JP5772034B2 - 制御パターン生成方法、動作補助装置、および、制御パターン生成プログラム - Google Patents
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Description
なお上記回復訓練等に用いることが可能な人の歩行の補助のための装置としては、例えば下記特許文献1に記載されている歩行補助装置がある。
前記制御パターン生成ステップは、
前記踵が前記歩行面から離れたタイミングから前記屈曲動作の補助を開始するように、
前記補助手段を制御する制御パターンを生成することを特徴とする
コンピュータに、前記被補助者の脚の膝関節部に装着されており、前記歩行に伴う当該膝関節部の屈曲動作を補助する前記動作補助装置の補助手段が装着されている脚の踵が、前記歩行面から離れたことを検出するための踵データを検出する踵データ検出ステップと、前記膝関節部の屈曲角度を検出する膝関節角度検出ステップと、前記脚の股関節部の屈曲角度を検出する股関節角度検出ステップと、前記踵データ検出ステップで検出された踵データに基づき、前記踵が前記歩行面から離れている遊脚期を特定する遊脚期特定ステップと、前記膝関節部の屈曲角度が極値になる極値タイミングを特定する極値タイミング特定ステップと、前記極値タイミングにおける前記股関節部の屈曲角度の値を、前記股関節部の屈曲角度における閾値角度に設定する閾値角度設定ステップと、前記閾値角度に基づき、前記遊脚期において前記補助手段による前記屈曲動作の補助から伸展動作の補助に切り替えるための制御パターンを生成する制御パターン生成ステップと、前記補助手段から脚への駆動力の伝達を遮断する駆動力遮断ステップと、を実行させ、前記踵データ検出ステップが、前記駆動力遮断ステップにおいて前記補助手段から脚への駆動力の伝達が遮断された後に、前記踵データを検出し、前記膝関節角度検出ステップが、前記駆動力遮断ステップにおいて前記補助手段から脚への駆動力の伝達が遮断された後に、前記膝関節部の屈曲角度を検出し、前記股関節角度検出ステップが、前記駆動力遮断ステップにおいて前記補助手段から脚への駆動力の伝達が遮断された後に、前記脚の股関節部の屈曲角度を検出することを特徴とする。
図7は、実施形態に係る歩行補助装置Sにおける他の制御パターンの一例を示す模式図である。
3a、8a 第一リンク
3b、8b 第二リンク
3c 第三リンク
5 膝部
9 股部
10、11、12 駆動ユニット
15 股関節角度センサ(股関節角度検出手段)
16 膝関節角度センサ(膝関節角度検出手段)
17 足裏センサ(踵データ検出手段)
42 CPU
50 DCモータ
52 ギア部
51 クラッチ部(駆動力遮断手段)
65 歩行面
S 歩行補助装置(動作補助装置)
R 右足駆動系
L 左足駆動系
Claims (9)
- 歩行面上を歩行中における被補助者の動作を補助する動作補助装置が制御パターンを生成する制御パターン生成方法において、
前記被補助者の脚の膝関節部に装着されており、前記歩行に伴う当該膝関節部の屈曲動作を補助する前記動作補助装置の補助手段が装着されている脚の踵が、前記歩行面から離れたことを検出するための踵データを検出する踵データ検出ステップと、
前記膝関節部の屈曲角度を検出する膝関節角度検出ステップと、
前記脚の股関節部の屈曲角度を検出する股関節角度検出ステップと、
前記踵データ検出ステップで検出された踵データに基づき、前記踵が前記歩行面から離れている遊脚期を特定する遊脚期特定ステップと、
前記膝関節部の屈曲角度が極値になる極値タイミングを特定する極値タイミング特定ステップと、
前記極値タイミングにおける前記股関節部の屈曲角度の値を、前記股関節部の屈曲角度における閾値角度に設定する閾値角度設定ステップと、
前記閾値角度に基づき、前記遊脚期において前記補助手段による前記屈曲動作の補助から伸展動作の補助に切り替えるための制御パターンを生成する制御パターン生成ステップと、
前記補助手段から脚への駆動力の伝達を遮断する駆動力遮断ステップと、
を有し、
前記踵データ検出ステップが、前記駆動力遮断ステップにおいて前記補助手段から脚への駆動力の伝達が遮断された後に、前記踵データを検出し、
前記膝関節角度検出ステップが、前記駆動力遮断ステップにおいて前記補助手段から脚への駆動力の伝達が遮断された後に、前記膝関節部の屈曲角度を検出し、
前記股関節角度検出ステップが、前記駆動力遮断ステップにおいて前記補助手段から脚への駆動力の伝達が遮断された後に、前記脚の股関節部の屈曲角度を検出することを特徴とする制御パターン生成方法。 - 請求項1に記載の制御パターン生成方法において、
前記制御パターン生成ステップは、
前記踵が前記歩行面から離れたタイミングから前記屈曲動作の補助を開始するように、
前記補助手段を制御する制御パターンを生成することを特徴とする制御パターン生成方法。 - 請求項1または請求項2に記載の制御パターン生成方法において、
前記設定された閾値角度を変更する閾値角度変更ステップを更に有することを特徴とする制御パターン生成方法。 - 請求項1から3のいずれか一項に記載の制御パターン生成方法において、
前記制御パターン生成ステップは、前記補助手段をパルス幅変調方式により変調された駆動信号により駆動する制御パターンであって、デューティー比が時間軸に沿って台形形状に変化する前記駆動信号により前記補助手段を制御する制御パターンを生成することを特徴とする制御パターン生成方法。 - 請求項1から4のいずれか一項に記載の制御パターン生成方法において、
前記制御パターン生成ステップは、前記踵が前記歩行面から離れたことが予め設定された時間内に検出されないとき、前記補助手段を初期化する制御パターンを生成することを特徴とする制御パターン生成方法。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の制御パターン生成方法において、
前記制御パターン生成ステップは、前記被補助者の右脚に装着されている前記補助手段と、前記被補助者の左脚に装着されている前記補助手段と、を別個独立に制御する制御パターンを生成することを特徴とする制御パターン生成方法。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の制御パターン生成方法において、
前記脚の股関節部の屈曲角度に基づき、前記股関節部の屈曲角度を補正する補正値を算出する補正値設定ステップを更に有することを特徴とする制御パターン生成方法。 - 歩行面上を歩行中における被補助者の動作を補助する動作補助装置の制御パターンを生成する動作補助装置において、
前記被補助者の脚の膝関節部に装着されており、前記歩行に伴う当該膝関節部の屈曲動作を補助する前記動作補助装置の補助手段が装着されている脚の踵が、前記歩行面から離れたことを検出するための踵データを検出する踵データ検出手段と、
前記膝関節部の屈曲角度を検出する膝関節角度検出手段と、
前記脚の股関節部の屈曲角度を検出する股関節角度検出手段と、
前記踵データ検出手段で検出された踵データに基づき、前記踵が前記歩行面から離れている遊脚期を特定する遊脚期特定手段と、
前記膝関節部の屈曲角度が極値になる極値タイミングを特定する極値タイミング特定手段と、
前記極値タイミングにおける前記股関節部の屈曲角度の値を、前記股関節部の屈曲角度における閾値角度に設定する閾値角度設定手段と、
前記閾値角度に基づき、前記遊脚期において前記補助手段による前記屈曲動作の補助から伸展動作の補助に切り替えるための制御パターンを生成する制御パターン生成手段と、
前記補助手段から脚への駆動力の伝達を遮断する駆動力遮断手段と、
を備え、
前記踵データ検出手段が、前記駆動力遮断手段により前記補助手段から脚への駆動力の伝達が遮断された後に、前記踵データを検出し、
前記膝関節角度検出手段が、前記駆動力遮断手段により前記補助手段から脚への駆動力の伝達が遮断された後に、前記膝関節部の屈曲角度を検出し、
前記股関節角度検出手段が、前記駆動力遮断手段により前記補助手段から脚への駆動力の伝達が遮断された後に、前記脚の股関節部の屈曲角度を検出することを特徴とする動作補助装置。 - 歩行面上を歩行中における被補助者の動作を補助する動作補助装置が制御パターンを生成するための制御パターン生成プログラムにおいて、
コンピュータに、
前記被補助者の脚の膝関節部に装着されており、前記歩行に伴う当該膝関節部の屈曲動作を補助する前記動作補助装置の補助手段が装着されている脚の踵が、前記歩行面から離れたことを検出するための踵データを検出する踵データ検出ステップと、
前記膝関節部の屈曲角度を検出する膝関節角度検出ステップと、
前記脚の股関節部の屈曲角度を検出する股関節角度検出ステップと、
前記踵データ検出ステップで検出された踵データに基づき、前記踵が前記歩行面から離れている遊脚期を特定する遊脚期特定ステップと、
前記膝関節部の屈曲角度が極値になる極値タイミングを特定する極値タイミング特定ステップと、
前記極値タイミングにおける前記股関節部の屈曲角度の値を、前記股関節部の屈曲角度における閾値角度に設定する閾値角度設定ステップと、
前記閾値角度に基づき、前記遊脚期において前記補助手段による前記屈曲動作の補助から伸展動作の補助に切り替えるための制御パターンを生成する制御パターン生成ステップと、
前記補助手段から脚への駆動力の伝達を遮断する駆動力遮断ステップと、
を実行させ、
前記踵データ検出ステップが、前記駆動力遮断ステップにおいて前記補助手段から脚への駆動力の伝達が遮断された後に、前記踵データを検出し、
前記膝関節角度検出ステップが、前記駆動力遮断ステップにおいて前記補助手段から脚への駆動力の伝達が遮断された後に、前記膝関節部の屈曲角度を検出し、
前記股関節角度検出ステップが、前記駆動力遮断ステップにおいて前記補助手段から脚への駆動力の伝達が遮断された後に、前記脚の股関節部の屈曲角度を検出することを特徴とする制御パターン生成プログラム。
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JP2011026814A JP5772034B2 (ja) | 2011-02-10 | 2011-02-10 | 制御パターン生成方法、動作補助装置、および、制御パターン生成プログラム |
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JP2012165792A JP2012165792A (ja) | 2012-09-06 |
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JP2011026814A Active JP5772034B2 (ja) | 2011-02-10 | 2011-02-10 | 制御パターン生成方法、動作補助装置、および、制御パターン生成プログラム |
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JP5326391B2 (ja) * | 2008-07-14 | 2013-10-30 | 大日本印刷株式会社 | 歩行補助装置 |
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