JP5152757B2 - 歩行補助装置 - Google Patents
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Description
前記左右の脚リンクは夫々、前記荷重伝達部に第1関節部を介して連結される上方の第1リンク部と、前記足平装着部に第2関節部を介して連結される下方の第2リンク部と、前記第1リンク部と前記第2リンク部とを屈伸自在に連結する中間の第3関節部と、前記第3関節部を駆動する駆動機構とで構成され、
前記駆動機構は、前記第1リンク部に搭載した回転アクチュエータと、前記回転アクチュエータの出力軸上の駆動クランクアームと、前記第2リンク部に前記第3関節部の関節軸と同心に固定した従動クランクアームと、一端と他端とを前記駆動クランクアームと前記従動クランクアームとに枢着した連結リンクとで構成され、
前記連結リンクは、前記駆動クランクアームに対する前記連結リンクの枢着部と前記従動クランクアームに対する前記連結リンクの枢着部とを結ぶ線が、前記回転アクチュエータの出力軸と前記第3関節部の関節軸とを結ぶ線に斜交するように配置されることを特徴とする。
そして、利用者の通常歩行(平地歩行)時の第3関節部の屈曲角度範囲においては、従動クランクアームの回転角速度を駆動クランクアームの回転角速度より遅くして、従動クランクアームに伝達されるトルク(第3関節部の駆動トルク)を回転アクチュエータの出力トルクより大きくするトルク増幅作用が得られるようにすると共に、第3関節部の屈曲角度が小さい領域では、従動クランクアームの回転角速度を駆動クランクアームの回転角速度より増速することができる。
これによれば、通常歩行時に所要のアシスト力を発生させる上で必要な回転アクチュエータの出力トルクがトルク増幅分だけ少なくて済むと共に、第3関節部の屈曲角度の小さな領域での制御性を確保する上で必要な回転アクチュエータの要求回転速度を増速分だけ低く抑えることができる。
従って、歩行補助機能を損なうことなく回転アクチュエータの小型軽量化を図ることができる。その結果、脚リンクの第1関節部回りの慣性モーメントを軽減して、利用者が遊脚を前方に振り出す際に遊脚に作用する負荷を低減できる。
これによれば、回転アクチュエータの出力軸とガイドレールとの間に駆動クランクアーム及び連結リンクの運動スペースを確保する必要がなく、回転アクチュエータの回転軸の位置、即ち、回転アクチュエータの重心位置をガイドレールに近付けることができる。更に、利用者の体重を支持する力、即ち、第3関節部の屈曲角度を減少する方向の力が連結リンクの引張りで伝達されることになる。そのため、この力を押しで伝達する場合と異なり、連結リンクの断面を大きくして座屈を防止する必要がなく、連結リンク自体の軽量化も図ることができる。その結果、第1関節部回り(ガイドレールの曲率中心回り)の脚リンクの慣性モーメントを一層軽減できる。
Claims (3)
- 荷重伝達部と、利用者の足平に装着される左右一対の足平装着部と、前記荷重伝達部と前記足平装着部との間の左右一対の脚リンクとを備え、前記脚リンクにより発生する力を前記荷重伝達部を介して利用者の体幹に伝達するようにした歩行補助装置であって、
前記左右の脚リンクは夫々、前記荷重伝達部に第1関節部を介して連結される上方の第1リンク部と、前記足平装着部に第2関節部を介して連結される下方の第2リンク部と、前記第1リンク部と前記第2リンク部とを屈伸自在に連結する中間の第3関節部と、前記第3関節部を駆動する駆動機構とで構成され、
前記駆動機構は、前記第1リンク部に搭載した回転アクチュエータと、前記回転アクチュエータの出力軸上の駆動クランクアームと、前記第2リンク部に前記第3関節部の関節軸と同心に固定した従動クランクアームと、一端と他端とを前記駆動クランクアームと前記従動クランクアームとに枢着した連結リンクとで構成され、
前記連結リンクは、前記駆動クランクアームに対する前記連結リンクの枢着部と前記従動クランクアームに対する前記連結リンクの枢着部とを結ぶ線が、前記回転アクチュエータの出力軸と前記第3関節部の関節軸とを結ぶ線に斜交するように配置されることを特徴とする歩行補助装置。 - 請求項1記載の歩行補助装置であって、
前記荷重伝達部は、利用者が跨ぐようにして着座する着座部材で構成され、
前記第1関節部は、着座部材に連結され且つ着座部材の上方に曲率中心を持つ前後方向に長手の円弧状のガイドレールと、前記第1リンク部の上端部に固定され且つガイドレールに移動自在に係合するスライダとで構成され、前記ガイドレールの曲率中心と前記第3関節部の関節軸とを結ぶ線よりも後方または前方のガイドレールの部分にスライダが係合しており、
前記駆動クランクアームに対する前記連結リンクの枢着部は、前記回転アクチュエータの出力軸と前記第3関節部の関節軸とを結ぶ線に対しガイドレールとは反対側に位置することを特徴とする歩行補助装置。 - 請求項2記載の歩行補助装置であって、
前記回転アクチュエータの出力軸と前記第3関節部の関節軸とを結ぶ線よりも前記ガイドレール側に位置する前記第1リンク部の部分に付属品が搭載されることを特徴とする歩行補助装置。
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