for example, a thermistor or the like, and is built in each actuator 5.
  • the heat generation temperature of each actuator 5 detected by each temperature sensor 11 corresponds to the heat source side temperature in the present invention
  • the temperature detection value of each temperature sensor 11 corresponds to the observed value of the heat source side temperature.
  • the control device 12 is composed of, for example, an electronic circuit unit including a microcomputer, a memory, an interface circuit, a communication circuit, etc., and is mounted at an appropriate place of the exercise assisting device 1, for example, on the waist support member 3. Detection signals of the angle detectors 10 and the temperature sensors 11 are input to the control device 12. Further, the control device 12 can perform wireless communication with the external terminal 20.
  • the control device 12 detects the temperature detection value of each temperature sensor 11 (detection value of the heat generation temperature of each actuator 5) as a function realized by both or one of the installed hardware configuration and program (software configuration). It includes a function as a temperature observing section 12a that detects that the temperature has risen above a predetermined temperature, and a function as an actuator control section 12b that controls the operation of each actuator 5.
  • the power source of the control device 12 and each actuator 5 is supplied from a suitable place of the exercise assisting device 1, for example, a battery (not shown) such as a battery mounted on the waist support member 3.
  • the external terminal 20 is used to set the operation of the exercise assisting device 1 and is configured by a mobile terminal such as a smartphone, a tablet terminal, or a mobile personal computer.
  • the external terminal 20 is not limited to a mobile terminal, and may be, for example, a stationary personal computer, a notebook personal computer, or the like.
  • An application for the exercise assisting device 1 is installed in advance in the external terminal 20, and the external terminal 20 can communicate with the control device 12 in a state where the application (hereinafter referred to as an auxiliary application) is activated. Becomes Further, the external terminal 20 sets the magnitude (strength level) of the assisting force generated by each of the left and right actuators 5 of the exercise assisting device 1 to the control device 12 while the assisting application is activated, or controls the control device.
  • Various information received from 12 can be output as visual notification information displayed on the display 21 provided in the external terminal 20 or auditory notification information such as voice.
  • control device 12 of the exercise assisting device 1 cycles the assisting force generated by each of the left and right actuators 5 during the walking exercise of the assisting person P in a waveform pattern as illustrated in, for example, FIG. 4A or 5A. It is possible to control each actuator 5 so as to be changed (at a cycle synchronized with the walking motion of the assistance target person P).
  • each actuator 5 is rotationally driven in a direction that assists the bending motion of the hip joint of the leg of the assistance target person P (leg on the same side as each actuator 5) under the control of the actuator control unit 12b of the control device 12. It is possible to selectively generate an assisting force on the bending side as a force and an assisting force on the extending side as a rotational driving force in a direction (an opposite direction to the bending side) for assisting the extension motion of the hip joint of each leg.
  • the bending side assisting force and the extension side assisting force correspond to the first direction assisting force and the second direction assisting force in the present invention, respectively.
  • each actuator 5 is controlled by the actuator control unit 12b of the control device 12 so that each of the bending-side assisting force and the extension-side assisting force is controlled by the assisting target person P as illustrated in, for example, FIG. 4A or 5A. It may occur alternately in a cycle synchronized with walking movement (in other words, each of the bending side assisting force and the extension side assisting force may be generated intermittently), and the bending side assisting force and the extending side assisting force may be generated.
  • the assisting force is generated so as to increase or decrease the magnitude of the assisting force in a sinusoidal waveform pattern (or a waveform pattern similar to it) in each force generation period.
  • FIGS. 4A and 5A the waveforms of changes over time in the bending-side assist force and the extension-side assist force are described with the bending-side assist force as a positive assist force and the extension-side assist force as a negative assist force. Has been done.
  • the actuator control unit 12b of the control device 12 sets the generation start timing and the time width of the generation period (or the generation end timing) of each of the bending side assist force and the extension side assist force of each actuator 5, for example.
  • the magnitude of the peak value (maximum value) of the assisting force on the bending side and the assisting force on the extension side (hereinafter simply referred to as the assisting force) in each generation period. It is possible to variably set the required value of the strength of each of) on the flexion side and the extension side separately by operating the external terminal 20 that has started the auxiliary application.
  • the strength of the bending assist force and the extension assist force of each of the left and right actuators 5 is displayed on the display 21 (here, a touch panel type display) of the external terminal 20.
  • a screen for setting the required value of can be displayed according to a predetermined operation of the external terminal 20 or the like.
  • the touch operation section 21a for adjusting the required value of the strength of each assisting force is slid for each of the bending-side assisting force and the extending-side assisting force of each actuator 5.
  • the required values of the respective strengths of the bending side assisting force and the extension side assisting force of 5 are variably set. Further, the required value of the set strength is commanded from the external terminal 20 to the control device 12 of the exercise assisting device 1.
  • the control device 12 basically increases or decreases the assisting force in the waveform pattern of the set strength during the generation period of each of the bending side assisting force and the extension side assisting force of each actuator 5.
  • Control each actuator 5. For example, in FIG. 4A, when the strength (required value) of the assisting force on the bending side is set to Ta1 and the strength (required value) of the assisting force on the extension side is set to Tb1, the actuator 5 is generated according to the set strengths.
  • FIG. 5A shows a waveform of change in assisting force with time.
  • control device 12 determines the strength of each of the bending-side assisting force and the extension-side assisting force actually generated in each actuator 5 by the strength set by the external terminal 20 (hereinafter referred to as the set strength). It is also possible to forcibly limit the strength to less than
  • the setting of the strength (required value) of each assisting force on each of the bending side and the extending side of each actuator 5 is not limited to the operation on the touch panel type display 21 of the external terminal 20, but is provided on the external terminal 20.
  • the operation may be performed by operating an operation unit such as an operation button or an operation unit provided in the exercise assisting device 1.
  • the generation start timing of the bending-side assisting force coincides with the generation end timing of the extending-side assisting force, and the generation of the bending-side assisting force ends.
  • An example is shown in which the timing coincides with the generation start timing of the assisting force on the extension side.
  • the generation start timing of the bending-side assisting force and the generation end timing of the extending-side assisting force may be different in timing.
  • the generation end timing of the assisting force on the bending side and the generation start timing of the assisting force on the extending side may have a time difference.
  • each actuator 5 (or one of the actuators 5) periodically generates both or one of the bending side assisting force and the extension side assisting force.
  • the control device 12 sequentially executes the processing shown in the flowchart of FIG. 3 in a predetermined control processing cycle while the operation control of the actuator 5 is being performed.
  • the control device 12 executes the process of the temperature observation unit 12a.
  • the temperature observation unit 12a of the control device 12 acquires the temperature detection value Ts of each temperature sensor 11. Further, in STEP2, the temperature observation unit 12a determines (detects) whether or not the temperature detection value Ts acquired in STEP1 has risen to a temperature higher than a predetermined temperature Tth set in advance.
  • the temperature observing unit 12a determines that both the temperature detection value Ts of the left temperature sensor 11L and the temperature detection value Ts of the right temperature sensor 11R are equal to or lower than the predetermined temperature Tth.
  • the determination result of STEP2 is negative and one of the temperature detection value Ts of the left temperature sensor 11L and the temperature detection value Ts of the right temperature sensor 11R is higher than the predetermined temperature Tth.
  • the determination result of STEP2 is affirmative (it is detected that the temperature detection value Ts has risen to a temperature higher than the predetermined temperature Tth).
  • the control device 12 next executes the processing from STEP3 by the actuator control unit 12b.
  • the actuator control unit 12b of the control device 12 is set in the external terminal 20 as the strengths of the assisting forces (hereinafter, control strengths) to be actually generated by the actuators 5 on the bending side and the extension side, respectively. Set the strength (setting strength).
  • the actuator control unit 12b executes control for causing each actuator 5 to generate an auxiliary force having the control strength set in STEP 3.
  • the actuator control unit 12b for example, for each actuator 5, based on the auxiliary force of the control strength set and the elapsed time from the start timing of the auxiliary force, the control processing cycle.
  • the target instantaneous value of the assisting force for each is sequentially determined.
  • the actuator control unit 12b controls the output torque of each actuator 5 according to the target instantaneous value.
  • the bending-side assisting force and the extension-side assisting force generated by each actuator 5 are cycled in a waveform pattern of the intensity set by the external terminal 20 (for example, in the waveform pattern illustrated in FIG. 4A or 5A). Is controlled to change. Then, the assisting force generated by each actuator 5 is applied to the assisting target person P in this manner. In this case, among the assisting forces on the bending side and the assisting force on the extension side, each actuator 5 does not generate the assisting force for the assisting force whose required strength value is set to the minimum value (zero). Works without.
  • the control device 12 prevents further increase in the heat generation temperature of each actuator 5 (and by extension, the temperature transmitted from each actuator 5 to the assistance target person P).
  • the actuator control unit 12b executes a process (process from STEP 5) of setting so that the respective control strengths of the bending side assist force and the extension side assist force of each actuator 5 are appropriately limited.
  • the actuator control unit 12b executes the processes of STEPs 5 and 6 or the processes of STEPs 5 and 8 for each of the bending side assisting force and the extension side assisting force of each actuator 5.
  • the actuator control unit 12 b determines that the strength required value (set strength) set by the external terminal 20 is a predetermined limit strength for each of the bending-side extension force and the extension-side assistance force of each actuator 5. It is determined whether Tlim is exceeded.
  • the limiting strength Tlim corresponds to the limiting value in the present invention. Then, the limiting strength Tlim can prevent a further increase in the heat generation temperature of each actuator 5 when a bending side or extension side assisting force is generated in each actuator 5 with a strength lower than that, It is a value determined in advance based on experiments and the like.
  • the limit strength Tlim may be variably set according to the temperature of the exercise environment of the assistance target person P (for example, the lower the temperature is, the larger the limit strength Tlim is set).
  • the actuator control unit 12b When the determination result of STEP 5 is affirmative regarding the bending-side assisting force of each actuator 5 (when the set strength regarding the bending-side assisting force exceeds the limiting strength Tlim), the actuator control unit 12b. In STEP 6, the limiting strength Tlim is set as the control strength of the bending side assist force of the actuator 5.
  • the actuator control unit when the determination result of STEP 5 is positive with respect to the assisting force on the extension side of each actuator 5 (when the set strength relating to the assisting force on the extension side exceeds the limiting strength Tlim), the actuator control unit.
  • the actuator control unit In STEP 6, 12 b sets the limiting strength Tlim as the strength for controlling the assisting force on the extension side of the actuator 5.
  • a strength slightly smaller than the limiting strength Tlim may be set as the strength for controlling the assisting force on the bending side or the extension side.
  • the actuator control unit 12b sets the limiting strength Tlim (or a slightly lower strength) as the strength for controlling one or both of the bending side and the extension side of each actuator 5 as described above.
  • the external terminal 20 is notified of the information that the control strength of the assisting force is limited.
  • the external terminal 20 outputs the notification information as visual notification information by the display 21 or auditory notification information by voice or the like.
  • the actuator control unit 12b When the determination result of STEP 5 is negative with respect to the bending-side assisting force of each actuator 5 (when the set strength related to the bending-side assisting force is equal to or less than the limit strength Tlim), the actuator control unit 12b In STEP 8, the set strength is set as the control strength of the bending side assist force of the actuator 5.
  • the actuator control unit 12b when the determination result of STEP 5 is negative with respect to the assisting force on the extension side of each actuator 5 (when the set strength relating to the assisting force on the extension side is less than or equal to the limit strength Tlim), the actuator control unit 12b , STEP 8, the set strength is set as the strength for controlling the assisting force on the extension side of the actuator 5.
  • the actuator control unit 12b causes the actuator control unit 12b to bend the assist force on the bending side and the assist force on the extension side. If the set strength exceeds the predetermined limit strength Tlim, the limit strength Tlim (or a slightly lower strength) is set as the strength for controlling the assisting force of the actuator 5 in STEP6.
  • the limiting strength Tlim lower than the set strength Ta1 is set as the controlling strength Ta2 of the assisting force on the bending side. Is set.
  • the actuator control unit 12b in the bending side assist force and the extension side assist force of each actuator 5, for which the set strength is within the limit strength Tlim or less, in STEP 8, the assist force of the actuator 5 is set.
  • the set strength is set as the control strength of. For example, as shown in FIG. 4B, when the set strength Tb1 of the extension force on the extension side is smaller than the limiting strength Tlim, the set strength Tb1 is set as the control strength Tb2 of the extension force on the extension side.
  • the control strength for example, the set strength (or the current strength) is set.
  • the strength may be set lower than the control strength) by a predetermined amount or a predetermined ratio.
  • the actuator control unit 12b executes control in STEP 4 to cause each actuator 5 to generate an auxiliary force of the control strength set in STEP 6 or STEP 8.
  • the control is performed in the same manner as when the control strength is set in STEP3.
  • the bending-side assisting force and the extension-side assisting force generated by each actuator 5 are in the control strength waveform pattern set in STEP 6 or 8 within the range of the limiting strength or less (for example, FIG. 4B or FIG. 5B is controlled so as to change periodically (with a waveform pattern as illustrated in 5B).
  • the process from STEP 3 or the process from STEP 5 is executed according to the determination result of STEP 2.
  • the actuator control unit 12b sets the control in STEP 6 or 8.
  • the working strength is the strength for control at the time of generating the assisting force after ending the generation of the current assisting force on the bending side or the extending side. Then, the strength for controlling the assisting force on the bending side or the extension side that is being generated by each actuator 5 is maintained at the current strength.
  • the actuator in the situation where the determination result of STEP 2 is affirmative, when the set strength regarding the assisting force on the bending side or the extension side of each actuator 5 is larger than the predetermined limiting strength Tlim, the actuator The control strength corresponding to the peak value (maximum value) of the assisting force actually generated in 5 (in this embodiment, the assisting force of the sinusoidal waveform pattern) is limited to the limiting strength Tlim (or lower strength). To be done.
  • the waveform of the change over time of the assisting force after the limitation is the waveform of the assisting force in the situation where the determination result of STEP 2 is negative (the situation where the limiting process from STEP 5 is not executed). It becomes similar to the unrestricted waveform (waveform of change in assisting force with time when the control strength is made to match the set strength) which is a waveform of change with time.
  • the assisting force (instantaneous value) at each time point (each time point within the generating period of the assisting force) of the waveform of the assisting force on the bending side or the extending side of each actuator 5 with the limitation is:
  • the waveform indicated by the solid line of the bending side assisting force generation period ⁇ t1 corresponds to the above-mentioned waveform with limitation
  • the waveform indicated by the chain double-dashed line corresponds to the above-mentioned waveform without limitation.
  • the waveform shown by the solid line in the bending side assisting force generation period ⁇ t2 or the waveform shown by the solid line in the extension side assisting force generation period ⁇ t3 corresponds to the above-mentioned limited waveform
  • the generation period ⁇ t2 corresponds to the above-mentioned limited waveform
  • the waveform indicated by the chain double-dashed line or the waveform indicated by the chain double-dashed line in the occurrence period ⁇ t3 corresponds to the above-mentioned waveform without limitation.
  • the actuator 5 when the determination result of STEP 2 is affirmative and the set strength relating to the assisting force on the bending side or the extension side of each actuator 5 is larger than the predetermined limiting strength Tlim, the actuator 5 The control strength corresponding to the peak value of the assisting force actually generated is limited to the limiting strength Tlim (or lower strength). Therefore, as a result, the assisting force of the limited waveform is generated in a part of the period in which the assisting force of the unrestricted waveform exceeds the limiting strength Tlim in the generation period of the assisting force of the limited waveform. In addition to being limited to the limit strength Tlim or less, the assisting force of the limited waveform is controlled to be smaller than the assisting force in the part of the period during the period other than the part of the period.
  • the processing from STEP 5 is executed for each actuator 5. Therefore, the strength (peak value) of the bending-side and extension-side assisting force generated by each actuator 5 is limited to the limit strength or less. As a result, it is possible to prevent the heat generation temperature of each actuator 5 from further increasing, and it is possible to suppress the temperature increase transmitted from the actuator 5 to the assisting person P by the heat generation of each actuator 5.
  • the control strength related to the assisting force on the bending side or the extension side of each actuator 5 is limited to the limiting strength Tlim (or lower than this) lower than the set strength
  • the waveform of the assisting force (the waveform with the limitation) is similar to the waveform of the assisting force (the waveform with the limitation) when the control strength is matched with the set strength. Therefore, the assisting force after the restriction changes in the same change pattern as the assisting force when the restriction is not performed. Therefore, the assisting force after the limitation can be changed in a change pattern suitable for the walking motion of the person P to be assisted. Further, by limiting the assisting force, it is possible to prevent the assisting target person P from feeling uncomfortable.
  • the processing from STEP 5 is executed for both the left and right actuators 5L and 5R.
  • the actuator 5L or 5R on the one side is set. It is possible to prevent only the controlling strength of the assisting force of 1 from being limited to the limiting strength Tlim lower than the set strength. Therefore, it is possible to maintain the mutual balance of the strengths of the assisting forces (the bending side or the extension side assisting forces) generated by the left and right actuators 5L and 5R.
  • the present invention is not limited to the embodiment described above, and other embodiments can be adopted. Several other embodiments will be described below.
  • the method of limiting the assisting force on the bending side or the extension side is It is not limited to the aspect described in the above embodiment.
  • the assisting force on the flexion side or the extension side may be limited in a manner as illustrated in FIG.
  • the solid line is used.
  • the assist force actually generated in the actuator 5 (the assist force after the limit) is controlled to be maintained at a constant value with the limit strength Tlim.
  • the assisting force actually generated in the actuator 5 is controlled so as to change with the same waveform as the waveform (the waveform without limitation) when the control intensity matches the set intensity Tab. ..
  • the assisting force actually generated in the actuator 5 may be controlled to be maintained at a constant value with an intensity lower than the limiting intensity Tlim. Then, in this case, in the periods other than the period ⁇ t4, the assisting force actually generated in the actuator 5 becomes, for example, an assisting force smaller than that in the period ⁇ t4, and the waveform when the control strength matches the set strength Tab. It is preferable to control so as to change with a change pattern similar to (unlimited waveform) (for example, a waveform pattern similar to the unlimited waveform).
  • the processing from STEP 5 is executed for both the left and right actuators 5L and 5R.
  • the process from STEP 5 is executed only for the actuator 5L or 5R on the same side as the temperature sensor 11L or 11R corresponding to one of the temperature detection values Ts (the bending side or extension side assisting force is appropriately limited). May be.
  • the actuator 5 when the set strength of at least one of the bending side and the extension side of the actuator 5 exceeds the limit strength, for example, the actuator 5
  • the ratio between the strength for controlling the assisting force on the bending side and the strength for controlling the assisting force on the extension side matches the ratio between the set strength of the assisting force on the bending side and the setting strength of the assisting force on the extending side.
  • the respective control intensities may be set and the operation control of each actuator 5 may be performed.
  • the limiting degree of the assisting force having a relatively lower need is larger than the limiting degree of the assisting force having a relatively higher need. You may do so.
  • the waveform of the assisting force on the bending side and the extending side generated in each actuator 5 is not limited to the sinusoidal waveform, and various waveforms can be adopted.
  • the waveform may be, for example, a triangular waveform, a trapezoidal waveform, a normal distribution waveform, or a waveform similar to these.
  • the waveform may be an arbitrary waveform such as a waveform having unevenness.
  • the waveform may be, for example, a waveform that is variably determined according to changes in the angle detection values (detection values of the hip joint rotation angle) of the angle detectors 10L and 10R.
  • the temperature observing unit 12a determines whether or not the temperature detection value of each temperature sensor 11 (the detection value of the heat generation temperature of each actuator 5) is higher than the predetermined temperature Tth in STEP2. It was judged (detected). However, for example, based on the time series of the temperature detection value of each temperature sensor 11, the future change of the temperature detection value is predicted, and the temperature detection value is soon (at a timing after a predetermined time) from the predetermined temperature. It may be possible to determine in STEP 2 whether or not the situation is such that it is predicted that the temperature will rise to a high temperature. Then, if the determination result of the prediction is affirmative, the processing from STEP 5 may be executed.
  • the temperature observation unit 12a observes the detection value of the heat generation temperature of each actuator 5, which is the temperature detection value of each temperature sensor 11, but instead of the heat generation temperature, the auxiliary object is detected from each actuator 5.
  • the temperature on the heat transfer path to the person P (for example, the temperature of the side surface portion of each actuator 5 on the auxiliary subject person P side) may be detected or estimated.
  • STEP 2 it is determined whether or not the detected value or estimated value of the temperature has risen to a temperature higher than a predetermined temperature, or whether it is predicted that the temperature will rise to a temperature higher than the predetermined temperature. You may do so.
  • the exercise assisting device 1 assists the bending motion or the extending motion of each leg of the leg of the person P to be assisted.
  • the exercise assisting device of the present invention instead of or in addition to the exercise at the hip joint of each leg, continuously or intermittently provides an assisting force for assisting the exercise of one or both of the knee joint and the ankle joint. May occur at any time.
  • the exercise assisting device for example, continuously or intermittently generates an assisting force that assists the arm motion of the assisting target person, or, for example, a direction in which the assisting target person's upper body stands (stretch the back).
  • the auxiliary force in the direction may be continuously generated.

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Abstract

運動補助装置１の制御装置１２は、各アクチュエータ５の発熱温度の観測値が所定温度よりも昇温したこととを検知する温度観測部１２ａと、アクチュエータ制御部１２ｂとを備える。アクチュエータ制御部１２ｂは、温度観測部１２ａにより昇温の検知がなされた場合に、補助力を発生すべき期間のうちの少なくとも一部の期間において各アクチュエータ５に実際に発生させる補助力を、昇温の検知がなされない場合よりも小さい大きさの補助力に制限する。

Description

運動補助装置
　本発明は、人の歩行等の運動を補助する装置に関する。
　高齢者、介護補助対象者、作業者等の補助対象者に装着され、該補助対象者の歩行等の所定の運動を補助する補助力をアクチュエータから補助対象者に付与し得るように構成された種々様々な運動補助装置が従来より知られている。例えば、特許文献１には、補助対象者の歩行時に、該補助対象者の各股関節の動き（補助対象者の上体に対する各脚の大腿部のピッチ方向の揺動動作）を補助する補助力を、各股関節の側方に配置される電動モータから補助対象者に付与し得るように構成された運動補助装置が提案されている。
　そして、この特許文献１には、電動モータの作動制御を行う本体アクチュエータ制御部が所定温度以上の高温になると、補助力を発生するアシスト動作を停止したり、制限することで、本体アクチュエータ制御部の誤動作や熱暴走の発生を回避することが記載されている。
特開２０１８－６１６６３号公報
　ところで、補助対象者に装着する運動補助装置では、アクチュエータの小型化や軽量化が図られているものの、このようなアクチュエータは、作動時の発熱による温度上昇が生じやすい。そして、該アクチュエータを補助対象者の表面から離れた位置に配置すると、該アクチュエータが補助対象者の運動の妨げとなりやすい。このため、該アクチュエータは、通常、補助対象者の表面に近接した状態、もしくは、ほぼ接触した状態で配置される。
　従って、アクチュエータの温度があまり高くならないようにすることが望まれる。この場合、アクチュエータが発生可能な最大出力（定格出力）を低めの出力にするようにアクチュエータを構成しておくことが考えられる。しかるに、該アクチュエータでは、十分な補助力を発生することができなくなるため、運動補助装置の補助力発生能力が損なわれてしまう。
　本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、補助力の発生能力が損なわれるのを極力防止しつつ、アクチュエータの昇温を適切に抑制することができる運動補助装置を提供することを目的とする。
　本発明の運動補助装置は、上記の目的を達成するために、補助対象者の所定の運動を補助するための補助力を発生可能なアクチュエータを含み、該所定の運動を行う補助対象者に、該アクチュエータから補助力を伝達し得るように装着される運動補助装置であって、
　前記補助対象者の所定の運動の実行中に、前記アクチュエータの発熱温度、又は該アクチュエータから前記補助対象者に伝達される温度である熱源側温度の観測値を取得し、該熱源側温度の観測値が所定温度よりも昇温したこと、又は、該熱源側温度の観測値が所定温度よりも昇温することが予測される状態になったことを検知する温度観測部と、
　前記補助力を連続的又は間欠的に発生させるように前記アクチュエータの作動制御を行うアクチュエータ制御部とを備えており、
　前記アクチュエータ制御部は、前記温度観測部により前記検知がなされた場合に、前記補助力を発生すべき期間のうちの少なくとも一部の期間において前記アクチュエータに実際に発生させる補助力を、前記検知がなされない場合よりも小さい大きさの補助力に制限するように該アクチュエータの作動制御を行うように構成されていることを特徴とする（第１発明）。
　なお、本発明において、「アクチュエータから補助対象者に伝達される温度」というのは、詳しくは、アクチュエータから補助対象者への伝熱に伴い昇温する物体の温度を意味する。
　また、前記熱源側温度（前記アクチュエータの発熱温度、又は該アクチュエータから前記補助対象者に伝達される温度）の「観測値」は、適宜の温度センサによる該熱源側温度の検出値、あるいは、該熱源側温度と一定の相関性を有する１つ以上の状態量のそれぞれの検出値から推定してなる該熱源側温度の推定値を意味する。
　上記第１発明によれば、前記熱源側温度の観測値が所定温度よりも昇温したこと、又は、該熱源側温度の観測値が所定温度よりも昇温することが予測される状態になったことが前記温度観測部により検知された場合に、前記アクチュエータ制御部によりアクチュエータの作動制御によって、前記補助力を発生すべき期間のうちの少なくとも一部の期間においてアクチュエータに実際に発生させる補助力が、前記検知がなされない場合よりも小さい大きさの補助力に制限される。これにより、熱源側温度のさらなら昇温が抑制される。
　また、前記温度観測部により熱源側温度に関する前記検知がなされていない場合には、アクチュエータに発生させる補助力の大きさに関する前記制限は行われない。
　従って、第１発明によれば、補助力の発生能力が損なわれるのを極力防止しつつ、アクチュエータの昇温を適切に抑制することができる。
　上記第１発明では、前記一部の期間は、前記補助力を発生すべき期間のうち、前記制限をせずに該補助力を発生させたと仮定した場合に、該補助力の大きさが所定の制限値を超える期間であり、前記アクチュエータ制御部は、前記補助力を発生すべき期間が当該一部の期間を含む場合に、少なくとも当該一部の期間において、前記アクチュエータに実際に発生させる補助力の大きさを前記制限値以下の大きさに制限するように構成されているという態様を採用し得る（第２発明）。
　これによれば、前記温度観測部による前記検知がなされた場合には、前記アクチュエータに実際に発生させる補助力の大きさは、前記所定の制限値以下の大きさに制限される。このため、アクチュエータの発熱に伴い熱源側温度のさらなる昇温を効果的に抑制することが可能となる。
　上記第２発明では、前記アクチュエータ制御部は、前記補助力を発生すべき期間のうち、前記一部の期間以外の期間では、前記アクチュエータに実際に発生させる補助力の大きさを、該一部の期間で該アクチュエータに実際に発生させる補助力よりも小さくするように、該アクチュエータの作動制御を行うように構成されていることが好ましい（第３発明）。
　これによれば、前記温度観測部による前記検知がなされた場合に、前記補助力を発生すべき期間で実際に発生させる補助力の、前記一部の期間での大きさと、他の期間での大きさとの大小関係が、前記制限をせずに補助力を発生させたと仮定した場合に実現される本来の大小関係と逆になるのを防止することができる。ひいては、前記補助力を発生すべき期間で実際に発生させる補助力の経時的な大小変化を適切に行うことができる。
　上記第１発明では、前記一部の期間は、前記補助力を発生すべき期間のうち、前記制限をせずに該補助力を発生させたと仮定した場合に、該補助力の大きさが所定の制限値を超える期間であり、前記アクチュエータ制御部は、前記補助力を発生すべき期間が当該一部の期間を含む場合に、該補助力を発生すべき期間において、前記アクチュエータに実際に発生させる補助力の大きさの最大値を、所定の制限値以下に制限すると共に、当該実際に発生させる補助力の経時変化の波形である制限有り波形が、前記制限をせずに補助力を発生させたと仮定した場合に得られる該補助力の経時変化の波形である制限無し波形と相似する波形になるように、前記アクチュエータの作動制御を行うように構成されているという態様を採用することもできる（第４発明）。
　なお、本発明において、前記制限有り波形が、前記制限無し波形と相似するというのは、前記制限有り波形の補助力の発生期間での該補助力の経時変化を表す関数をｆ(t)、該発生期間での前記制限無し波形の補助力の経時変化を表す関数をｇ(t)と表記したとき、ｆ(t)≒ｋ・g(t)という関係が成立することを意味する。
　上記第４発明によれば、前記補助力を発生すべき期間において、アクチュエータに実際に発生させる補助力の大きさの最大値が所定の制限値以下に制限されるので、前記第２発明と同様に、アクチュエータの発熱に伴う熱源側温度のさらなる昇温を効果的に抑制することが可能となる。
　加えて、前記制限有り波形が、前記制限無し波形と相似する波形になるようにアクチュエータの作動制御が行われるので、前記制限を行った実際の補助力は、前記制限をせずに補助力を発生させたと仮定した場合に実現される本来の経時的な変化パターンと同様の変化パターンで変化する。このため、前記補助力を発生すべき期間で実際に発生させる補助力を、補助対象者の所定の運動を補助する上で、好適な変化パターンで経時的に変化させることができる。
　上記第１～第４発明では、前記アクチュエータが、前記補助対象者の特定の肢体の所定の方向への運動を補助するための第１方向補助力と、該所定の方向と逆方向への運動を補助するための第２方向補助力とを選択的に発生可能なアクチュエータである場合には、前記アクチュエータ制御部は、前記温度観測部により前記検知がなされた場合に、前記第１方向補助力の大きさと、前記第２方向補助力の大きさとを互いに独立に制限するように構成されているとう態様を採用し得る（第５発明）。
　これによれば、アアクチュエータが発生する互いに逆方向の第１方向補助力と第２方向補助力とを各別に独立に制限できる。このため、前記温度観測部により前記検知がなされた場合に、第１方向補助力と第２方向補助力とが必要以上に制限されないようにしつつ、それぞれを適切に制限することが可能となる。
　上記第１～第５発明では、運動補助装置が、前記補助対象者の左右一対の肢体のそれぞれの互いに同一の関節での運動を補助する補助力をそれぞれ発生する一対の前記アクチュエータを備えている場合には、前記温度観測部は、前記一対のアクチュエータのそれぞれに対応する前記熱源側温度に関して前記検知を行うように構成されており、前記アクチュエータ制御部は、前記一対のアクチュエータのいずれか一方のアクチュエータに対応する前記熱源側温度に関して前記検知が前記温度観測部によりなされた場合に、該一方のアクチュエータに実際に発生させる前記補助力の大きさに関する前記制限と、他方のアクチュエータに実際に発生させる前記補助力の大きさに関する前記制限との両方を実行するように構成され得る（第６発明）。
　これによれば、前記一対のアクチュエータのいずれか一方のアクチュエータに対応する前記熱源側温度に関して前記検知が前記温度観測部によりなされた場合に、両方のアクチュエータに対して、補助力の大きさに関する前記制限が行わるので、補助対象者の左側の肢体の関節での運動時に、該補助対象者に作用する補助力と、右側の肢体の関節での運動時に補助対象者に作用する補助力との相互のバランスが損なわれるのを防止することが可能となる。
本発明の実施形態の運動補助装置と、外部端末とを示す図。 実施形態の運動補助装置の作動制御に関する構成を示す図。 図２に示す制御装置１２の処理を示すフローチャート。 図４Ａは制限をしない場合の補助力の経時変化の第１例を示すグラフ、図４Ｂは制限をした場合の補助力の経時変化の第１例を示すグラフ。 図５Ａは制限をしない場合の補助力の経時変化の第２例を示すグラフ、図５Ｂは制限をした場合の補助力の経時変化の第２例を示すグラフ。 制限をした場合の補助力の経時変化の第３例を示すグラフ。
　本発明の一実施形態を図１～図５Ｂを参照して以下に説明する。図１を参照して、本実施形態の運動補助装置１は、補助対象者Ｐの所定の運動の一例としての歩行運動を補助する装置である。なお、以降の説明では、「左」及び「右」は特にことわらない限り、それぞれ、補助対象者Ｐの正面に向かって左側、右側を意味する。そして、運動補助装置１の構成要素のうち、補助対象者Ｐの左側の構成要素の参照符号に「Ｌ」を付し、右側の構成要素の参照符号に「Ｒ」を付する。ただし、左右を区別する必要が無いときは、「Ｌ」、「Ｒ」の付記を省略する。
　運動補助装置１は、本実施形態では、例えば、補助対象者Ｐの歩行運動における左右の脚の少なくとも一方の脚の股関節での屈曲動作又は伸展動作を補助する補助力を該脚の大腿部に付与し得るように構成された装置である。なお、本実施形態では、補助対象者Ｐの脚が本発明における肢体に相当する。
　ここで、補助対象者Ｐの各脚の股関節での屈曲動作は、該脚の股関節の変位動作によって、該脚の大腿部が、補助対象者Ｐの上体（胴体）の体幹軸に対して前方側に傾いた状態（例えば図１の補助対象者Ｐの左側の脚の大腿部の傾き状態）になるように、上体に対してピッチ方向（補助対象者Ｐの左右方向の軸周り方向）に回転変位する動作である。また、各脚の伸展動作は、該脚の股関節の変位動作によって、該脚の大腿部が、補助対象者Ｐの上体の体幹軸に対して後方側に傾いた状態（例えば図１の補助対象者Ｐの右側の脚の大腿部の傾き状態）になるように、上体に対してピッチ方向に回転変位する動作である。
　運動補助装置１は、図１に示すように、補助対象者Ｐに装着される装置である。該運動補助装置１は、補助対象者Ｐの腰部の背面に当接された状態でベルト等の適宜の取付け用部材２を介して該腰部に取付けられる腰当て部材３と、該腰当て部材３から補助対象者Ｐの左右の股関節部分の側方位置（詳しくは、左側の股関節部分の左側方位置と右側の股関節部分の右側方位置とのそれぞれ）まで延設された左右一対の上体側フレーム４Ｌ，４Ｒと、左右の上体側フレーム４Ｌ，４Ｒの先端部に各々取付けられたアクチュエータ５Ｌ，５Ｒと、補助対象者Ｐの左右の各脚の大腿部の下部寄りの前面部に当接された状態でベルト等の適宜の取付け用部材６Ｌ，６Ｒを介して該大腿部に取付けられた脚当て部材７Ｌ，７Ｒと、左右のそれぞれのアクチュエータ５Ｌ，５Ｒと脚当て部材７Ｌ，７Ｒとを接続する脚側フレーム８Ｌ，８Ｒとを備える。
　なお、図１では、補助対象者Ｐの右側の上体側フレーム４Ｒ及びアクチュエータ５Ｒは、補助対象者Ｐの背後に隠れているため図示されていない。
　各アクチュエータ５は、回転型のアクチュエータであり、例えば電動モータにより構成される。各アクチュエータ５は、自身と同じ側（左側又は右側）の脚の股関節部分の側面に近接した状態（もしくはほぼ接触した状態）で配置されている。そして、各アクチュエータ５は、自身と同じ側の脚の股関節での屈曲動作又は伸展動作に伴い、当該同じ側の上体側フレーム４に対して脚側フレーム８がピッチ方向に回転し得ると共に、該ピッチ方向の回転駆動力を脚側フレーム８に適宜、出力し得るように該脚側フレーム８に接続されている。なお、各アクチュエータ５と脚側フレーム８との間の動力伝達経路には、例えば減速機、クラッチ機構等の動力伝達要素を含み得る。
　また、脚側フレーム８の下端部は、脚当て部材７に固定されている。従って、各アクチュエータ５から脚側フレーム８に回転駆動力を出力することによって、その回転駆動力が該脚側フレーム８と、脚当て部材７又は取付け用部材６とを介して該アクチュエータ５と同じ側の脚の大腿部に伝達されるようになっている。これにより、補助対象者Ｐの各脚の股関節での屈曲動作又は伸展動作を補助する補助力を、該脚と同じ側のアクチュエータ５から該脚の大腿部に付与することが可能となっている。
　運動補助装置１はさらに、図２に示すように、補助対象者Ｐの左右の各股関節の回転変位量（詳しくは、上体に対する各脚の大腿部のピッチ方向の回転角。以降、股関節回転角という）を検出するための角度検出器１０Ｌ，１０Ｒと、各アクチュエータ５Ｌ，５Ｒの発熱温度を検出する温度センサ１１Ｌ，１１Ｒと、各アクチュエータ５Ｌ，５Ｒの作動制御を行う機能を有する制御装置１２とを備えている。
　各角度検出器１０は、左右の各上体側フレーム４に対する脚側フレーム８のピッチ方向の回転角を、補助対象者Ｐの左右の各脚の股関節回転角として検出するものであり、各アクチュエータ５に組付けられている（図１を参照）。該角度検出器１０は、例えばロータリーエンコーダ、レゾルバ、ポテンショメータ等により構成され得る。
　各温度センサ１１は、例えばサーミスタ等により構成され、各アクチュエータ５に内蔵されている。本実施形態では、各温度センサ１１が検出する各アクチュエータ５の発熱温度が、本発明における熱源側温度に相当し、各温度センサ１１の温度検出値が熱源側温度の観測値に相当する。
　制御装置１２は、例えばマイクロコンピュータ、メモリ、インターフェース回路、通信回路等を含む電子回路ユニットにより構成され、運動補助装置１の適所、例えば前記腰当て部材３に搭載されている。この制御装置１２には、各角度検出器１０及び各温度センサ１１の検出信号が入力される。また、制御装置１２は、外部端末２０と無線通信を行うことが可能である。
　そして、制御装置１２は、実装されたハードウェア構成及びプログラム（ソフトウェア構成）の両方又は一方により実現される機能として、各温度センサ１１の温度検出値（各アクチュエータ５の発熱温度の検出値）が所定温度よりも昇温したことを検知する温度観測部１２ａとしての機能と、各アクチュエータ５の作動制御を行うアクチュエータ制御部１２ｂとしての機能とを含む。
　なお、制御装置１２及び各アクチュエータ５の電源電力は、運動補助装置１の適所、例えば腰当て部材３に搭載された電池等の蓄電器（図示省略）から供給される。
　外部端末２０は、運動補助装置１の動作設定等を行うものであり、例えばスマートフォン、タブレット端末、モバイルパソコン等の携帯端末により構成される。なお、外部端末２０は、携帯端末に限らず、例えば据置型のパソコン、ノート型のパソコン等であってもよい。
　この外部端末２０には、運動補助装置１用のアプリケーションがあらかじめインストールされており、該アプリケーション（以降、補助アプリケーションという）を起動した状態で、外部端末２０が制御装置１２と通信を行うことが可能となる。また、外部端末２０は、補助アプリケーションを起動した状態で、運動補助装置１の左右の各アクチュエータ５により発生させる補助力の大きさ（強弱度合い）を制御装置１２に対して設定したり、制御装置１２から受信する種々の情報を、該外部端末２０に備えられた表示器２１に表示させる視覚的な報知情報、もしくは音声等による聴覚的な報知情報として出力することが可能である。
　ここで、本実施形態の運動補助装置１が、補助対象者Ｐの歩行運動を補助するために左右の各アクチュエータ５Ｌ，５Ｒから出力する補助力の変化パターン（波形パターン）に関して説明しておく。
　本実施形態では、運動補助装置１の制御装置１２は、補助対象者Ｐの歩行運動時に、左右の各アクチュエータ５が発生する補助力を、例えば図４Ａ又は図５Ａに例示する如き波形パターンで周期的に（補助対象者Ｐの歩行運動に同期した周期で）変化させるように、各アクチュエータ５を制御することが可能である。
　さらに詳細には、各アクチュエータ５は、制御装置１２のアクチュエータ制御部１２ｂによる制御によって、補助対象者Ｐの脚（各アクチュエータ５と同じ側の脚）の股関節の屈曲動作を補助する方向の回転駆動力としての屈曲側の補助力と、各脚の股関節の伸展動作を補助する方向（屈曲側と逆方向）の回転駆動力としての伸展側の補助力とを選択的に発生可能である。なお、屈曲側の補助力及び伸展側の補助力は、それぞれ本発明における第１方向補助力、第２方向補助力に相当する。
　そして、各アクチュエータ５は、制御装置１２のアクチュエータ制御部１２ｂによる制御によって、屈曲側の補助力及び伸展側の補助力のそれぞれを、例えば図４Ａ又は図５Ａに例示する如く、補助対象者Ｐの歩行運動に同期した周期で交互に発生し得る（換言すれば、屈曲側の補助力及び伸展側の補助力のそれぞれを間欠的に発生し得る）と共に、屈曲側の補助力及び伸展側の補助力のそれぞれの発生期間で、該補助力の大きさを正弦波状の波形パターン（もしくは、それに類似する波形パターン）で増減させるように該補助力を発生する。なお、図４Ａ及び図５Ａでは、屈曲側の補助力を正の補助力、伸展側の補助力を負の補助力として、屈曲側の補助力及び伸展側の補助力の経時変化の波形が記載されている。
　この場合、制御装置１２のアクチュエータ制御部１２ｂは、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力及び伸展側の補助力のそれぞれの発生開始タイミングと発生期間の時間幅（又は発生終了タイミング）とを、例えば、各角度検出器１０による補助対象者Ｐの左右の各股関節回転角の検出値、又はその変化パターン等に応じて決定する。
　また、本実施形態では、各アクチュエータ５毎に、屈曲側の補助力及び伸展側の補助力のそれぞれの発生期間における該補助力のピーク値（最大値）の大きさ（以降、単に、補助力の強度という）の要求値を、屈曲側と伸展側とで各別に、前記補助アプリケーションを起動した外部端末２０の操作によってあらかじめ可変的に設定しておくことが可能である。
　例えば、図２に例示する如く、外部端末２０の表示器２１（ここでは、タッチパネル形式の表示器）には、左右の各アクチュエータ５の屈曲側の補助力及び伸展側の補助力のそれぞれの強度の要求値を設定するための画面が、該外部端末２０の所定の操作等に応じて表示され得る。この画面において、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力及び伸展側の補助力のそれぞれ毎に、各補助力の強度の要求値を調整するためのタッチ操作部２１ａをスライド操作することで、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力及び伸展側の補助力のそれぞれの強度の要求値が可変的に設定される。さらに、その設定された強度の要求値が外部端末２０から運動補助装置１の制御装置１２に指令される。
　そして、制御装置１２は、基本的には、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力及び伸展側の補助力のそれぞれの発生期間において、該補助力を設定された強度の波形パターンで増減させるように各アクチュエータ５を制御する。例えば、図４Ａでは、屈曲側の補助力の強度（要求値）がＴa1、伸展側の補助力の強度（要求値）がＴb1に設定された場合に、設定された強度に従って、アクチュエータ５に発生させる補助力の経時変化の波形を示し、図５Ａでは、屈曲側の補助力の強度（要求値）がＴa3、伸展側の補助力の強度（要求値）がＴb3に設定された場合に、設定された強度に従って、アクチュエータ５に発生させる補助力の経時変化の波形を示している。
　ただし、制御装置１２は、後述する如く、各アクチュエータ５に実際に発生させる屈曲側の補助力及び伸展側の補助力のそれぞれの強度を、外部端末２０で設定された強度（以降、設定強度ということがある）よりも小さい強度に強制的に制限することも可能である。
　なお、各アクチュエータ５の屈曲側及び伸展側のそれぞれの補助力の強度（要求値）の設定は、外部端末２０のタッチパネル形式の表示器２１での操作に限らず、外部端末２０に備えられた操作ボタン等の操作部の操作、あるいは、運動補助装置１に備えられた操作部の操作によって実行し得るようになっていてもよい。
　また、図４Ａ及び図５Ａでは、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力及び伸展側の補助力の両方を交互に発生する場合の補助力の波形を例示したが、例えば、各アクチュエータ５の屈曲側及び伸展側の一方の補助力の強度を最小値（ゼロ）に設定しておくことで、該アクチュエータ５に、該一方の補助力を発生させずに、他方の補助力だけを周期的に（間欠的に）発生させることも可能である。あるいは、左右いずれか一方側のアクチュエータ５Ｌ又は５Ｒの屈曲側の補助力及び伸展側の補助力の両方の強度を最小値（ゼロ）に設定しておくことで、一方側のアクチュエータ５Ｌ又は５Ｒに、屈曲側及び伸展側の両方の補助力を発生させずに、他方側のアクチュエータ５Ｒ又は５Ｌだけに、屈曲側の補助力及び伸展側の補助力の両方又は一方を周期的に発生させることも可能である。
　また、図４Ａ及び図５Ａに例示した補助力の波形では、屈曲側の補助力の発生開始タイミングと、伸展側の補助力の発生終了タイミングとが一致すると共に、屈曲側の補助力の発生終了タイミングと、伸展側の補助力の発生開始タイミングとが一致するものを例示した。ただし、屈曲側の補助力の発生開始タイミングと、伸展側の補助力の発生終了タイミングとが時間差を有するタイミングであってもよい。同様に、屈曲側の補助力の発生終了タイミングと、伸展側の補助力の発生開始タイミングとが時間差を有するタイミングであってもよい。
　次に、運動補助装置１の制御装置１２が、前記温度センサ１１Ｒ，１１Ｌの温度検出値（各アクチュエータ５の発熱温度の検出値）に応じて実行する制御処理を図３を参照して説明する。
　運動補助装置１を装着した補助対象者Ｐの歩行運動時に、各アクチュエータ５（あるいは、いずれか一方のアクチュエータ５）から屈曲側の補助力及び伸展側の補助力の両方もしくは一方を周期的に発生させるように該アクチュエータ５の作動制御を行っている状態で、制御装置１２は、図３のフローチャートに示す処理を所定の制御処理周期で逐次実行する。
　ＳＴＥＰ１、２で制御装置１２は、温度観測部１２ａの処理を実行する。ＳＴＥＰ１では、制御装置１２の温度観測部１２ａは、各温度センサ１１の温度検出値Ｔｓを取得する。さらに、ＳＴＥＰ２において、温度観測部１２ａは、ＳＴＥＰ１で取得した温度検出値Ｔｓが、あらかじめ定められた所定温度Ｔthよりも高い温度に昇温したか否かを判断（検知）する。
　本実施形態では、このＳＴＥＰ２では、温度観測部１２ａは、左側の温度センサ１１Ｌの温度検出値Ｔｓと、右側の温度センサ１１Ｒの温度検出値Ｔｓとの両方が所定温度Ｔth以下である場合に、ＳＴＥＰ２の判断結果が否定的であると判断し、左側の温度センサ１１Ｌの温度検出値Ｔｓと、右側の温度センサ１１Ｒの温度検出値Ｔｓとのうちのいずれか一方が所定温度Ｔthよりも高い場合に、ＳＴＥＰ２の判断結果が肯定的であると判断する（温度検出値Ｔｓが所定温度Ｔthよりも高い温度に昇温したことを検知する）。
　そして、ＳＴＥＰ２の判断結果が否定的である場合には、制御装置１２は、次にＳＴＥＰ３からの処理をアクチュエータ制御部１２ｂにより実行する。このＳＴＥＰ３では、制御装置１２のアクチュエータ制御部１２ｂは、各アクチュエータ５で実際に発生させる屈曲側及び伸展側のそれぞれ補助力の強度（以降、制御用強度という）として、外部端末２０で設定された強度（設定強度）をセットする。
　次いで、ＳＴＥＰ４において、アクチュエータ制御部１２ｂは、各アクチュエータ５に、ＳＴＥＰ３でセットした制御用強度の補助力を発生させる制御を実行する。この場合、具体的には、アクチュエータ制御部１２ｂは、例えば、各アクチュエータ５毎に、セットした制御用強度の補助力と、該補助力の開始タイミングからの経過時間とに基づいて、制御処理周期毎の該補助力の目標瞬時値を逐次決定する。そして、アクチュエータ制御部１２ｂは、該目標瞬時値に従って、各アクチュエータ５の出力トルクを制御する。
　これにより、各アクチュエータ５が発生する屈曲側の補助力及び伸展側の補助力は、外部端末２０で設定された強度の波形パターンで（例えば図４Ａ又は図５Ａに例示する如き波形パターンで）周期的に変化するように制御される。そして、このように各アクチュエータ５が発生する補助力が補助対象者Ｐに付与される。なお、この場合、各アクチュエータ５は、屈曲側の補助力及び伸展側の補助力のうち、強度の要求値が最小値（ゼロ）に設定されている補助力については、該補助力を発生せずに作動する。
　一方、ＳＴＥＰ２の判断結果が肯定的である場合には、制御装置１２は、各アクチュエータ５の発熱温度（ひいては、各アクチュエータ５から補助対象者Ｐに伝達される温度）のさらなる昇温を防止するために、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力と伸展側の補助力とのそれぞれの制御用強度を適宜制限するようにセットする処理（ＳＴＥＰ５からの処理）をアクチュエータ制御部１２ｂにより実行する。
　具体的には、アクチュエータ制御部１２ｂは、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力と伸展側の補助力とのそれぞれ毎に、ＳＴＥＰ５，６の処理、又はＳＴＥＰ５，８の処理を実行する。ＳＴＥＰ５では、アクチュエータ制御部１２ｂは、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力と伸展側の補助力とのそれぞれに関して、外部端末２０で設定された強度の要求値（設定強度）が、所定の制限強度Ｔlimを超えているか否かを判断する。
　該制限強度Ｔlimは、本発明における制限値に相当するものである。そして、該制限強度Ｔlimは、それ以下の強度で各アクチュエータ５に屈曲側又は伸展側の補助力を発生させた場合には、各アクチュエータ５の発熱温度のさらなる昇温を防止し得るように、あらかじめ実験等に基づき定められた値である。なお、制限強度Ｔlimは、例えば補助対象者Ｐの運動環境の気温に応じて可変的に設定する（例えば気温が低いほど、制限強度Ｔlimを大きな値に設定する）ようにしてもよい。
　そして、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力に関して、ＳＴＥＰ５の判断結果が肯定的である場合（屈曲側の補助力に関する設定強度が上記制限強度Ｔlimを超えている場合）には、アクチュエータ制御部１２ｂは、ＳＴＥＰ６において、該アクチュエータ５の屈曲側の補助力の制御用強度として、上記制限強度Ｔlimをセットする。
　同様に、各アクチュエータ５の伸展側の補助力に関して、ＳＴＥＰ５の判断結果が肯定的である場合（伸展側の補助力に関する設定強度が上記制限強度Ｔlimを超えている場合）には、アクチュエータ制御部１２ｂは、ＳＴＥＰ６において、該アクチュエータ５の伸展側の補助力の制御用強度として、上記制限強度Ｔlimをセットする。
　なお、ＳＴＥＰ６では、例えば、制限強度Ｔlimよりも若干小さい強度を、屈曲側又は伸展側の補助力の制御用強度としてセットしてもよい。
　そして、アクチュエータ制御部１２ｂは、上記のように、各アクチュエータ５の屈曲側及び伸展側の一方又は両方の補助力の制御用強度として、制限強度Ｔlim（又はこれよりも若干低い強度）をセットした場合には、ＳＴＥＰ７で、補助力の制御用強度を制限する旨の情報を外部端末２０に通知する。このとき、外部端末２０では、当該通知情報が、表示器２１による視覚的な報知情報、あるいは、音声等による聴覚的な報知情報として出力される。
　また、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力に関して、ＳＴＥＰ５の判断結果が否定的である場合（屈曲側の補助力に関する設定強度が制限強度Ｔlim以下である場合）には、アクチュエータ制御部１２ｂは、ＳＴＥＰ８において、該アクチュエータ５の屈曲側の補助力の制御用強度として、設定強度をセットする。
　同様に、各アクチュエータ５の伸展側の補助力に関して、ＳＴＥＰ５の判断結果が否定的である場合（伸展側の補助力に関する設定強度が制限強度Ｔlim以下である場合）には、アクチュエータ制御部１２ｂは、ＳＴＥＰ８において、該アクチュエータ５の伸展側の補助力の制御用強度として、設定強度をセットする。
　上記の如く、温度センサ１１Ｌ，１１Ｒの温度検出値Ｔｓに関するＳＴＥＰ２の判断結果が肯定的となった場合には、アクチュエータ制御部１２ｂは、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力及び伸展側の補助力のうち、設定強度が所定の制限強度Ｔlimを超えるものについては、ＳＴＥＰ６において、該アクチュエータ５の補助力の制御用強度として、制限強度Ｔlim（又はこれよりも若干低い強度）をセットする。
　例えば、図４Ｂに示す如く、屈曲側の補助力の設定強度Ｔa1が制限強度Ｔlimを超えている場合には、屈曲側の補助力の制御用強度Ｔa2として、設定強度Ｔa1よりも低い制限強度Ｔlimがセットされる。 
　また、例えば図５Ｂに示す如く、屈曲側の補助力の設定強度Ｔa3と伸展側の補助力の設定強度Ｔb3との両方が制限強度Ｔlimを超えている場合には、屈曲側及び伸展側のそれぞれの補助力の制御用強度Ｔa4，Ｔb4として、それぞれ設定強度Ｔa3，Ｔb3よりも低い制限強度Ｔlimがセットされる。
　また、アクチュエータ制御部１２ｂは、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力及び伸展側の補助力のうち、設定強度が制限強度Ｔlim以下に収まっているものについては、ＳＴＥＰ８において、該アクチュエータ５の補助力の制御用強度として、設定強度をセットする。例えば図４Ｂに示す如く、伸展側の補助力の設定強度Ｔb1が制限強度Ｔlimよりも小さい場合には、伸展側の補助力の制御用強度Ｔb2として、設定強度Ｔb1がセットされる。
　なお、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力及び伸展側の補助力に関して、設定強度が制限強度Ｔlim以下に収まっている場合に、ＳＴＥＰ８において、制御用強度として、例えば、設定強度（又は、現在の制御用強度）よりも所定量又は所定割合だけ低い強度をセットしてもよい。
　以上の如くＳＴＥＰ６又は８で制御用強度をセットした後、アクチュエータ制御部１２ｂは、ＳＴＥＰ４において、各アクチュエータ５に、ＳＴＥＰ６又はＳＴＥＰ８でセットした制御用強度の補助力を発生させる制御を実行する。該制御は、ＳＴＥＰ３で制御用強度をセットした場合と同様に行われる。これにより、各アクチュエータ５が発生する屈曲側の補助力及び伸展側の補助力は、前記制限強度以下の範囲でＳＴＥＰ６又は８でセットされた制御用強度の波形パターンで（例えば、図４Ｂ又は図５Ｂに例示する如き波形パターンで）周期的に変化するように制御される。
　なお、本実施形態では、ＳＴＥＰ５からの処理の実行は、例えば温度センサ１１Ｌ，１１Ｒの温度検出値の両方が前記所定温度Ｔthよりも所定値ΔＴだけ低い温度（＝Ｔth－ΔＴ）以下の温度になったときに終了される。その後は、ＳＴＥＰ２の判断結果に応じて、ＳＴＥＰ３からの処理又はＳＴＥＰ５からの処理が実行される。
　また、本実施形態では、各アクチュエータ５の屈曲側又は伸展側の補助力の発生途中で、ＳＴＥＰ２の判断結果が肯定的になった場合には、アクチュエータ制御部１２ｂがＳＴＥＰ６又は８でセットする制御用強度は、屈曲側又は伸展側の現在の補助力の発生を終了した後の補助力の発生時における制御用強度である。そして、各アクチュエータ５が発生中の屈曲側又は伸展側の補助力の制御用強度は、現状の強度に維持される。
　補足すると、本実施形態では、ＳＴＥＰ２の判断結果が肯定的になった状況で、各アクチュエータ５の屈曲側又は伸展側の補助力に関する設定強度が所定の制限強度Ｔlimよりも大きい場合に、該アクチュエータ５に実際に発生させる補助力（本実施形態では正弦波状の波形パターンの補助力）のピーク値（最大値）に相当する制御用強度が、制限強度Ｔlim（又はこれよりも低い強度）に制限される。このとき、その制限後の補助力の経時変化の波形（制限有り波形）は、ＳＴＥＰ２の判断結果が否定的であると仮定した状況（ＳＴＥＰ５からの制限処理を実行しない状況）での補助力の経時変化の波形である制限無し波形（制御用強度を設定強度に一致させた場合の補助力の経時変化の波形）と相似するものとなる。
　より詳しくは、本実施形態では、各アクチュエータ５の屈曲側又は伸展側の補助力の制限有り波形の各時点（該補助力の発生期間内の各時点）での補助力（瞬時値）は、該補助力の制限無し波形における同一時点での補助力（瞬時値）に一定の比率（＝制限強度Ｔlim／設定強度）で比例する。従って、上記制限有り波形を表す関数（ここでは三角関数）をｆ1(t)、上記制限無し波形を表す関数（三角関数）をｇ1(t)と表記すると、ｆ1(t)＝ｋ・ｇ1(t)（ｋ＝制限強度Ｔlim／設定強度）という関係が成立する。
　なお、図４Ｂにおいては、屈曲側の補助力の発生期間Δｔ１の実線で示す波形が上記制限有り波形に相当し、二点鎖線で示す波形が上記制限無し波形に相当する。また、図５Ｂにおいては、屈曲側の補助力の発生期間Δｔ２の実線で示す波形、あるいは、伸展側の補助力の発生期間Δｔ３の実線で示す波形が上記制限有り波形に相当し、発生期間Δｔ２の二点鎖線で示す波形、あるいは、発生期間Δｔ３の二点鎖線で示す波形が上記制限無し波形に相当する。
　さらに、本実施形態では、ＳＴＥＰ２の判断結果が肯定的になった状況で、各アクチュエータ５の屈曲側又は伸展側の補助力に関する設定強度が所定の制限強度Ｔlimよりも大きい場合に、該アクチュエータ５に実際に発生させる補助力のピーク値に相当する制御用強度が、制限強度Ｔlim（又はこれよりも低い強度）に制限される。このため、結果的に、上記制限有り波形の補助力の発生期間のうち、上記制限無し波形の補助力が制限強度Ｔlimを超える期間としての一部の期間で、上記制限有り波形の補助力が制限強度Ｔlim以下に制限されると共に、該一部の期間以外の期間では、上記制限有り波形の補助力が、該一部の期間における補助力よりも小さい補助力に制御されることとなる。
　以上説明した実施形態によれば、温度センサ１１Ｌ，１１Ｒのいずれかの温度検出値Ｔｓが所定温度Ｔthよりも高い温度に昇温した場合（ＳＴＥＰ２の判断結果が肯定的になった場合）に、各アクチュエータ５に関して、ＳＴＥＰ５からの処理が実行される。このため、各アクチュエータ５が発生する屈曲側及び伸展側の補助力の強度（ピーク値）が制限強度以下に制限される。これにより、各アクチュエータ５の発熱温度のさらなる昇温が防止され、ひいては、各アクチュエータ５の発熱によって該アクチュエータ５から補助対象者Ｐに伝達される温度の昇温を抑制することができる。
　また、本実施形態では、各アクチュエータ５の屈曲側又は伸展側の補助力に関する制御用強度を設定強度よりも低い制限強度Ｔlim（又はこれよりも低い強度）に制限した場合に、その制限後の補助力の波形（制限有り波形）は、前記した如く、制御用強度を設定強度に一致させた場合の補助力の波形（制限有り波形）に相似するものとなる。このため、制限後の補助力は、制限をしなかった場合の補助力と同様の変化パターンで変化するものとなる。従って、制限後の補助力を、補助対象者Ｐの歩行運動に適した変化パターンで変化させることができる。また、補助力の制限によって、補助対象者Ｐが違和感を覚えるのを防止することが可能となる。
　また、本実施形態では、温度センサ１１Ｌ，１１Ｒのいずれかの一方の温度検出値Ｔｓが所定温度Ｔthよりも高い温度に昇温すると、他方の温度検出値Ｔｓが所定温度Ｔth以下に収まっていても、左右両方のアクチュエータ５Ｌ，５Ｒに関して、ＳＴＥＰ５からの処理が実行される。
　このため、例えば、屈曲側の補助力の設定強度又は伸展側の補助力の設定強度が、左右のアクチュエータ５Ｌ，５Ｒで同程度の強度に設定されている場合に、一方側のアクチュエータ５Ｌ又は５Ｒの補助力の制御用強度だけが、設定強度よりも低い制限強度Ｔlimに制限されるのを防止することができる。このため、左右のアクチュエータ５Ｌ，５Ｒで発生させる補助力（屈曲側又は伸展側の補助力）の強度の相互のバランスを保つことができる。
　また、本実施形態では、ＳＴＥＰ２の判断結果が肯定的になった場合に、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力と伸展側の補助力とは、互いに独立に制限される。このため、屈曲側の補助力と、伸展側の補助力とを必要以上に制限することを防止することができる。
　なお、本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態を採用することもできる。以下に他の実施形態をいくつか説明する。
　温度センサ１１Ｌ，１１Ｒのいずれかの温度検出値Ｔｓが所定温度Ｔthを超えた場合（ＳＴＥＰ２の判断結果が肯定的になった場合）の、屈曲側又は伸展側の補助力の制限の仕方は、前記実施形態で説明した態様に限られない。例えば、図６に例示する如き態様で、屈曲側又は伸展側の補助力を制限してもよい。
　図６に示す例では、屈曲側又は伸展側の制御用強度を設定強度Ｔabに一致させた場合の補助力（二点鎖線の波形の補助力）が制限強度Ｔlimを超える期間Δｔ４において、実線で示す如く、アクチュエータ５に実際に発生させる補助力（制限後の補助力）が、制限強度Ｔlimで一定値に維持されるように制御される。そして、期間Δｔ４以外の期間では、アクチュエータ５に実際に発生させる補助力は、制御用強度を設定強度Tabに一致させた場合の波形（制限無し波形）と同じ波形で変化するように制御される。
　なお、上記期間Δｔ４において、アクチュエータ５に実際に発生させる補助力（制限後の補助力）を、制限強度Ｔlimよりも低い強度で一定値に維持されるように制御してもよい。そして、この場合、期間Δｔ４以外の期間では、アクチュエータ５に実際に発生させる補助力は、例えば、期間Δｔ４よりも小さい補助力になると共に、制御用強度を設定強度Tabに一致させた場合の波形（制限無し波形）と同様の変化パターン（例えば、該制限無し波形に相似する波形パターン）で変化するように制御されることが好ましい。
　また、前記実施形態では、温度センサ１１Ｌ，１１Ｒのいずれかの一方の温度検出値Ｔｓが所定温度Ｔthよりも高い温度に昇温すると、他方の温度検出値Ｔｓが所定温度Ｔth以下に収まっていても、左右両方のアクチュエータ５Ｌ，５Ｒに関して、ＳＴＥＰ５からの処理が実行されるようにした。ただし、一方の温度検出値Ｔｓに対応する温度センサ１１Ｌ又は１１Ｒと同じ側のアクチュエータ５Ｌ又は５Ｒについてだけ、ＳＴＥＰ５からの処理を実行する（屈曲側又は伸展側の補助力を適宜制限する）ようにしてもよい。
　また、ＳＴＥＰ２の判断結果が肯定的になる状況で、各アクチュエータ５の屈曲側及び伸展側の補助力の少なくとも一方の補助力の設定強度が、制限強度を超える場合に、例えば、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力の制御用強度と、伸展側の補助力の制御用強度との比率を、該屈曲側の補助力の設定強度と、該伸展側の補助力の設定強度との比率に一致させるように、それぞれの制御用強度をセットして、各アクチュエータ５の作動制御を行うようにしてもよい。
　また、ＳＴＥＰ２の判断結果が肯定的になる状況で、各アクチュエータ５の屈曲側の補助力の設定強度と、伸展側の補助力の設定強度との両方が制限強度を超える場合に、例えば、該屈曲側の補助力と伸展側の補助力のうち、発生の必要性が相対的に低い方の補助力の制限度合いを、該必要性が相対的に高い方の補助力の制限度合よりも大きくするようにしてもよい。
　また、各アクチュエータ５に発生させる屈曲側及び伸展側の補助力の波形は、正弦波状の波形に限らず、種々様々な波形を採用し得る。該波形は、例えば、三角波状の波形、台形状の波形、正規分布状の波形、あるいはこれらに類似する波形などを採用し得る。さらに、該波形は、例えば、凹凸を有する波形等、任意の波形であってもよい。また、該波形は、例えば、前記角度検出器１０Ｌ，１０Ｒのそれぞれの角度検出値（股関節回転角の検出値）の変化に応じて可変的に決定される波形であってもよい。
　また、前記実施形態では、温度観測部１２ａは、前記ＳＴＥＰ２において、各温度センサ１１の温度検出値（各アクチュエータ５の発熱温度の検出値）が所定温度Ｔthよりも高い温度に昇温したか否かを判断（検知）した。ただし、例えば、各温度センサ１１の温度検出値の時系列に基づいて、該温度検出値の将来の変化を予測し、該温度検出値が、近々（所定時間後のタイミングで）、所定温度より高い温度に昇温することが予測される状況であるか否かをＳＴＥＰ２で判断するようにしてもよい。そして、当該予測の判断結果が肯定的になった場合に、ＳＴＥＰ５からの処理を実行するようにしてもよい。
　また、前記実施形態では、温度観測部１２ａは、各温度センサ１１の温度検出値である各アクチュエータ５の発熱温度の検出値を観測したが、該発熱温度の代わりに、各アクチュエータ５から補助対象者Ｐへの伝熱経路上の温度（例えば、各アクチュエータ５の補助対象者Ｐ側の側面部の温度等）を検出又は推定してもよい。そして、該温度の検出値又は推定値が、所定温度よりも高い温度に昇温したか否か、あるいは、所定温度よりも高い温度に昇温することが予測されるか否かをＳＴＥＰ２で判断するようにしてもよい。
　また、前記実施形態では、運動補助装置１として、補助対象者Ｐの各脚の股関節での屈曲動作又は伸展動作を補助するものを例示した。ただし、本発明の運動補助装置は、各脚の股関節での運動の代わりに、又は該運動に加えて、膝関節及び足首関節の一方又は両方の運動を補助する補助力を連続的もしくは間欠的に発生するものであってもよい。あるいは、運動補助装置は、例えば、補助対象者の腕の運動を補助する補助力を連続的もしくは間欠的に発生するもの、あるいは、例えば、補助対象者の上体を起立させる方向（背中を伸ばす方向）の補助力を連続的に発生するもの等であってもよい。
 

Claims (6)

  1. 　補助対象者の所定の運動を補助するための補助力を発生可能なアクチュエータを含み、該所定の運動を行う補助対象者に、該アクチュエータから補助力を伝達し得るように装着される運動補助装置であって、
    　前記補助対象者の所定の運動の実行中に、前記アクチュエータの発熱温度、又は該アクチュエータから前記補助対象者に伝達される温度である熱源側温度の観測値を取得し、該熱源側温度の観測値が所定温度よりも昇温したこと、又は、該熱源側温度の観測値が所定温度よりも昇温することが予測される状態になったことを検知する温度観測部と、
    　前記補助力を連続的又は間欠的に発生させるように前記アクチュエータの作動制御を行うアクチュエータ制御部とを備えており、
    　前記アクチュエータ制御部は、前記温度観測部により前記検知がなされた場合に、前記補助力を発生すべき期間のうちの少なくとも一部の期間において前記アクチュエータに実際に発生させる補助力を、前記検知がなされない場合よりも小さい大きさの補助力に制限するように該アクチュエータの作動制御を行うように構成されていることを特徴とする運動補助装置。
  2. 　請求項１記載の運動補助装置において、
    　前記一部の期間は、前記補助力を発生すべき期間のうち、前記制限をせずに該補助力を発生させたと仮定した場合に、該補助力の大きさが所定の制限値を超える期間であり、
    　前記アクチュエータ制御部は、前記補助力を発生すべき期間が当該一部の期間を含む場合に、少なくとも当該一部の期間において、前記アクチュエータに実際に発生させる補助力の大きさを前記制限値以下の大きさに制限するように構成されていることを特徴とする運動補助装置。
  3. 　請求項２記載の運動補助装置において、
    　前記アクチュエータ制御部は、前記補助力を発生すべき期間のうち、前記一部の期間以外の期間では、前記アクチュエータに実際に発生させる補助力の大きさを、該一部の期間で該アクチュエータに実際に発生させる補助力よりも小さくするように、該アクチュエータの作動制御を行うように構成されていることを特徴とする運動補助装置。
  4. 　請求項１記載の運動補助装置において、
    　前記一部の期間は、前記補助力を発生すべき期間のうち、前記制限をせずに該補助力を発生させたと仮定した場合に、該補助力の大きさが所定の制限値を超える期間であり、
    　前記アクチュエータ制御部は、前記補助力を発生すべき期間が当該一部の期間を含む場合に、該補助力を発生すべき期間において、前記アクチュエータに実際に発生させる補助力の大きさの最大値を、所定の制限値以下に制限すると共に、当該実際に発生させる補助力の経時変化の波形である制限有り波形が、前記制限をせずに補助力を発生させたと仮定した場合に得られる該補助力の経時変化の波形である制限無し波形と相似する波形になるように、前記アクチュエータの作動制御を行うように構成されていることを特徴とする運動補助装置。
  5. 　請求項１記載の運動補助装置において、
    　前記アクチュエータは、前記補助対象者の特定の肢体の所定の方向への運動を補助するための第１方向補助力と、該所定の方向と逆方向への運動を補助するための第２方向補助力とを選択的に発生可能なアクチュエータであり、
    　前記アクチュエータ制御部は、前記温度観測部により前記検知がなされた場合に、前記第１方向補助力の大きさと、前記第２方向補助力の大きさとを互いに独立に制限するように構成されていることを特徴とする運動補助装置。
  6. 　請求項１記載の運動補助装置において、
    　前記補助対象者の左右一対の肢体のそれぞれの互いに同一の関節での運動を補助する補助力をそれぞれ発生する一対の前記アクチュエータを備えており、
    　前記温度観測部は、前記一対のアクチュエータのそれぞれに対応する前記熱源側温度に関して前記検知を行うように構成されており、
    　前記アクチュエータ制御部は、前記一対のアクチュエータのいずれか一方のアクチュエータに対応する前記熱源側温度に関して前記検知が前記温度観測部によりなされた場合に、該一方のアクチュエータに実際に発生させる前記補助力の大きさに関する前記制限と、他方のアクチュエータに実際に発生させる前記補助力の大きさに関する前記制限との両方を実行するように構成されていることを特徴とする運動補助装置。
     
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008110198A (ja) * 2006-10-03 2008-05-15 Univ Of Tsukuba 動作補助装置及び動作補助装置の保守管理システム
JP2011104100A (ja) * 2009-11-17 2011-06-02 Dainippon Printing Co Ltd 関節補助装置
JP2013510605A (ja) * 2009-11-13 2013-03-28 オットー・ボック・ヘルスケア・プロダクツ・ゲーエムベーハー 下肢の矯正用または補装用の関節を制御するための方法
JP2017124928A (ja) * 2016-01-15 2017-07-20 株式会社クボタ アシストスーツ
JP2018061663A (ja) * 2016-10-12 2018-04-19 株式会社ニッカリ パワーアシストロボット装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4954804B2 (ja) * 2007-06-20 2012-06-20 本田技研工業株式会社 関節駆動型脚リンク機構及び歩行補助装置
JP5730174B2 (ja) * 2011-11-10 2015-06-03 本田技研工業株式会社 モータ制御装置、歩行補助装置及びモータ制御方法
WO2018193817A1 (ja) * 2017-04-19 2018-10-25 株式会社マキタ 作業補助具

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008110198A (ja) * 2006-10-03 2008-05-15 Univ Of Tsukuba 動作補助装置及び動作補助装置の保守管理システム
JP2013510605A (ja) * 2009-11-13 2013-03-28 オットー・ボック・ヘルスケア・プロダクツ・ゲーエムベーハー 下肢の矯正用または補装用の関節を制御するための方法
JP2011104100A (ja) * 2009-11-17 2011-06-02 Dainippon Printing Co Ltd 関節補助装置
JP2017124928A (ja) * 2016-01-15 2017-07-20 株式会社クボタ アシストスーツ
JP2018061663A (ja) * 2016-10-12 2018-04-19 株式会社ニッカリ パワーアシストロボット装置

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