WO2022091656A1 - 歩行支援装置、歩行支援方法及び歩行支援プログラム - Google Patents
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Classifications
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- A—HUMAN NECESSITIES
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- 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
- A61H3/04—Wheeled walking aids for patients or disabled persons
Definitions
- This disclosure relates to a technique for assisting a user's walking.
- Patent Document 1 discloses a walking support robot that moves according to a handle load while supporting the walking of a user.
- the walking support robot shown in Patent Document 1 detects the handle load applied to the handle portion of the walking support robot by the detection unit, moves the walking support robot by the moving device according to the handle load detected by the detection unit, and handles the handle.
- the user's foot position is estimated based on the change in load, and the load given to the user is set based on the foot position information.
- the present disclosure has been made to solve the above-mentioned problems, and to provide a technique capable of stably supporting the walking of the user and more effectively improving the physical ability of the user. Is the purpose.
- the walking support device is provided by a main body portion, a handle portion provided on the main body portion and which can be grasped by a user, a load setting unit for setting a load applied to the user, and the load setting unit. Based on the set load, the movement control unit that controls the rotating body to move the walking support device, the handle elevating mechanism that has an actuator and elevates the handle unit, and the handle elevating mechanism are controlled.
- a handle height adjusting portion for automatically adjusting the height of the handle portion is provided.
- the appropriate height of the handle portion in the walking support device varies depending on the user. If the height of the handle of the walking support device is not the optimum height for the user, it is difficult to stably support the user's walking, and it is difficult to improve the user's physical ability more effectively. be. Therefore, it is necessary to adjust the height of the handle portion of the walking support device for each user. However, the above-mentioned prior art does not disclose that the height of the handle portion is automatically adjusted.
- the walking support device includes a main body portion, a handle portion provided on the main body portion and which can be grasped by the user, and a load for setting a load applied to the user.
- a setting unit a movement control unit that controls a rotating body to move a walking support device based on the load set by the load setting unit, and a handle elevating mechanism that has an actuator and raises and lowers the handle unit.
- a handle height adjusting portion that controls the handle elevating mechanism and automatically adjusts the height of the handle portion.
- the height of the handle portion of the walking support device that gives a load to the user and supports the user's walking is automatically adjusted for each user, so that the user's walking can be stably supported.
- the physical ability of the user can be improved more effectively.
- a user information storage unit that previously stores user information in which user identification information for identifying the user and user information corresponding to the height of the handle unit corresponding to the user are stored in advance.
- the user recognition unit that recognizes the user is provided, and the handle height adjusting unit is the height of the handle unit associated with the user identification information of the user recognized by the user recognition unit. May be acquired from the user information storage unit, and the handle unit may be raised or lowered according to the acquired height.
- the user is recognized, the height of the handle portion associated with the recognized user identification information is acquired, and the handle portion is moved up and down according to the acquired height. Therefore, the height of the handle portion stored in advance can be automatically adjusted according to the user.
- a user information storage unit that previously stores user identification information for identifying the user and user information associated with the height of the user, a height, and the above.
- a handle information storage unit that stores handle information associated with the height of the handle unit according to the height in advance, and a user recognition unit that recognizes the user are provided, and the handle height adjustment unit is described as described above.
- the height of the user associated with the user identification information of the user recognized by the user recognition unit is acquired from the user information storage unit, and the height of the handle unit associated with the acquired height. May be acquired from the handle information storage unit, and the handle unit may be raised or lowered according to the acquired height.
- the user is recognized, the height of the handle portion associated with the recognized height of the user is acquired, and the handle portion is raised and lowered according to the acquired height. Therefore, the height of the handle portion stored in advance can be automatically adjusted according to the height of the user.
- the walking support device further includes a load detecting unit that detects a moment in the roll direction applied to the handle unit, and the handle height adjusting unit is a predetermined position in which the user pushes the walking support device and walks.
- the moment in the roll direction detected by the load detection unit is acquired, and when the dispersion value or the maximum value of the acquired moment in the predetermined period is smaller than the threshold value, the height at that time is set to the handle unit.
- the handle portion may be raised or lowered.
- the user's walking is stable when the variance value or the maximum value of the detected moment in the roll direction is smaller than the threshold value during the predetermined period in which the user pushes the walking support device and walks. Therefore, when the dispersion value or the maximum value of the moment in a predetermined period is smaller than the threshold value, the height at that time is determined by the height of the handle portion. Further, when the dispersion value or the maximum value of the detected moment in the roll direction is equal to or more than the threshold value during a predetermined period in which the user pushes the walking support device and walks, it can be said that the user's walking is unstable.
- the handle portion when the dispersion value or the maximum value of the moment in a predetermined period is equal to or more than the threshold value, the handle portion is raised or lowered. Then, after the handle portion is raised or lowered, the moment in the roll direction detected during a predetermined period in which the user is pushing the walking support device and walking is acquired again. Therefore, the handle portion can be automatically adjusted to the height when the user's walking is stable.
- the walking support device further includes a load detecting unit for detecting a load applied to the handle portion, and the handle height adjusting unit is in a state in which the user grips the handle portion and stands upright. While the user is pushing and walking on the walking support device, the handle portion is raised or lowered, and while the handle portion is raised or lowered, the downward load detected by the load detecting portion is applied. When the acquired downward load is within a predetermined range, the height at that time is determined to be the height of the handle portion, and the ascent or descent of the handle portion is stopped. good.
- the handle portion is raised or lowered when the user holds the handle portion and stands upright, or when the user pushes the walking support device and walks. Then, when the load applied downward to the handle portion falls within a predetermined range while the handle portion is ascending or descending, the height at that time is determined to be the height of the handle portion, and the handle portion is used. The ascent or descent is stopped. Therefore, when the load applied downward to the handle portion is within a predetermined range optimal for the user, the height at that time is determined by the height of the handle portion, and the height of the handle portion is given to the user. It can be automatically adjusted to the optimum height.
- the walking support device further includes a load detecting unit for detecting a load applied to the handle portion, and the handle height adjusting unit is in a state where the user grips the handle portion and stands upright.
- the downward load detected by the load detection unit is acquired, and when the acquired downward load is equal to or greater than a predetermined value, the handle. Even if the portion is raised and the acquired downward load is less than the predetermined value, the height at that time is determined to be the height of the handle portion, and the rise of the handle portion is stopped. good.
- the handle portion when the load applied downward to the handle portion is equal to or more than a predetermined value when the user holds the handle portion and stands upright, or when the user pushes the walking support device and walks, the handle portion Is raised.
- the height at that time is determined to be the height of the handle portion, so that the height of the handle portion is optimized for the user. It can be adjusted automatically.
- the load detection unit that detects the load applied to the handle portion, and the elbow angle information in which the load applied to the handle portion and the elbow angle are associated with each other are stored in advance.
- the handle height adjusting unit includes an elbow angle information storage unit, and the handle height adjusting unit includes the handle when the user holds the handle and stands upright, or when the user pushes the walking support device and walks. The portion is raised or lowered, and while the handle portion is raised or lowered, the load applied in the vertical direction detected by the load detecting unit is acquired and associated with the acquired load applied in the vertical direction.
- the angle of the elbow is acquired from the elbow angle information storage unit, and when the acquired angle of the elbow becomes a predetermined angle, the height at that time is determined to be the height of the handle portion, and the handle is determined.
- the ascent or descent of the portion may be stopped.
- the handle portion is raised or lowered when the user holds the handle portion and stands upright, or when the user pushes the walking support device and walks. Then, when the angle of the user's elbow corresponding to the load applied in the vertical direction of the handle portion becomes a predetermined angle while the handle portion is ascending or descending, the height at that time is the height of the handle portion. Is determined, and the ascending or descending of the handle portion is stopped. Therefore, when the angle of the user's elbow becomes a predetermined angle optimal for the user, the height at that time is determined by the height of the handle portion, so that the height of the handle portion is the optimum height for the user. Can be adjusted automatically.
- the walking support device further includes a load detecting unit for detecting the load applied to the handle portion, and the handle height adjusting unit is applied in the upward direction and the downward direction detected by the load detecting unit.
- a load is acquired and the acquired upward load is equal to or greater than the threshold value
- the handle portion is raised, and when the acquired downward load applied is equal to or greater than the threshold value, the handle portion is lowered.
- the upward or downward load detected by the load detection unit is acquired, and the acquired upward or downward load is reduced to a predetermined value or less.
- the height at that time may be determined to be the height of the handle portion, and the ascent or descent of the handle portion may be stopped.
- a load is applied upward when the user pulls up the handle portion upward, and a load is applied downward when the user pushes the handle portion downward.
- the load applied to the handle portion in the upward or downward direction becomes close to zero. Therefore, the user pulls the handle portion upward and releases the handle portion when the height at which he / she feels optimal is reached.
- the user pushes the handle portion downward and releases the handle portion when the height is reached to the optimum height. As a result, the height of the handle portion can be adjusted to the height that the user feels optimal.
- a position detection unit for detecting positions of a plurality of parts of the user's body in a predetermined space, and further, when a person grips the handle portion at an optimum height.
- a posture information storage unit that previously stores posture information indicating a positional relationship between the plurality of parts of the person's body in the predetermined space is provided, and the handle height adjusting unit is such that the user grips the handle unit. Then, in an upright state or in a state where the user pushes and walks on the walking support device, the handle portion is raised or lowered, and while the handle portion is raised or lowered, the position detection unit detects the handle portion.
- the positions of the plurality of parts on the predetermined space are acquired, and the positional relationship between the acquired positions of the plurality of parts on the predetermined space is the same as the positional relationship stored in the posture information storage unit.
- the height at that time may be determined to be the height of the handle portion, and the ascent or descent of the handle portion may be stopped.
- the handle portion is raised or lowered when the user holds the handle portion and stands upright, or when the user pushes the walking support device and walks. Then, while the handle portion is ascending or descending, the positions of the plurality of parts of the user's body on the predetermined space are acquired, and the positional relationship between the acquired positions of the plurality of parts on the predetermined space is stored in advance. When it becomes the same as the positional relationship, the height at that time is determined by the height of the handle portion, and the ascent or descent of the handle portion is stopped.
- the height at that time is determined by the height of the handle portion.
- the height of the handle can be automatically adjusted to the optimum height for the user.
- the walking support device further includes an exercise load detecting unit for detecting an exercise load applied to the user, and the handle height adjusting unit changes the height of the handle unit to each of a plurality of heights. Then, after changing the height of the handle portion, the exercise load detected by the exercise load detecting unit is acquired while the user is walking while pushing the walking support device, and the height of the plurality of heights is increased. Of these, the height at which the acquired exercise load is maximized may be determined as the height of the handle portion.
- the detected exercise load is acquired while the user is walking while pushing the walking support device, and the acquired exercise among a plurality of heights is acquired.
- the height at which the load is maximized is determined by the height of the handle portion. Therefore, since the height when the exercise load applied to the user is maximized is determined by the height of the handle portion, the height of the handle portion can be automatically adjusted to the optimum height for the user.
- an input receiving unit for receiving an input by the user as to whether or not the height of the handle unit is a comfortable height
- the handle height adjusting unit is the handle.
- the handle portion is raised or lowered, input by the user as to whether or not the height of the handle portion is a comfortable height is accepted, and the height of the handle portion is a comfortable height.
- the height at that time is determined by the height of the handle portion, so that the height of the handle portion can be automatically adjusted to the optimum height for the user.
- the correction receiving unit accepts the correction of the height of the handle portion by the user.
- a correction value storage unit for storing the correction value received by the correction reception unit is provided, and the handle height adjusting unit determines when the correction value is stored in the correction value storage unit. The correction value may be added to the height of the handle portion.
- the user corrects the height of the handle portion, and the accepted correction value is stored in the correction value storage unit. Then, when the correction value is stored in the correction value storage unit, the correction value is added to the determined height of the handle unit. Therefore, the determined height of the handle portion can be automatically corrected to the height desired by the user.
- the walking support device may further include a safety control unit that controls the handle elevating mechanism or the rotating body when the handle unit is moved up and down.
- the handle portion when the handle portion moves up and down, the handle portion can be safely raised and lowered by controlling the handle raising and lowering mechanism or the rotating body so as to improve safety.
- the safety control unit may stop the rotating body when raising and lowering the handle unit.
- the rotating body is stopped when the handle portion moves up and down, so that the handle portion can be safely raised and lowered while the walking support device is stopped.
- the walking support device further includes a handle grip detection unit that detects whether or not the user is gripping the handle portion, and the safety control unit is described when the handle portion is moved up and down.
- the handle grip detection unit detects whether or not the user is gripping the handle portion
- the safety control unit is described when the handle portion is moved up and down.
- the raising and lowering of the handle portion is stopped, so that when the user is not gripping the handle portion.
- the handle part can be raised and lowered, and the handle part can be raised and lowered safely.
- the walking support device further includes a load detecting unit for detecting the load applied to the handle portion, and the safety control unit has a difference between the load applied in the right direction and the load applied in the left direction at a threshold value or more. If there is, the raising and lowering of the handle portion may be stopped.
- the handle portion when the difference between the load applied to the right side and the load applied to the left side of the handle portion is equal to or more than the threshold value, that is, when an object is hung on the handle portion, the raising and lowering of the handle portion is stopped. Therefore, the handle portion can be raised and lowered when no object is hung on the handle portion, and the handle portion can be safely raised and lowered.
- the walking support device further includes a load detecting unit for detecting a load applied to the handle portion, and the safety control unit is provided with a load applied in the upward direction when the load applied in the upward direction is equal to or more than a threshold value or a load applied in the downward direction. When is equal to or greater than the threshold value, the raising and lowering of the handle portion may be stopped.
- the elevating direction of the handle portion is tilted with respect to the vertical direction, and the safety control unit advances the walking support device when raising the handle portion.
- the walking support device may be moved backward.
- the walking support device advances when the handle portion rises, and the walking support device moves forward when the handle portion descends. Go backwards. Therefore, when the handle portion is raised, the walking support device advances in response to the rise of the handle portion, so that the user is not pushed by the handle portion and the user can be prevented from falling. Further, when the handle portion is lowered, the walking support device moves backward in response to the lowering of the handle portion, so that the user is not pulled by the handle portion and the user can be prevented from falling.
- the walking support device further includes a rotation speed detecting unit for detecting the rotation speed of the rotating body, and the safety control unit has the rotation speed detected by the rotation speed detecting unit equal to or higher than a threshold value. In that case, the raising and lowering of the handle portion may be stopped.
- the elevating and lowering of the handle portion is stopped, so that walking is performed.
- the handle can be safely raised and lowered while the support device is stopped.
- the walking support device further includes an acceleration detection unit that detects the acceleration of the walking support device, and the safety control unit is said to be said when the acceleration detected by the acceleration detection unit is equal to or greater than a threshold value.
- the handle portion may be raised or lowered so that the height of the handle portion becomes a predetermined height at which the walking support device is stable.
- the height of the handle portion becomes a predetermined height at which the walking support device is stable. Is raised and lowered. Therefore, it is possible to prevent the walking support device from collapsing due to the sudden movement of the walking support device.
- the present disclosure can be realized not only as a walking support device having the above-mentioned characteristic configuration, but also a walking support method for executing characteristic processing corresponding to the characteristic configuration of the walking support device. It can also be realized as such. Further, it can be realized as a computer program that causes a computer to execute the characteristic processing included in such a walking support method. Therefore, the same effect as the above-mentioned walking support device can be obtained in the following other aspects as well.
- the walking support method is a walking support method in a walking support device provided with a main body portion and a handle portion provided on the main body portion and can be gripped by the user, and is a load applied to the user. Is set, and based on the set load, the rotating body is controlled to move the walking support device, the actuator is provided, and the handle elevating mechanism for raising and lowering the handle portion is controlled, and the height of the handle portion is set. Is automatically adjusted.
- the walking support program is a walking support program for supporting the walking of the user by a walking support device provided on the main body portion and provided with a handle portion that can be grasped by the user.
- a handle elevating mechanism that sets a load to be applied to the user, controls the rotating body to move the walking support device, has an actuator, and raises and lowers the handle portion based on the set load. It controls and causes the computer to function to automatically adjust the height of the handle portion.
- FIG. 1 is an external view showing the configuration of the walking support device 1 according to the first embodiment of the present disclosure.
- the walking support device 1 shown in FIG. 1 includes a main body unit 2, a handle unit 3, a control unit 4, a moving unit 5, a handle elevating mechanism 6, an IC card reader 7, a load sensor 8, a touch panel 9, and a front wheel unit 10.
- the main body 2 is composed of a frame having rigidity that can support other constituent members and support a load when a user walks.
- the handle portion 3 is provided on the upper part of the main body portion 2 and can be gripped by the user.
- the shape of the handle portion 3 is formed so that it can be easily grasped by both hands of the walking user.
- the control unit 4 is built in the main body unit 2.
- the control unit 4 is realized by a microprocessor and a memory.
- the memory is, for example, a storage device capable of storing various information such as a RAM (Random Access Memory), an SSD (Solid State Drive), or a flash memory.
- the handle elevating mechanism 6 is built in the main body 2.
- the handle elevating mechanism 6 has an electric actuator (actuator) and elevates the handle portion 3.
- the electric actuator includes a motor and a ball screw that converts the rotary motion of the motor into a linear motion.
- the handle elevating mechanism 6 raises the handle portion 3 and lowers the handle portion 3. As a result, the height of the handle portion 3 is adjusted.
- the elevating direction in which the handle portion 3 moves up and down is tilted toward the user with respect to the vertical direction.
- the IC card reader 7 is built in the handle portion 3.
- the IC card reader 7 reads out the information stored in the IC card in a non-contact manner by NFC (Near Field Communication).
- the IC card stores a user ID (user identification information) for identifying a user in advance.
- the user brings the IC card in which his / her user ID is stored close to the IC card reader 7.
- the IC card reader 7 acquires the user ID from the nearby IC card.
- the load sensor 8 is built in the joint portion between the main body portion 2 and the handle portion 3.
- the load sensor 8 detects the load applied to the handle portion 3.
- the load sensor 8 detects the load applied to the handle portion 3 by the user by grasping the handle portion 3. Specifically, when the user grips the handle portion 3 and walks, the user applies a load to the handle portion 3.
- the load sensor 8 detects the direction and magnitude of the load applied to the handle portion 3 by the user.
- the load sensor 8 is a six-axis force sensor that can detect a force applied in three axial directions orthogonal to each other and a moment around the three axes.
- the three axes orthogonal to each other are the x-axis extending in the left-right direction of the walking support device 1, the y-axis extending in the front-rear direction of the walking support device 1, and z extending in the height direction of the walking support device 1. It is the axis.
- the force applied in the triaxial direction is a force Fx applied in the x-axis direction, a force Fy applied in the y-axis direction, and a force Fz applied in the z-axis direction.
- the force applied to the right is + Fx
- the force applied to the left is ⁇ Fx
- the force applied in the front direction is + Fy
- the force applied in the rear direction is ⁇ Fy
- the force applied in the vertically downward direction with respect to the walking surface is defined as ⁇ Fz
- the force applied in the vertically upward direction with respect to the walking surface is defined as + Fz.
- the three-axis moments are the x-axis axis (pitch direction) moment Mx, the y-axis axis (roll direction) moment My, and the z-axis axis (yaw direction) moment Mz. be.
- the moving unit 5 includes a pair of rotating bodies 51 provided at the lower rear portion of the main body unit 2 and a pair of driving units 52 that drive and control the pair of rotating bodies 51, respectively.
- the two rotating bodies 51 are provided at the tips of the two hind legs extending rearward from the lower part of the main body 2.
- the two rotating bodies 51 are wheels that support the main body 2 in a self-supporting state and are rotationally driven by the drive unit 52, respectively.
- the rotating body 51 is rotated by the driving unit 52 to move the walking support device 1.
- the two rotating bodies 51 move the main body 2 in the forward or backward direction while maintaining the posture in which the walking support device 1 is independent.
- the drive unit 52 drives the rotating body 51 based on the load detected by the load sensor 8.
- the moving part 5 moves the main body part 2.
- the moving portion 5 moves the main body portion 2 based on the magnitude and direction of the load (force and moment) detected by the load sensor 8.
- the moving unit 5 moves the main body unit 2 in the forward direction when the force of + Fy is detected by the load sensor 8. That is, when the force of + Fy is detected by the load sensor 8, the walking support device 1 performs a forward movement. When the force of + Fy detected by the load sensor 8 increases while the walking support device 1 is moving forward, the moving unit 5 increases the speed of movement of the walking support device 1 in the forward direction. On the other hand, when the force of + Fy detected by the load sensor 8 becomes small while the walking support device 1 is moving forward, the moving unit 5 reduces the moving speed of the walking support device 1 in the forward direction.
- the moving unit 5 moves the main body unit 2 in the rear direction when a force of ⁇ Fy is detected by the load sensor 8. That is, when the force of ⁇ Fy is detected by the load sensor 8, the walking support device 1 performs a backward operation. When the force of ⁇ Fy detected by the load sensor 8 increases while the walking support device 1 is performing the backward movement, the moving unit 5 increases the speed of the backward movement of the walking support device 1. On the other hand, when the force of ⁇ Fy detected by the load sensor 8 becomes small while the walking support device 1 is moving backward, the moving unit 5 lowers the moving speed of the walking support device 1 in the backward direction.
- the moving unit 5 swivels the main body 2 to the right. That is, when the load sensor 8 detects the force of + Fy and the moment of + Mz, the walking support device 1 performs a right turn operation. If the + Mz moment detected by the load sensor 8 increases while the walking support device 1 is performing a right turn operation, the turning radius of the walking support device 1 becomes smaller. Further, when the force of + Fy detected by the load sensor 8 increases while the walking support device 1 is performing the right turning operation, the turning speed increases.
- the moving unit 5 swivels the main body 2 to the left. That is, when the load sensor 8 detects the force of + Fy and the moment of ⁇ Mz, the walking support device 1 performs a left turn operation.
- the moment of ⁇ Mz detected by the load sensor 8 becomes large while the walking support device 1 is performing the left turning operation, the turning radius of the walking support device 1 becomes small. Further, when the force of + Fy detected by the load sensor 8 increases while the walking support device 1 is performing the left turning operation, the turning speed increases.
- the moving unit 5 may control the forward movement and the backward movement of the walking support device 1, for example, based on the forces of Fy and Fz. Further, the moving unit 5 may control the turning motion of the walking support device 1 based on, for example, a moment of Mx or My. Further, the handle load used for calculating the moving speed may be a forward (+ Fy) load or a downward (-Fz) load, or a forward (+ Fy) load and a downward (-Fy) load. It may be a load combined with a load of Fz).
- the rotating body 51 is driven and controlled based on the value of the load sensor 8, but the value of the load sensor 8 is not always required, and the load set value of the user and the feedback value from the motor are also used.
- the rotating body 51 may be driven and controlled.
- the touch panel 9 displays various information and accepts input of information by the user.
- the front wheel portion 10 is provided at the lower front portion of the main body portion 2 and has a pair of rotating bodies (wheels).
- the two rotating bodies are provided at the tips of the two front legs extending forward from the lower part of the main body 2.
- the front wheel portion 10 may have one rotating body (wheel).
- control unit 4 shown in FIG. 1
- FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the walking support device 1 according to the first embodiment of the present disclosure.
- the control unit 4 shown in FIG. 2 includes a load setting unit 21, a movement control unit 22, a handle height adjusting unit 23, a user recognition unit 24, a user information storage unit 25, and a safety control unit 26.
- the user information storage unit 25 stores in advance user information in which a user ID (user identification information) for identifying a user and the height of the handle unit 3 corresponding to the user are associated with each other.
- a user ID user identification information
- the user information not only the height of the handle portion 3 but also various information about the user may be associated with the user ID.
- the user information may associate the user ID with the age, gender, height, and weight of the user.
- the user information may be associated with the user ID and the walking history of the user.
- the walking history includes, for example, walking speed, walking time, and walking distance.
- the user information may be associated with the user ID and the load given to the user.
- the load setting unit 21 sets the load to be given to the user.
- the load setting unit 21 acquires and sets the load given to the user stored in the user information storage unit 25.
- the load setting unit 21 sets the load based on the user information.
- the load setting unit 21 may reduce the driving force of the moving unit 5 of the walking support device 1 according to the magnitude of the load applied to the user.
- the load setting unit 21 controls the driving force of the moving unit 5 by correcting the load detected by the load sensor 8, and controls the load applied to the user.
- the moving unit 5 moves at a moving speed according to the load detected by the load sensor 8. Therefore, the load setting unit 21 can change the moving speed of the moving unit 5 by correcting the load.
- the movement control unit 22 controls the rotating body 51 to move the walking support device 1 based on the load set by the load setting unit 21.
- the user recognition unit 24 recognizes a user who uses the walking support device 1.
- the user recognition unit 24 acquires a user ID from the IC card reader 7, and determines whether or not the acquired user ID matches the user ID stored in the user information storage unit 25. When the acquired user ID and the user ID stored in the user information storage unit 25 match, the user recognition unit 24 recognizes that the user who uses the walking support device 1 is a user registered in advance. Then, the user ID is output to the handle height adjusting unit 23. On the other hand, when the acquired user ID and the user ID stored in the user information storage unit 25 do not match, in the user recognition unit 24, the user who uses the walking support device 1 is not a user registered in advance.
- the touch panel 9 displays a screen prohibiting the use of the walking support device 1. When the user recognition unit 24 recognizes that the user who uses the walking support device 1 is not a user registered in advance, the touch panel 9 may display a screen prompting the registration of user information.
- the handle height adjusting unit 23 controls the handle elevating mechanism 6 and automatically adjusts the height of the handle unit 3.
- the handle height adjusting unit 23 acquires the height of the handle unit 3 associated with the user ID of the user recognized by the user recognition unit 24 from the user information storage unit 25, and handles according to the acquired height. Move the part 3 up and down.
- the safety control unit 26 controls the handle elevating mechanism 6 or the rotating body 51 when raising and lowering the handle unit 3.
- the safety control unit 26 stops the rotating body 51 when raising and lowering the handle portion 3, and the safety control unit 26 rotates before the handle raising and lowering mechanism 6 raises and lowers the handle portion 3. Instruct the movement control unit 22 to stop the body 51.
- the movement control unit 22 outputs a drive stop signal for stopping the rotating body 51 to the movement unit 5.
- the drive unit 52 of the moving unit 5 acquires the drive stop signal
- the drive unit 52 stops driving the rotating body 51 and prevents the walking support device 1 from moving.
- FIG. 3 is a flowchart for explaining the walking support process by the walking support device 1 according to the first embodiment of the present disclosure.
- step S1 the user recognition unit 24 acquires a user ID from the IC card reader 7.
- the user recognition unit 24 has acquired the user ID read by the IC card reader 7, but the present disclosure is not particularly limited to this, and the user ID is recorded in two dimensions.
- the user ID may be acquired by reading the code.
- the user recognition unit 24 may image the user's face with a camera and acquire the user ID associated with the captured face image from the user information storage unit 25.
- the user recognition unit 24 may acquire the user's voice with a microphone and acquire the user ID associated with the acquired voice from the user information storage unit 25.
- the user recognition unit 24 may display a list of user names in which user information is registered in advance on the touch panel 9 and accept selection of its own name from the list.
- the user recognition unit 24 may acquire the user ID associated with the selected name from the user information storage unit 25.
- step S2 the user recognition unit 24 recognizes the user who uses the walking support device 1 based on the user ID acquired from the IC card reader 7.
- the user recognition unit 24 recognizes that the user who uses the walking support device 1 is a user registered in advance. Then, the user ID is output to the handle height adjusting unit 23.
- step S3 the handle height adjusting unit 23 acquires the height of the handle unit 3 associated with the user ID of the user recognized by the user recognition unit 24 from the user information storage unit 25.
- step S4 the safety control unit 26 instructs the movement control unit 22 to stop the rotating body 51, and the safety control unit 26 instructs the movement control unit 22 to stop the rotating body 51.
- the movement control unit 22 outputs a drive stop signal for stopping the rotating body 51 to the movement unit 5.
- the drive unit 52 of the moving unit 5 acquires the drive stop signal, the drive unit 52 stops driving the rotating body 51 and prevents the walking support device 1 from moving.
- step S5 the handle height adjusting unit 23 raises and lowers the handle unit 3 according to the acquired height.
- the handle height adjusting unit 23 outputs a handle elevating signal for raising and lowering the handle unit 3 to a position corresponding to the acquired height to the handle elevating mechanism 6.
- the handle elevating mechanism 6 elevates and elevates the handle portion 3 based on the handle elevating signal acquired from the handle height adjusting portion 23.
- step S6 the safety control unit 26 instructs the movement control unit 22 to release the stop of the rotating body 51, and the safety control unit 26 instructs the movement control unit 22 to release the stop of the rotating body 51.
- the movement control unit 22 outputs a stop release signal for releasing the stop of the rotating body 51 to the movement unit 5.
- the drive unit 52 of the moving unit 5 acquires the stop release signal, it starts driving the rotating body 51 and makes the walking support device 1 movable.
- step S7 the load setting unit 21 sets the load to be given to the user.
- the load setting unit 21 acquires the load information associated with the user ID of the user recognized by the user recognition unit 24 from the user information storage unit 25, and outputs the acquired load information to the movement control unit 22.
- step S8 the movement control unit 22 sets the rotating body 51 based on the magnitude and direction of the load (force and moment) detected by the load sensor 8 and the load information indicating the load applied to the user. Control. That is, the movement control unit 22 calculates the movement direction and movement speed of the user based on the magnitude and direction of the load (force and moment) detected by the load sensor 8 and the load information indicating the load applied to the user. do. Then, the movement control unit 22 calculates the rotation amount of the rotating body 51 according to the calculated movement direction and the movement speed, and outputs a drive signal for driving with the calculated rotation amount to the movement unit 5.
- the drive unit 52 of the moving unit 5 drives the rotating body 51 in response to a drive signal from the movement control unit 22.
- the height of the handle portion 3 of the walking support device 1 that gives a load to the user and supports the walking of the user is automatically adjusted for each user, so that the walking of the user can be stably supported.
- the physical ability of the user can be improved more effectively.
- the safety control unit 26 instructs the movement control unit 22 to stop the rotating body 51 when raising and lowering the handle unit 3, but the present disclosure is particularly limited to this. Not done.
- the safety control unit 26 may instruct the movement control unit 22 to apply the physical brake when raising and lowering the handle unit 3.
- the movement control unit 22 may output a brake operation signal for applying the physical brake to the movement unit 5.
- the moving unit 5 acquires the brake operation signal, the moving unit 5 may operate the physical brake to prevent the walking support device 1 from moving.
- the walking support device 1 may include a handle grip detection unit that detects whether or not the user is gripping the handle unit 3.
- the safety control unit 26 may stop raising and lowering the handle portion 3 when it is detected by the handle grip detection unit that the user is gripping the handle portion 3.
- the safety control unit 26 acquires the load applied to the right direction and the load applied to the left direction detected by the load sensor 8, and determines the load applied to the right direction and the load applied to the left direction. It may be determined whether or not the difference is equal to or greater than the threshold. When the difference between the load applied in the right direction and the load applied in the left direction is equal to or greater than the threshold value, the safety control unit 26 may stop the raising and lowering of the handle unit 3.
- the safety control unit 26 acquires the upward load or the downward load detected by the load sensor 8, and determines whether or not the upward load is equal to or greater than the threshold value. Alternatively, it may be determined whether or not the load applied in the downward direction is equal to or greater than the threshold value. The safety control unit 26 may stop the raising and lowering of the handle unit 3 when the load applied in the upward direction is equal to or higher than the threshold value or when the load applied in the downward direction is equal to or higher than the threshold value. This makes it possible to prevent the handle portion 3 from continuing to rise, for example, when the handle portion 3 comes into contact with the ceiling while rising.
- the walking support device 1 has a voltage detection unit that detects a voltage applied to the motor of the handle elevating mechanism 6 or a current detection that detects a current applied to the motor of the handle elevating mechanism 6. It may be provided with a part.
- the safety control unit 26 may determine whether or not the voltage detected by the voltage detection unit is equal to or greater than the threshold value, or whether or not the current detected by the current detection unit is equal to or greater than the threshold value.
- the safety control unit 26 may stop the raising and lowering of the handle unit 3 when the voltage detected by the voltage detection unit is equal to or higher than the threshold value or when the current detected by the current detection unit is equal to or higher than the threshold value.
- the safety control unit 26 may advance the walking support device 1 when raising the handle unit 3, and may move the walking support device 1 backward when lowering the handle unit 3. ..
- the elevating direction of the handle portion 3 is inclined with respect to the vertical direction. Therefore, when the user is gripping the handle portion 3, when the handle portion 3 is raised while the walking support device 1 is stopped, the user is pushed by the handle portion 3. Therefore, when the handle portion 3 is raised, the walking support device 1 is advanced in response to the rise of the handle portion 3, so that the user is not pushed by the handle portion 3 and the user can be prevented from falling.
- the walking support device 1 may include a rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the rotating body 51.
- the safety control unit 26 may determine whether or not the rotation speed detected by the rotation speed detection unit is equal to or higher than the threshold value.
- the safety control unit 26 may stop the raising and lowering of the handle unit 3 when the rotation speed detected by the rotation speed detection unit is equal to or higher than the threshold value.
- the walking support device 1 may include an acceleration detection unit that detects the acceleration of the walking support device 1.
- the safety control unit 26 may determine whether or not the acceleration detected by the acceleration detection unit is equal to or greater than the threshold value. When the acceleration detected by the acceleration detection unit is equal to or greater than the threshold value, the safety control unit 26 raises and lowers the handle unit 3 so that the height of the handle unit 3 becomes a predetermined height at which the walking support device 1 is stable. You may let me.
- the predetermined height at which the walking support device 1 is stable is predetermined by the shape of the walking support device 1. If the walking support device 1 suddenly accelerates, the walking support device 1 may tip over. However, when the acceleration is equal to or higher than the threshold value, the height of the handle portion 3 is changed to a predetermined height at which the walking support device 1 is stable, so that it is possible to prevent the walking support device 1 from tipping over.
- the walking support device 1 has an angle storage unit that stores the height of the handle unit 3 and the angle of the touch panel 9 in advance in association with each other, and the angle of the touch panel 9 according to the height of the handle unit 3. It may be provided with an angle adjusting unit for adjusting.
- the touch panel 9 is attached to the handle portion 3, when the handle portion 3 rises or falls, the touch panel 9 also rises or falls.
- the angle adjusting unit acquires the angle of the touch panel 9 associated with the height of the handle unit 3 from the angle storage unit, and changes the angle of the touch panel 9 according to the adjusted height of the handle unit 3. You may.
- the angle adjusting unit may adjust the angle of the touch panel 9 according to the height of the user and the height of the handle unit 3.
- the angle storage unit may store the height, the height of the handle unit 3, and the angle of the touch panel 9 in advance in association with each other.
- the angle adjusting unit may change the angle of the touch panel 9 according to the height of the user stored in advance and the adjusted height of the handle unit 3.
- the load sensor 8 may calibrate the load sensor 8 by detecting the load value of the load sensor 8 while the user has released his / her hand from the handle portion 3. ..
- the height of the handle portion 3 can be changed in a plurality of stages, and the height of the handle portion 3 of each of the plurality of walking support devices may be adjusted to different heights.
- the plurality of walking support devices can be stacked and stored.
- the handle height adjusting unit 23 acquires the height of the handle unit 3 associated with the user ID from the user information storage unit 25.
- the handle height adjusting unit acquires the height of the handle unit 3 associated with the height of the user from the handle information storage unit.
- FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the walking support device 1A according to the second embodiment of the present disclosure.
- the appearance of the walking support device 1A is the same as the appearance of the walking support device 1 shown in FIG.
- the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
- the walking support device 1A includes a main body unit 2, a handle unit 3, a control unit 4A, a moving unit 5, a handle elevating mechanism 6, an IC card reader 7, a load sensor 8, a touch panel 9, and a front wheel unit 10.
- the control unit 4A shown in FIG. 4 includes a load setting unit 21, a movement control unit 22, a handle height adjusting unit 23A, a user recognition unit 24, a user information storage unit 25A, a safety control unit 26, and a handle information storage unit 27.
- the user information storage unit 25A stores in advance user information in which a user ID for identifying a user and a user's height are associated with each other.
- the handle information storage unit 27 stores in advance handle information in which the height is associated with the height of the handle unit 3 according to the height.
- the handle height adjusting unit 23A acquires the height of the user associated with the user ID of the user recognized by the user recognition unit 24 from the user information storage unit 25A. Further, the handle height adjusting unit 23A acquires the height of the handle unit 3 associated with the height acquired from the user information storage unit 25A from the handle information storage unit 27. Then, the handle height adjusting unit 23A raises and lowers the handle unit 3 according to the height of the handle unit 3 acquired from the handle information storage unit 27.
- FIG. 5 is a flowchart for explaining the walking support process by the walking support device 1A according to the second embodiment of the present disclosure.
- steps S11 to S12 Since the processing of steps S11 to S12 is the same as the processing of steps S1 to S2 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- step S13 the handle height adjusting unit 23A acquires the height of the user associated with the user ID of the user recognized by the user recognition unit 24 from the user information storage unit 25A.
- step S14 the handle height adjusting unit 23A acquires the height of the handle unit 3 associated with the height of the user acquired from the user information storage unit 25A from the handle information storage unit 27.
- steps S15 to S19 are the same as the processes of steps S4 to S8 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- the user information storage unit 25A may store in advance user information in which a user ID for identifying a user and a user's age are associated with each other.
- the control unit 4A may further include a height information storage unit that stores height information in which the age and a general average height are associated with each other in advance.
- the handle height adjusting unit 23A may acquire the age of the user associated with the user ID of the user recognized by the user recognition unit 24 from the user information storage unit 25A. Further, the handle height adjusting unit 23A may acquire the average height associated with the age acquired from the user information storage unit 25A from the height information storage unit.
- the handle height adjusting unit 23A may acquire the height of the handle unit 3 associated with the average height acquired from the height information storage unit from the handle information storage unit 27. Then, the handle height adjusting unit 23A may raise or lower the handle unit 3 according to the height of the handle unit 3 acquired from the handle information storage unit 27.
- the user information storage unit 25A may store in advance user information in which the user ID for identifying the user is associated with the gender and age of the user.
- the control unit 4A may further include a height information storage unit that stores height information in which gender and age are associated with a general average height in advance.
- the handle height adjusting unit 23A may acquire the gender and age of the user associated with the user ID of the user recognized by the user recognition unit 24 from the user information storage unit 25A. Further, the handle height adjusting unit 23A may acquire the average height associated with the gender and age acquired from the user information storage unit 25A from the height information storage unit. Further, the handle height adjusting unit 23A may acquire the height of the handle unit 3 associated with the average height acquired from the height information storage unit from the handle information storage unit 27. Then, the handle height adjusting unit 23A may raise or lower the handle unit 3 according to the height of the handle unit 3 acquired from the handle information storage unit 27.
- the user information storage unit 25A may store in advance user information in which the user ID for identifying the user is associated with the gender and age of the user.
- the handle information storage unit 27 may store in advance handle information in which the gender and age are associated with the height of the handle unit 3.
- the handle height adjusting unit 23A may acquire the gender and age of the user associated with the user ID of the user recognized by the user recognition unit 24 from the user information storage unit 25A.
- the handle height adjusting unit 23A may acquire the height of the handle unit 3 associated with the gender and age acquired from the user information storage unit 25A from the handle information storage unit 27. Then, the handle height adjusting unit 23A may raise or lower the handle unit 3 according to the height of the handle unit 3 acquired from the handle information storage unit 27.
- the handle height adjusting unit 23 acquires the height of the handle unit 3 associated with the user ID from the user information storage unit 25.
- the handle height adjusting unit acquires the moment in the roll direction detected by the load sensor during the predetermined period in which the user pushes the walking support device and walks, and the acquired predetermined period. When the dispersion value or the maximum value of the moment is smaller than the threshold value, the height at that time is determined to be the height of the handle portion 3.
- FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the walking support device 1B according to the third embodiment of the present disclosure.
- the appearance of the walking support device 1B is the same as the appearance of the walking support device 1 shown in FIG.
- the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
- the walking support device 1B includes a main body unit 2, a handle unit 3, a control unit 4B, a moving unit 5, a handle elevating mechanism 6, an IC card reader 7, a load sensor 8, a touch panel 9, and a front wheel unit 10.
- the control unit 4B shown in FIG. 6 includes a load setting unit 21, a movement control unit 22, a handle height adjusting unit 23B, a user recognition unit 24, a user information storage unit 25, and a safety control unit 26.
- the load sensor 8 detects the load applied to the handle portion 3.
- the load sensor 8 detects the moment in the roll direction applied to the handle portion 3.
- the handle height adjusting unit 23B acquires the moment in the roll direction detected by the load sensor 8 during a predetermined period in which the user pushes the walking support device 1B and walks. When the dispersion value or the maximum value of the acquired moment for a predetermined period is smaller than the threshold value, the handle height adjusting unit 23B determines the height at that time to be the height of the handle unit 3. On the other hand, the handle height adjusting unit 23B raises or lowers the handle unit 3 when the dispersion value or the maximum value of the acquired moment for a predetermined period is equal to or greater than the threshold value.
- FIG. 7 is a first flowchart for explaining the walking support process by the walking support device 1B according to the third embodiment of the present disclosure
- FIG. 8 is a walking support device 1B according to the third embodiment of the present disclosure. It is the 2nd flowchart for demonstrating the walking support processing by.
- steps S21 to S22 Since the processing of steps S21 to S22 is the same as the processing of steps S1 to S2 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- the handle height adjusting portion 23B raises and lowers the handle portion 3 according to the initial height.
- the control unit 4B stores the initial height in advance.
- the initial height may be, for example, an intermediate height between the upper limit height and the lower limit height of the handle portion 3, the upper limit height of the handle portion 3, or the lower limit height of the handle portion 3. May be.
- the handle height adjusting unit 23B outputs a handle elevating signal for elevating the handle unit 3 to a position corresponding to the initial height to the handle elevating mechanism 6.
- the handle elevating mechanism 6 elevates and elevates the handle portion 3 based on the handle elevating signal acquired from the handle height adjusting portion 23.
- the touch panel 9 may accept the input of the initial height by the user.
- the user may manually change the height of the handle portion 3 to the initial height.
- the handle height adjusting portion 23B may perform the processing after step S24 from the current height of the handle portion 3 without raising and lowering the handle portion 3 according to the initial height. In this case, the process of step S23 becomes unnecessary.
- step S24 the movement control unit 22 determines whether or not the user has started walking.
- the movement control unit 22 detects that the rotating body 51 has started to rotate, it determines that the user has started walking, and when it has not detected that the rotating body 51 has started to rotate, the user walks. Judge that it has not started.
- step S24 if it is determined that the user has not started walking (NO in step S24), the determination process of step S24 is performed until the user starts walking.
- step S25 the load sensor 8 detects the load applied to the handle portion 3. At this time, the load sensor 8 detects the moment in the roll direction.
- step S26 the handle height adjusting unit 23B acquires the moment in the roll direction detected by the load sensor 8.
- the handle height adjusting unit 23B determines whether or not a predetermined time has elapsed since the user started walking.
- the predetermined time is, for example, 30 seconds.
- the handle height adjusting unit 23B may determine whether or not the user has walked a predetermined distance. Further, the handle height adjusting unit 23B may determine whether or not the user has walked a predetermined number of steps. The number of steps can be calculated based on the detected change in load.
- step S27 if it is determined that the predetermined time has not elapsed since the user started walking (NO in step S27), the process returns to step S25.
- step S28 the handle height adjusting unit 23B detects a moment in the roll direction within the predetermined time. Calculate the variance value of.
- step S29 the handle height adjusting unit 23B determines whether or not the calculated variance value is smaller than the threshold value.
- the dispersion value of the moment in the roll direction detected within the predetermined time is smaller than the threshold value, it can be said that the user's walking is stable, and the dispersion value of the moment in the roll direction detected within the predetermined time is equal to or more than the threshold value. In that case, it can be said that the user's walking is unstable.
- the handle height adjusting unit 23B sets the height of the user's handle unit 3 to the height of the current handle unit 3. Determine the height.
- the handle height adjusting unit 23B may store the determined height of the handle unit 3 in the user information storage unit 25 in association with the user ID.
- steps S31 to S32 Since the processing of steps S31 to S32 is the same as the processing of steps S7 to S8 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- step S33 the handle height adjusting unit 23B determines whether or not the determination of the variance value is the first determination.
- step S34 the handle height adjusting unit 23B raises the handle unit 3 by a predetermined height.
- the predetermined height is, for example, 5 centimeters.
- the handle height adjusting unit 23B outputs a handle elevating signal for raising the handle unit 3 to a predetermined height to the handle elevating mechanism 6.
- the handle elevating mechanism 6 raises the handle portion 3 to a predetermined height based on the handle elevating signal acquired from the handle height adjusting portion 23B. After the handle portion 3 rises to a predetermined height, the process returns to step S24.
- the handle height adjusting portion 23B raises the handle portion 3 to a predetermined height, but the present disclosure is not particularly limited to this, and the handle portion 3 is predetermined. The height may be lowered.
- step S35 whether the dispersion value calculated this time is larger than the dispersion value calculated last time by the handle height adjusting unit 23B. Judge whether or not.
- the control unit 4B stores the variance value calculated in the past.
- step S36 the handle height adjusting unit 23B moves the handle unit 3 in the opposite direction to the previous time. Move to a predetermined height.
- the predetermined height is, for example, 5 centimeters.
- the control unit 4B stores the direction in which the handle unit 3 was moved in the past. For example, when the handle portion 3 is raised last time and it is determined that the dispersion value calculated this time is larger than the dispersion value calculated last time, the handle height adjusting portion 23B lowers the handle portion 3 by a predetermined height.
- the handle height adjusting portion 23B raises the handle portion 3 by a predetermined height. Let me. After the handle portion 3 moves to a predetermined height in the direction opposite to the previous time, the process returns to step S24.
- the handle height adjusting portion 23B moves the handle portion 3 in a direction opposite to the previous time by a predetermined height, but the present disclosure is not particularly limited to this, and the dispersion value calculated this time is used.
- the handle portion 3 may be moved in the opposite direction to the previous time by a height corresponding to the magnitude of the difference from the previously calculated variance value. That is, if the difference between the variance value calculated this time and the variance value calculated last time is large, the length for moving the handle portion 3 is also long, and if the difference between the variance value calculated this time and the variance value calculated last time is small, the handle The length of moving the portion 3 is also shortened.
- step S37 the handle height adjusting unit 23B determines the handle unit 3 in the same direction as the previous time. Move the height of.
- the predetermined height is, for example, 5 centimeters. For example, when the handle portion 3 is raised last time and it is determined that the dispersion value calculated this time is equal to or less than the variance value calculated last time, the handle height adjusting unit 23B raises the handle portion 3 by a predetermined height. ..
- the handle height adjusting portion 23B raises the handle portion 3 to a predetermined height. Lower. After the handle portion 3 moves to a predetermined height in the same direction as the previous time, the process returns to step S24.
- the handle height adjusting unit 23B moves the handle unit 3 in the same direction as the previous time by a predetermined height, but the present disclosure is not particularly limited to this, and the dispersion value calculated this time and the previous time are not limited to this.
- the handle portion 3 may be moved in the same direction as the previous time by the height corresponding to the magnitude of the difference from the calculated variance value. That is, if the difference between the variance value calculated this time and the variance value calculated last time is large, the length for moving the handle portion 3 is also long, and if the difference between the variance value calculated this time and the variance value calculated last time is small, the handle The length of moving the portion 3 is also shortened.
- the variance value of the moment in the roll direction of the user who has walked for a predetermined time is calculated, and when the calculated variance value is smaller than the threshold value, the height of the handle portion 3 of the user is the current value. It is determined by the height of the handle portion 3. On the other hand, when the calculated variance value is equal to or greater than the threshold value, the height of the handle portion 3 is changed. At this time, if the determination of the dispersion value is the first determination, the handle portion 3 is raised or lowered by a predetermined height. If the determination of the variance value is not the first determination and the variance value calculated this time is larger than the dispersion value calculated last time, the height of the handle portion 3 is changed in the opposite direction to the previous time. Further, when the determination of the dispersion value is not the first determination and the dispersion value calculated this time is equal to or less than the dispersion value calculated last time, the height of the handle portion 3 is changed in the same direction as the previous time.
- the handle height adjusting unit 23B calculates the dispersion value of the moment in the roll direction detected within the predetermined time, but the present disclosure is not particularly limited to this, and the predetermined time is not particularly limited.
- the maximum value of the moment in the roll direction detected in the inside may be calculated.
- the handle height adjusting unit 23B may determine whether or not the calculated maximum value is smaller than the threshold value. When it is determined that the calculated maximum value is smaller than the threshold value, the handle height adjusting unit 23B may determine the height of the user's handle unit 3 to be the current height of the handle unit 3.
- the handle height adjusting unit 23B may calculate the difference in the fluctuation of the load applied in the vertical direction detected within the predetermined time. If the height of the handle portion 3 is not suitable for the user, the degree to which the user leans against the handle portion 3 becomes strong. Therefore, it is possible to determine whether or not the user is walking stably (whether or not the user is walking straight) based on the difference in the fluctuation of the load applied in the vertical direction. Then, the handle height adjusting unit 23B may determine whether or not the calculated difference is smaller than the threshold value. If it is determined that the calculated difference is smaller than the threshold value, the handle height adjusting unit 23B may determine the height of the user's handle unit 3 to be the current height of the handle unit 3.
- the handle height adjusting unit 23B does not acquire the moment in the roll direction detected within the predetermined time, but the rotation speed of the left and right rotating bodies 51 detected within the predetermined time. May be obtained.
- the walking support device 1B may further include a rotation speed detection unit that detects the rotation speed of the left and right rotating bodies 51.
- the handle height adjusting unit 23B may calculate the difference in the number of rotations of the left and right rotating bodies 51 detected within a predetermined time. If the height of the handle portion 3 is not suitable for the user, it becomes difficult for the user to walk straight.
- the handle height adjusting unit 23B may determine whether or not the calculated difference is smaller than the threshold value. If it is determined that the calculated difference is smaller than the threshold value, the handle height adjusting unit 23B may determine the height of the user's handle unit 3 to be the current height of the handle unit 3.
- the handle height adjusting unit 23B has the condition that the dispersion value or the maximum value of the moment in the roll direction detected within the predetermined time is smaller than the threshold value, and the vertical direction detected within the predetermined time.
- the handle portion of the user is satisfied.
- the height of 3 may be determined to be the current height of the handle portion 3.
- the safety control unit 26 may stop the rotating body 51 when the handle unit 3 is raised or lowered.
- the handle height adjusting portion 23B may raise or lower the handle portion 3 while the rotating body 51 (walking support device 1B) is stopped.
- the handle height adjusting portion 23B may raise or lower the handle portion 3 while the user is walking using the walking support device 1B.
- the walking support device 1B includes the handle height adjusting unit 23B, but the present disclosure is not particularly limited to this, and the walking support device 1B is communicably connected to the walking support device 1B via a network.
- the server may be provided with a handle height adjusting unit 23B.
- the walking support device 1B further includes a communication unit.
- the communication unit may transmit the data acquired by the load sensor 8 to the server and may receive an instruction for raising and lowering the handle unit 3 from the server.
- FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the walking support device 1C according to the fourth embodiment of the present disclosure.
- the appearance of the walking support device 1C is the same as the appearance of the walking support device 1 shown in FIG. Further, in the fourth embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
- the walking support device 1C includes a main body unit 2, a handle unit 3, a control unit 4C, a moving unit 5, a handle elevating mechanism 6, an IC card reader 7, a load sensor 8, a touch panel 9, and a front wheel unit 10.
- the control unit 4C shown in FIG. 9 includes a load setting unit 21, a movement control unit 22, a handle height adjusting unit 23C, a user recognition unit 24, a user information storage unit 25, and a safety control unit 26.
- the handle height adjusting portion 23C raises or lowers the handle portion 3 while the user holds the handle portion 3 and stands upright, or when the user pushes the walking support device 1C and walks.
- the handle height adjusting unit 23C acquires a downward load detected by the load sensor 8 while the handle unit 3 is ascending or descending. When the acquired downward load is within a predetermined range, the handle height adjusting portion 23C determines the height at that time to be the height of the handle portion 3, and stops the ascent or descent of the handle portion 3. Let me.
- the predetermined range is, for example, a range in which ⁇ 0.5 N (Newton) is added to a predetermined load applied downward of the handle portion 3 when the height of the handle portion 3 is optimal for the user. be.
- FIG. 10 is a first flowchart for explaining the walking support process by the walking support device 1C according to the fourth embodiment of the present disclosure
- FIG. 11 is the walking support device 1C according to the fourth embodiment of the present disclosure. It is the 2nd flowchart for demonstrating the walking support processing by.
- steps S41 to S42 is the same as the processing of steps S1 to S2 shown in FIG. 3, and the processing of step S43 is the same as the processing of step S23 shown in FIG. 7, so the description thereof will be omitted.
- step S44 the handle height adjusting portion 23C continuously raises the handle portion 3 at a constant speed while the user holds the handle portion 3 and stands upright.
- the fact that the user holds the handle portion 3 and stands upright means that the user detects that the handle portion 3 is held and that the rotating body 51 is not rotating. It is possible to judge.
- the handle height adjusting unit 23C may continuously raise the handle unit 3 at a constant speed while the user is walking while pushing the walking support device 1C.
- the movement control unit 22 may determine whether or not the user has started walking.
- step S45 the load sensor 8 detects the load applied to the handle portion 3. At this time, the load sensor 8 detects a load applied at least in the downward direction.
- step S46 the handle height adjusting unit 23C acquires the downward load detected by the load sensor 8.
- step S47 the handle height adjusting unit 23C determines whether or not the acquired downward load is within a predetermined range.
- the handle height adjusting unit 23C currently sets the height of the user's handle unit 3. It is determined to be the height of the handle portion 3 of.
- the handle height adjusting unit 23C may store the determined height of the handle unit 3 in the user information storage unit 25 in association with the user ID.
- the handle height adjusting unit 23C may determine whether or not the acquired load applied in the downward direction is a predetermined value. When it is determined that the acquired downward load is a predetermined value, the handle height adjusting unit 23C may determine the height of the user's handle unit 3 to be the current height of the handle unit 3. ..
- step S49 the handle height adjusting portion 23C stops the ascent of the handle portion 3.
- steps S50 to S51 Since the processing of steps S50 to S51 is the same as the processing of steps S7 to S8 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- step S52 the height of the handle portion 3 is the upper limit height of the handle height adjusting portion 23C. Determine if it exists.
- step S52 if it is determined that the height of the handle portion 3 is not the upper limit height (NO in step S52), the process returns to step S44.
- step S53 the handle height adjusting portion 23C is in a state where the user grips the handle portion 3 and stands upright. In, the handle portion 3 is continuously lowered at a constant speed.
- the handle height adjusting unit 23C may continuously lower the handle unit 3 at a constant speed while the user is walking while pushing the walking support device 1C.
- steps S54 to S57 Since the processing of steps S54 to S57 is the same as the processing of steps S45 to S48 shown in FIG. 10, the description thereof will be omitted.
- step S58 the handle height adjusting portion 23C stops the lowering of the handle portion 3.
- steps S59 to S60 Since the processing of steps S59 to S60 is the same as the processing of steps S7 to S8 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- step S61 the handle height adjusting portion 23C has the lower limit height of the handle portion 3. Determine if it exists.
- step S61 if it is determined that the height of the handle portion 3 is not the lower limit height (NO in step S61), the process returns to step S53.
- step S62 the handle height adjusting portion 23C determines the height of the handle portion 3 as the initial height. do. That is, even if the handle height adjusting portion 23C moves the handle portion 3 from the upper limit height to the lower limit height, if the load applied in the downward direction does not reach a predetermined range, the handle portion 3 is initially set to the height of the handle portion 3. Determine the height.
- step S63 Since the process of step S63 is the same as the process of step S23 shown in FIG. 7, the description thereof will be omitted.
- the handle height adjusting portion 23C raises the handle portion 3 from the initial height to the upper limit height and then lowers the handle portion 3, but the present disclosure is particularly limited to this. Instead, the handle portion 3 may be raised after lowering the handle portion 3 from the initial height to the lower limit height.
- the handle height adjusting portion 23C continuously raises or lowers the handle portion 3 at a constant speed while the user pushes the walking support device and walks in a straight line, and lowers the handle portion 3.
- the load applied in the direction may be acquired.
- the handle height adjusting unit 23C is linear when the user pushes the walking support device. It is possible to determine that you are walking.
- the handle height adjusting unit 23C may acquire a load applied downward when the user pushes the walking support device and walks in a straight line. Further, the handle height adjusting unit 23C does not have to acquire the load applied in the downward direction when the user pushes the walking support device and does not walk in a straight line.
- the walking support device 1C is provided with the handle height adjusting unit 23C, but the present disclosure is not particularly limited to this, and the walking support device 1C is communicably connected to the walking support device 1C via a network.
- the server may be provided with a handle height adjusting unit 23C.
- the walking support device 1C further includes a communication unit. The communication unit may transmit the data acquired by the load sensor 8 to the server and may receive an instruction for raising and lowering the handle unit 3 from the server.
- the handle height adjusting unit 23C is detected by the load sensor 8 when the user holds the handle unit 3 and stands upright, or when the user pushes the walking support device 1C and walks.
- the downward load applied may be acquired.
- the handle height adjusting portion 23C raises the handle portion 3 when the acquired downward load is equal to or more than a predetermined value, and when the acquired downward load is less than a predetermined value, the handle portion 23C raises the handle portion 3.
- the height at the time may be determined to be the height of the handle portion 3 and the ascent of the handle portion 3 may be stopped.
- the handle height adjusting portion acquires the load applied in the vertical direction detected by the load sensor while the handle portion is ascending or descending, and associates it with the acquired load applied in the vertical direction.
- the angle of the obtained elbow is acquired and the acquired angle of the elbow becomes a predetermined angle, the height at that time is determined to be the height of the handle portion 3.
- FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of the walking support device 1D according to the fifth embodiment of the present disclosure.
- the appearance of the walking support device 1D is the same as the appearance of the walking support device 1 shown in FIG.
- the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
- the walking support device 1D includes a main body unit 2, a handle unit 3, a control unit 4D, a moving unit 5, a handle elevating mechanism 6, an IC card reader 7, a load sensor 8, a touch panel 9, and a front wheel unit 10.
- the control unit 4D shown in FIG. 12 includes a load setting unit 21, a movement control unit 22, a handle height adjusting unit 23D, a user recognition unit 24, a user information storage unit 25, a safety control unit 26, and an elbow angle information storage unit 28. ..
- the elbow angle information storage unit 28 stores in advance elbow angle information in which the load applied to the handle unit 3 and the elbow angle are associated with each other.
- the elbow angle is, for example, an angle formed by a straight line extending vertically downward from the elbow and a straight line extending vertically from the elbow to the hand, with the elbow as the apex.
- the angle of the elbow may be, for example, an angle formed by a straight line extending from the elbow to the shoulder (upper arm) and a straight line extending from the elbow to the hand (forearm) with the elbow as the apex.
- the elbow angle is, for example, the angle formed by a straight line extending from the elbow to the shoulder in the direction opposite to the shoulder and a straight line extending from the elbow to the hand (forearm). May be good.
- the angle of the elbow may be, for example, an angle formed by a straight line extending vertically upward from the elbow and a straight line extending from the elbow to the hand with the elbow as the apex.
- the angle of the elbow may be, for example, an angle formed by a straight line extending from the hand to the elbow and a horizontal line with the hand as the apex.
- the optimum elbow angle (the angle between the elbow as the apex and the straight line extending vertically downward from the elbow and the straight line extending from the elbow to the hand) when the user presses the walking support device 1D is, for example, 30 degrees.
- the angle of the elbow can be estimated from the load applied in the vertical direction.
- the handle height adjusting portion 23D raises or lowers the handle portion 3 while the user holds the handle portion 3 and stands upright, or when the user pushes the walking support device 1D and walks.
- the handle height adjusting unit 23D acquires the load applied in the vertical direction detected by the load sensor 8 while the handle unit 3 is ascending or descending.
- the handle height adjusting unit 23D acquires the elbow angle associated with the acquired load applied in the vertical direction from the elbow angle information storage unit 28. When the acquired elbow angle becomes a predetermined angle, the handle height adjusting unit 23D determines the height at that time to be the height of the handle unit 3 and stops the ascending or descending of the handle unit 3.
- FIG. 13 is a first flowchart for explaining the walking support process by the walking support device 1D according to the fifth embodiment of the present disclosure
- FIG. 14 is a walking support device 1D according to the fifth embodiment of the present disclosure. It is the 2nd flowchart for demonstrating the walking support processing by.
- steps S71 to S72 is the same as the processing of steps S1 to S2 shown in FIG. 3, the processing of step S73 is the same as the processing of step S23 shown in FIG. 7, and the processing of step S74 is. Since it is the same as the process of step S44 shown in FIG. 10, the description thereof will be omitted.
- step S75 the load sensor 8 detects the load applied to the handle portion 3. At this time, the load sensor 8 detects a load applied at least in the vertical direction.
- step S76 the handle height adjusting unit 23D acquires the load applied in the vertical direction detected by the load sensor 8.
- the handle height adjusting unit 23D acquires the elbow angle associated with the acquired load applied in the vertical direction from the elbow angle information storage unit 28.
- the angle of the elbow is, for example, an angle formed by a straight line extending vertically downward from the elbow and a straight line extending from the elbow to the hand, with the elbow as the apex.
- step S78 the handle height adjusting unit 23D determines whether or not the acquired elbow angle is a predetermined angle.
- the predetermined angle is, for example, 30 degrees.
- the handle height adjusting unit 23D sets the height of the user's handle unit 3 to the current handle. Determine the height of part 3.
- the handle height adjusting unit 23D may store the determined height of the handle unit 3 in the user information storage unit 25 in association with the user ID.
- step S80 the handle height adjusting portion 23D stops the ascent of the handle portion 3.
- steps S81 to S82 Since the processing of steps S81 to S82 is the same as the processing of steps S7 to S8 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- step S83 whether the height of the handle portion 3 is the upper limit height of the handle height adjusting portion 23D. Judge whether or not.
- steps S83 to S84 is the same as the processing of steps S52 to S53 shown in FIGS. 10 and 11, and the processing of steps S85 to S89 is the same as the processing of steps S75 to S79 shown in FIG. Therefore, the description thereof will be omitted.
- step S90 the handle height adjusting portion 23D stops the lowering of the handle portion 3.
- steps S91 to S92 Since the processing of steps S91 to S92 is the same as the processing of steps S7 to S8 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- step S93 when it is determined that the acquired elbow angle is not a predetermined angle (NO in step S88), in step S93, does the handle height adjusting portion 23D have the lower limit height of the handle portion 3? Judge whether or not.
- steps S93 to S95 Since the processing of steps S93 to S95 is the same as the processing of steps S61 to S63 shown in FIG. 11, the description thereof will be omitted.
- the handle height adjusting portion 23D raises the handle portion 3 from the initial height to the upper limit height and then lowers the handle portion 3, but the present disclosure is particularly limited to this. Instead, the handle portion 3 may be raised after lowering the handle portion 3 from the initial height to the lower limit height.
- the walking support device 1D includes a handle height adjusting unit 23D and an elbow angle information storage unit 28, but the present disclosure is not particularly limited to this, and the walking support device 1D and the network are provided.
- a server connected so as to be communicable via the handle may include a handle height adjusting unit 23D and an elbow angle information storage unit 28.
- the walking support device 1D further includes a communication unit. The communication unit may transmit the data acquired by the load sensor 8 to the server and may receive an instruction for raising and lowering the handle unit 3 from the server.
- the handle height adjusting portion raises the handle portion when the load applied in the upward direction is equal to or higher than the threshold value, and lowers the handle portion when the load applied in the downward direction is equal to or higher than the threshold value. If the load applied in the upward or downward direction becomes equal to or less than a predetermined value while the portion is ascending or descending, the height at that time is determined to be the height of the handle portion 3.
- FIG. 15 is a block diagram showing the configuration of the walking support device 1E according to the sixth embodiment of the present disclosure.
- the appearance of the walking support device 1E is the same as the appearance of the walking support device 1 shown in FIG. Further, in the sixth embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
- the walking support device 1E includes a main body unit 2, a handle unit 3, a control unit 4E, a moving unit 5, a handle elevating mechanism 6, an IC card reader 7, a load sensor 8, a touch panel 9, and a front wheel unit 10.
- the control unit 4E shown in FIG. 15 includes a load setting unit 21, a movement control unit 22, a handle height adjusting unit 23E, a user recognition unit 24, a user information storage unit 25, and a safety control unit 26.
- the handle height adjusting unit 23E acquires the upward and downward loads detected by the load sensor 8.
- the handle height adjusting unit 23E raises the handle unit 3 when the acquired upward load is equal to or greater than the threshold value.
- the handle height adjusting portion 23E lowers the handle portion 3.
- the handle height adjusting unit 23E acquires an upward or downward load detected by the load sensor 8 while the handle unit 3 is ascending or descending.
- the handle height adjusting portion 23E determines the height at that time to be the height of the handle portion 3, and raises or raises the handle portion 3. Stop the descent.
- the handle height adjusting portion 23E determines the height at that time to be the height of the handle portion 3, and handles the handle. Stop the ascent or descent of the part 3.
- FIG. 16 is a flowchart for explaining the walking support process by the walking support device 1E according to the sixth embodiment of the present disclosure.
- steps S101 to S102 Since the processing of steps S101 to S102 is the same as the processing of steps S1 to S2 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- step S103 the load sensor 8 detects the load applied to the handle portion 3. At this time, the load sensor 8 detects at least the load applied in the upward direction and the downward direction. When the user performs an operation of pulling up the handle portion 3 upward, a load is applied upward, and when the user performs an operation of pushing down the handle portion 3 downward, a load is applied downward.
- step S104 the handle height adjusting unit 23E acquires the upward and downward loads detected by the load sensor 8.
- step S105 the handle height adjusting unit 23E determines whether or not the acquired upward load is equal to or greater than the threshold value.
- step S106 when it is determined that the acquired upward load is equal to or greater than the threshold value (YES in step S105), in step S106, the handle height adjusting unit 23E continuously moves the handle unit 3 at a constant speed. Raise it.
- step S105 the handle height adjusting unit 23E determines whether or not the acquired upward load is 0.
- the load applied to the handle portion 3 in the upward direction becomes zero.
- the process returns to step S106.
- the handle height adjusting portion 23E may stop the ascent of the handle portion 3 when the height of the handle portion 3 reaches the upper limit height.
- step S108 the handle height adjusting unit 23E sets the height of the user's handle unit 3 to the current handle unit. Determine to a height of 3.
- the handle height adjusting unit 23E may store the determined height of the handle unit 3 in the user information storage unit 25 in association with the user ID.
- step S109 the handle height adjusting portion 23E stops the ascent of the handle portion 3. That is, the user pulls up the handle portion 3 upward and releases the handle portion 3 when the height at which he / she feels optimal is reached. As a result, the handle portion 3 is adjusted to a height that the user feels optimal.
- steps S110 to S111 is the same as the processing of steps S7 to S8 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- step S112 when it is determined that the acquired upward load is not equal to or greater than the threshold value (NO in step S105), in step S112, the handle height adjusting unit 23E has the acquired downward load applied to be equal to or greater than the threshold value. Judge whether or not.
- step S112 if it is determined that the acquired downward load is not equal to or greater than the threshold value (NO in step S112), the process returns to step S103.
- step S113 the handle height adjusting portion 23E continuously lowers the handle portion 3 at a constant speed.
- step S114 the handle height adjusting unit 23E determines whether or not the acquired downward load is 0.
- the handle height adjusting portion 23E may stop the lowering of the handle portion 3 when the height of the handle portion 3 reaches the lower limit height.
- step S115 the handle height adjusting unit 23E sets the height of the user's handle unit 3 to the current handle unit. Determine to a height of 3.
- the handle height adjusting unit 23E may store the determined height of the handle unit 3 in the user information storage unit 25 in association with the user ID.
- step S116 the handle height adjusting portion 23E stops the lowering of the handle portion 3. That is, the user pushes down the handle portion 3 downward and releases the handle portion 3 when the height at which he / she feels optimal is reached. As a result, the handle portion 3 is adjusted to a height that the user feels optimal.
- the handle height adjusting portion acquires positions on a predetermined space of a plurality of parts of the user's body while the handle portion is ascending or descending, and the acquired predetermined spaces of the plurality of parts.
- the height of the handle portion 3 is determined to be the height of the handle portion 3.
- FIG. 17 is a block diagram showing the configuration of the walking support device 1F according to the seventh embodiment of the present disclosure.
- the appearance of the walking support device 1F is the same as the appearance of the walking support device 1 shown in FIG. Further, in the seventh embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
- the walking support device 1F includes a main body unit 2, a handle unit 3, a control unit 4F, a moving unit 5, a handle elevating mechanism 6, an IC card reader 7, a load sensor 8, a touch panel 9, a front wheel unit 10, and a camera 11.
- the control unit 4F shown in FIG. 17 includes a load setting unit 21, a movement control unit 22, a handle height adjustment unit 23F, a user recognition unit 24, a user information storage unit 25, a safety control unit 26, a position detection unit 29, and an attitude information storage.
- a unit 30 is provided.
- the camera 11 captures an image of the user while the user holds the handle portion 3 and stands upright, or when the user pushes the walking support device 1F and walks.
- the camera 11 acquires moving image data by taking an image of the user.
- the camera 11 may be provided on the walking support device 1F, or may be provided outside the walking support device 1F.
- the camera 11 may be connected to the walking support device 1F by wire or wirelessly.
- the position detection unit 29 acquires the moving image data output by the camera 11.
- the position detection unit 29 detects the positions of a plurality of parts of the user's body on a predetermined space.
- the predetermined space is, for example, a two-dimensional space or a three-dimensional space.
- the position detection unit 29 extracts skeleton data indicating the user's skeleton from the moving image data acquired from the camera 11.
- the skeleton data is represented by the coordinates of a plurality of feature points (sites) indicating the joints of the user and the straight lines connecting the feature points.
- the position detection unit 29 may use software (for example, OpenPose or 3D-pose-baseline) that detects the coordinates of a human feature point from the two-dimensional image data.
- the position detection unit 29 extracts skeleton data from the two-dimensional image data including the user's image.
- the skeletal data includes a feature point indicating the head, a feature point indicating the center of both shoulders, a feature point indicating the right shoulder, a feature point indicating the right elbow, a feature point indicating the right hand, a feature point indicating the left shoulder, and a left elbow.
- Shows feature points, left hand feature points, hips show feature points, right hip joint feature points, right knee joint feature points, right ankle joint feature points, right toe feature points, left hip joint show Includes feature points, feature points indicating the left knee joint, feature points indicating the left ankle joint, and feature points indicating the left toe.
- the moving image data is composed of a plurality of two-dimensional image data.
- the position detection unit 29 extracts time-series skeleton data from each of the plurality of two-dimensional image data constituting the moving image data.
- the position detection unit 29 may extract skeleton data from the two-dimensional image data of all frames, or may extract skeleton data from the two-dimensional image data of each predetermined frame. Further, in the seventh embodiment, the optimum height of the handle portion 3 for the user is determined. Therefore, the position detection unit 29 uses skeletal data of the user's upper limbs (feature points indicating the right shoulder, feature points indicating the right elbow, feature points indicating the right hand, feature points indicating the left shoulder, feature points indicating the left elbow, and the left hand. Only the indicated feature points) may be extracted.
- the posture information storage unit 30 stores in advance posture information indicating the positional relationship of a plurality of parts of the human body in a predetermined space when the person grips the handle unit 3 at the optimum height.
- the posture information storage unit 30 may store in advance posture information indicating the positional relationship between the feature point indicating the right shoulder, the feature point indicating the right elbow, and the feature point indicating the right hand in the two-dimensional space.
- the positional relationship between the feature point indicating the right shoulder, the feature point indicating the right elbow, and the feature point indicating the right hand in the two-dimensional space is, for example, the feature point indicating the right elbow as the apex, and the feature point indicating the right elbow and the right elbow. This is the right elbow angle formed by the straight line connecting the feature points indicating the right elbow and the straight line connecting the feature points indicating the right elbow and the feature points indicating the right hand.
- the posture information storage unit 30 may store in advance posture information indicating the positional relationship between the feature point indicating the left shoulder, the feature point indicating the left elbow, and the feature point indicating the left hand in the two-dimensional space.
- the positional relationship between the feature point indicating the left shoulder, the feature point indicating the left elbow, and the feature point indicating the left hand in two-dimensional space is, for example, the feature point indicating the left elbow as the apex, and the feature point indicating the left shoulder and the left elbow. It is the left elbow angle formed by the straight line connecting the feature points and the straight line connecting the feature points indicating the left elbow and the feature points indicating the left hand.
- the handle height adjusting portion 23F raises or lowers the handle portion 3 while the user holds the handle portion 3 and stands upright, or when the user pushes the walking support device 1F and walks.
- the handle height adjusting unit 23F acquires the positions of a plurality of parts detected by the position detecting unit 29 on a predetermined space while the handle unit 3 is ascending or descending.
- the handle height adjusting unit 23F has a feature point indicating the right shoulder, a feature point indicating the right elbow, a feature point indicating the right hand, and a left shoulder detected by the position detecting unit 29 while the handle portion 3 is ascending or descending.
- the position of the feature point indicating the left elbow, the feature point indicating the left elbow, and the feature point indicating the left hand in the two-dimensional space is acquired.
- the handle height adjusting unit 23F calculates the positional relationship between the acquired positions of the plurality of parts in a predetermined space. For example, the handle height adjusting unit 23F has acquired feature points indicating the right shoulder, feature points indicating the right elbow, feature points indicating the right hand, feature points indicating the left shoulder, feature points indicating the left elbow, and features indicating the left hand. From the position of the point on the two-dimensional space, the right elbow angle or the left elbow angle is calculated as the positional relationship.
- the handle height adjusting unit 23F handles the height at that time.
- the height of the portion 3 is determined, and the ascending or descending of the handle portion 3 is stopped.
- the handle height adjusting unit 23F has acquired feature points indicating the right shoulder, feature points indicating the right elbow, feature points indicating the right hand, feature points indicating the left shoulder, feature points indicating the left elbow, and features indicating the left hand.
- the right elbow angle or the left elbow angle calculated from the position of the point in the two-dimensional space becomes the same as the right elbow angle or the left elbow angle stored in the posture information storage unit 30, the height at that time. Is determined to be the height of the handle portion 3, and the ascent or descent of the handle portion 3 is stopped.
- FIG. 18 is a first flowchart for explaining the walking support process by the walking support device 1F according to the seventh embodiment of the present disclosure
- FIG. 19 is the walking support device 1F according to the seventh embodiment of the present disclosure. It is the 2nd flowchart for demonstrating the walking support processing by.
- steps S121 to S122 is the same as the processing of steps S1 to S2 shown in FIG. 3, the processing of step S123 is the same as the processing of step S23 shown in FIG. 7, and the processing of step S124 is. Since it is the same as the process of step S44 shown in FIG. 10, the description thereof will be omitted.
- step S125 the position detection unit 29 detects the positions of a plurality of parts of the user's body on a predetermined space. At this time, the position detection unit 29 extracts skeleton data indicating the user's skeleton from the moving image data acquired from the camera 11, and is on the two-dimensional space of the user's right shoulder, right elbow, right hand, left shoulder, left elbow, and left hand. Detects the position of.
- the handle height adjusting unit 23F calculates the positional relationship between the positions of the plurality of parts detected by the position detecting unit 29 in the predetermined space. At this time, the handle height adjusting unit 23F determines the right elbow angle or the left elbow angle from the positions on the two-dimensional space of the right shoulder, right elbow, right hand, left shoulder, left elbow, and left hand detected by the position detecting unit 29. Calculated as a positional relationship. Depending on the angle at which the camera 11 captures the image of the user, all the positions of the user's right shoulder, right elbow, right hand, left shoulder, left elbow, and left hand may not be detected. Therefore, the handle height adjusting unit 23F may calculate both the right elbow angle and the left elbow angle, or may calculate either the right elbow angle or the left elbow angle.
- step S127 the handle height adjusting unit 23F determines whether or not the calculated positional relationship is the same as the positional relationship stored in the posture information storage unit 30. At this time, in the handle height adjusting unit 23F, either the calculated right elbow angle or the left elbow angle is the same as either the right elbow angle or the left elbow angle stored in the posture information storage unit 30. Determine if it exists.
- the handle height adjusting unit 23F is the height of the user's handle unit 3.
- the height is determined to be the current height of the handle portion 3.
- the handle height adjusting unit 23F may store the determined height of the handle unit 3 in the user information storage unit 25 in association with the user ID.
- step S129 the handle height adjusting portion 23F stops the ascent of the handle portion 3.
- steps S130 to S131 Since the processing of steps S130 to S131 is the same as the processing of steps S7 to S8 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- step S132 the height of the handle portion 3 is the upper limit of the handle height adjusting portion 23F. Determine if it is the height.
- steps S132 to S133 is the same as the processing of steps S52 to S53 shown in FIGS. 10 and 11, and the processing of steps S134 to S137 is the same as the processing of steps S125 to S128 shown in FIG. Therefore, the description thereof will be omitted.
- step S138 the handle height adjusting portion 23F stops the lowering of the handle portion 3.
- steps S139 to S140 Since the processing of steps S139 to S140 is the same as the processing of steps S7 to S8 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- step S141 the height of the handle portion 3 is the lower limit of the handle height adjusting portion 23F. Determine if it is the height.
- steps S141 to S143 are the same as the processes of steps S61 to S63 shown in FIG. 11, the description thereof will be omitted.
- the handle height adjusting portion 23F raises the handle portion 3 from the initial height to the upper limit height and then lowers the handle portion 3, but the present disclosure is particularly limited to this. Instead, the handle portion 3 may be raised after lowering the handle portion 3 from the initial height to the lower limit height.
- the position detection unit 29 extracts the skeleton data based on the moving image data acquired from the camera 11, but the present disclosure is not particularly limited to this, and the motion capture system is used. It may be used to extract skeletal data.
- the motion capture system may be optical, magnetic, mechanical or inertial sensor type.
- an optical motion capture system captures a user with a marker attached to a joint portion with a camera, and detects the position of the marker from the captured image.
- the position detection unit 29 acquires the user's skeleton data from the position data detected by the motion capture system.
- the motion capture system may be provided with a depth sensor and a color camera, and may automatically extract the position information of the user's joint point from the image and detect the posture of the user. In this case, the user does not need to paste the marker.
- the walking support device 1F includes a handle height adjusting unit 23F and a position detecting unit 29, but the present disclosure is not particularly limited to this, and the present disclosure is not particularly limited to this, and the walking support device 1F and the walking support device 1F are provided via a network.
- a communicablely connected server may include a handle height adjusting unit 23F and a position detecting unit 29.
- the walking support device 1F further includes a communication unit. The communication unit may transmit the data acquired by the camera 11 to the server and may receive an instruction for raising and lowering the handle unit 3 from the server.
- the handle height adjusting unit changes the height of the handle unit 3 to each of the plurality of heights, and then performs the detected exercise load in a state where the user pushes the walking support device and walks.
- the height at which the acquired exercise load is maximized is determined as the height of the handle portion 3 among the plurality of heights.
- FIG. 20 is a block diagram showing the configuration of the walking support device 1G according to the eighth embodiment of the present disclosure.
- the appearance of the walking support device 1G is the same as the appearance of the walking support device 1 shown in FIG. Further, in the eighth embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
- the walking support device 1G includes a main body unit 2, a handle unit 3, a control unit 4G, a moving unit 5, a handle elevating mechanism 6, an IC card reader 7, a load sensor 8, a touch panel 9, a front wheel unit 10, and a biological sensor 12.
- the control unit 4G shown in FIG. 20 includes a load setting unit 21, a movement control unit 22, a handle height adjusting unit 23G, a user recognition unit 24, a user information storage unit 25, a safety control unit 26, and an exercise load storage unit 31.
- the biosensor 12 detects the exercise load applied to the user.
- the exercise load is, for example, the heart rate.
- the biosensor 12 is a radio wave sensor mounted on the walking support device 1G and measures human biometric information in a non-contact manner.
- the biosensor 12 measures human biometric information by irradiating a person with microwaves and measuring a minute change in distance between the biosensor 12 and the person from the Doppler shift of the reflected wave.
- Biometric information includes, for example, respiratory rate and heart rate.
- the walking support device 1G includes a non-contact type radio wave sensor as the biological sensor 12, but the sensor is not limited to the radio wave sensor as long as it can detect the exercise load applied to the user.
- the biosensor 12 may be, for example, a contact type sensor.
- the biosensor 12 may be, for example, a wearable terminal worn on the arm, or a contact-type sensor provided on the wearable terminal may measure biometric information such as the user's heart rate.
- the handle height adjusting unit 23G changes the height of the handle unit 3 to each of a plurality of heights. After changing the height of the handle unit 3, the handle height adjusting unit 23G acquires the exercise load detected by the biosensor 12 while the user is walking while pushing the walking support device 1G.
- the exercise load storage unit 31 corresponds to a plurality of heights of the handle unit 3 and an exercise load detected by the biosensor 12 when the user pushes the walking support device 1G and walks at each of the plurality of heights. Attach and memorize.
- the handle height adjusting unit 23G stores the acquired exercise load in the exercise load storage unit 31 in association with the height of the handle unit 3.
- the handle height adjusting unit 23G determines the height of the handle unit 3 when the acquired exercise load is maximized among the plurality of heights.
- the handle height adjusting unit 23G sets the height associated with the maximum exercise load among the plurality of exercise loads stored in the exercise load storage unit 31 to the optimum height of the handle unit 3 of the user. decide.
- FIG. 21 is a flowchart for explaining the walking support process by the walking support device 1G according to the eighth embodiment of the present disclosure.
- steps S151 to S152 is the same as the processing of steps S1 to S2 shown in FIG. 3
- steps S153 to S154 is the same as the processing of steps S23 to S24 shown in FIG. , The description is omitted.
- step S155 the biosensor 12 detects the user's heart rate.
- step S156 the handle height adjusting unit 23G determines whether or not a predetermined time has elapsed since the user started walking.
- the predetermined time is, for example, 1 minute.
- the process returns to step S155.
- step S157 the handle height adjusting unit 23G is the user's heart rate detected by the biological sensor 12. To get.
- step S158 the handle height adjusting unit 23G stores the current height of the handle unit 3 and the acquired heart rate of the user in the exercise load storage unit 31 in association with each other.
- step S159 the handle height adjusting unit 23G determines whether or not the heart rate is detected at all of the plurality of predetermined heights.
- the handle height adjusting unit 23G refers to the exercise load storage unit 31 and the user
- the height of the handle portion 3 is determined to be the height associated with the highest heart rate among the plurality of heights.
- the handle height adjusting unit 23G may store the determined height of the handle unit 3 in the user information storage unit 25 in association with the user ID.
- steps S161 to S162 Since the processing of steps S161 to S162 is the same as the processing of steps S7 to S8 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- step S163 when it is determined that the heart rate is not detected at all of the plurality of heights (NO in step S159), in step S163, the handle height adjusting unit 23G has the heart rate among the plurality of heights. The height of the handle portion 3 is changed to an undetected height.
- the exercise load is the heart rate, but the present disclosure is not particularly limited to this.
- the exercise load may be a walking distance, a walking time, a walking speed, or a force (load in the traveling direction) in which the user pushes the walking support device 1G.
- the handle height adjusting unit 23G may determine the height of the user's handle unit 3 to be the height of the handle unit 3 when the walking distance is the longest among the plurality of heights. Further, the handle height adjusting unit 23G may determine the height of the user's handle unit 3 to be the height of the handle unit 3 when the walking time is the longest among the plurality of heights.
- the handle height adjusting unit 23G may determine the height of the user's handle unit 3 to be the height of the handle unit 3 when the walking speed becomes the fastest among the plurality of heights. Further, the handle height adjusting portion 23G may determine the height of the handle portion 3 of the user to be the height of the handle portion 3 when the load in the traveling direction is maximized among the plurality of heights.
- the walking support device 1G includes a handle height adjusting unit 23G and an exercise load storage unit 31, but the present disclosure is not particularly limited to this, and the present disclosure is not particularly limited to this, and the walking support device 1G and the walking support device 1G are provided via a network.
- a server connected so as to be able to communicate with each other may include a handle height adjusting unit 23G and an exercise load storage unit 31.
- the walking support device 1G further includes a communication unit. The communication unit may transmit the data acquired by the biosensor 12 to the server and may receive an instruction for raising and lowering the handle unit 3 from the server.
- the handle height adjusting portion raises or lowers the handle portion, and the height of the handle portion 3 is a comfortable height. If it is input, the height at that time is determined to be the height of the handle portion 3.
- FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of the walking support device 1H according to the ninth embodiment of the present disclosure.
- the appearance of the walking support device 1H is the same as the appearance of the walking support device 1 shown in FIG. Further, in the ninth embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
- the walking support device 1H includes a main body unit 2, a handle unit 3, a control unit 4H, a moving unit 5, a handle elevating mechanism 6, an IC card reader 7, a load sensor 8, a touch panel 9, and a front wheel unit 10.
- the control unit 4H shown in FIG. 22 includes a load setting unit 21, a movement control unit 22, a handle height adjusting unit 23H, a user recognition unit 24, a user information storage unit 25, and a safety control unit 26.
- the touch panel 9 accepts input by the user as to whether or not the height of the handle portion 3 is a comfortable height.
- the handle height adjusting portion 23H raises or lowers the handle portion 3.
- the handle height adjusting portion 23H determines the height at that time to be the height of the handle portion 3, and raises or lowers the handle portion 3. To stop.
- FIG. 23 is a first flowchart for explaining the walking support process by the walking support device 1H according to the ninth embodiment of the present disclosure
- FIG. 24 is the walking support device 1H according to the ninth embodiment of the present disclosure. It is the 2nd flowchart for demonstrating the walking support processing by.
- steps S171 to S172 is the same as the processing of steps S1 to S2 shown in FIG. 3, the processing of step S173 is the same as the processing of step S23 shown in FIG. 7, and the processing of step S174 is Since it is the same as the process of step S44 shown in FIG. 10, the description thereof will be omitted.
- step S175 the touch panel 9 accepts an input by the user as to whether or not the current height of the handle portion 3 is a comfortable height.
- the touch panel 9 displays a height determination button indicating that the current height of the handle portion 3 is a comfortable height.
- the user touches the height determination button displayed on the touch panel 9 when the current height of the handle portion 3 is a comfortable height.
- step S176 the handle height adjusting unit 23H determines whether or not the height determination button indicating that the current height of the handle unit 3 is a comfortable height is touched.
- step S177 the handle height adjusting unit 23H sets the height of the user's handle unit 3 to the height of the current handle unit 3. I will decide.
- the handle height adjusting unit 23H may store the determined height of the handle unit 3 in the user information storage unit 25 in association with the user ID.
- step S178 the handle height adjusting portion 23H stops the ascent of the handle portion 3.
- steps S179 to S180 Since the processing of steps S179 to S180 is the same as the processing of steps S7 to S8 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- step S181 whether or not the height of the handle portion 3 is the upper limit height of the handle height adjusting portion 23H. To judge.
- steps S181 to S182 is the same as the processing of steps S52 to S53 shown in FIGS. 10 and 11, and the processing of steps S183 to S185 is the same as the processing of steps S175 to S177 shown in FIG. Therefore, the description thereof will be omitted.
- step S186 the handle height adjusting portion 23H stops the lowering of the handle portion 3.
- steps S187 to S188 Since the processing of steps S187 to S188 is the same as the processing of steps S7 to S8 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- step S189 whether or not the height of the handle portion 3 is the lower limit height of the handle height adjusting portion 23H. To judge.
- steps S189 to S191 Since the processing of steps S189 to S191 is the same as the processing of steps S61 to S63 shown in FIG. 11, the description thereof will be omitted.
- the handle height adjusting portion 23H raises the handle portion 3 from the initial height to the upper limit height and then lowers the handle portion 3, but the present disclosure is particularly limited to this. Instead, the handle portion 3 may be raised after lowering the handle portion 3 from the initial height to the lower limit height.
- the walking support device 1G may include a biosensor that detects the biometric information of the user.
- the handle height adjusting unit 23H may calculate the emotional state value of the user from the biometric information detected by the biometric sensor.
- the emotional state value is represented by two-dimensional coordinates indicating the degree of arousal and the emotional value.
- the handle height adjusting unit 23H may calculate the emotional state value on the two-dimensional coordinates.
- the two-dimensional coordinates are, for example, Russell's annulus diagram.
- the walking support device 1G may determine the height of the handle portion 3 when the calculated emotional value becomes comfortable as the optimum height.
- the handle height adjusting portion 23H when the height of the handle portion 3 is input to be a comfortable height while the handle portion 3 is ascending or descending, the handle height adjusting portion 23H is used.
- the height of the handle portion 3 is determined to be the height of the handle portion 3, and the ascent or descent of the handle portion 3 is stopped, but the present disclosure is not particularly limited to this.
- the handle height adjusting portion 23H sets the height at that time to the height of the handle portion 3. You may decide. That is, the user raises or lowers the handle portion 3, stops the ascent or descent of the handle portion 3, and then pushes the walking support device 1G to walk.
- the touch panel 9 may accept an input by the user as to whether or not the height of the handle portion 3 is a comfortable height.
- the handle height adjusting portion 23H may determine the height at that time to be the height of the handle portion 3.
- FIG. 25 is a block diagram showing the configuration of the walking support device 1I according to the tenth embodiment of the present disclosure.
- the appearance of the walking support device 1I is the same as the appearance of the walking support device 1 shown in FIG. Further, in the tenth embodiment, the same reference numerals are given to the same configurations as those in the first embodiment, and the description thereof will be omitted.
- the walking support device 1I includes a main body unit 2, a handle unit 3, a control unit 4I, a moving unit 5, a handle elevating mechanism 6, an IC card reader 7, a load sensor 8, a touch panel 9, and a front wheel unit 10.
- the control unit 4I shown in FIG. 25 includes a load setting unit 21, a movement control unit 22, a handle height adjusting unit 23I, a user recognition unit 24, a user information storage unit 25, a safety control unit 26, and a correction value storage unit 32.
- the touch panel 9 automatically adjusts the height of the handle portion 3 by the handle height adjusting portion 23I, and then accepts the correction of the height of the handle portion 3 by the user.
- the touch panel 9 is an example of a correction receiving unit.
- the correction value storage unit 32 stores the correction value received by the touch panel 9. If the correction value is +3 cm, the handle portion 3 is raised by 3 cm, and if the correction value is -3 cm, the handle portion 3 is lowered by 3 cm.
- the handle height adjusting portion 23I raises or lowers the handle portion 3 while the user holds the handle portion 3 and stands upright, or when the user pushes the walking support device 1I and walks.
- the handle height adjusting unit 23I acquires the downward load detected by the load sensor 8 while the handle unit 3 is ascending or descending. When the acquired downward load is within a predetermined range, the handle height adjusting portion 23I determines the height at that time to be the height of the handle portion 3, and stops the ascent or descent of the handle portion 3. Let me.
- the handle height adjusting unit 23I raises and lowers the handle unit 3 in response to the user's correction of the height of the handle unit 3 received by the touch panel 9.
- the handle height adjusting portion 23I raises the handle portion 3.
- the handle height adjusting portion 23I lowers the handle portion 3.
- the handle height adjusting unit 23I adds the correction value to the determined height of the handle unit 3.
- FIG. 26 is a first flowchart for explaining the walking support process by the walking support device 1I according to the tenth embodiment of the present disclosure
- FIG. 27 is the walking support device 1I according to the tenth embodiment of the present disclosure. It is the 2nd flowchart for demonstrating the walking support processing by.
- steps S201 to S202 is the same as the processing of steps S1 to S2 shown in FIG. 3, the processing of step S203 is the same as the processing of step S23 shown in FIG. 7, and the processing of steps S204 to S209. Since the processing is the same as the processing of steps S44 to S49 shown in FIG. 10, the description thereof will be omitted.
- step S210 the handle height adjusting unit 23I determines whether or not the correction value is stored in the correction value storage unit 32.
- step S211 the touch panel 9 accepts the correction by the user of the height of the handle unit 3.
- the touch panel 9 displays an ascending button for raising the handle portion 3 and a descending button for lowering the handle portion 3.
- the user touches either the ascending button or the descending button displayed on the touch panel 9.
- the handle height adjusting unit 23I raises the handle portion 3 while the ascending button displayed on the touch panel 9 is touched, and stops the ascending of the handle portion 3 when the ascending button is no longer touched.
- the handle height adjusting unit 23I lowers the handle portion 3 while the lowering button displayed on the touch panel 9 is touched, and stops the lowering of the handle portion 3 when the lowering button is no longer touched. As a result, the user can correct the height of the current handle portion 3 automatically adjusted by the handle height adjusting portion 23I to a height at which he / she feels comfortable.
- step S212 the handle height adjusting unit 23I stores the correction value received by the touch panel 9 in the correction value storage unit 32.
- step S213 when it is determined that the correction value is stored in the correction value storage unit 32 (YES in step S210), in step S213, the handle height adjusting unit 23I is stored in the correction value storage unit 32.
- the handle portion 3 is raised and lowered according to the value.
- steps S214 to S215 Since the processing of steps S214 to S215 is the same as the processing of steps S7 to S8 shown in FIG. 3, the description thereof will be omitted.
- step S216 the height of the handle portion 3 is the upper limit height of the handle height adjusting portion 23I. Determine if it exists.
- steps S216 to S217 is the same as the processing of steps S52 to S53 shown in FIGS. 10 and 11, and the processing of steps S218 to S222 is the same as the processing of steps S54 to S58 shown in FIG. Therefore, the description thereof will be omitted.
- steps S223 to S228 is the same as the processing of steps S210 to S215 shown in FIG. 26, and the processing of steps S229 to S231 is the same as the processing of steps S61 to S63 shown in FIG. Since there is, the explanation is omitted.
- the handle height adjusting unit 23I automatically adjusts the height of the handle unit 3 as in the fourth embodiment, but the present disclosure is not particularly limited to this, and the present embodiment is carried out.
- the height of the handle portion 3 which is the same as that of the first to third, fifth to ninth may be automatically adjusted.
- the operation of the safety control unit 26 in the second to tenth embodiments is the same as the operation of the safety control unit 26 in the first embodiment.
- each component may be configured by dedicated hardware or may be realized by executing a software program suitable for each component.
- Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
- LSI Large Scale Integration
- FPGA Field Programmable Gate Array
- reconfigurable processor that can reconfigure the connection and settings of the circuit cells inside the LSI may be used.
- a part or all of the functions of the apparatus according to the embodiment of the present disclosure may be realized by executing a program by a processor such as a CPU.
- each step shown in the above flowchart is executed is for exemplifying the present disclosure in detail, and may be an order other than the above as long as the same effect can be obtained. .. Further, a part of the above steps may be executed simultaneously with other steps (parallel).
- the technique according to the present disclosure is useful for the technique for supporting the walking of the user because it can stably support the walking of the user and can improve the physical ability of the user more effectively.
Landscapes
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Abstract
歩行支援装置(1)は、本体部(2)と、本体部(2)に設けられ、ユーザが把持可能なハンドル部(3)と、ユーザに与える負荷を設定する負荷設定部(21)と、負荷設定部(21)によって設定された負荷に基づいて、回転体を制御して歩行支援装置(1)を移動させる移動制御部(22)と、アクチュエータを有し、ハンドル部(3)を昇降させるハンドル昇降機構(6)と、ハンドル昇降機構(6)を制御し、ハンドル部(3)の高さを自動的に調整するハンドル高さ調整部(23)とを備える。
Description
本開示は、ユーザの歩行を支援する技術に関するものである。
従来、高齢者などのユーザの歩行を支援しながら身体能力を向上させる歩行支援ロボットがある。
例えば、特許文献1には、ユーザの歩行を支援しつつ、ハンドル荷重に応じて移動する歩行支援ロボットが開示されている。特許文献1に示す歩行支援ロボットは、歩行支援ロボットのハンドル部にかかるハンドル荷重を検知部によって検知し、検知部で検知したハンドル荷重に応じて、当該歩行支援ロボットを移動装置によって移動し、ハンドル荷重の変化に基づいてユーザの足位置を推定し、足位置の情報に基づいて、ユーザに与える負荷を設定する。
しかしながら、上記従来の技術では、ハンドル部の高さを自動的に調整することについては開示されておらず、更なる改善が必要とされていた。
本開示は、上記の問題を解決するためになされたもので、安定してユーザの歩行を支援することができるとともに、ユーザの身体能力をより効果的に向上させることができる技術を提供することを目的とするものである。
本開示の一態様に係る歩行支援装置は、本体部と、前記本体部に設けられ、ユーザが把持可能なハンドル部と、前記ユーザに与える負荷を設定する負荷設定部と、前記負荷設定部によって設定された前記負荷に基づいて、回転体を制御して歩行支援装置を移動させる移動制御部と、アクチュエータを有し、前記ハンドル部を昇降させるハンドル昇降機構と、前記ハンドル昇降機構を制御し、前記ハンドル部の高さを自動的に調整するハンドル高さ調整部と、を備える。
本開示によれば、安定してユーザの歩行を支援することができるとともに、ユーザの身体能力をより効果的に向上させることができる。
(本開示の基礎となった知見)
歩行支援装置におけるハンドル部の適切な高さは、ユーザによって異なる。歩行支援装置のハンドル部の高さがユーザに最適な高さではない場合、安定してユーザの歩行を支援することが困難であり、ユーザの身体能力をより効果的に向上させることが困難である。そのため、歩行支援装置のハンドル部の高さは、ユーザ毎に調整する必要がある。しかしながら、上記の従来技術には、ハンドル部の高さを自動的に調整することについては開示されていない。
歩行支援装置におけるハンドル部の適切な高さは、ユーザによって異なる。歩行支援装置のハンドル部の高さがユーザに最適な高さではない場合、安定してユーザの歩行を支援することが困難であり、ユーザの身体能力をより効果的に向上させることが困難である。そのため、歩行支援装置のハンドル部の高さは、ユーザ毎に調整する必要がある。しかしながら、上記の従来技術には、ハンドル部の高さを自動的に調整することについては開示されていない。
以上の課題を解決するために、本開示の一態様に係る歩行支援装置は、本体部と、前記本体部に設けられ、ユーザが把持可能なハンドル部と、前記ユーザに与える負荷を設定する負荷設定部と、前記負荷設定部によって設定された前記負荷に基づいて、回転体を制御して歩行支援装置を移動させる移動制御部と、アクチュエータを有し、前記ハンドル部を昇降させるハンドル昇降機構と、前記ハンドル昇降機構を制御し、前記ハンドル部の高さを自動的に調整するハンドル高さ調整部と、を備える。
この構成によれば、ユーザに負荷を与えるとともにユーザの歩行を支援する歩行支援装置のハンドル部の高さがユーザ毎に自動的に調整されるので、安定してユーザの歩行を支援することができるとともに、ユーザの身体能力をより効果的に向上させることができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記ユーザを識別するためのユーザ識別情報と、前記ユーザに応じた前記ハンドル部の高さとを対応付けたユーザ情報を予め記憶するユーザ情報記憶部と、さらに、前記ユーザを認識するユーザ認識部と、を備え、前記ハンドル高さ調整部は、前記ユーザ認識部によって認識された前記ユーザの前記ユーザ識別情報に対応付けられている前記ハンドル部の高さを前記ユーザ情報記憶部から取得し、取得した前記高さに応じて前記ハンドル部を昇降させてもよい。
この構成によれば、ユーザが認識され、認識されたユーザのユーザ識別情報に対応付けられているハンドル部の高さが取得され、取得された高さに応じてハンドル部が昇降される。したがって、ユーザに応じて予め記憶されているハンドル部の高さに自動的に調整することができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記ユーザを識別するためのユーザ識別情報と、前記ユーザの身長とを対応付けたユーザ情報を予め記憶するユーザ情報記憶部と、さらに、身長と、前記身長に応じた前記ハンドル部の高さとを対応付けたハンドル情報を予め記憶するハンドル情報記憶部と、さらに、前記ユーザを認識するユーザ認識部と、を備え、前記ハンドル高さ調整部は、前記ユーザ認識部によって認識された前記ユーザの前記ユーザ識別情報に対応付けられている前記ユーザの身長を前記ユーザ情報記憶部から取得し、取得した前記身長に対応付けられている前記ハンドル部の高さを前記ハンドル情報記憶部から取得し、取得した前記高さに応じて前記ハンドル部を昇降させてもよい。
この構成によれば、ユーザが認識され、認識されたユーザの身長に対応付けられているハンドル部の高さが取得され、取得された高さに応じてハンドル部が昇降される。したがって、ユーザの身長に応じて予め記憶されているハンドル部の高さに自動的に調整することができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記ハンドル部にかかるロール方向のモーメントを検知する荷重検知部を備え、前記ハンドル高さ調整部は、前記ユーザが前記歩行支援装置を押して歩いている所定期間において、前記荷重検知部によって検知された前記ロール方向の前記モーメントを取得し、取得した前記所定期間の前記モーメントの分散値又は最大値が閾値より小さい場合、そのときの高さを前記ハンドル部の高さに決定し、取得した前記所定期間の前記モーメントの分散値又は最大値が閾値以上である場合、前記ハンドル部を上昇又は下降させてもよい。
ユーザが歩行支援装置を押して歩いている所定期間に、検知されたロール方向のモーメントの分散値又は最大値が閾値より小さい場合、ユーザの歩行は安定しているといえる。そのため、所定期間のモーメントの分散値又は最大値が閾値より小さい場合、そのときの高さがハンドル部の高さに決定される。また、ユーザが歩行支援装置を押して歩いている所定期間に、検知されたロール方向のモーメントの分散値又は最大値が閾値以上である場合、ユーザの歩行は不安定であるといえる。そのため、所定期間のモーメントの分散値又は最大値が閾値以上である場合、ハンドル部が上昇又は下降される。そして、ハンドル部が上昇又は下降された後、ユーザが歩行支援装置を押して歩いている所定期間に検知されたロール方向のモーメントが再度取得される。したがって、ユーザの歩行が安定しているときの高さにハンドル部を自動的に調整することができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記ハンドル部にかかる荷重を検知する荷重検知部を備え、前記ハンドル高さ調整部は、前記ユーザが前記ハンドル部を把持して直立した状態、又は前記ユーザが前記歩行支援装置を押して歩いている状態において、前記ハンドル部を上昇又は下降させ、前記ハンドル部が上昇又は下降している間に、前記荷重検知部によって検知された下方向にかかる前記荷重を取得し、取得した下方向にかかる前記荷重が所定の範囲内になった場合、そのときの高さを前記ハンドル部の高さに決定し、前記ハンドル部の上昇又は下降を停止させてもよい。
この構成によれば、ユーザがハンドル部を把持して直立した状態、又はユーザが歩行支援装置を押して歩いている状態において、ハンドル部が上昇又は下降される。そして、ハンドル部が上昇又は下降している間に、ハンドル部の下方向にかかる荷重が所定の範囲内になった場合、そのときの高さがハンドル部の高さに決定され、ハンドル部の上昇又は下降が停止される。したがって、ハンドル部の下方向にかかる荷重が、ユーザに最適な所定の範囲内になった場合、そのときの高さがハンドル部の高さに決定されるので、ハンドル部の高さをユーザに最適な高さに自動的に調整することができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記ハンドル部にかかる荷重を検知する荷重検知部を備え、前記ハンドル高さ調整部は、前記ユーザが前記ハンドル部を把持して直立した状態、又は前記ユーザが前記歩行支援装置を押して歩いている状態において、前記荷重検知部によって検知された下方向にかかる前記荷重を取得し、取得した下方向にかかる前記荷重が所定の値以上の場合、前記ハンドル部を上昇させ、取得した下方向にかかる前記荷重が前記所定の値未満になった場合、そのときの高さを前記ハンドル部の高さに決定し、前記ハンドル部の上昇を停止させてもよい。
この構成によれば、ユーザがハンドル部を把持して直立した状態、又はユーザが歩行支援装置を押して歩いている状態において、ハンドル部の下方向にかかる荷重が所定の値以上の場合、ハンドル部が上昇される。そして、ハンドル部の下方向にかかる荷重が所定の値未満になった場合、そのときの高さがハンドル部の高さに決定されるので、ハンドル部の高さをユーザに最適な高さに自動的に調整することができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記ハンドル部にかかる荷重を検知する荷重検知部と、さらに、前記ハンドル部にかかる荷重と、肘の角度とを対応付けた肘角度情報を予め記憶する肘角度情報記憶部と、を備え、前記ハンドル高さ調整部は、前記ユーザが前記ハンドル部を把持して直立した状態、又は前記ユーザが前記歩行支援装置を押して歩いている状態において、前記ハンドル部を上昇又は下降させ、前記ハンドル部が上昇又は下降している間に、前記荷重検知部によって検知された垂直方向にかかる前記荷重を取得し、取得した垂直方向にかかる前記荷重に対応付けられている前記肘の角度を前記肘角度情報記憶部から取得し、取得した前記肘の角度が所定の角度になった場合、そのときの高さを前記ハンドル部の高さに決定し、前記ハンドル部の上昇又は下降を停止させてもよい。
この構成によれば、ユーザがハンドル部を把持して直立した状態、又はユーザが歩行支援装置を押して歩いている状態において、ハンドル部が上昇又は下降される。そして、ハンドル部が上昇又は下降している間に、ハンドル部の垂直方向にかかる荷重に対応するユーザの肘の角度が所定の角度になった場合、そのときの高さがハンドル部の高さに決定され、ハンドル部の上昇又は下降が停止される。したがって、ユーザの肘の角度が、ユーザに最適な所定の角度になった場合、そのときの高さがハンドル部の高さに決定されるので、ハンドル部の高さをユーザに最適な高さに自動的に調整することができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記ハンドル部にかかる荷重を検知する荷重検知部を備え、前記ハンドル高さ調整部は、前記荷重検知部によって検知された上方向及び下方向にかかる前記荷重を取得し、取得した上方向にかかる前記荷重が閾値以上である場合、前記ハンドル部を上昇させ、取得した下方向にかかる前記荷重が閾値以上である場合、前記ハンドル部を下降させ、前記ハンドル部が上昇又は下降している間に、前記荷重検知部によって検知された上方向又は下方向にかかる前記荷重を取得し、取得した上方向又は下方向にかかる前記荷重が所定の値以下になった場合、そのときの高さを前記ハンドル部の高さに決定し、前記ハンドル部の上昇又は下降を停止させてもよい。
この構成によれば、ユーザがハンドル部を上方に引き上げる動作を行うことにより、上方向に荷重がかかり、ユーザがハンドル部を下方に押し下げる動作を行うことにより、下方向に荷重がかかる。ユーザが上方又は下方に力を加えていたハンドル部から手を離すことにより、ハンドル部の上方向又は下方向にかかる荷重が0に近くなる。したがって、ユーザは、ハンドル部を上方に引き上げ、自身が最適であると感じる高さになるとハンドル部から手を離す。また、ユーザは、ハンドル部を下方に押し下げ、自身が最適であると感じる高さになるとハンドル部から手を離す。これにより、ユーザが最適であると感じる高さにハンドル部の高さを調整することができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記ユーザの体の複数の部位の所定空間上の位置を検出する位置検出部と、さらに、人が最適な高さの前記ハンドル部を把持したときの前記人の体の前記複数の部位の前記所定空間上の位置関係を示す姿勢情報を予め記憶する姿勢情報記憶部と、を備え、前記ハンドル高さ調整部は、前記ユーザが前記ハンドル部を把持して直立した状態、又は前記ユーザが前記歩行支援装置を押して歩いている状態において、前記ハンドル部を上昇又は下降させ、前記ハンドル部が上昇又は下降している間に、前記位置検出部によって検出された前記複数の部位の前記所定空間上の位置を取得し、取得した前記複数の部位の前記所定空間上の位置の位置関係が、前記姿勢情報記憶部に記憶されている前記位置関係と同じになった場合、そのときの高さを前記ハンドル部の高さに決定し、前記ハンドル部の上昇又は下降を停止させてもよい。
この構成によれば、ユーザがハンドル部を把持して直立した状態、又はユーザが歩行支援装置を押して歩いている状態において、ハンドル部が上昇又は下降される。そして、ハンドル部が上昇又は下降している間に、ユーザの体の複数の部位の所定空間上の位置が取得され、取得された複数の部位の所定空間上の位置の位置関係が、予め記憶されている位置関係と同じになった場合、そのときの高さがハンドル部の高さに決定され、ハンドル部の上昇又は下降が停止される。したがって、ユーザの体の複数の部位の所定空間上の位置の位置関係が、ユーザに最適な所定の位置関係になった場合、そのときの高さがハンドル部の高さに決定されるので、ハンドル部の高さをユーザに最適な高さに自動的に調整することができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記ユーザにかかる運動負荷を検知する運動負荷検知部を備え、前記ハンドル高さ調整部は、前記ハンドル部の高さを複数の高さのそれぞれに変更し、前記ハンドル部の高さを変更した後、前記ユーザが前記歩行支援装置を押して歩いている状態において、前記運動負荷検知部によって検知された前記運動負荷を取得し、前記複数の高さのうち、取得した前記運動負荷が最大になるときの高さを前記ハンドル部の高さに決定してもよい。
この構成によれば、ハンドル部の高さが変更された後、ユーザが歩行支援装置を押して歩いている状態において、検知された運動負荷が取得され、複数の高さのうち、取得された運動負荷が最大になるときの高さがハンドル部の高さに決定される。したがって、ユーザにかかる運動負荷が最大になるときの高さがハンドル部の高さに決定されるので、ハンドル部の高さをユーザに最適な高さに自動的に調整することができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記ハンドル部の高さが快適な高さであるか否かの前記ユーザによる入力を受け付ける入力受付部を備え、前記ハンドル高さ調整部は、前記ハンドル部を上昇又は下降させ、前記ハンドル部の高さが快適な高さであると入力された場合、そのときの高さを前記ハンドル部の高さに決定し、前記ハンドル部の上昇又は下降を停止させてもよい。
この構成によれば、ハンドル部が上昇又は下降し、ハンドル部の高さが快適な高さであるか否かのユーザによる入力が受け付けられ、ハンドル部の高さが快適な高さであると入力された場合、そのときの高さがハンドル部の高さに決定されるので、ハンドル部の高さをユーザに最適な高さに自動的に調整することができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記ハンドル高さ調整部によって前記ハンドル部の高さが自動的に調整された後、前記ハンドル部の高さの前記ユーザによる補正を受け付ける補正受付部と、さらに、前記補正受付部によって受け付けられた補正値を記憶する補正値記憶部と、を備え、前記ハンドル高さ調整部は、前記補正値記憶部に前記補正値が記憶されている場合、決定した前記ハンドル部の高さに前記補正値を加算してもよい。
この構成によれば、ハンドル部の高さが自動的に調整された後、ハンドル部の高さのユーザによる補正が受け付けられ、受け付けられた補正値が補正値記憶部に記憶される。そして、補正値記憶部に補正値が記憶されている場合、決定されたハンドル部の高さに補正値が加算される。したがって、決定されたハンドル部の高さをユーザの好みの高さに自動的に補正することができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記ハンドル部を昇降させる際に、前記ハンドル昇降機構又は前記回転体を制御する安全制御部を備えてもよい。
この構成によれば、ハンドル部が昇降する際に、安全性が向上するようにハンドル昇降機構又は回転体が制御されることにより、ハンドル部を安全に昇降させることができる。
また、上記の歩行支援装置において、前記安全制御部は、前記ハンドル部を昇降させる際に、前記回転体を停止させてもよい。
この構成によれば、ハンドル部が昇降する際に、回転体が停止されるので、歩行支援装置が停止した状態で、ハンドル部を安全に昇降させることができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記ユーザが前記ハンドル部を把持しているか否かを検知するハンドル把持検知部を備え、前記安全制御部は、前記ハンドル部を昇降させる際に、前記ハンドル把持検知部によって前記ユーザが前記ハンドル部を把持していることが検知された場合、前記ハンドル部の昇降を停止させてもよい。
この構成によれば、ハンドル部が昇降する際に、ユーザがハンドル部を把持していることが検知された場合、ハンドル部の昇降が停止されるので、ユーザがハンドル部を把持していないときにハンドル部を昇降させることができ、ハンドル部を安全に昇降させることができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記ハンドル部にかかる荷重を検知する荷重検知部を備え、前記安全制御部は、右方向にかかる荷重と左方向にかかる荷重との差分が閾値以上である場合、前記ハンドル部の昇降を停止させてもよい。
この構成によれば、ハンドル部の右方向にかかる荷重と左方向にかかる荷重との差分が閾値以上である場合、すなわち、ハンドル部に物が掛けられている場合、ハンドル部の昇降が停止されるので、ハンドル部に物が掛けられてないときにハンドル部を昇降させることができ、ハンドル部を安全に昇降させることができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記ハンドル部にかかる荷重を検知する荷重検知部を備え、前記安全制御部は、上方向にかかる荷重が閾値以上である場合、又は下方向にかかる荷重が閾値以上である場合、前記ハンドル部の昇降を停止させてもよい。
この構成によれば、ハンドル部の上方向にかかる荷重が閾値以上である場合、又は下方向にかかる荷重が閾値以上である場合、ハンドル部の昇降が停止されるので、ハンドル部が上昇中又は下降中に物に接触した場合に、ハンドル部が上昇又は下降し続けるのを防止することができる。
また、上記の歩行支援装置において、前記ハンドル部の昇降方向は、鉛直方向に対して傾いており、前記安全制御部は、前記ハンドル部を上昇させる際に、前記歩行支援装置を前進させ、前記ハンドル部を下降させる際に、前記歩行支援装置を後進させてもよい。
この構成によれば、ハンドル部の昇降方向が、鉛直方向に対して傾いている場合、ハンドル部が上昇する際に、歩行支援装置が前進し、ハンドル部が下降する際に、歩行支援装置が後進する。したがって、ハンドル部が上昇する際に、ハンドル部の上昇に応じて歩行支援装置が前進することにより、ユーザがハンドル部に押されなくなり、ユーザの転倒を防止することができる。また、ハンドル部が下降する際に、ハンドル部の下降に応じて歩行支援装置が後進することにより、ユーザがハンドル部に引っ張られなくなり、ユーザの転倒を防止することができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記回転体の回転数を検知する回転数検知部を備え、前記安全制御部は、前記回転数検知部によって検知される前記回転数が閾値以上である場合、前記ハンドル部の昇降を停止させてもよい。
この構成によれば、回転体の回転数が検知され、検知される回転数が閾値以上である場合、すなわち、歩行支援装置が移動している場合、ハンドル部の昇降が停止されるので、歩行支援装置が停止した状態で、ハンドル部を安全に昇降させることができる。
また、上記の歩行支援装置において、さらに、前記歩行支援装置の加速度を検知する加速度検知部を備え、前記安全制御部は、前記加速度検知部によって検知される前記加速度が閾値以上である場合、前記ハンドル部の高さが、前記歩行支援装置が安定する所定の高さになるように、前記ハンドル部を昇降させてもよい。
この構成によれば、歩行支援装置の加速度が検知され、検知される加速度が閾値以上である場合、ハンドル部の高さが、歩行支援装置が安定する所定の高さになるように、ハンドル部が昇降される。したがって、歩行支援装置が急に動くことで、歩行支援装置が倒れるのを防止することができる。
また、本開示は、以上のような特徴的な構成を備える歩行支援装置として実現することができるだけでなく、歩行支援装置が備える特徴的な構成に対応する特徴的な処理を実行する歩行支援方法などとして実現することもできる。また、このような歩行支援方法に含まれる特徴的な処理をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムとして実現することもできる。したがって、以下の他の態様でも、上記の歩行支援装置と同様の効果を奏することができる。
本開示の他の態様に係る歩行支援方法は、本体部と、前記本体部に設けられ、ユーザが把持可能なハンドル部とを備える歩行支援装置における歩行支援方法であって、前記ユーザに与える負荷を設定し、設定した前記負荷に基づいて、回転体を制御して前記歩行支援装置を移動させ、アクチュエータを有し、前記ハンドル部を昇降させるハンドル昇降機構を制御し、前記ハンドル部の高さを自動的に調整する。
本開示の他の態様に係る歩行支援プログラムは、本体部と、前記本体部に設けられ、ユーザが把持可能なハンドル部とを備える歩行支援装置により前記ユーザの歩行を支援するための歩行支援プログラムであって、前記ユーザに与える負荷を設定し、設定した前記負荷に基づいて、回転体を制御して前記歩行支援装置を移動させ、アクチュエータを有し、前記ハンドル部を昇降させるハンドル昇降機構を制御し、前記ハンドル部の高さを自動的に調整するようにコンピュータを機能させる。
以下添付図面を参照しながら、本開示の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本開示を具体化した一例であって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
(実施の形態1)
図1は、本開示の実施の形態1に係る歩行支援装置1の構成を示す外観図である。
図1は、本開示の実施の形態1に係る歩行支援装置1の構成を示す外観図である。
図1に示す歩行支援装置1は、本体部2、ハンドル部3、制御部4、移動部5、ハンドル昇降機構6、ICカードリーダ7、荷重センサ8、タッチパネル9及び前輪部10を備える。
本体部2は、他の構成部材を支持するとともにユーザが歩行する際の荷重を支えることができるような剛性を有するフレームにより構成される。
ハンドル部3は、本体部2の上部に設けられており、ユーザにより把持可能である。ハンドル部3の形状は、歩行中のユーザの両手により把持しやすい形状に形成されている。
制御部4は、本体部2に内蔵されている。制御部4は、マイクロプロセッサ及びメモリにより実現される。メモリは、例えば、RAM(Random Access Memory)、SSD(Solid State Drive)又はフラッシュメモリ等の各種情報を記憶可能な記憶装置である。
ハンドル昇降機構6は、本体部2に内蔵されている。ハンドル昇降機構6は、電動アクチュエータ(アクチュエータ)を有し、ハンドル部3を昇降させる。電動アクチュエータは、モータと、モータの回転運動を直線運動に変換するボールネジとを備える。ハンドル昇降機構6は、ハンドル部3を上昇させるとともに、ハンドル部3を下降させる。これにより、ハンドル部3の高さが調整される。なお、ハンドル部3が昇降する昇降方向は、鉛直方向に対してユーザ側に傾いている。
ICカードリーダ7は、ハンドル部3に内蔵されている。ICカードリーダ7は、NFC(Near Field Communication)により、非接触でICカードに記憶された情報を読み出す。ICカードは、ユーザを識別するためのユーザID(ユーザ識別情報)を予め記憶している。ユーザは、自身のユーザIDが記憶されたICカードをICカードリーダ7に近づける。これにより、ICカードリーダ7は、近くにあるICカードからユーザIDを取得する。
荷重センサ8は、本体部2とハンドル部3との接合部分に内蔵されている。荷重センサ8は、ハンドル部3にかかる荷重を検知する。荷重センサ8は、ハンドル部3をユーザが把持することにより、ユーザがハンドル部3にかける荷重を検知する。具体的には、ユーザがハンドル部3を把持して歩行するときに、ユーザはハンドル部3に荷重をかける。荷重センサ8は、ユーザがハンドル部3にかける荷重の向き及び大きさを検知する。
荷重センサ8は、互いに直交する三軸方向にかかる力、及び三軸の軸回りのモーメントをそれぞれ検出可能な六軸力センサである。互いに直交する三軸とは、歩行支援装置1の左右方向に延在するx軸、歩行支援装置1の前後方向に延在するy軸、及び歩行支援装置1の高さ方向に延在するz軸である。三軸方向にかかる力とは、x軸方向にかかる力Fx、y軸方向にかかる力Fy、及びz軸方向にかかる力Fzである。実施の形態1では、力Fxのうち右方向にかかる力を+Fxとし、左方向にかかる力を-Fxとしている。力Fyのうち前方向にかかる力を+Fyとし、後方向にかかる力を-Fyとしている。Fz方向のうち歩行面に対して鉛直下方向にかかる力を-Fzとし、歩行面に対して鉛直上方向にかかる力を+Fzとしている。三軸の軸回りのモーメントとは、x軸の軸回り(ピッチ方向)のモーメントMx、y軸の軸回り(ロール方向)のモーメントMy、及びz軸の軸回り(ヨー方向)のモーメントMzである。
移動部5は、本体部2の後方下部に設けられた一対の回転体51と、一対の回転体51をそれぞれ駆動制御する一対の駆動部52とを備える。
2つの回転体51は、本体部2の下部から後方に延びる2つの後脚部の先端に設けられている。2つの回転体51は、本体部2を自立させた状態で支持し、それぞれ駆動部52により回転駆動される車輪である。実施の形態1では、駆動部52により回転体51が回転し、歩行支援装置1を移動させる。具体的には、2つの回転体51は、歩行支援装置1を自立させた姿勢を保った状態で、本体部2を前方向又は後方向に移動させる。
駆動部52は、荷重センサ8によって検知された荷重に基づいて、回転体51を駆動する。
移動部5は、本体部2を移動させる。移動部5は、荷重センサ8で検知された荷重(力及びモーメント)の大きさ及び向きに基づいて、本体部2を移動させる。
移動部5は、荷重センサ8によって+Fyの力が検知された場合、本体部2を前方向に移動させる。即ち、荷重センサ8によって+Fyの力が検知された場合、歩行支援装置1は前進動作を行う。歩行支援装置1が前進動作を行っている間、荷重センサ8によって検知される+Fyの力が大きくなると、移動部5は、歩行支援装置1の前方向への移動の速度を上げる。一方、歩行支援装置1が前進動作を行っている間、荷重センサ8によって検知される+Fyの力が小さくなると、移動部5は、歩行支援装置1の前方向への移動速度を下げる。
移動部5は、荷重センサ8によって-Fyの力が検知された場合、本体部2を後方向に移動させる。即ち、荷重センサ8によって-Fyの力が検知された場合、歩行支援装置1は後退動作を行う。歩行支援装置1が後退動作を行っている間、荷重センサ8によって検知される-Fyの力が大きくなると、移動部5は、歩行支援装置1の後方向への移動の速度を上げる。一方、歩行支援装置1が後退動作を行っている間、荷重センサ8によって検知される-Fyの力が小さくなると、移動部5は、歩行支援装置1の後方向への移動速度を下げる。
移動部5は、荷重センサ8によって+Fyの力と+Mzのモーメントとが検知された場合、本体部2を右方向に旋回移動させる。即ち、荷重センサ8によって+Fyの力と+Mzのモーメントが検知された場合、歩行支援装置1は右旋回動作を行う。歩行支援装置1が右旋回動作を行っている間、荷重センサ8によって検知される+Mzのモーメントが大きくなると、歩行支援装置1の旋回半径が小さくなる。また、歩行支援装置1が右旋回動作を行っている間、荷重センサ8で検知される+Fyの力が大きくなると、旋回速度が大きくなる。
移動部5は、荷重センサによって+Fyの力と-Mzのモーメントとが検知された場合、本体部2を左方向に旋回移動させる。即ち、荷重センサ8によって+Fyの力と-Mzのモーメントが検知された場合、歩行支援装置1は左旋回動作を行う。歩行支援装置1が左旋回動作を行っている間、荷重センサ8によって検知される-Mzのモーメントが大きくなると、歩行支援装置1の旋回半径が小さくなる。また、歩行支援装置1が左旋回動作を行っている間、荷重センサ8によって検知される+Fyの力が大きくなると、旋回速度が大きくなる。
なお、移動部5の制御は、上述した例に限定されない。移動部5は、例えば、Fy及びFzの力に基づいて、歩行支援装置1の前進動作及び後退動作を制御してもよい。また、移動部5は、例えば、Mx又はMyのモーメントに基づいて、歩行支援装置1の旋回動作を制御してもよい。また、移動速度を算出するために用いるハンドル荷重は、前方向(+Fy)の荷重、又は下方向(-Fz)の荷重であってもよいし、前方向(+Fy)の荷重と下方向(-Fz)の荷重とを組み合わせた荷重であってもよい。
なお、前記実施例では荷重センサ8の値をもとに回転体51が駆動制御されているが、必ずしも荷重センサ8の値を必要とせず、ユーザの負荷設定値及びモータからのフィードバック値をもとに回転体51が駆動制御されてもよい。
タッチパネル9は、種々の情報を表示するとともに、ユーザによる情報の入力を受け付ける。
前輪部10は、本体部2の前方下部に設けられ、一対の回転体(車輪)を有している。2つの回転体は、本体部2の下部から前方に延びる2つの前脚部の先端に設けられている。前輪部10は、1つの回転体(車輪)を有していてもよい。
ここで、図1に示す制御部4の詳細な構成について説明する。
図2は、本開示の実施の形態1に係る歩行支援装置1の構成を示すブロック図である。
図2に示す制御部4は、負荷設定部21、移動制御部22、ハンドル高さ調整部23、ユーザ認識部24、ユーザ情報記憶部25及び安全制御部26を備える。
ユーザ情報記憶部25は、ユーザを識別するためのユーザID(ユーザ識別情報)と、ユーザに応じたハンドル部3の高さとを対応付けたユーザ情報を予め記憶する。なお、ユーザ情報は、ハンドル部3の高さだけでなく、ユーザに関する種々の情報をユーザIDに対応付けてもよい。例えば、ユーザ情報は、ユーザIDと、ユーザの年齢、性別、身長、及び体重とを対応付けてもよい。また、例えば、ユーザ情報は、ユーザIDと、ユーザの歩行履歴とを対応付けてもよい。歩行履歴は、例えば、歩行速度、歩行時間、及び歩行距離を含む。また、例えば、ユーザ情報は、ユーザIDと、ユーザに与える負荷とを対応付けてもよい。
負荷設定部21は、ユーザに与える負荷を設定する。負荷設定部21は、ユーザ情報記憶部25に記憶されているユーザに与える負荷を取得して設定する。負荷設定部21は、ユーザ情報に基づいて負荷を設定する。例えば、負荷設定部21は、ユーザに与える負荷の大きさに応じて、歩行支援装置1の移動部5の駆動力を低下させてもよい。具体的には、負荷設定部21は、荷重センサ8によって検知された荷重を補正することによって、移動部5の駆動力を制御し、ユーザに与える負荷を制御している。移動部5は、荷重センサ8によって検知された荷重に応じた移動速度で移動する。このため、負荷設定部21は、荷重を補正することによって、移動部5の移動速度を変更することができる。
移動制御部22は、負荷設定部21によって設定された負荷に基づいて、回転体51を制御して歩行支援装置1を移動させる。
ユーザ認識部24は、歩行支援装置1を利用するユーザを認識する。ユーザ認識部24は、ICカードリーダ7からユーザIDを取得し、取得したユーザIDと、ユーザ情報記憶部25に記憶されているユーザIDとが一致するか否かを判定する。取得したユーザIDと、ユーザ情報記憶部25に記憶されているユーザIDとが一致する場合、ユーザ認識部24は、歩行支援装置1を利用するユーザが、予め登録されているユーザであると認識し、ユーザIDをハンドル高さ調整部23に出力する。一方、取得したユーザIDと、ユーザ情報記憶部25に記憶されているユーザIDとが一致しない場合、ユーザ認識部24は、歩行支援装置1を利用するユーザが、予め登録されているユーザではないと認識し、歩行支援装置1の利用を禁止する画面をタッチパネル9に表示させる。なお、ユーザ認識部24は、歩行支援装置1を利用するユーザが、予め登録されているユーザではないと認識した場合、ユーザ情報の登録を促す画面をタッチパネル9に表示させてもよい。
ハンドル高さ調整部23は、ハンドル昇降機構6を制御し、ハンドル部3の高さを自動的に調整する。ハンドル高さ調整部23は、ユーザ認識部24によって認識されたユーザのユーザIDに対応付けられているハンドル部3の高さをユーザ情報記憶部25から取得し、取得した高さに応じてハンドル部3を昇降させる。
安全制御部26は、ハンドル部3を昇降させる際に、ハンドル昇降機構6又は回転体51を制御する。本実施の形態1において、安全制御部26は、ハンドル部3を昇降させる際に、回転体51を停止させる、安全制御部26は、ハンドル昇降機構6がハンドル部3を昇降させる前に、回転体51を停止させるように移動制御部22へ指示する。移動制御部22は、回転体51を停止させるための駆動停止信号を移動部5へ出力する。移動部5の駆動部52は、駆動停止信号を取得すると、回転体51の駆動を停止し、歩行支援装置1を移動させないようにする。
続いて、本開示の実施の形態1に係る歩行支援装置1による歩行支援処理について説明する。
図3は、本開示の実施の形態1に係る歩行支援装置1による歩行支援処理について説明するためのフローチャートである。
まず、ステップS1において、ユーザ認識部24は、ICカードリーダ7からユーザIDを取得する。
なお、本実施の形態1では、ユーザ認識部24は、ICカードリーダ7によって読み取られたユーザIDを取得しているが、本開示は特にこれに限定されず、ユーザIDが記録された2次元コードを読み取ることによりユーザIDを取得してもよい。また、ユーザ認識部24は、カメラによりユーザの顔を撮像し、撮像された顔画像に対応付けられたユーザIDをユーザ情報記憶部25から取得してもよい。また、ユーザ認識部24は、マイクによりユーザの声を取得し、取得した声に対応付けられたユーザIDをユーザ情報記憶部25から取得してもよい。
また、ユーザ認識部24は、ユーザ情報が予め登録されているユーザの名前のリストをタッチパネル9に表示させ、リストの中から自身の名前の選択を受け付けさせてもよい。ユーザ認識部24は、選択された名前に対応付けられたユーザIDをユーザ情報記憶部25から取得してもよい。
次に、ステップS2において、ユーザ認識部24は、ICカードリーダ7から取得したユーザIDに基づいて、歩行支援装置1を利用するユーザを認識する。取得したユーザIDと、ユーザ情報記憶部25に記憶されているユーザIDとが一致する場合、ユーザ認識部24は、歩行支援装置1を利用するユーザが、予め登録されているユーザであると認識し、ユーザIDをハンドル高さ調整部23に出力する。
次に、ステップS3において、ハンドル高さ調整部23は、ユーザ認識部24によって認識されたユーザのユーザIDに対応付けられているハンドル部3の高さをユーザ情報記憶部25から取得する。
次に、ステップS4において、安全制御部26は、回転体51を停止させる、安全制御部26は、回転体51を停止させるように移動制御部22へ指示する。移動制御部22は、回転体51を停止させるための駆動停止信号を移動部5へ出力する。移動部5の駆動部52は、駆動停止信号を取得すると、回転体51の駆動を停止し、歩行支援装置1を移動させないようにする。
次に、ステップS5において、ハンドル高さ調整部23は、取得した高さに応じてハンドル部3を昇降させる。ハンドル高さ調整部23は、取得した高さに対応する位置にハンドル部3を昇降させるためのハンドル昇降信号をハンドル昇降機構6へ出力する。ハンドル昇降機構6は、ハンドル高さ調整部23から取得したハンドル昇降信号に基づいて、ハンドル部3を昇降させる。
次に、ステップS6において、安全制御部26は、回転体51の停止を解除する、安全制御部26は、回転体51の停止を解除するように移動制御部22へ指示する。移動制御部22は、回転体51の停止を解除するための停止解除信号を移動部5へ出力する。移動部5の駆動部52は、停止解除信号を取得すると、回転体51の駆動を開始し、歩行支援装置1を移動可能にする。
次に、ステップS7において、負荷設定部21は、ユーザに与える負荷を設定する。負荷設定部21は、ユーザ認識部24によって認識されたユーザのユーザIDに対応付けられている負荷情報をユーザ情報記憶部25から取得し、取得した負荷情報を移動制御部22に出力する。
次に、ステップS8において、移動制御部22は、荷重センサ8によって検知された荷重(力及びモーメント)の大きさ及び向きと、ユーザに与える負荷を示す負荷情報とに基づいて、回転体51を制御する。すなわち、移動制御部22は、荷重センサ8によって検知された荷重(力及びモーメント)の大きさ及び向きと、ユーザに与える負荷を示す負荷情報とに基づいて、ユーザの移動方向及び移動速度を算出する。そして、移動制御部22は、算出した移動方向及び移動速度に応じた回転体51の回転量を算出し、算出した回転量で駆動するための駆動信号を移動部5へ出力する。移動部5の駆動部52は、移動制御部22からの駆動信号に応じて、回転体51を駆動する。
このように、ユーザに負荷を与えるとともにユーザの歩行を支援する歩行支援装置1のハンドル部3の高さがユーザ毎に自動的に調整されるので、安定してユーザの歩行を支援することができるとともに、ユーザの身体能力をより効果的に向上させることができる。
なお、本実施の形態1では、安全制御部26は、ハンドル部3を昇降させる際に、回転体51を停止させるように移動制御部22へ指示しているが、本開示は特にこれに限定されない。移動部5が物理ブレーキを有している場合、安全制御部26は、ハンドル部3を昇降させる際に、物理ブレーキをかけるように移動制御部22へ指示してもよい。移動制御部22は、物理ブレーキをかけるためのブレーキ作動信号を移動部5へ出力してもよい。移動部5は、ブレーキ作動信号を取得すると、物理ブレーキを作動し、歩行支援装置1を移動させないようにしてもよい。
また、実施の形態1において、歩行支援装置1は、ユーザがハンドル部3を把持しているか否かを検知するハンドル把持検知部を備えてもよい。安全制御部26は、ハンドル部3を昇降させる際に、ハンドル把持検知部によってユーザがハンドル部3を把持していることが検知された場合、ハンドル部3の昇降を停止させてもよい。
また、実施の形態1において、安全制御部26は、荷重センサ8によって検知された右方向にかかる荷重と左方向にかかる荷重とを取得し、右方向にかかる荷重と左方向にかかる荷重との差分が閾値以上であるか否かを判定してもよい。安全制御部26は、右方向にかかる荷重と左方向にかかる荷重との差分が閾値以上である場合、ハンドル部3の昇降を停止させてもよい。
また、実施の形態1において、安全制御部26は、荷重センサ8によって検知された上方向にかかる荷重又は下方向にかかる荷重を取得し、上方向にかかる荷重が閾値以上であるか否か、又は下方向にかかる荷重が閾値以上であるか否かを判定してもよい。安全制御部26は、上方向にかかる荷重が閾値以上である場合、又は下方向にかかる荷重が閾値以上である場合、ハンドル部3の昇降を停止させてもよい。これにより、例えば、ハンドル部3が上昇中に天井に接触した場合に、ハンドル部3が上昇し続けるのを防止することができる。
また、実施の形態1において、歩行支援装置1は、ハンドル昇降機構6が有するモータに印加される電圧を検知する電圧検知部又はハンドル昇降機構6が有するモータに印加される電流を検知する電流検知部を備えてもよい。安全制御部26は、電圧検知部によって検知される電圧が閾値以上であるか否か、又は電流検知部によって検知される電流が閾値以上であるか否かを判定してもよい。安全制御部26は、電圧検知部によって検知される電圧が閾値以上である場合、又は電流検知部によって検知される電流が閾値以上である場合、ハンドル部3の昇降を停止させてもよい。
また、実施の形態1において、安全制御部26は、ハンドル部3を上昇させる際に、歩行支援装置1を前進させ、ハンドル部3を下降させる際に、歩行支援装置1を後進させてもよい。本実施の形態1において、ハンドル部3の昇降方向は、鉛直方向に対して傾いている。そのため、ユーザがハンドル部3を把持している場合、歩行支援装置1が停止した状態で、ハンドル部3が上昇すると、ユーザはハンドル部3に押されることになる。そこで、ハンドル部3を上昇させる際に、ハンドル部3の上昇に応じて歩行支援装置1を前進させることにより、ユーザがハンドル部3に押されなくなり、ユーザの転倒を防止することができる。
また、実施の形態1において、歩行支援装置1は、回転体51の回転数を検知する回転数検知部を備えてもよい。安全制御部26は、回転数検知部によって検知される回転数が閾値以上であるか否かを判定してもよい。安全制御部26は、回転数検知部によって検知される回転数が閾値以上である場合、ハンドル部3の昇降を停止させてもよい。
また、実施の形態1において、歩行支援装置1は、歩行支援装置1の加速度を検知する加速度検知部を備えてもよい。安全制御部26は、加速度検知部によって検知される加速度が閾値以上であるか否かを判定してもよい。安全制御部26は、加速度検知部によって検知される加速度が閾値以上である場合、ハンドル部3の高さが、歩行支援装置1が安定する所定の高さになるように、ハンドル部3を昇降させてもよい。歩行支援装置1が安定する所定の高さは、歩行支援装置1の形状により予め決められている。歩行支援装置1が急加速した場合、歩行支援装置1が転倒するおそれがある。しかしながら、加速度が閾値以上である場合、ハンドル部3の高さが、歩行支援装置1が安定する所定の高さに変更されるので、歩行支援装置1が転倒するのを防止することができる。
また、実施の形態1において、歩行支援装置1は、ハンドル部3の高さとタッチパネル9の角度とを予め対応付けて記憶する角度記憶部と、ハンドル部3の高さに応じてタッチパネル9の角度を調整する角度調整部とを備えてもよい。タッチパネル9がハンドル部3に取り付けられている場合、ハンドル部3が上昇又は下降すると、タッチパネル9も上昇又は下降する。このとき、タッチパネル9の角度が一定である場合、ハンドル部3の高さが変化することにより、ユーザは、タッチパネル9の画面を見難くなる。そこで、角度調整部は、ハンドル部3の高さに対応付けられているタッチパネル9の角度を角度記憶部から取得し、調整されたハンドル部3の高さに応じてタッチパネル9の角度を変更してもよい。
また、角度調整部は、ユーザの身長とハンドル部3の高さとに応じてタッチパネル9の角度を調整してもよい。この場合、角度記憶部は、身長とハンドル部3の高さとタッチパネル9の角度とを予め対応付けて記憶してもよい。角度調整部は、予め記憶されているユーザの身長と調整されたハンドル部3の高さとに応じてタッチパネル9の角度を変更してもよい。
また、実施の形態1において、荷重センサ8は、ユーザがハンドル部3から手を離している状態で、荷重センサ8の荷重値を検知することにより、荷重センサ8のキャリブレーションを行ってもよい。
また、実施の形態1において、ハンドル部3の高さは、複数段階に変更可能であり、複数の歩行支援装置それぞれのハンドル部3の高さは、互いに異なる高さに調整されてもよい。これにより、例えば、複数の歩行支援装置が同一施設内にある場合、複数の歩行支援装置を重ねて収納することが可能となる。
(実施の形態2)
実施の形態1では、ハンドル高さ調整部23は、ユーザIDに対応付けられているハンドル部3の高さをユーザ情報記憶部25から取得している。これに対し、実施の形態2では、ハンドル高さ調整部は、ユーザの身長に対応付けられているハンドル部3の高さをハンドル情報記憶部から取得する。
実施の形態1では、ハンドル高さ調整部23は、ユーザIDに対応付けられているハンドル部3の高さをユーザ情報記憶部25から取得している。これに対し、実施の形態2では、ハンドル高さ調整部は、ユーザの身長に対応付けられているハンドル部3の高さをハンドル情報記憶部から取得する。
図4は、本開示の実施の形態2に係る歩行支援装置1Aの構成を示すブロック図である。なお、歩行支援装置1Aの外観は、図1に示す歩行支援装置1の外観と同じである。また、実施の形態2において、実施の形態1と同じ構成については同じ参照符号を付し、説明を省略する。
歩行支援装置1Aは、本体部2、ハンドル部3、制御部4A、移動部5、ハンドル昇降機構6、ICカードリーダ7、荷重センサ8、タッチパネル9及び前輪部10を備える。
図4に示す制御部4Aは、負荷設定部21、移動制御部22、ハンドル高さ調整部23A、ユーザ認識部24、ユーザ情報記憶部25A、安全制御部26及びハンドル情報記憶部27を備える。
ユーザ情報記憶部25Aは、ユーザを識別するためのユーザIDと、ユーザの身長とを対応付けたユーザ情報を予め記憶する。
ハンドル情報記憶部27は、身長と、身長に応じたハンドル部3の高さとを対応付けたハンドル情報を予め記憶する。
ハンドル高さ調整部23Aは、ユーザ認識部24によって認識されたユーザのユーザIDに対応付けられているユーザの身長をユーザ情報記憶部25Aから取得する。また、ハンドル高さ調整部23Aは、ユーザ情報記憶部25Aから取得した身長に対応付けられているハンドル部3の高さをハンドル情報記憶部27から取得する。そして、ハンドル高さ調整部23Aは、ハンドル情報記憶部27から取得したハンドル部3の高さに応じてハンドル部3を昇降させる。
続いて、本開示の実施の形態2に係る歩行支援装置1Aによる歩行支援処理について説明する。
図5は、本開示の実施の形態2に係る歩行支援装置1Aによる歩行支援処理について説明するためのフローチャートである。
ステップS11~ステップS12の処理は、図3に示すステップS1~ステップS2の処理と同じであるので、説明を省略する。
次に、ステップS13において、ハンドル高さ調整部23Aは、ユーザ認識部24によって認識されたユーザのユーザIDに対応付けられているユーザの身長をユーザ情報記憶部25Aから取得する。
次に、ステップS14において、ハンドル高さ調整部23Aは、ユーザ情報記憶部25Aから取得したユーザの身長に対応付けられているハンドル部3の高さをハンドル情報記憶部27から取得する。
ステップS15~ステップS19の処理は、図3に示すステップS4~ステップS8の処理と同じであるので、説明を省略する。
なお、ユーザ情報記憶部25Aは、ユーザを識別するためのユーザIDと、ユーザの年齢とを対応付けたユーザ情報を予め記憶してもよい。この場合、制御部4Aは、年齢と、一般的な平均身長とを対応付けた身長情報を予め記憶する身長情報記憶部をさらに備えてもよい。ハンドル高さ調整部23Aは、ユーザ認識部24によって認識されたユーザのユーザIDに対応付けられているユーザの年齢をユーザ情報記憶部25Aから取得してもよい。また、ハンドル高さ調整部23Aは、ユーザ情報記憶部25Aから取得した年齢に対応付けられている平均身長を身長情報記憶部から取得してもよい。また、ハンドル高さ調整部23Aは、身長情報記憶部から取得した平均身長に対応付けられているハンドル部3の高さをハンドル情報記憶部27から取得してもよい。そして、ハンドル高さ調整部23Aは、ハンドル情報記憶部27から取得したハンドル部3の高さに応じてハンドル部3を昇降させてもよい。
また、ユーザ情報記憶部25Aは、ユーザを識別するためのユーザIDと、ユーザの性別及び年齢とを対応付けたユーザ情報を予め記憶してもよい。この場合、制御部4Aは、性別及び年齢と、一般的な平均身長とを対応付けた身長情報を予め記憶する身長情報記憶部をさらに備えてもよい。ハンドル高さ調整部23Aは、ユーザ認識部24によって認識されたユーザのユーザIDに対応付けられているユーザの性別及び年齢をユーザ情報記憶部25Aから取得してもよい。また、ハンドル高さ調整部23Aは、ユーザ情報記憶部25Aから取得した性別及び年齢に対応付けられている平均身長を身長情報記憶部から取得してもよい。また、ハンドル高さ調整部23Aは、身長情報記憶部から取得した平均身長に対応付けられているハンドル部3の高さをハンドル情報記憶部27から取得してもよい。そして、ハンドル高さ調整部23Aは、ハンドル情報記憶部27から取得したハンドル部3の高さに応じてハンドル部3を昇降させてもよい。
また、ユーザ情報記憶部25Aは、ユーザを識別するためのユーザIDと、ユーザの性別及び年齢とを対応付けたユーザ情報を予め記憶してもよい。また、ハンドル情報記憶部27は、性別及び年齢と、ハンドル部3の高さとを対応付けたハンドル情報を予め記憶してもよい。この場合、ハンドル高さ調整部23Aは、ユーザ認識部24によって認識されたユーザのユーザIDに対応付けられているユーザの性別及び年齢をユーザ情報記憶部25Aから取得してもよい。また、ハンドル高さ調整部23Aは、ユーザ情報記憶部25Aから取得した性別及び年齢に対応付けられているハンドル部3の高さをハンドル情報記憶部27から取得してもよい。そして、ハンドル高さ調整部23Aは、ハンドル情報記憶部27から取得したハンドル部3の高さに応じてハンドル部3を昇降させてもよい。
(実施の形態3)
実施の形態1では、ハンドル高さ調整部23は、ユーザIDに対応付けられているハンドル部3の高さをユーザ情報記憶部25から取得している。これに対し、実施の形態3では、ハンドル高さ調整部は、ユーザが歩行支援装置を押して歩いている所定期間において、荷重センサによって検知されたロール方向のモーメントを取得し、取得した所定期間のモーメントの分散値又は最大値が閾値より小さい場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定する。
実施の形態1では、ハンドル高さ調整部23は、ユーザIDに対応付けられているハンドル部3の高さをユーザ情報記憶部25から取得している。これに対し、実施の形態3では、ハンドル高さ調整部は、ユーザが歩行支援装置を押して歩いている所定期間において、荷重センサによって検知されたロール方向のモーメントを取得し、取得した所定期間のモーメントの分散値又は最大値が閾値より小さい場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定する。
図6は、本開示の実施の形態3に係る歩行支援装置1Bの構成を示すブロック図である。なお、歩行支援装置1Bの外観は、図1に示す歩行支援装置1の外観と同じである。また、実施の形態3において、実施の形態1と同じ構成については同じ参照符号を付し、説明を省略する。
歩行支援装置1Bは、本体部2、ハンドル部3、制御部4B、移動部5、ハンドル昇降機構6、ICカードリーダ7、荷重センサ8、タッチパネル9及び前輪部10を備える。
図6に示す制御部4Bは、負荷設定部21、移動制御部22、ハンドル高さ調整部23B、ユーザ認識部24、ユーザ情報記憶部25及び安全制御部26を備える。
荷重センサ8は、ハンドル部3にかかる荷重を検知する。荷重センサ8は、ハンドル部3にかかるロール方向のモーメントを検知する。
ハンドル高さ調整部23Bは、ユーザが歩行支援装置1Bを押して歩いている所定期間において、荷重センサ8によって検知されたロール方向のモーメントを取得する。ハンドル高さ調整部23Bは、取得した所定期間のモーメントの分散値又は最大値が閾値より小さい場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定する。一方、ハンドル高さ調整部23Bは、取得した所定期間のモーメントの分散値又は最大値が閾値以上である場合、ハンドル部3を上昇又は下降させる。
続いて、本開示の実施の形態3に係る歩行支援装置1Bによる歩行支援処理について説明する。
図7は、本開示の実施の形態3に係る歩行支援装置1Bによる歩行支援処理について説明するための第1のフローチャートであり、図8は、本開示の実施の形態3に係る歩行支援装置1Bによる歩行支援処理について説明するための第2のフローチャートである。
ステップS21~ステップS22の処理は、図3に示すステップS1~ステップS2の処理と同じであるので、説明を省略する。
次に、ステップS23において、ハンドル高さ調整部23Bは、初期高さに応じてハンドル部3を昇降させる。制御部4Bは、初期高さを予め記憶している。初期高さは、例えば、ハンドル部3の上限高さと下限高さとの中間の高さであってもよいし、ハンドル部3の上限高さであってもよいし、ハンドル部3の下限高さであってもよい。ハンドル高さ調整部23Bは、初期高さに対応する位置にハンドル部3を昇降させるためのハンドル昇降信号をハンドル昇降機構6へ出力する。ハンドル昇降機構6は、ハンドル高さ調整部23から取得したハンドル昇降信号に基づいて、ハンドル部3を昇降させる。
なお、タッチパネル9は、ユーザによる初期高さの入力を受け付けてもよい。ユーザは、手動でハンドル部3の高さを初期高さに変更してもよい。
また、ハンドル高さ調整部23Bは、初期高さに応じてハンドル部3を昇降させずに、現在のハンドル部3の高さからステップS24以降の処理を行ってもよい。この場合、ステップS23の処理は不要となる。
次に、ステップS24において、移動制御部22は、ユーザが歩行を開始したか否かを判定する。移動制御部22は、回転体51が回転を開始したことを検知した場合、ユーザが歩行を開始したと判定し、回転体51が回転を開始したことを検知していない場合、ユーザが歩行を開始していないと判定する。
ここで、ユーザが歩行を開始していないと判定された場合(ステップS24でNO)、ユーザが歩行を開始するまで、ステップS24の判定処理が行われる。
一方、ユーザが歩行を開始したと判定された場合(ステップS24でYES)、ステップS25において、荷重センサ8は、ハンドル部3にかかる荷重を検知する。このとき、荷重センサ8は、ロール方向のモーメントを検知する。
次に、ステップS26において、ハンドル高さ調整部23Bは、荷重センサ8によって検知されたロール方向のモーメントを取得する。
次に、ステップS27において、ハンドル高さ調整部23Bは、ユーザが歩行を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は、例えば、30秒である。なお、ハンドル高さ調整部23Bは、ユーザが所定距離歩行したか否かを判定してもよい。また、ハンドル高さ調整部23Bは、ユーザが所定歩数歩行したか否かを判定してもよい。歩数は、検知された荷重の変化に基づき算出することが可能である。
ここで、ユーザが歩行を開始してから所定時間が経過していないと判定された場合(ステップS27でNO)、ステップS25に処理が戻る。
一方、ユーザが歩行を開始してから所定時間が経過したと判定された場合(ステップS27でYES)、ステップS28において、ハンドル高さ調整部23Bは、所定時間内に検知されたロール方向のモーメントの分散値を算出する。
次に、ステップS29において、ハンドル高さ調整部23Bは、算出した分散値が閾値より小さいか否かを判定する。所定時間内に検知されたロール方向のモーメントの分散値が閾値より小さい場合、ユーザの歩行は安定しているといえ、所定時間内に検知されたロール方向のモーメントの分散値が閾値以上である場合、ユーザの歩行は不安定であるといえる。
ここで、算出した分散値が閾値より小さいと判定された場合(ステップS29でYES)、ステップS30において、ハンドル高さ調整部23Bは、ユーザのハンドル部3の高さを現在のハンドル部3の高さに決定する。なお、ハンドル高さ調整部23Bは、決定したハンドル部3の高さをユーザIDに対応付けてユーザ情報記憶部25に記憶してもよい。
ステップS31~ステップS32の処理は、図3に示すステップS7~ステップS8の処理と同じであるので、説明を省略する。
算出した分散値が閾値以上であると判定された場合(ステップS29でNO)、ステップS33において、ハンドル高さ調整部23Bは、分散値の判定が初回の判定であるか否かを判定する。
ここで、分散値の判定が初回の判定であると判定された場合(ステップS33でYES)、ステップS34において、ハンドル高さ調整部23Bは、ハンドル部3を所定の高さ上昇させる。所定の高さは、例えば、5センチメートルである。ハンドル高さ調整部23Bは、ハンドル部3を所定の高さ上昇させるためのハンドル昇降信号をハンドル昇降機構6へ出力する。ハンドル昇降機構6は、ハンドル高さ調整部23Bから取得したハンドル昇降信号に基づいて、ハンドル部3を所定の高さ上昇させる。ハンドル部3が所定の高さ上昇した後、ステップS24に処理が戻る。
なお、本実施の形態3では、ステップS34において、ハンドル高さ調整部23Bは、ハンドル部3を所定の高さ上昇させているが、本開示は特にこれに限定されず、ハンドル部3を所定の高さ下降させてもよい。
一方、分散値の判定が初回の判定ではないと判定された場合(ステップS33でNO)、ステップS35において、ハンドル高さ調整部23Bは、今回算出した分散値が前回算出した分散値より大きいか否かを判定する。なお、制御部4Bは、過去に算出した分散値を記憶している。
ここで、今回算出した分散値が前回算出した分散値より大きいと判定された場合(ステップS35でYES)、ステップS36において、ハンドル高さ調整部23Bは、前回とは逆方向にハンドル部3を所定の高さ移動させる。所定の高さは、例えば、5センチメートルである。なお、制御部4Bは、過去にハンドル部3を移動させた方向を記憶している。例えば、前回ハンドル部3が上昇しており、今回算出した分散値が前回算出した分散値より大きいと判定された場合、ハンドル高さ調整部23Bは、ハンドル部3を所定の高さ下降させる。また、例えば、前回ハンドル部3が下降しており、今回算出した分散値が前回算出した分散値より大きいと判定された場合、ハンドル高さ調整部23Bは、ハンドル部3を所定の高さ上昇させる。前回とは逆方向にハンドル部3が所定の高さ移動した後、ステップS24に処理が戻る。
なお、ハンドル高さ調整部23Bは、前回とは逆方向にハンドル部3を予め決められた所定の高さ移動させているが、本開示は特にこれに限定されず、今回算出した分散値と前回算出した分散値との差分の大きさに応じた高さだけ、前回とは逆方向にハンドル部3を移動させてもよい。すなわち、今回算出した分散値と前回算出した分散値との差分が大きければ、ハンドル部3を移動させる長さも長くなり、今回算出した分散値と前回算出した分散値との差分が小さければ、ハンドル部3を移動させる長さも短くなる。
一方、今回算出した分散値が前回算出した分散値以下であると判定された場合(ステップS35でNO)、ステップS37において、ハンドル高さ調整部23Bは、前回と同じ方向にハンドル部3を所定の高さ移動させる。所定の高さは、例えば、5センチメートルである。例えば、前回ハンドル部3が上昇しており、今回算出した分散値が前回算出した分散値以下であると判定された場合、ハンドル高さ調整部23Bは、ハンドル部3を所定の高さ上昇させる。また、例えば、前回ハンドル部3が下降しており、今回算出した分散値が前回算出した分散値以下であると判定された場合、ハンドル高さ調整部23Bは、ハンドル部3を所定の高さ下降させる。前回と同じ方向にハンドル部3が所定の高さ移動した後、ステップS24に処理が戻る。
なお、ハンドル高さ調整部23Bは、前回と同じ方向にハンドル部3を予め決められた所定の高さ移動させているが、本開示は特にこれに限定されず、今回算出した分散値と前回算出した分散値との差分の大きさに応じた高さだけ、前回と同じ方向にハンドル部3を移動させてもよい。すなわち、今回算出した分散値と前回算出した分散値との差分が大きければ、ハンドル部3を移動させる長さも長くなり、今回算出した分散値と前回算出した分散値との差分が小さければ、ハンドル部3を移動させる長さも短くなる。
このように、本実施の形態3では、所定時間歩行したユーザのロール方向のモーメントの分散値が算出され、算出された分散値が閾値より小さい場合、ユーザのハンドル部3の高さが現在のハンドル部3の高さに決定される。一方、算出された分散値が閾値以上である場合、ハンドル部3の高さが変更される。このとき、分散値の判定が初回の判定であれば、ハンドル部3は、所定の高さ上昇又は下降される。分散値の判定が初回の判定ではなく、かつ今回算出された分散値が前回算出された分散値より大きい場合、前回とは逆方向にハンドル部3の高さが変更される。また、分散値の判定が初回の判定ではなく、かつ今回算出された分散値が前回算出された分散値以下である場合、前回と同じ方向にハンドル部3の高さが変更される。
なお、本実施の形態3では、ハンドル高さ調整部23Bは、所定時間内に検知されたロール方向のモーメントの分散値を算出しているが、本開示は特にこれに限定されず、所定時間内に検知されたロール方向のモーメントの最大値を算出してもよい。そして、ハンドル高さ調整部23Bは、算出した最大値が閾値より小さいか否かを判断してもよい。算出した最大値が閾値より小さいと判定された場合、ハンドル高さ調整部23Bは、ユーザのハンドル部3の高さを現在のハンドル部3の高さに決定してもよい。
また、本実施の形態3において、ハンドル高さ調整部23Bは、所定時間内に検知された上下方向にかかる荷重の変動の差分を算出してもよい。ハンドル部3の高さがユーザに適していない場合、ユーザがハンドル部3にもたれかかる度合いが強くなる。そのため、上下方向にかかる荷重の変動の差分により、ユーザが安定して歩行しているか否か(ユーザが真っ直ぐ歩行しているか否か)の判定が可能となる。そして、ハンドル高さ調整部23Bは、算出した差分が閾値より小さいか否かを判断してもよい。算出した差分が閾値より小さいと判定された場合、ハンドル高さ調整部23Bは、ユーザのハンドル部3の高さを現在のハンドル部3の高さに決定してもよい。
また、本実施の形態3において、ハンドル高さ調整部23Bは、所定時間内に検知されたロール方向のモーメントを取得するのではなく、所定時間内に検知された左右の回転体51の回転数を取得してもよい。この場合、歩行支援装置1Bは、左右の回転体51の回転数を検知する回転数検知部をさらに備えてもよい。ハンドル高さ調整部23Bは、所定時間内に検知された左右の回転体51の回転数の差分を算出してもよい。ハンドル部3の高さがユーザに適していない場合、ユーザは真っ直ぐ歩行することが困難になる。ユーザが真っ直ぐ歩行している場合、左右の回転体51の回転数は略同じになり、ユーザが真っ直ぐ歩行していない場合、左右の回転体51の回転数は異なる。そのため、左右の回転体51の回転数の差分により、ユーザが安定して歩行しているか否か(ユーザが真っ直ぐ歩行しているか否か)の判定が可能となる。そして、ハンドル高さ調整部23Bは、算出した差分が閾値より小さいか否かを判断してもよい。算出した差分が閾値より小さいと判定された場合、ハンドル高さ調整部23Bは、ユーザのハンドル部3の高さを現在のハンドル部3の高さに決定してもよい。
また、本実施の形態3において、ハンドル高さ調整部23Bは、所定時間内に検知されたロール方向のモーメントの分散値又は最大値が閾値より小さいという条件、所定時間内に検知された上下方向にかかる荷重の変動の差分が閾値より小さいという条件、及び所定時間内に検知された左右の回転体51の回転数が閾値より小さいという条件のうちの少なくとも1つを満たす場合、ユーザのハンドル部3の高さを現在のハンドル部3の高さに決定してもよい。
また、上記のステップS23、ステップS34、ステップS36及びステップS37において、ハンドル部3を上昇又は下降させる際に、安全制御部26は、回転体51を停止させてもよい。ハンドル高さ調整部23Bは、回転体51(歩行支援装置1B)が停止した状態で、ハンドル部3を上昇又は下降させてもよい。
また、ハンドル高さ調整部23Bは、歩行支援装置1Bを用いたユーザの歩行中に、ハンドル部3を上昇又は下降させてもよい。
また、本実施の形態3において、歩行支援装置1Bがハンドル高さ調整部23Bを備えているが、本開示は特にこれに限定されず、歩行支援装置1Bとネットワークを介して通信可能に接続されたサーバがハンドル高さ調整部23Bを備えてもよい。この場合、歩行支援装置1Bは通信部をさらに備える。この通信部は、荷重センサ8によって取得されたデータをサーバへ送信するとともに、ハンドル部3を昇降させるための指示をサーバから受信してもよい。
(実施の形態4)
実施の形態4では、ハンドル部が上昇又は下降している間に、荷重センサによって検知された下方向にかかる荷重を取得し、取得した下方向にかかる荷重が所定の範囲内になった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定する。
実施の形態4では、ハンドル部が上昇又は下降している間に、荷重センサによって検知された下方向にかかる荷重を取得し、取得した下方向にかかる荷重が所定の範囲内になった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定する。
図9は、本開示の実施の形態4に係る歩行支援装置1Cの構成を示すブロック図である。なお、歩行支援装置1Cの外観は、図1に示す歩行支援装置1の外観と同じである。また、実施の形態4において、実施の形態1と同じ構成については同じ参照符号を付し、説明を省略する。
歩行支援装置1Cは、本体部2、ハンドル部3、制御部4C、移動部5、ハンドル昇降機構6、ICカードリーダ7、荷重センサ8、タッチパネル9及び前輪部10を備える。
図9に示す制御部4Cは、負荷設定部21、移動制御部22、ハンドル高さ調整部23C、ユーザ認識部24、ユーザ情報記憶部25及び安全制御部26を備える。
ハンドル高さ調整部23Cは、ユーザがハンドル部3を把持して直立した状態、又はユーザが歩行支援装置1Cを押して歩いている状態において、ハンドル部3を上昇又は下降させる。ハンドル高さ調整部23Cは、ハンドル部3が上昇又は下降している間に、荷重センサ8によって検知された下方向にかかる荷重を取得する。ハンドル高さ調整部23Cは、取得した下方向にかかる荷重が所定の範囲内になった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定し、ハンドル部3の上昇又は下降を停止させる。
なお、所定の範囲とは、例えば、ハンドル部3の高さがユーザに最適である際にハンドル部3の下方向にかかる所定の荷重に対して±0.5N(ニュートン)を加算した範囲である。
続いて、本開示の実施の形態4に係る歩行支援装置1Cによる歩行支援処理について説明する。
図10は、本開示の実施の形態4に係る歩行支援装置1Cによる歩行支援処理について説明するための第1のフローチャートであり、図11は、本開示の実施の形態4に係る歩行支援装置1Cによる歩行支援処理について説明するための第2のフローチャートである。
ステップS41~ステップS42の処理は、図3に示すステップS1~ステップS2の処理と同じであり、ステップS43の処理は、図7に示すステップS23の処理と同じであるので、説明を省略する。
次に、ステップS44において、ハンドル高さ調整部23Cは、ユーザがハンドル部3を把持して直立した状態において、ハンドル部3を一定の速度で連続的に上昇させる。なお、ユーザがハンドル部3を把持して直立した状態であることは、ユーザがハンドル部3を把持していることを検知するとともに、回転体51が回転していないことを検知することにより、判定することが可能である。
また、ハンドル高さ調整部23Cは、ユーザが歩行支援装置1Cを押して歩いている状態において、ハンドル部3を一定の速度で連続的に上昇させてもよい。この場合、移動制御部22は、ユーザが歩行を開始したか否かを判定してもよい。
次に、ステップS45において、荷重センサ8は、ハンドル部3にかかる荷重を検知する。このとき、荷重センサ8は、少なくとも下方向にかかる荷重を検知する。
次に、ステップS46において、ハンドル高さ調整部23Cは、荷重センサ8によって検知された下方向にかかる荷重を取得する。
次に、ステップS47において、ハンドル高さ調整部23Cは、取得した下方向にかかる荷重が所定の範囲であるか否かを判定する。ここで、取得した下方向にかかる荷重が所定の範囲であると判定された場合(ステップS47でYES)、ステップS48において、ハンドル高さ調整部23Cは、ユーザのハンドル部3の高さを現在のハンドル部3の高さに決定する。なお、ハンドル高さ調整部23Cは、決定したハンドル部3の高さをユーザIDに対応付けてユーザ情報記憶部25に記憶してもよい。
また、ハンドル高さ調整部23Cは、取得した下方向にかかる荷重が所定の値であるか否かを判定してもよい。取得した下方向にかかる荷重が所定の値であると判定された場合、ハンドル高さ調整部23Cは、ユーザのハンドル部3の高さを現在のハンドル部3の高さに決定してもよい。
次に、ステップS49において、ハンドル高さ調整部23Cは、ハンドル部3の上昇を停止させる。
ステップS50~ステップS51の処理は、図3に示すステップS7~ステップS8の処理と同じであるので、説明を省略する。
一方、取得した下方向にかかる荷重が所定の範囲ではないと判定された場合(ステップS47でNO)、ステップS52において、ハンドル高さ調整部23Cは、ハンドル部3の高さが上限高さであるか否かを判定する。
ここで、ハンドル部3の高さが上限高さではないと判定された場合(ステップS52でNO)、ステップS44に処理が戻る。
一方、ハンドル部3の高さが上限高さであると判定された場合(ステップS52でYES)、ステップS53において、ハンドル高さ調整部23Cは、ユーザがハンドル部3を把持して直立した状態において、ハンドル部3を一定の速度で連続的に下降させる。
また、ハンドル高さ調整部23Cは、ユーザが歩行支援装置1Cを押して歩いている状態において、ハンドル部3を一定の速度で連続的に下降させてもよい。
ステップS54~ステップS57の処理は、図10に示すステップS45~ステップS48の処理と同じであるので、説明を省略する。
次に、ステップS58において、ハンドル高さ調整部23Cは、ハンドル部3の下降を停止させる。
ステップS59~ステップS60の処理は、図3に示すステップS7~ステップS8の処理と同じであるので、説明を省略する。
一方、取得した下方向にかかる荷重が所定の範囲ではないと判定された場合(ステップS56でNO)、ステップS61において、ハンドル高さ調整部23Cは、ハンドル部3の高さが下限高さであるか否かを判定する。
ここで、ハンドル部3の高さが下限高さではないと判定された場合(ステップS61でNO)、ステップS53に処理が戻る。
一方、ハンドル部3の高さが下限高さであると判定された場合(ステップS61でYES)、ステップS62において、ハンドル高さ調整部23Cは、ハンドル部3の高さを初期高さに決定する。すなわち、ハンドル高さ調整部23Cは、ハンドル部3を上限高さから下限高さに移動させても、下方向にかかる荷重が所定の範囲にならなかった場合、ハンドル部3の高さを初期高さに決定する。
ステップS63の処理は、図7に示すステップS23の処理と同じであるので、説明を省略する。
なお、本実施の形態4では、ハンドル高さ調整部23Cは、ハンドル部3を初期高さから上限高さまで上昇させた後、ハンドル部3を下降させているが、本開示は特にこれに限定されず、ハンドル部3を初期高さから下限高さまで下降させた後、ハンドル部3を上昇させてもよい。
また、本実施の形態4において、ハンドル高さ調整部23Cは、ユーザが歩行支援装置を押して直線的に歩いている状態において、ハンドル部3を一定の速度で連続的に上昇又は下降させ、下方向にかかる荷重を取得してもよい。ハンドル高さ調整部23Cは、左方向にかかる荷重と右方向にかかる荷重とが同じである場合、又は左右の回転体51の回転数が同じである場合、ユーザが歩行支援装置を押して直線的に歩いていると判定することが可能である。ハンドル高さ調整部23Cは、ユーザが歩行支援装置を押して直線的に歩いている場合、下方向にかかる荷重を取得してもよい。また、ハンドル高さ調整部23Cは、ユーザが歩行支援装置を押して直線的に歩いていない場合、下方向にかかる荷重を取得しなくてもよい。
また、本実施の形態4において、歩行支援装置1Cがハンドル高さ調整部23Cを備えているが、本開示は特にこれに限定されず、歩行支援装置1Cとネットワークを介して通信可能に接続されたサーバがハンドル高さ調整部23Cを備えてもよい。この場合、歩行支援装置1Cは通信部をさらに備える。この通信部は、荷重センサ8によって取得されたデータをサーバへ送信するとともに、ハンドル部3を昇降させるための指示をサーバから受信してもよい。
また、本実施の形態4において、ハンドル高さ調整部23Cは、ユーザがハンドル部3を把持して直立した状態、又はユーザが歩行支援装置1Cを押して歩いている状態において、荷重センサ8によって検知された下方向にかかる荷重を取得してもよい。そして、ハンドル高さ調整部23Cは、取得した下方向にかかる荷重が所定の値以上の場合、ハンドル部3を上昇させ、取得した下方向にかかる荷重が所定の値未満になった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定し、ハンドル部3の上昇を停止させてもよい。
(実施の形態5)
実施の形態5では、ハンドル高さ調整部は、ハンドル部が上昇又は下降している間に、荷重センサによって検知された垂直方向にかかる荷重を取得し、取得した垂直方向にかかる荷重に対応付けられている肘の角度を取得し、取得した肘の角度が所定の角度になった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定する。
実施の形態5では、ハンドル高さ調整部は、ハンドル部が上昇又は下降している間に、荷重センサによって検知された垂直方向にかかる荷重を取得し、取得した垂直方向にかかる荷重に対応付けられている肘の角度を取得し、取得した肘の角度が所定の角度になった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定する。
図12は、本開示の実施の形態5に係る歩行支援装置1Dの構成を示すブロック図である。なお、歩行支援装置1Dの外観は、図1に示す歩行支援装置1の外観と同じである。また、実施の形態5において、実施の形態1と同じ構成については同じ参照符号を付し、説明を省略する。
歩行支援装置1Dは、本体部2、ハンドル部3、制御部4D、移動部5、ハンドル昇降機構6、ICカードリーダ7、荷重センサ8、タッチパネル9及び前輪部10を備える。
図12に示す制御部4Dは、負荷設定部21、移動制御部22、ハンドル高さ調整部23D、ユーザ認識部24、ユーザ情報記憶部25、安全制御部26及び肘角度情報記憶部28を備える。
肘角度情報記憶部28は、ハンドル部3にかかる荷重と、肘の角度とを対応付けた肘角度情報を予め記憶する。
本実施の形態5において、肘の角度とは、例えば、肘を頂点とし、肘から鉛直下方向に伸びる直線と、肘から手に伸びる直線とがなす角度である。
なお、肘の角度とは、例えば、肘を頂点とし、肘から肩に伸びる直線(上腕)と、肘から手に伸びる直線(前腕)とがなす角度であってもよい。また、肘の角度とは、例えば、肘を頂点とし、肘から肩に伸びる直線を肩とは逆の方向に延長した直線と、肘から手に伸びる直線(前腕)とがなす角度であってもよい。また、肘の角度とは、例えば、肘を頂点とし、肘から鉛直上方向に伸びる直線と、肘から手に伸びる直線とがなす角度であってもよい。また、肘の角度とは、例えば、手を頂点とし、手から肘に伸びる直線と、水平線とがなす角度であってもよい。
ユーザが歩行支援装置1Dを押す際に最適な肘の角度(肘を頂点とし、肘から鉛直下方向に伸びる直線と、肘から手に伸びる直線とがなす角度)は、例えば30度である。垂直方向にかかる荷重と肘の角度とには相関がある。そのため、肘の角度は、垂直方向にかかる荷重から推定することができる。
ハンドル高さ調整部23Dは、ユーザがハンドル部3を把持して直立した状態、又はユーザが歩行支援装置1Dを押して歩いている状態において、ハンドル部3を上昇又は下降させる。ハンドル高さ調整部23Dは、ハンドル部3が上昇又は下降している間に、荷重センサ8によって検知された垂直方向にかかる荷重を取得する。ハンドル高さ調整部23Dは、取得した垂直方向にかかる荷重に対応付けられている肘の角度を肘角度情報記憶部28から取得する。ハンドル高さ調整部23Dは、取得した肘の角度が所定の角度になった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定し、ハンドル部3の上昇又は下降を停止させる。
続いて、本開示の実施の形態5に係る歩行支援装置1Dによる歩行支援処理について説明する。
図13は、本開示の実施の形態5に係る歩行支援装置1Dによる歩行支援処理について説明するための第1のフローチャートであり、図14は、本開示の実施の形態5に係る歩行支援装置1Dによる歩行支援処理について説明するための第2のフローチャートである。
ステップS71~ステップS72の処理は、図3に示すステップS1~ステップS2の処理と同じであり、ステップS73の処理は、図7に示すステップS23の処理と同じであり、ステップS74の処理は、図10に示すステップS44の処理と同じであるので、説明を省略する。
次に、ステップS75において、荷重センサ8は、ハンドル部3にかかる荷重を検知する。このとき、荷重センサ8は、少なくとも垂直方向にかかる荷重を検知する。
次に、ステップS76において、ハンドル高さ調整部23Dは、荷重センサ8によって検知された垂直方向にかかる荷重を取得する。
次に、ステップS77において、ハンドル高さ調整部23Dは、取得した垂直方向にかかる荷重に対応付けられている肘の角度を肘角度情報記憶部28から取得する。なお、肘の角度は、例えば、肘を頂点とし、肘から鉛直下方向に伸びる直線と、肘から手に伸びる直線とがなす角度である。
次に、ステップS78において、ハンドル高さ調整部23Dは、取得した肘の角度が所定の角度であるか否かを判定する。なお、所定の角度は、例えば、30度である。
ここで、取得した肘の角度が所定の角度であると判定された場合(ステップS78でYES)、ステップS79において、ハンドル高さ調整部23Dは、ユーザのハンドル部3の高さを現在のハンドル部3の高さに決定する。なお、ハンドル高さ調整部23Dは、決定したハンドル部3の高さをユーザIDに対応付けてユーザ情報記憶部25に記憶してもよい。
次に、ステップS80において、ハンドル高さ調整部23Dは、ハンドル部3の上昇を停止させる。
ステップS81~ステップS82の処理は、図3に示すステップS7~ステップS8の処理と同じであるので、説明を省略する。
一方、取得した肘の角度が所定の角度ではないと判定された場合(ステップS78でNO)、ステップS83において、ハンドル高さ調整部23Dは、ハンドル部3の高さが上限高さであるか否かを判定する。
ステップS83~ステップS84の処理は、図10及び図11に示すステップS52~ステップS53の処理と同じであり、ステップS85~ステップS89の処理は、図13に示すステップS75~ステップS79の処理と同じであるので、説明を省略する。
次に、ステップS90において、ハンドル高さ調整部23Dは、ハンドル部3の下降を停止させる。
ステップS91~ステップS92の処理は、図3に示すステップS7~ステップS8の処理と同じであるので、説明を省略する。
一方、取得した肘の角度が所定の角度ではないと判定された場合(ステップS88でNO)、ステップS93において、ハンドル高さ調整部23Dは、ハンドル部3の高さが下限高さであるか否かを判定する。
ステップS93~ステップS95の処理は、図11に示すステップS61~ステップS63の処理と同じであるので、説明を省略する。
なお、本実施の形態5では、ハンドル高さ調整部23Dは、ハンドル部3を初期高さから上限高さまで上昇させた後、ハンドル部3を下降させているが、本開示は特にこれに限定されず、ハンドル部3を初期高さから下限高さまで下降させた後、ハンドル部3を上昇させてもよい。
また、本実施の形態5において、歩行支援装置1Dがハンドル高さ調整部23D及び肘角度情報記憶部28を備えているが、本開示は特にこれに限定されず、歩行支援装置1Dとネットワークを介して通信可能に接続されたサーバがハンドル高さ調整部23D及び肘角度情報記憶部28を備えてもよい。この場合、歩行支援装置1Dは通信部をさらに備える。この通信部は、荷重センサ8によって取得されたデータをサーバへ送信するとともに、ハンドル部3を昇降させるための指示をサーバから受信してもよい。
(実施の形態6)
実施の形態6では、ハンドル高さ調整部は、上方向にかかる荷重が閾値以上である場合、ハンドル部を上昇させ、下方向にかかる荷重が閾値以上である場合、ハンドル部を下降させ、ハンドル部が上昇又は下降している間に、上方向又は下方向にかかる荷重が所定の値以下になった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定する。
実施の形態6では、ハンドル高さ調整部は、上方向にかかる荷重が閾値以上である場合、ハンドル部を上昇させ、下方向にかかる荷重が閾値以上である場合、ハンドル部を下降させ、ハンドル部が上昇又は下降している間に、上方向又は下方向にかかる荷重が所定の値以下になった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定する。
図15は、本開示の実施の形態6に係る歩行支援装置1Eの構成を示すブロック図である。なお、歩行支援装置1Eの外観は、図1に示す歩行支援装置1の外観と同じである。また、実施の形態6において、実施の形態1と同じ構成については同じ参照符号を付し、説明を省略する。
歩行支援装置1Eは、本体部2、ハンドル部3、制御部4E、移動部5、ハンドル昇降機構6、ICカードリーダ7、荷重センサ8、タッチパネル9及び前輪部10を備える。
図15に示す制御部4Eは、負荷設定部21、移動制御部22、ハンドル高さ調整部23E、ユーザ認識部24、ユーザ情報記憶部25及び安全制御部26を備える。
ハンドル高さ調整部23Eは、荷重センサ8によって検知された上方向及び下方向にかかる荷重を取得する。ハンドル高さ調整部23Eは、取得した上方向にかかる荷重が閾値以上である場合、ハンドル部3を上昇させる。ハンドル高さ調整部23Eは、取得した下方向にかかる荷重が閾値以上である場合、ハンドル部3を下降させる。ハンドル高さ調整部23Eは、ハンドル部3が上昇又は下降している間に、荷重センサ8によって検知された上方向又は下方向にかかる荷重を取得する。ハンドル高さ調整部23Eは、取得した上方向又は下方向にかかる荷重が所定の値以下になった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定し、ハンドル部3の上昇又は下降を停止させる。
なお、実施の形態6では、ハンドル高さ調整部23Eは、取得した上方向又は下方向にかかる荷重が0になった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定し、ハンドル部3の上昇又は下降を停止させる。
続いて、本開示の実施の形態6に係る歩行支援装置1Eによる歩行支援処理について説明する。
図16は、本開示の実施の形態6に係る歩行支援装置1Eによる歩行支援処理について説明するためのフローチャートである。
ステップS101~ステップS102の処理は、図3に示すステップS1~ステップS2の処理と同じであるので、説明を省略する。
次に、ステップS103において、荷重センサ8は、ハンドル部3にかかる荷重を検知する。このとき、荷重センサ8は、少なくとも上方向及び下方向にかかる荷重を検知する。ユーザがハンドル部3を上方に引き上げる動作を行うことにより、上方向に荷重がかかり、ユーザがハンドル部3を下方に押し下げる動作を行うことにより、下方向に荷重がかかる。
次に、ステップS104において、ハンドル高さ調整部23Eは、荷重センサ8によって検知された上方向及び下方向にかかる荷重を取得する。
次に、ステップS105において、ハンドル高さ調整部23Eは、取得した上方向にかかる荷重が閾値以上であるか否かを判定する。
ここで、取得した上方向にかかる荷重が閾値以上であると判定された場合(ステップS105でYES)、ステップS106において、ハンドル高さ調整部23Eは、ハンドル部3を一定の速度で連続的に上昇させる。
次に、ステップS105において、ハンドル高さ調整部23Eは、取得した上方向にかかる荷重が0であるか否かを判定する。ユーザが上方に引き上げていたハンドル部3から手を離すことにより、ハンドル部3の上方向にかかる荷重が0になる。ここで、取得した上方向にかかる荷重が0ではないと判定された場合(ステップS107でNO)、ステップS106に処理が戻る。なお、ハンドル高さ調整部23Eは、ハンドル部3の高さが上限高さになった場合、ハンドル部3の上昇を停止させてもよい。
一方、取得した上方向にかかる荷重が0であると判定された場合(ステップS107でYES)、ステップS108において、ハンドル高さ調整部23Eは、ユーザのハンドル部3の高さを現在のハンドル部3の高さに決定する。なお、ハンドル高さ調整部23Eは、決定したハンドル部3の高さをユーザIDに対応付けてユーザ情報記憶部25に記憶してもよい。
次に、ステップS109において、ハンドル高さ調整部23Eは、ハンドル部3の上昇を停止させる。すなわち、ユーザは、ハンドル部3を上方に引き上げ、自身が最適であると感じる高さになるとハンドル部3から手を離す。これにより、ハンドル部3は、ユーザが最適であると感じる高さに調整される。
ステップS110~ステップS111の処理は、図3に示すステップS7~ステップS8の処理と同じであるので、説明を省略する。
一方、取得した上方向にかかる荷重が閾値以上ではないと判定された場合(ステップS105でNO)、ステップS112において、ハンドル高さ調整部23Eは、取得した下方向にかかる荷重が閾値以上であるか否かを判定する。
ここで、取得した下方向にかかる荷重が閾値以上ではないと判定された場合(ステップS112でNO)、ステップS103に処理が戻る。
一方、取得した下方向にかかる荷重が閾値以上であると判定された場合(ステップS112でYES)、ステップS113において、ハンドル高さ調整部23Eは、ハンドル部3を一定の速度で連続的に下降させる。
次に、ステップS114において、ハンドル高さ調整部23Eは、取得した下方向にかかる荷重が0であるか否かを判定する。ユーザが下方に押し下げていたハンドル部3から手を離すことにより、ハンドル部3の下方向にかかる荷重が0になる。ここで、取得した下方向にかかる荷重が0ではないと判定された場合(ステップS114でNO)、ステップS113に処理が戻る。なお、ハンドル高さ調整部23Eは、ハンドル部3の高さが下限高さになった場合、ハンドル部3の下降を停止させてもよい。
一方、取得した下方向にかかる荷重が0であると判定された場合(ステップS114でYES)、ステップS115において、ハンドル高さ調整部23Eは、ユーザのハンドル部3の高さを現在のハンドル部3の高さに決定する。なお、ハンドル高さ調整部23Eは、決定したハンドル部3の高さをユーザIDに対応付けてユーザ情報記憶部25に記憶してもよい。
次に、ステップS116において、ハンドル高さ調整部23Eは、ハンドル部3の下降を停止させる。すなわち、ユーザは、ハンドル部3を下方に押し下げ、自身が最適であると感じる高さになるとハンドル部3から手を離す。これにより、ハンドル部3は、ユーザが最適であると感じる高さに調整される。
(実施の形態7)
実施の形態7では、ハンドル高さ調整部は、ハンドル部が上昇又は下降している間に、ユーザの体の複数の部位の所定空間上の位置を取得し、取得した複数の部位の所定空間上の位置の位置関係が、予め記憶されている人が最適な高さのハンドル部を把持したときの人の体の複数の部位の所定空間上の位置関係と同じになった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定する。
実施の形態7では、ハンドル高さ調整部は、ハンドル部が上昇又は下降している間に、ユーザの体の複数の部位の所定空間上の位置を取得し、取得した複数の部位の所定空間上の位置の位置関係が、予め記憶されている人が最適な高さのハンドル部を把持したときの人の体の複数の部位の所定空間上の位置関係と同じになった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定する。
図17は、本開示の実施の形態7に係る歩行支援装置1Fの構成を示すブロック図である。なお、歩行支援装置1Fの外観は、図1に示す歩行支援装置1の外観と同じである。また、実施の形態7において、実施の形態1と同じ構成については同じ参照符号を付し、説明を省略する。
歩行支援装置1Fは、本体部2、ハンドル部3、制御部4F、移動部5、ハンドル昇降機構6、ICカードリーダ7、荷重センサ8、タッチパネル9、前輪部10及びカメラ11を備える。
図17に示す制御部4Fは、負荷設定部21、移動制御部22、ハンドル高さ調整部23F、ユーザ認識部24、ユーザ情報記憶部25、安全制御部26、位置検出部29及び姿勢情報記憶部30を備える。
カメラ11は、ユーザがハンドル部3を把持して直立した状態、又はユーザが歩行支援装置1Fを押して歩いている状態において、ユーザを撮像する。カメラ11は、ユーザを撮像することにより動画像データを取得する。カメラ11は、歩行支援装置1Fに設けられていてもよいし、歩行支援装置1Fの外部に設けられていてもよい。カメラ11は、有線又は無線により歩行支援装置1Fと接続されてもよい。
位置検出部29は、カメラ11によって出力された動画像データを取得する。位置検出部29は、ユーザの体の複数の部位の所定空間上の位置を検出する。所定空間は、例えば、2次元空間又は3次元空間である。
位置検出部29は、カメラ11から取得した動画像データからユーザの骨格を示す骨格データを抽出する。骨格データは、ユーザの関節等を示す複数の特徴点(部位)の座標と、各特徴点を繋ぐ直線とで表される。位置検出部29は、2次元画像データから人の特徴点の座標を検出するソフトウエア(例えば、OpenPose又は3D-pose-baseline)を利用してもよい。
位置検出部29は、ユーザの画像を含む2次元画像データから骨格データを抽出する。例えば、骨格データは、頭を示す特徴点、両肩の中央を示す特徴点、右肩を示す特徴点、右肘を示す特徴点、右手を示す特徴点、左肩を示す特徴点、左肘を示す特徴点、左手を示す特徴点、腰を示す特徴点、右股関節を示す特徴点、右膝関節を示す特徴点、右足首関節を示す特徴点、右つま先を示す特徴点、左股関節を示す特徴点、左膝関節を示す特徴点、左足首関節を示す特徴点、及び左つま先を示す特徴点を含む。
動画像データは、複数の2次元画像データで構成される。位置検出部29は、動画像データを構成する複数の2次元画像データのそれぞれから時系列の骨格データを抽出する。なお、位置検出部29は、全フレームの2次元画像データから骨格データを抽出してもよいし、所定フレーム毎の2次元画像データから骨格データを抽出してもよい。また、本実施の形態7では、ユーザに最適なハンドル部3の高さが決定される。そのため、位置検出部29はユーザの上肢の骨格データ(右肩を示す特徴点、右肘を示す特徴点、右手を示す特徴点、左肩を示す特徴点、左肘を示す特徴点、及び左手を示す特徴点)のみを抽出してもよい。
姿勢情報記憶部30は、人が最適な高さのハンドル部3を把持したときの人の体の複数の部位の所定空間上の位置関係を示す姿勢情報を予め記憶する。例えば、姿勢情報記憶部30は、右肩を示す特徴点、右肘を示す特徴点及び右手を示す特徴点の2次元空間上の位置関係を示す姿勢情報を予め記憶してもよい。右肩を示す特徴点、右肘を示す特徴点及び右手を示す特徴点の2次元空間上の位置関係は、例えば、右肘を示す特徴点を頂点とし、右肩を示す特徴点と右肘を示す特徴点とを結ぶ直線と、右肘を示す特徴点と右手を示す特徴点とを結ぶ直線とがなす右肘角度である。
また、例えば、姿勢情報記憶部30は、左肩を示す特徴点、左肘を示す特徴点及び左手を示す特徴点の2次元空間上の位置関係を示す姿勢情報を予め記憶してもよい。左肩を示す特徴点、左肘を示す特徴点及び左手を示す特徴点の2次元空間上の位置関係は、例えば、左肘を示す特徴点を頂点とし、左肩を示す特徴点と左肘を示す特徴点とを結ぶ直線と、左肘を示す特徴点と左手を示す特徴点とを結ぶ直線とがなす左肘角度である。
ハンドル高さ調整部23Fは、ユーザがハンドル部3を把持して直立した状態、又はユーザが歩行支援装置1Fを押して歩いている状態において、ハンドル部3を上昇又は下降させる。
ハンドル高さ調整部23Fは、ハンドル部3が上昇又は下降している間に、位置検出部29によって検出された複数の部位の所定空間上の位置を取得する。ハンドル高さ調整部23Fは、ハンドル部3が上昇又は下降している間に、位置検出部29によって検出された右肩を示す特徴点、右肘を示す特徴点、右手を示す特徴点、左肩を示す特徴点、左肘を示す特徴点、及び左手を示す特徴点の2次元空間上の位置を取得する。
ハンドル高さ調整部23Fは、取得した複数の部位の所定空間上の位置の位置関係を算出する。例えば、ハンドル高さ調整部23Fは、取得した右肩を示す特徴点、右肘を示す特徴点、右手を示す特徴点、左肩を示す特徴点、左肘を示す特徴点、及び左手を示す特徴点の2次元空間上の位置から、右肘角度又は左肘角度を位置関係として算出する。
ハンドル高さ調整部23Fは、取得した複数の部位の所定空間上の位置の位置関係が、姿勢情報記憶部30に記憶されている位置関係と同じになった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定し、ハンドル部3の上昇又は下降を停止させる。例えば、ハンドル高さ調整部23Fは、取得した右肩を示す特徴点、右肘を示す特徴点、右手を示す特徴点、左肩を示す特徴点、左肘を示す特徴点、及び左手を示す特徴点の2次元空間上の位置から算出される右肘角度又は左肘角度が、姿勢情報記憶部30に記憶されている右肘角度又は左肘角度と同じになった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定し、ハンドル部3の上昇又は下降を停止させる。
続いて、本開示の実施の形態7に係る歩行支援装置1Fによる歩行支援処理について説明する。
図18は、本開示の実施の形態7に係る歩行支援装置1Fによる歩行支援処理について説明するための第1のフローチャートであり、図19は、本開示の実施の形態7に係る歩行支援装置1Fによる歩行支援処理について説明するための第2のフローチャートである。
ステップS121~ステップS122の処理は、図3に示すステップS1~ステップS2の処理と同じであり、ステップS123の処理は、図7に示すステップS23の処理と同じであり、ステップS124の処理は、図10に示すステップS44の処理と同じであるので、説明を省略する。
次に、ステップS125において、位置検出部29は、ユーザの体の複数の部位の所定空間上の位置を検出する。このとき、位置検出部29は、カメラ11から取得した動画像データからユーザの骨格を示す骨格データを抽出し、ユーザの右肩、右肘、右手、左肩、左肘及び左手の2次元空間上の位置を検出する。
次に、ステップS126において、ハンドル高さ調整部23Fは、位置検出部29によって検出された複数の部位の所定空間上の位置の位置関係を算出する。このとき、ハンドル高さ調整部23Fは、位置検出部29によって検出された右肩、右肘、右手、左肩、左肘及び左手の2次元空間上の位置から、右肘角度又は左肘角度を位置関係として算出する。なお、カメラ11がユーザを撮像する角度によっては、ユーザの右肩、右肘、右手、左肩、左肘及び左手の全ての位置が検出されない可能性がある。そのため、ハンドル高さ調整部23Fは、右肘角度及び左肘角度の両方を算出してもよいし、右肘角度及び左肘角度のいずれか一方を算出してもよい。
次に、ステップS127において、ハンドル高さ調整部23Fは、算出した位置関係が、姿勢情報記憶部30に記憶されている位置関係と同じであるか否かを判定する。このとき、ハンドル高さ調整部23Fは、算出した右肘角度及び左肘角度のいずれか一方が、姿勢情報記憶部30に記憶されている右肘角度及び左肘角度のいずれか一方と同じであるか否かを判定する。
ここで、算出した位置関係が、記憶されている位置関係と同じであると判定された場合(ステップS127でYES)、ステップS128において、ハンドル高さ調整部23Fは、ユーザのハンドル部3の高さを現在のハンドル部3の高さに決定する。なお、ハンドル高さ調整部23Fは、決定したハンドル部3の高さをユーザIDに対応付けてユーザ情報記憶部25に記憶してもよい。
次に、ステップS129において、ハンドル高さ調整部23Fは、ハンドル部3の上昇を停止させる。
ステップS130~ステップS131の処理は、図3に示すステップS7~ステップS8の処理と同じであるので、説明を省略する。
一方、算出した位置関係が、記憶されている位置関係と同じではないと判定された場合(ステップS127でNO)、ステップS132において、ハンドル高さ調整部23Fは、ハンドル部3の高さが上限高さであるか否かを判定する。
ステップS132~ステップS133の処理は、図10及び図11に示すステップS52~ステップS53の処理と同じであり、ステップS134~ステップS137の処理は、図18に示すステップS125~ステップS128の処理と同じであるので、説明を省略する。
次に、ステップS138において、ハンドル高さ調整部23Fは、ハンドル部3の下降を停止させる。
ステップS139~ステップS140の処理は、図3に示すステップS7~ステップS8の処理と同じであるので、説明を省略する。
一方、算出した位置関係が、記憶されている位置関係と同じではないと判定された場合(ステップS136でNO)、ステップS141において、ハンドル高さ調整部23Fは、ハンドル部3の高さが下限高さであるか否かを判定する。
ステップS141~ステップS143の処理は、図11に示すステップS61~ステップS63の処理と同じであるので、説明を省略する。
なお、本実施の形態7では、ハンドル高さ調整部23Fは、ハンドル部3を初期高さから上限高さまで上昇させた後、ハンドル部3を下降させているが、本開示は特にこれに限定されず、ハンドル部3を初期高さから下限高さまで下降させた後、ハンドル部3を上昇させてもよい。
また、本実施の形態7では、位置検出部29は、カメラ11から取得された動画像データに基づいて骨格データを抽出しているが、本開示は特にこれに限定されず、モーションキャプチャシステムを用いて骨格データを抽出してもよい。モーションキャプチャシステムは、光学式、磁気式、機械式及び慣性センサ式のいずれであってもよい。例えば、光学式モーションキャプチャシステムは、関節部分にマーカを貼り付けたユーザをカメラで撮影し、撮影した画像からマーカの位置を検出する。位置検出部29は、モーションキャプチャシステムによって検出された位置データから、ユーザの骨格データを取得する。
また、モーションキャプチャシステムは、深度センサ及びカラーカメラを備えてもよく、映像からユーザの関節点の位置情報を自動的に抽出し、ユーザの姿勢を検出してもよい。この場合、ユーザは、マーカを貼り付ける必要はない。
また、本実施の形態7において、歩行支援装置1Fがハンドル高さ調整部23F及び位置検出部29を備えているが、本開示は特にこれに限定されず、歩行支援装置1Fとネットワークを介して通信可能に接続されたサーバがハンドル高さ調整部23F及び位置検出部29を備えてもよい。この場合、歩行支援装置1Fは通信部をさらに備える。この通信部は、カメラ11によって取得されたデータをサーバへ送信するとともに、ハンドル部3を昇降させるための指示をサーバから受信してもよい。
(実施の形態8)
実施の形態8では、ハンドル高さ調整部は、ハンドル部3の高さを複数の高さのそれぞれに変更した後、ユーザが歩行支援装置を押して歩いている状態において、検知された運動負荷を取得し、複数の高さのうち、取得した運動負荷が最大になるときの高さをハンドル部3の高さに決定する。
実施の形態8では、ハンドル高さ調整部は、ハンドル部3の高さを複数の高さのそれぞれに変更した後、ユーザが歩行支援装置を押して歩いている状態において、検知された運動負荷を取得し、複数の高さのうち、取得した運動負荷が最大になるときの高さをハンドル部3の高さに決定する。
図20は、本開示の実施の形態8に係る歩行支援装置1Gの構成を示すブロック図である。なお、歩行支援装置1Gの外観は、図1に示す歩行支援装置1の外観と同じである。また、実施の形態8において、実施の形態1と同じ構成については同じ参照符号を付し、説明を省略する。
歩行支援装置1Gは、本体部2、ハンドル部3、制御部4G、移動部5、ハンドル昇降機構6、ICカードリーダ7、荷重センサ8、タッチパネル9、前輪部10及び生体センサ12を備える。
図20に示す制御部4Gは、負荷設定部21、移動制御部22、ハンドル高さ調整部23G、ユーザ認識部24、ユーザ情報記憶部25、安全制御部26及び運動負荷記憶部31を備える。
生体センサ12は、ユーザにかかる運動負荷を検知する。運動負荷は、例えば、心拍数である。
生体センサ12は、歩行支援装置1Gに搭載され、人の生体情報を非接触で測定する電波センサである。生体センサ12は、マイクロ波を人に照射し、反射波のドップラーシフトから、生体センサ12と人との間の微小な距離変化を計測することで、人の生体情報を測定する。生体情報は、例えば、呼吸数及び心拍数などを含む。
なお、本実施の形態8では、歩行支援装置1Gは非接触型の電波センサを生体センサ12として備えているが、ユーザにかかる運動負荷を検知可能なセンサであれば、電波センサに限定されない。を生体センサ12は、例えば、接触型のセンサであってもよい。を生体センサ12は、例えば、腕に装着するウェアラブル端末であってもよく、ウェアラブル端末に設けられた接触型のセンサが、ユーザの心拍数等の生体情報を測定してもよい。
ハンドル高さ調整部23Gは、ハンドル部3の高さを複数の高さのそれぞれに変更する。ハンドル高さ調整部23Gは、ハンドル部3の高さを変更した後、ユーザが歩行支援装置1Gを押して歩いている状態において、生体センサ12によって検知された運動負荷を取得する。
運動負荷記憶部31は、ハンドル部3の複数の高さと、複数の高さのそれぞれにおいて、ユーザが歩行支援装置1Gを押して歩いていた際に、生体センサ12によって検知された運動負荷とを対応付けて記憶する。ハンドル高さ調整部23Gは、取得した運動負荷を、ハンドル部3の高さに対応付けて運動負荷記憶部31に記憶する。
ハンドル高さ調整部23Gは、複数の高さのうち、取得した運動負荷が最大になるときの高さをハンドル部3の高さに決定する。ハンドル高さ調整部23Gは、運動負荷記憶部31に記憶された複数の運動負荷のうち、最大である運動負荷に対応付けられている高さを、ユーザの最適なハンドル部3の高さに決定する。
続いて、本開示の実施の形態8に係る歩行支援装置1Gによる歩行支援処理について説明する。
図21は、本開示の実施の形態8に係る歩行支援装置1Gによる歩行支援処理について説明するためのフローチャートである。
ステップS151~ステップS152の処理は、図3に示すステップS1~ステップS2の処理と同じであり、ステップS153~ステップS154の処理は、図7に示すステップS23~ステップS24の処理と同じであるので、説明を省略する。
ユーザが歩行を開始したと判定された場合(ステップS154でYES)、ステップS155において、生体センサ12は、ユーザの心拍数を検知する。
次に、ステップS156において、ハンドル高さ調整部23Gは、ユーザが歩行を開始してから所定時間が経過したか否かを判定する。所定時間は、例えば、1分である。ここで、ユーザが歩行を開始してから所定時間が経過していないと判定された場合(ステップS156でNO)、ステップS155に処理が戻る。
一方、ユーザが歩行を開始してから所定時間が経過したと判定された場合(ステップS156でYES)、ステップS157において、ハンドル高さ調整部23Gは、生体センサ12によって検知されたユーザの心拍数を取得する。
次に、ステップS158において、ハンドル高さ調整部23Gは、現在のハンドル部3の高さと、取得したユーザの心拍数とを対応付けて運動負荷記憶部31に記憶する。
次に、ステップS159において、ハンドル高さ調整部23Gは、予め決められている複数の高さの全てで心拍数を検知したか否かを判定する。
ここで、複数の高さの全てで心拍数を検知したと判定された場合(ステップS159でYES)、ステップS160において、ハンドル高さ調整部23Gは、運動負荷記憶部31を参照し、ユーザのハンドル部3の高さを、複数の高さのうち、最も大きい心拍数に対応付けられている高さに決定する。なお、ハンドル高さ調整部23Gは、決定したハンドル部3の高さをユーザIDに対応付けてユーザ情報記憶部25に記憶してもよい。
ステップS161~ステップS162の処理は、図3に示すステップS7~ステップS8の処理と同じであるので、説明を省略する。
一方、複数の高さの全てで心拍数を検知していないと判定された場合(ステップS159でNO)、ステップS163において、ハンドル高さ調整部23Gは、複数の高さのうち、心拍数が検知されていない高さに、ハンドル部3の高さを変更する。
なお、本実施の形態8において、運動負荷は、心拍数であるが、本開示は特にこれに限定されない。運動負荷は、歩行距離、歩行時間、歩行速度、又はユーザが歩行支援装置1Gを押す力(進行方向の荷重)であってもよい。ハンドル高さ調整部23Gは、ユーザのハンドル部3の高さを、複数の高さのうち、歩行距離が最長になるときのハンドル部3の高さに決定してもよい。また、ハンドル高さ調整部23Gは、ユーザのハンドル部3の高さを、複数の高さのうち、歩行時間が最長になるときのハンドル部3の高さに決定してもよい。また、ハンドル高さ調整部23Gは、ユーザのハンドル部3の高さを、複数の高さのうち、歩行速度が最速になるときのハンドル部3の高さに決定してもよい。また、ハンドル高さ調整部23Gは、ユーザのハンドル部3の高さを、複数の高さのうち、進行方向の荷重が最大になるときのハンドル部3の高さに決定してもよい。
また、本実施の形態8において、歩行支援装置1Gがハンドル高さ調整部23G及び運動負荷記憶部31を備えているが、本開示は特にこれに限定されず、歩行支援装置1Gとネットワークを介して通信可能に接続されたサーバがハンドル高さ調整部23G及び運動負荷記憶部31を備えてもよい。この場合、歩行支援装置1Gは通信部をさらに備える。この通信部は、生体センサ12によって取得されたデータをサーバへ送信するとともに、ハンドル部3を昇降させるための指示をサーバから受信してもよい。
(実施の形態9)
実施の形態9では、ハンドル高さ調整部は、ハンドル部3の高さが快適な高さではないと入力された場合、ハンドル部を上昇又は下降させ、ハンドル部3の高さが快適な高さであると入力された場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定する。
実施の形態9では、ハンドル高さ調整部は、ハンドル部3の高さが快適な高さではないと入力された場合、ハンドル部を上昇又は下降させ、ハンドル部3の高さが快適な高さであると入力された場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定する。
図22は、本開示の実施の形態9に係る歩行支援装置1Hの構成を示すブロック図である。なお、歩行支援装置1Hの外観は、図1に示す歩行支援装置1の外観と同じである。また、実施の形態9において、実施の形態1と同じ構成については同じ参照符号を付し、説明を省略する。
歩行支援装置1Hは、本体部2、ハンドル部3、制御部4H、移動部5、ハンドル昇降機構6、ICカードリーダ7、荷重センサ8、タッチパネル9及び前輪部10を備える。
図22に示す制御部4Hは、負荷設定部21、移動制御部22、ハンドル高さ調整部23H、ユーザ認識部24、ユーザ情報記憶部25及び安全制御部26を備える。
タッチパネル9は、ハンドル部3の高さが快適な高さであるか否かのユーザによる入力を受け付ける。
ハンドル高さ調整部23Hは、ハンドル部3を上昇又は下降させる。ハンドル高さ調整部23Hは、ハンドル部3の高さが快適な高さであると入力された場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定し、ハンドル部3の上昇又は下降を停止させる。
続いて、本開示の実施の形態9に係る歩行支援装置1Hによる歩行支援処理について説明する。
図23は、本開示の実施の形態9に係る歩行支援装置1Hによる歩行支援処理について説明するための第1のフローチャートであり、図24は、本開示の実施の形態9に係る歩行支援装置1Hによる歩行支援処理について説明するための第2のフローチャートである。
ステップS171~ステップS172の処理は、図3に示すステップS1~ステップS2の処理と同じであり、ステップS173の処理は、図7に示すステップS23の処理と同じであり、ステップS174の処理は、図10に示すステップS44の処理と同じであるので、説明を省略する。
次に、ステップS175において、タッチパネル9は、現在のハンドル部3の高さが快適な高さであるか否かのユーザによる入力を受け付ける。例えば、タッチパネル9は、現在のハンドル部3の高さが快適な高さであることを示す高さ決定ボタンを表示する。ユーザは、現在のハンドル部3の高さが快適な高さである場合に、タッチパネル9に表示された高さ決定ボタンをタッチする。
次に、ステップS176において、ハンドル高さ調整部23Hは、現在のハンドル部3の高さが快適な高さであることを示す高さ決定ボタンがタッチされたか否かを判定する。
ここで、高さ決定ボタンがタッチされたと判定された場合(ステップS176でYES)、ステップS177において、ハンドル高さ調整部23Hは、ユーザのハンドル部3の高さを現在のハンドル部3の高さに決定する。なお、ハンドル高さ調整部23Hは、決定したハンドル部3の高さをユーザIDに対応付けてユーザ情報記憶部25に記憶してもよい。
次に、ステップS178において、ハンドル高さ調整部23Hは、ハンドル部3の上昇を停止させる。
ステップS179~ステップS180の処理は、図3に示すステップS7~ステップS8の処理と同じであるので、説明を省略する。
一方、高さ決定ボタンがタッチされていないと判定された場合(ステップS176でNO)、ステップS181において、ハンドル高さ調整部23Hは、ハンドル部3の高さが上限高さであるか否かを判定する。
ステップS181~ステップS182の処理は、図10及び図11に示すステップS52~ステップS53の処理と同じであり、ステップS183~ステップS185の処理は、図23に示すステップS175~ステップS177の処理と同じであるので、説明を省略する。
次に、ステップS186において、ハンドル高さ調整部23Hは、ハンドル部3の下降を停止させる。
ステップS187~ステップS188の処理は、図3に示すステップS7~ステップS8の処理と同じであるので、説明を省略する。
一方、高さ決定ボタンがタッチされていないと判定された場合(ステップS184でNO)、ステップS189において、ハンドル高さ調整部23Hは、ハンドル部3の高さが下限高さであるか否かを判定する。
ステップS189~ステップS191の処理は、図11に示すステップS61~ステップS63の処理と同じであるので、説明を省略する。
なお、本実施の形態9では、ハンドル高さ調整部23Hは、ハンドル部3を初期高さから上限高さまで上昇させた後、ハンドル部3を下降させているが、本開示は特にこれに限定されず、ハンドル部3を初期高さから下限高さまで下降させた後、ハンドル部3を上昇させてもよい。
また、本実施の形態9では、現在のハンドル部3の高さに対するユーザによる入力がフィードバックされ、最適なハンドル部3の高さが決定されるが、本開示は特にこれに限定されない。歩行支援装置1Gは、ユーザの生体情報を検知する生体センサを備えてもよい。ハンドル高さ調整部23Hは、生体センサによって検知された生体情報から、ユーザの感情状態値を算出してもよい。感情状態値は、覚醒度と感情価とを示す2次元座標で表される。ハンドル高さ調整部23Hは、2次元座標上における感情状態値を算出してもよい。2次元座標は、例えば、ラッセルの円環図である。覚醒度は、-1.0(鎮静)から+1.0(覚醒)までの値で示され、感情価は、-1.0(不快)から+1.0(快適)までの値で示される。歩行支援装置1Gは、算出される感情価が快適になるときのハンドル部3の高さを最適な高さとして決定してもよい。
また、本実施の形態9において、ハンドル高さ調整部23Hは、ハンドル部3が上昇又は下降している間に、ハンドル部3の高さが快適な高さであると入力された場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定し、ハンドル部3の上昇又は下降を停止させているが、本開示は特にこれに限定されない。ハンドル高さ調整部23Hは、ハンドル部3が上昇又は下降した後、ハンドル部3の高さが快適な高さであると入力された場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定してもよい。すなわち、ユーザは、ハンドル部3を上昇又は下降させ、ハンドル部3の上昇又は下降を停止させた後、歩行支援装置1Gを押して歩いてみる。そして、ユーザの歩行終了後に、タッチパネル9は、ハンドル部3の高さが快適な高さであるか否かのユーザによる入力を受け付けてもよい。ハンドル高さ調整部23Hは、ハンドル部3の高さが快適な高さであると入力された場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定してもよい。
(実施の形態10)
実施の形態10では、ハンドル高さ調整部によってハンドル部3の高さが自動的に調整された後、ハンドル部3の高さのユーザによる補正が受け付けられ、受け付けられた補正値が記憶される。
実施の形態10では、ハンドル高さ調整部によってハンドル部3の高さが自動的に調整された後、ハンドル部3の高さのユーザによる補正が受け付けられ、受け付けられた補正値が記憶される。
図25は、本開示の実施の形態10に係る歩行支援装置1Iの構成を示すブロック図である。なお、歩行支援装置1Iの外観は、図1に示す歩行支援装置1の外観と同じである。また、実施の形態10において、実施の形態1と同じ構成については同じ参照符号を付し、説明を省略する。
歩行支援装置1Iは、本体部2、ハンドル部3、制御部4I、移動部5、ハンドル昇降機構6、ICカードリーダ7、荷重センサ8、タッチパネル9及び前輪部10を備える。
図25に示す制御部4Iは、負荷設定部21、移動制御部22、ハンドル高さ調整部23I、ユーザ認識部24、ユーザ情報記憶部25、安全制御部26及び補正値記憶部32を備える。
タッチパネル9は、ハンドル高さ調整部23Iによってハンドル部3の高さが自動的に調整された後、ハンドル部3の高さのユーザによる補正を受け付ける。タッチパネル9は、補正受付部の一例である。
補正値記憶部32は、タッチパネル9によって受け付けられた補正値を記憶する。補正値が+3センチメートルであれば、ハンドル部3は3センチメートル上昇され、補正値が-3センチメートルであれば、ハンドル部3は3センチメートル下降される。
ハンドル高さ調整部23Iは、ユーザがハンドル部3を把持して直立した状態、又はユーザが歩行支援装置1Iを押して歩いている状態において、ハンドル部3を上昇又は下降させる。ハンドル高さ調整部23Iは、ハンドル部3が上昇又は下降している間に、荷重センサ8によって検知された下方向にかかる荷重を取得する。ハンドル高さ調整部23Iは、取得した下方向にかかる荷重が所定の範囲内になった場合、そのときの高さをハンドル部3の高さに決定し、ハンドル部3の上昇又は下降を停止させる。
また、ハンドル高さ調整部23Iは、タッチパネル9によって受け付けられたハンドル部3の高さのユーザによる補正に応じて、ハンドル部3を昇降させる。ハンドル高さ調整部23Iは、タッチパネル9によってハンドル部3の上昇が指示された場合、ハンドル部3を上昇させる。ハンドル高さ調整部23Iは、タッチパネル9によってハンドル部3の下降が指示された場合、ハンドル部3を下降させる。
また、ハンドル高さ調整部23Iは、補正値記憶部32に補正値が記憶されている場合、決定したハンドル部3の高さに補正値を加算する。
続いて、本開示の実施の形態10に係る歩行支援装置1Iによる歩行支援処理について説明する。
図26は、本開示の実施の形態10に係る歩行支援装置1Iによる歩行支援処理について説明するための第1のフローチャートであり、図27は、本開示の実施の形態10に係る歩行支援装置1Iによる歩行支援処理について説明するための第2のフローチャートである。
ステップS201~ステップS202の処理は、図3に示すステップS1~ステップS2の処理と同じであり、ステップS203の処理は、図7に示すステップS23の処理と同じであり、ステップS204~ステップS209の処理は、図10に示すステップS44~ステップS49の処理と同じであるので、説明を省略する。
次に、ステップS210において、ハンドル高さ調整部23Iは、補正値記憶部32に補正値が記憶されているか否かを判定する。
ここで、補正値記憶部32に補正値が記憶されていないと判定された場合(ステップS210でNO)、ステップS211において、タッチパネル9は、ハンドル部3の高さのユーザによる補正を受け付ける。例えば、タッチパネル9は、ハンドル部3を上昇させるための上昇ボタンと、ハンドル部3を下降させるための下降ボタンとを表示する。ユーザは、タッチパネル9に表示された上昇ボタンと下降ボタンとのいずれかをタッチする。ハンドル高さ調整部23Iは、タッチパネル9に表示された上昇ボタンがタッチされている間、ハンドル部3を上昇させ、上昇ボタンがタッチされなくなると、ハンドル部3の上昇を停止させる。また、ハンドル高さ調整部23Iは、タッチパネル9に表示された下降ボタンがタッチされている間、ハンドル部3を下降させ、下降ボタンがタッチされなくなると、ハンドル部3の下降を停止させる。これにより、ユーザは、ハンドル高さ調整部23Iによって自動的に調整された現在のハンドル部3の高さを、自身が快適であると感じる高さに補正することができる。
次に、ステップS212において、ハンドル高さ調整部23Iは、タッチパネル9によって受け付けられた補正値を補正値記憶部32に記憶する。
一方、補正値記憶部32に補正値が記憶されていると判定された場合(ステップS210でYES)、ステップS213において、ハンドル高さ調整部23Iは、補正値記憶部32に記憶されている補正値に応じてハンドル部3を昇降させる。
ステップS214~ステップS215の処理は、図3に示すステップS7~ステップS8の処理と同じであるので、説明を省略する。
一方、取得した下方向にかかる荷重が所定の範囲ではないと判定された場合(ステップS207でNO)、ステップS216において、ハンドル高さ調整部23Iは、ハンドル部3の高さが上限高さであるか否かを判定する。
ステップS216~ステップS217の処理は、図10及び図11に示すステップS52~ステップS53の処理と同じであり、ステップS218~ステップS222の処理は、図11に示すステップS54~ステップS58の処理と同じであるので、説明を省略する。
また、ステップS223~ステップS228の処理は、図26に示すステップS210~ステップS215の処理と同じであり、ステップS229~ステップS231の処理は、図11に示すステップS61~ステップS63の処理と同じであるので、説明を省略する。
なお、本実施の形態10では、ハンドル高さ調整部23Iは、実施の形態4と同じハンドル部3の高さの自動調整を行っているが、本開示は特にこれに限定されず、実施の形態1~3,5~9と同じハンドル部3の高さの自動調整を行ってもよい。
また、実施の形態2~10における安全制御部26の動作は、実施の形態1における安全制御部26の動作と同じである。
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPUまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
本開示の実施の形態に係る装置の機能の一部又は全ては典型的には集積回路であるLSI(Large Scale Integration)として実現される。これらは個別に1チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように1チップ化されてもよい。また、集積回路化はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。LSI製造後にプログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)、又はLSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
また、本開示の実施の形態に係る装置の機能の一部又は全てを、CPU等のプロセッサがプログラムを実行することにより実現してもよい。
また、上記で用いた数字は、全て本開示を具体的に説明するために例示するものであり、本開示は例示された数字に制限されない。
また、上記フローチャートに示す各ステップが実行される順序は、本開示を具体的に説明するために例示するためのものであり、同様の効果が得られる範囲で上記以外の順序であってもよい。また、上記ステップの一部が、他のステップと同時(並列)に実行されてもよい。
本開示に係る技術は、安定してユーザの歩行を支援することができるとともに、ユーザの身体能力をより効果的に向上させることができるので、ユーザの歩行を支援する技術に有用である。
Claims (22)
- 本体部と、
前記本体部に設けられ、ユーザが把持可能なハンドル部と、
前記ユーザに与える負荷を設定する負荷設定部と、
前記負荷設定部によって設定された前記負荷に基づいて、回転体を制御して歩行支援装置を移動させる移動制御部と、
アクチュエータを有し、前記ハンドル部を昇降させるハンドル昇降機構と、
前記ハンドル昇降機構を制御し、前記ハンドル部の高さを自動的に調整するハンドル高さ調整部と、
を備える歩行支援装置。 - さらに、前記ユーザを識別するためのユーザ識別情報と、前記ユーザに応じた前記ハンドル部の高さとを対応付けたユーザ情報を予め記憶するユーザ情報記憶部と、
さらに、前記ユーザを認識するユーザ認識部と、
を備え、
前記ハンドル高さ調整部は、前記ユーザ認識部によって認識された前記ユーザの前記ユーザ識別情報に対応付けられている前記ハンドル部の高さを前記ユーザ情報記憶部から取得し、取得した前記高さに応じて前記ハンドル部を昇降させる、
請求項1記載の歩行支援装置。 - さらに、前記ユーザを識別するためのユーザ識別情報と、前記ユーザの身長とを対応付けたユーザ情報を予め記憶するユーザ情報記憶部と、
さらに、身長と、前記身長に応じた前記ハンドル部の高さとを対応付けたハンドル情報を予め記憶するハンドル情報記憶部と、
さらに、前記ユーザを認識するユーザ認識部と、
を備え、
前記ハンドル高さ調整部は、前記ユーザ認識部によって認識された前記ユーザの前記ユーザ識別情報に対応付けられている前記ユーザの身長を前記ユーザ情報記憶部から取得し、取得した前記身長に対応付けられている前記ハンドル部の高さを前記ハンドル情報記憶部から取得し、取得した前記高さに応じて前記ハンドル部を昇降させる、
請求項1記載の歩行支援装置。 - さらに、前記ハンドル部にかかるロール方向のモーメントを検知する荷重検知部を備え、
前記ハンドル高さ調整部は、
前記ユーザが前記歩行支援装置を押して歩いている所定期間において、前記荷重検知部によって検知された前記ロール方向の前記モーメントを取得し、
取得した前記所定期間の前記モーメントの分散値又は最大値が閾値より小さい場合、そのときの高さを前記ハンドル部の高さに決定し、
取得した前記所定期間の前記モーメントの分散値又は最大値が閾値以上である場合、前記ハンドル部を上昇又は下降させる、
請求項1記載の歩行支援装置。 - さらに、前記ハンドル部にかかる荷重を検知する荷重検知部を備え、
前記ハンドル高さ調整部は、
前記ユーザが前記ハンドル部を把持して直立した状態、又は前記ユーザが前記歩行支援装置を押して歩いている状態において、前記ハンドル部を上昇又は下降させ、
前記ハンドル部が上昇又は下降している間に、前記荷重検知部によって検知された下方向にかかる前記荷重を取得し、
取得した下方向にかかる前記荷重が所定の範囲内になった場合、そのときの高さを前記ハンドル部の高さに決定し、前記ハンドル部の上昇又は下降を停止させる、
請求項1記載の歩行支援装置。 - さらに、前記ハンドル部にかかる荷重を検知する荷重検知部を備え、
前記ハンドル高さ調整部は、
前記ユーザが前記ハンドル部を把持して直立した状態、又は前記ユーザが前記歩行支援装置を押して歩いている状態において、前記荷重検知部によって検知された下方向にかかる前記荷重を取得し、
取得した下方向にかかる前記荷重が所定の値以上の場合、前記ハンドル部を上昇させ、
取得した下方向にかかる前記荷重が前記所定の値未満になった場合、そのときの高さを前記ハンドル部の高さに決定し、前記ハンドル部の上昇を停止させる、
請求項1記載の歩行支援装置。 - さらに、前記ハンドル部にかかる荷重を検知する荷重検知部と、
さらに、前記ハンドル部にかかる荷重と、肘の角度とを対応付けた肘角度情報を予め記憶する肘角度情報記憶部と、
を備え、
前記ハンドル高さ調整部は、
前記ユーザが前記ハンドル部を把持して直立した状態、又は前記ユーザが前記歩行支援装置を押して歩いている状態において、前記ハンドル部を上昇又は下降させ、
前記ハンドル部が上昇又は下降している間に、前記荷重検知部によって検知された垂直方向にかかる前記荷重を取得し、
取得した垂直方向にかかる前記荷重に対応付けられている前記肘の角度を前記肘角度情報記憶部から取得し、
取得した前記肘の角度が所定の角度になった場合、そのときの高さを前記ハンドル部の高さに決定し、前記ハンドル部の上昇又は下降を停止させる、
請求項1記載の歩行支援装置。 - さらに、前記ハンドル部にかかる荷重を検知する荷重検知部を備え、
前記ハンドル高さ調整部は、
前記荷重検知部によって検知された上方向及び下方向にかかる前記荷重を取得し、
取得した上方向にかかる前記荷重が閾値以上である場合、前記ハンドル部を上昇させ、
取得した下方向にかかる前記荷重が閾値以上である場合、前記ハンドル部を下降させ、
前記ハンドル部が上昇又は下降している間に、前記荷重検知部によって検知された上方向又は下方向にかかる前記荷重を取得し、
取得した上方向又は下方向にかかる前記荷重が所定の値以下になった場合、そのときの高さを前記ハンドル部の高さに決定し、前記ハンドル部の上昇又は下降を停止させる、
請求項1記載の歩行支援装置。 - さらに、前記ユーザの体の複数の部位の所定空間上の位置を検出する位置検出部と、
さらに、人が最適な高さの前記ハンドル部を把持したときの前記人の体の前記複数の部位の前記所定空間上の位置関係を示す姿勢情報を予め記憶する姿勢情報記憶部と、
を備え、
前記ハンドル高さ調整部は、
前記ユーザが前記ハンドル部を把持して直立した状態、又は前記ユーザが前記歩行支援装置を押して歩いている状態において、前記ハンドル部を上昇又は下降させ、
前記ハンドル部が上昇又は下降している間に、前記位置検出部によって検出された前記複数の部位の前記所定空間上の位置を取得し、
取得した前記複数の部位の前記所定空間上の位置の位置関係が、前記姿勢情報記憶部に記憶されている前記位置関係と同じになった場合、そのときの高さを前記ハンドル部の高さに決定し、前記ハンドル部の上昇又は下降を停止させる、
請求項1記載の歩行支援装置。 - さらに、前記ユーザにかかる運動負荷を検知する運動負荷検知部を備え、
前記ハンドル高さ調整部は、
前記ハンドル部の高さを複数の高さのそれぞれに変更し、
前記ハンドル部の高さを変更した後、前記ユーザが前記歩行支援装置を押して歩いている状態において、前記運動負荷検知部によって検知された前記運動負荷を取得し、
前記複数の高さのうち、取得した前記運動負荷が最大になるときの高さを前記ハンドル部の高さに決定する、
請求項1記載の歩行支援装置。 - さらに、前記ハンドル部の高さが快適な高さであるか否かの前記ユーザによる入力を受け付ける入力受付部を備え、
前記ハンドル高さ調整部は、
前記ハンドル部を上昇又は下降させ、
前記ハンドル部の高さが快適な高さであると入力された場合、そのときの高さを前記ハンドル部の高さに決定し、前記ハンドル部の上昇又は下降を停止させる、
請求項1記載の歩行支援装置。 - さらに、前記ハンドル高さ調整部によって前記ハンドル部の高さが自動的に調整された後、前記ハンドル部の高さの前記ユーザによる補正を受け付ける補正受付部と、
さらに、前記補正受付部によって受け付けられた補正値を記憶する補正値記憶部と、
を備え、
前記ハンドル高さ調整部は、前記補正値記憶部に前記補正値が記憶されている場合、決定した前記ハンドル部の高さに前記補正値を加算する、
請求項1~11のいずれか1項に記載の歩行支援装置。 - さらに、前記ハンドル部を昇降させる際に、前記ハンドル昇降機構又は前記回転体を制御する安全制御部を備える、
請求項1~12のいずれか1項に記載の歩行支援装置。 - 前記安全制御部は、前記ハンドル部を昇降させる際に、前記回転体を停止させる、
請求項13記載の歩行支援装置。 - さらに、前記ユーザが前記ハンドル部を把持しているか否かを検知するハンドル把持検知部を備え、
前記安全制御部は、前記ハンドル部を昇降させる際に、前記ハンドル把持検知部によって前記ユーザが前記ハンドル部を把持していることが検知された場合、前記ハンドル部の昇降を停止させる、
請求項13記載の歩行支援装置。 - さらに、前記ハンドル部にかかる荷重を検知する荷重検知部を備え、
前記安全制御部は、右方向にかかる荷重と左方向にかかる荷重との差分が閾値以上である場合、前記ハンドル部の昇降を停止させる、
請求項13記載の歩行支援装置。 - さらに、前記ハンドル部にかかる荷重を検知する荷重検知部を備え、
前記安全制御部は、上方向にかかる荷重が閾値以上である場合、又は下方向にかかる荷重が閾値以上である場合、前記ハンドル部の昇降を停止させる、
請求項13記載の歩行支援装置。 - 前記ハンドル部の昇降方向は、鉛直方向に対して傾いており、
前記安全制御部は、前記ハンドル部を上昇させる際に、前記歩行支援装置を前進させ、前記ハンドル部を下降させる際に、前記歩行支援装置を後進させる、
請求項13記載の歩行支援装置。 - さらに、前記回転体の回転数を検知する回転数検知部を備え、
前記安全制御部は、前記回転数検知部によって検知される前記回転数が閾値以上である場合、前記ハンドル部の昇降を停止させる、
請求項13記載の歩行支援装置。 - さらに、前記歩行支援装置の加速度を検知する加速度検知部を備え、
前記安全制御部は、前記加速度検知部によって検知される前記加速度が閾値以上である場合、前記ハンドル部の高さが、前記歩行支援装置が安定する所定の高さになるように、前記ハンドル部を昇降させる、
請求項13記載の歩行支援装置。 - 本体部と、前記本体部に設けられ、ユーザが把持可能なハンドル部とを備える歩行支援装置における歩行支援方法であって、
前記ユーザに与える負荷を設定し、
設定した前記負荷に基づいて、回転体を制御して前記歩行支援装置を移動させ、
アクチュエータを有し、前記ハンドル部を昇降させるハンドル昇降機構を制御し、前記ハンドル部の高さを自動的に調整する、
歩行支援方法。 - 本体部と、前記本体部に設けられ、ユーザが把持可能なハンドル部とを備える歩行支援装置により前記ユーザの歩行を支援するための歩行支援プログラムであって、
前記ユーザに与える負荷を設定し、
設定した前記負荷に基づいて、回転体を制御して前記歩行支援装置を移動させ、
アクチュエータを有し、前記ハンドル部を昇降させるハンドル昇降機構を制御し、前記ハンドル部の高さを自動的に調整するようにコンピュータを機能させる、
歩行支援プログラム。
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JP2022558924A JP7340767B2 (ja) | 2020-10-27 | 2021-09-22 | 歩行支援装置 |
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- 2021-09-22 JP JP2022558924A patent/JP7340767B2/ja active Active
- 2021-09-22 WO PCT/JP2021/034874 patent/WO2022091656A1/ja active Application Filing
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