JP6930328B2 - 着座動作補助装置 - Google Patents

Description

本発明は、着座動作補助装置に関するものであり、例えば、利用者の着座動作を補助する着座動作補助装置に関する。

特許文献１には、利用者の少なくとも一方の脚に装着され、当該利用者の着座動作を補助する着座動作補助装置が開示されている。特許文献１の着座動作補助装置は、利用者の一方の脚の大腿に装着される第１のリンクと、第１のリンクとピッチ軸周りに伸展状態から屈曲状態まで回転可能に連結され、脚の下肢に装着される第２のリンクと、第１のリンクに対して第２のリンクをピッチ軸周りに相対的に回転駆動する駆動部と、駆動部を制御する制御部を備えている。そして、制御部は、利用者が着座動作を開始した際に、第２のリンクに対する第１のリンクのピッチ軸周りの角度が予め定めた所定の角度よりも大きい間は、当該角度が小さくなるように駆動部を制御する角度制御を実行し、ピッチ軸周りの角度が所定角度以下の間は、ダンパ制御を実行している。

特許第５７４１３７５号公報

角度制御期間において、例えば、利用者の体重が想定以上である場合や、利用者が勢いをつけて着座しようとした場合に、実際の角度がダンパ制御開始角度に至ったタイミングにおいて、既に勢いがつき、ダンパ制御が実行されたとしても、利用者を十分にゆっくりした速度で着座させることが困難になる場合がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、ダンパ制御による効果が低減することを抑制することができる着座動作補助装置を提供する。

本発明の一態様に係る着座動作補助装置は、利用者の少なくとも一方の脚の大腿に装着される第１のリンクと、前記第１のリンクとピッチ軸周りに伸展状態から屈曲状態まで回転可能に連結され、脚の下腿に装着される第２のリンクと、前記第１のリンクに対して、前記第２のリンクを前記ピッチ軸周りに相対的に回転駆動させる駆動部と、前記第２のリンクに対する前記第１のリンクの前記ピッチ軸周りの角度を検出する角度検出部と、検出された前記角度が小さくなるように前記駆動部を制御する角度制御を実行しつつ、前記検出された角度が所定のダンパ制御遷移角度よりも小さい角度ではダンパ制御を実行する制御部と、を備える着座動作補助装置であって、前記制御部は、前記検出された角度が前記ダンパ制御遷移角度以上の場合に、目標制御角度が前記検出された角度よりも大きく、且つ、前記目標制御角度と前記検出された角度との偏差が、所定の偏差量を超える場合は、前記ダンパ制御を実行する。このような構成とすることにより、ダンパ制御による効果が低減することを抑制することができる。

また、前記制御部は、前記検出された角度が前記ダンパ制御遷移角度以上の場合に、前記目標制御角度が前記検出された角度よりも小さく、且つ、前記目標制御角度と前記検出された角度との偏差が、所定の屈曲保持偏差角度を超える場合には、前記目標制御角度を保持する。このような構成により、過度なアシスト力が利用者に加わることを抑制することができる。

さらに、前記制御部は、前記検出された角度が前記ダンパ制御遷移角度以上の場合に、保持された前記目標精度角度と前記検出された角度との偏差が、前記屈曲保持偏差角度よりも小さい屈曲再開偏差角度よりも小さい場合には、前記角度制御を再開する。このような構成とすることにより、利用者の着座動作を適切に補助することができる。

本発明により、ダンパ制御による効果が低減することを抑制することができる着座動作補助装置を提供する。

実施形態１に係る着座動作補助装置の構成を使用形態で例示した斜視図である。 実施形態１に係る着座動作補助装置の構成を使用形態で例示した正面図である。 実施形態１に係る着座動作補助装置の構成を使用形態で例示した側面図である。 実施形態１に係る着座動作補助装置の制御方法を説明するための説明図である。 実施形態１に係る着座動作補助装置の制御方法における角度制御を例示したグラフであり、横軸は、時間を示し、縦軸は、角度θを示す。 実施形態１に係る着座動作補助装置の制御方法における角度制御を例示したグラフであり、横軸は、時間を示し、縦軸は、角度θを示す。 実施形態１に係る着座動作補助装置を用いた着座動作の制御方法を例示したフローチャート図である。 実施形態２に係る着座動作補助装置を用いた着座動作の制御方法を例示したフローチャート図である。 実施形態３に係る着座動作補助装置を用いた着座動作の制御方法を例示したフローチャート図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

（実施形態１）
実施形態１に係る着座動作補助装置を説明する。まず、着座動作補助装置の構成を説明する。その後、着座動作補助装置による着座動作の制御方法を説明する。

（着座動作補助装置の構成）
図１〜３は、実施形態１に係る着座動作補助装置の構成を使用形態で例示した図であり、図１は、斜視図を示し、図２は、正面図を示し、図３は、側面図を示す。図１〜３に示すように、着座動作補助装置１は、第１のリンク１０と、第２のリンク２０と、駆動部３０と、角度検出部４０と、制御部５０と、を備えている。また、着座動作補助装置１は、足裏載置部６０、膝装着部７０、腰装着部８０を備えている。

第１のリンク１０は、利用者の少なくとも一方の脚の大腿に装着されている。例えば、第１のリンク１０は、利用者の上腿部の側部に配置される。第１のリンク１０は、利用者の上腿部の左右両側部にそれぞれ配置される。第１のリンク１０の上端部は、上腿保持部１１の側部に連結されている。第１のリンク１０の下端部は、第２のリンク２０に回転可能に連結されている。

ここで、上腿保持部１１は、板状部材であって、利用者の上腿部の外周形状に倣うように湾曲した形状とされている。当該湾曲した面の内側面を使用者の上腿部に接触させる。ここで、当該内側面にはスポンジ等の緩衝部材が設けられていることが好ましい。

第２のリンク２０は、利用者の脚の下腿に装着されている。例えば、第２のリンク２０は、利用者の下腿部における脛部分の側部に配置される。第２のリンク２０は、利用者の脛部分の左右両側部にそれぞれ配置される。第２のリンク２０の上端部は、第１のリンク１０の下端部に、ピッチ軸Ｃ周りに回転可能に連結されている。よって、第２のリンク２０は、第１のリンク１０とピッチ軸Ｃ周りに伸展状態から屈曲状態まで回転可能に連結されている。なお、ピッチ軸Ｃは、利用者の左右方向、ここでは膝の左右方向に延びた軸をいう。第２のリンク２０の下端部は、足裏載置部６０に回転可能に連結されている。

足裏載置部６０は、利用者の足を支持する。本実施形態の足裏載置部６０は、載置部６１、アーム６２を備えている。載置部６１は板状部材であって、利用者の足裏が載置される。アーム６２は、載置部６１を第２のリンク２０に連結する。つまり、アーム６２は利用者の下腿部における足首部分の左右両側部にそれぞれ配置される。

アーム６２の上端部は、第２のリンク２０の下端部に回転可能に連結されている。アーム６２の下端部は、載置部６１の側部に連結されている。これにより、利用者の体重を着座動作補助装置１に支持させることができる。

膝装着部７０は、アーチ７１、図示を省略したビンディングを備えている。アーチ７１は、左右の第１のリンク１０と第２のリンク２０との連結部相互を連結する。ビンディングは、アーチ７１に設けられている。ビンディングは、アーチ７１を使用者の膝に固定する。ビンディングは、アーチ７１を使用者の膝に固定できる構成であれば特に限定しないが、例えば使用者の膝に着脱可能なバンドを含む。

駆動部３０は、第１のリンク１０と第２のリンク２０との連結部分に駆動力を伝達する。駆動部３０は、第１のリンク１０に対して、第２のリンク２０をピッチ軸Ｃ周りに相対的に回転駆動させる。駆動部３０は、駆動モータ３１、減速機３２を備えている。駆動モータ３１は、制御部５０の制御信号に基づいて駆動する。駆動モータ３１の駆動力は、減速機３２に入力される。

減速機３２は、駆動モータ３１から入力される駆動力を増減して、第１のリンク１０と第２のリンク２０との連結部分のピッチ軸Ｃ周りにおける回転軸に伝達する。これにより、第２のリンク２０が第１のリンク１０に対して利用者の前後方向に回転駆動する。

角度検出部４０は、第１のリンク１０と第２のリンク２０との連結部分に設けられている。角度検出部４０は、第２のリンク２０に対する第１のリンク２０のピッチ軸Ｃ周りの回転角度を検出し、検出信号を制御部５０に出力する。ここで、第１のリンク１０に対する第２のリンク２０の回転角度は、利用者の膝の屈曲角度として扱うことができる。

腰装着部８０は、ベルト８１、収納ボックス８２を備えている。ベルト８１は、利用者の腰に着脱可能な構成とされている。収納ボックス８２は、ベルト８１に設けられている。収納ボックス８２には、駆動モータ３１等の電源であるバッテリ、及び制御部５０等が搭載されている制御基板が格納されている。収納ボックス８２に収納されているバッテリ及び制御基板は、角度検出部４０に配線８３を介して接続されている。

制御部５０は、角度検出部４０からの検出信号に基づいて、駆動部３０の駆動モータ３１を制御する。

（着座動作の制御方法）
次に、着座動作補助装置１を用いた着座動作の制御方法を説明する。まず、着座動作の制御方法で用いられるパラメータを説明する。次に、本実施形態の着座動作の制御方法の概要を、グラフを用いて説明する。その後、フローチャート図を用いて詳細に説明する。

（パラメータ）
図４は、実施形態１に係る着座動作補助装置の制御方法を説明するための説明図である。図４に示すように、第１のリンク１０と第２のリンク２０とがなす角度を角度αとする。利用者が立位の場合の角度は、角度α＝１８０［°］である。ここで角度θを、角度θ＝角度α−１８０［°］と定義する。利用者が、立位の場合には、角度θ＝０［°］である。立位の場合の角度θを着座開始角度θｓｔａｒｔとする。

利用者が着座を終了した場合には、第１のリンク１０と第２のリンク２０とがなす角度αは、例えば、９０［°］である。また、その場合には、角度θは、−９０［°］である。このように、利用者が立位の状態から着座の状態に変化する場合に、角度αは、１８０［°］から９０［°］まで変化し、角度θは、０［°］から−９０［°］まで変化する。よって、利用者が立位の状態から着座の状態に変化する場合に、角度αも角度θも小さくなる。着座の終了を判断する場合の角度θを着座終了角度θｅｎｄとする。したがって、角度θが着座終了角度θｅｎｄよりも小さい場合に着座を終了する。なお、着座開始角度θｓｔａｒｔは、０［°］でなくてもよいし、着座終了角度θｅｎｄは、−９０［°］でなくてもよい。

制御部５０は、利用者の着座動作を補助する場合には、角度が小さくなるように駆動部３０を制御する。このような、角度が小さくなるように駆動部３０を制御することを角度制御という。よって、制御部５０は、利用者の着座動作を補助する場合には、角度制御を実行する。一方、制御部５０は、角度が所定のダンパ制御遷移角度θｄａｍよりも小さい角度では、ダンパ制御を実行する。ダンパ制御とは、着座の際の衝撃を弱めるようにする制御をいう。

図４に示すように、所定のダンパ制御遷移角度θｄａｍとして、着座開始角度θｓｔａｒｔと、着座終了角度θｅｎｄとの間の角度から選択する。ダンパ制御遷移角度θｄａｍよりも小さい角度、すなわち、ダンパ制御遷移角度θｄａｍよりも屈曲側では、制御部５０は、ダンパ制御を実行する。一方、制御部５０は、ダンパ制御遷移角度θｄａｍ以上の角度、すなわち、ダンパ制御遷移角度θｄａｍよりも伸展側では、基本的には、角度制御を実行する。角度制御では、目標制御角度θｒｅｆが設定される。

（着座動作の制御方法の概要）
次に、本実施形態の着座動作の制御方法の概要を、グラフを用いて説明する。図５及び図６は、実施形態１に係る着座動作補助装置の制御方法における角度制御を例示したグラフであり、横軸は、時間を示し、縦軸は、角度θを示す。実線は、目標制御角度θｒｅｆであり、点線は、検出された角度θｃｕｒである。なお、検出された角度θｃｕｒを単に角度θｃｕｒともいう。

図５及び図６に示すように、制御部５０は、検出された角度θｃｕｒが小さくなるように駆動部３０を制御する角度制御を実行する。角度制御において、目標制御角度θｒｅｆを、例えば、時間に比例して小さくなるように設定する。なお、目標制御角度θｒｅｆの設定は、時間に相関して小さくなれば、比例して小さくなる設定に限らない。

制御部５０は、目標制御角度θｒｅｆに、検出された角度θｃｕｒが追随するように、駆動部３０を制御する。角度θｃｕｒが、ダンパ制御遷移角度θｄａｍまで小さくなるまでは、制御部５０は、基本的には、角度制御を実行する。一方、角度θｃｕｒが、ダンパ制御遷移角度θｄａｍよりも小さくなったときは、制御部５０は、ダンパ制御を開始する。制御部５０は、角度θｃｕｒが、着座終了角度θｅｎｄになるまで、ダンパ制御を行う。

図５に示すように、検出された角度θｃｕｒが、目標制御角度θｒｅｆに追随するように駆動部３０を制御する際に、屈曲動作が勝り、角度θｃｕｒが、目標制御角度θｒｅｆよりも小さくなる場合がある。そして、目標制御角度θｒｅｆと検出された角度θｃｕｒとの偏差（｜θｒｅｆ−θｃｕｒ｜）が、所定の偏差量よりも大きくなる場合がある。所定の偏差量を、例えば、ダンパ制御遷移偏差角度Δθｄａｍという。このような場合には、制御部５０は、ダンパ制御遷移角度θｄａｍまで屈曲していなくても、ダンパ制御に遷移する。

例えば、利用者の体重が想定以上の場合、または、利用者が勢いをつけて着座しようとした場合に、検出された角度θｃｕｒが、ダンパ制御遷移角度θｄａｍに至ったタイミングにおいて、既に勢いがつき、ダンパ制御が実行されたとしても、利用者を十分にゆっくりした速度で着座させることが困難な場合がある。

しかしながら、本実施形態では、検出された角度θｃｕｒが、ダンパ制御遷移角度θｄａｍに至る前のダンパ制御遷移角度θｄａｍ以上の場合でも、目標制御角度θｒｅｆが検出された角度θｃｕｒよりも大きく、且つ、目標制御角度θｒｅｆと検出された角度θｃｕｒとの偏差（｜θｒｅｆ−θｃｕｒ｜）が、所定の偏差量（ダンパ制御遷移偏差角度Δθｄａｍ）を超える場合は、制御部５０は、ダンパ制御を実行する。よって、ダンパ制御による効果が低減することを抑制することができる。

また、図６に示すように、目標制御角度θｒｅｆに、検出された角度θｃｕｒを追随させるように駆動部３０を制御する際に、駆動部３０の追随が甘く不十分な場合がある。そして、検出された角度θｃｕｒがダンパ制御遷移角度θｄａｍ以上において、目標制御角度θｒｅｆが検出された角度θｃｕｒよりも小さく、且つ、目標制御角度θｒｅｆと検出された角度θｃｕｒとの偏差（｜θｒｅｆ−θｃｕｒ｜）が、所定の屈曲保持偏差角度Δθｈｏｌｄを超える場合には、目標制御角度θｒｅｆを変化させずに保持する。その間に、検出された角度θｃｕｒが、保持した目標制御角度θｒｅｆに追いつくようにする。

そして、保持された目標制御角度θｒｅｆと検出された角度θｃｕｒとの偏差（｜θｒｅｆ−θｃｕｒ｜）が、所定の屈曲再開偏差角度Δθｂｅｎよりも小さくなった場合には、目標制御角度θｒｅｆの変化を再開する。これにより、制御部５０は、検出された角度θｃｕｒが、目標制御角度θｒｅｆに追随するように角度制御を再開し、駆動部３０に対して屈曲動作を再開させる。

このように、本実施形態では、検出された角度θｃｕｒが、ダンパ制御遷移角度θｄａｍ以上の場合に、目標制御角度θｒｅｆが角度θｃｕｒよりも小さく、且つ、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差が屈曲保持偏差角度を超える場合は、目標制御角度θｒｅｆを保持する。このようにして、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差を小さくするので、過度なアシスト力が利用者に加わることを抑制することができる。

（着座動作の制御方法の詳細）
次に、本実施形態の着座動作の制御方法を、フローチャートを用いて説明する。図７は、実施形態１に係る着座動作補助装置１を用いた着座動作の制御方法を例示したフローチャート図である。

図７に示すように、本実施形態の着座の制御方法においては、動作状態判定部５１、着座制御部５２、ダンパ制御部５３に区分してもよい。動作状態判定部５１は、着座動作補助装置の動作状態を判定する。具体的には、角度検出器４０によって検出した角度θｃｕｒから着座動作補助装置１の動作状態を判定する。着座制御部５２は、動作状態判定部５１において判定した動作状態に応じて着座制御を切り替える。ダンパ制御部５３は、ダンパ制御を実行する。

まず、図７のステップＳ１１に示すように、制御部５０は、目標制御角度θｒｅｆが、検出された角度θｃｕｒよりも大きいか（θｒｅｆ＞θｃｕｒ？）を判断する。また、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差、すなわち、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの差の絶対値が、所定の偏差量（ダンパ制御遷移偏差角度Δθｄａｍ）よりも大きいか（｜θｒｅｆ−θｃｕｒ｜＞Δθｄａｍ？）を判断する。目標制御角度θｒｅｆが、角度θｃｕｒ以下の場合、または、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差がダンパ制御遷移偏差角度Δθｄａｍ以下の場合、または、両方の場合には、Ｎｏに進み、ステップＳ１２に進む。

次に、図７のステップＳ１２に示すように、制御部５０は、目標制御角度θｒｅｆが、検出された角度θｃｕｒよりも小さいか（θｒｅｆ＜θｃｕｒ？）を判断する。また、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差が、所定の屈曲保持偏差角度Δθｈｏｌｄよりも大きいか（｜θｒｅｆ−θｃｕｒ｜＞Δθｈｏｌｄ？）を判断する。目標制御角度θｒｅｆが、角度θｃｕｒ以上の場合、または、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差が屈曲保持偏差角度Δθｈｏｌｄ以下の場合、または、両方の場合には、Ｎｏに進み、ステップＳ１３に進む。

そして、図７のステップＳ１３に示すように、制御部５０は、角度制御を実行する。具体的には、図５及び図６に示すように、制御部５０は、時間とともに小さくなる目標制御角度θｒｅｆに追随するように、駆動部３０を動作させる。駆動部３０は、第１のリンク１０と第２のリンク２０とが屈曲するように角度θｃｕｒを小さくする。

次に、図７のステップＳ１４に示すように、制御部５０は、検出された角度θｃｕｒがダンパ制御遷移角度θｄａｍよりも小さいか（θｃｕｒ＜θｄａｍ？）を判断する。角度θｃｕｒがダンパ制御遷移角度θｄａｍ以上の（Ｎｏの）場合には、ステップＳ１１に戻る。

一方、ステップＳ１４において、検出された角度θｃｕｒが、ダンパ制御遷移角度θｄａｍよりも小さい（Ｙｅｓの）場合には、ステップＳ１５に示すように、制御部５０は、ダンパ制御を実行する。

そして、ステップＳ１６に示すように、制御部５０は、検出された角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄよりも小さいか（θｃｕｒ＜θｅｎｄ？）を判断する。角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄ以上の（Ｎｏの）場合には、ステップＳ１５に戻り、制御部５０は、ダンパ制御を継続する。

ステップＳ１６において、検出された角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄよりも小さい（Ｙｅｓの）場合には、着座が終了し、処理が完了する。

一方、ステップＳ１１において、目標制御角度θｒｅｆが、検出された角度θｃｕｒよりも大きく、且つ、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差が、所定のダンパ制御遷移偏差角度Δθｄａｍよりも大きい（Ｙｅｓの）場合には、ステップＳ１７に示すように、制御部５０は、ダンパ制御を実行する。これは、図５で示した時間ｔ＝ｔａの場合である。

そして、ステップＳ１８に示すように、検出された角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄよりも小さいか（θｃｕｒ＜θｅｎｄ？）を判断する。角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄ以上の（Ｎｏの）場合には、ステップＳ１７に戻り、ダンパ制御を継続する。

ステップＳ１８において、検出された角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄよりも小さい（Ｙｅｓの）場合には、着座が終了し、処理が完了する。

ステップＳ１１において、Ｎｏに進み、ステップＳ１２において、目標制御角度θｒｅｆが、検出された角度θｃｕｒよりも小さく、且つ、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差が、屈曲保持偏差角度Δθｈｏｌｄよりも大きい（Ｙｅｓの）場合には、ステップＳ１９に示すように、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差が、屈曲再開偏差角度Δθｂｅｎよりも小さいか（｜θｒｅｆ−θｃｕｒ｜＜Δθｂｅｎ？）を判断する。

そして、目標制御角度θｒｅｆと検出された角度θｃｕｒとの偏差が、屈曲再開偏差角度Δθｂｅｎ以上の（Ｎｏの）場合には、ステップＳ２０に示すように、制御部５０は、目標制御角度θｒｅｆを保持する。そして、ステップＳ１９に戻り再び判断する。

一方、目標制御角度θｒｅｆと検出された角度θｃｕｒとの偏差が、屈曲再開偏差角度Δθｂｅｎよりも小さい（Ｙｅｓの）場合には、ステップＳ１３に示すように、制御部５０は、角度制御として屈曲動作を実行する。

そして、ステップＳ１４を経て、所定の処理を繰り返し、ステップＳ１６またはステップＳ１８において、検出された角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄよりも小さい（Ｙｅｓの）場合には、着座が終了し、処理が完了する。

本実施形態によれば、検出された角度θｃｕｒがダンパ制御遷移角度θｄａｍに至る前でも、角度θｃｕｒが目標制御角度θｒｅｆよりも小さい場合であって、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差が、所定の偏差量（ダンパ制御遷移偏差角度Δθｄａｍ）よりも大きい場合には、ダンパ制御に遷移させている。よって、ダンパ制御による効果が低減することを抑制することができる。

また、このようにすることで、角度制御からダンパ制御への切り替え時において、目標制御角度θｒｅｆと検出された角度θｃｕｒとの偏差を小さくすることができる。これにより、切り替え時の振動（ハンチング）を抑制することができる。

さらに、検出された角度θｃｕｒが、ダンパ制御遷移角度θｄａｍ以上の場合に、目標制御角度θｒｅｆが角度θｃｕｒよりも小さく、且つ、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差が屈曲保持偏差角度Δθｈｏｌｄを超える場合は、目標制御角度θｒｅｆを保持する。よって、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差を小さくするので、過度なアシスト力が利用者に加わることを抑制することができる。

（実施形態２）
次に、実施形態２を説明する。本実施形態は、ダンパ制御遷移角度θｄａｍに至る前でも、ダンパ制御に遷移させる制御方法である。図８は、実施形態２に係る着座動作補助装置を用いた着座動作の制御方法を例示したフローチャート図である。

まず、図８のステップＳ２１に示すように、目標制御角度θｒｅｆが、検出された角度θｃｕｒよりも大きいか（θｒｅｆ＞θｃｕｒ？）を判断する。また、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差が、所定の偏差量（ダンパ制御遷移偏差角度Δθｄａｍ）よりも大きいか（｜θｒｅｆ−θｃｕｒ｜＞Δθｄａｍ？）を判断する。目標制御角度θｒｅｆが、角度θｃｕｒ以下の場合、または、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差がダンパ制御遷移偏差角度Δθｄａｍ以下の場合、または、両方の場合には、Ｎｏに進み、ステップＳ２２に進む。

次に、図８のステップＳ２２に示すように、制御部５０は、角度制御として、駆動部３０に対して屈曲動作を実行させる。制御部５０は、目標制御角度θｒｅｆに追随するように、駆動部３０を動作させる。

次に、図８のステップＳ２３に示すように、検出された角度θｃｕｒがダンパ制御遷移角度θｄａｍよりも小さいか（θｃｕｒ＜θｄａｍ？）を判断する。角度θｃｕｒがダンパ制御遷移角度θｄａｍ以上の（Ｎｏの）場合には、ステップＳ２１に戻る。

一方、ステップＳ２３において、検出された角度θｃｕｒが、ダンパ制御遷移角度θｄａｍよりも小さい（Ｙｅｓの）場合には、ステップＳ２４に示すように、ダンパ制御を実行する。

そして、ステップＳ２５に示すように、検出された角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄよりも小さいか（θｃｕｒ＜θｅｎｄ？）を判断する。角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄ以上の（Ｎｏの）場合には、ステップＳ２４に戻り、ダンパ制御を継続する。

ステップＳ２５において、検出された角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄよりも小さい（Ｙｅｓの）場合には、着座が終了し、処理が完了する。

一方、ステップＳ２１において、目標制御角度θｒｅｆが、検出された角度θｃｕｒよりも大きく、且つ、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差が、所定のダンパ制御遷移偏差角度Δθｄａｍよりも大きい（Ｙｅｓの）場合には、ステップＳ２６に示すように、ダンパ制御を実行する。

そして、ステップＳ２７に示すように、検出された角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄよりも小さいか（θｃｕｒ＜θｅｎｄ？）を判断する。角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄ以上の（Ｎｏの）場合には、ステップＳ２６に戻り、ダンパ制御を継続する。

ステップＳ２７において、検出された角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄよりも小さい（Ｙｅｓの）場合には、着座が終了し、処理が完了する。

本実施形態では、検出された角度θｃｕｒが、ダンパ制御遷移角度θｄａｍに至る前でも、ダンパ制御に遷移させている。よって、角度θｃｕｒに勢いが付く前に、ダンパ制御による抗力を発生させることができ、ダンパ制御による効果が低減することを抑制することができる。その他の効果は、実施形態１の記載に含まれている。

（実施形態３）
次に、実施形態３を説明する。本実施形態は、目標制御角度θｒｅｆと検出された角度θｃｕｒとの偏差が屈曲保持偏差角度Δθｈｏｌｄを超える場合は、目標制御角度θｒｅｆを保持するものである。図９は、実施形態３に係る着座動作補助装置を用いた着座動作の制御方法を例示したフローチャート図である。

まず、図９のステップＳ３１に示すように、目標制御角度θｒｅｆが、検出された角度θｃｕｒよりも小さいか（θｒｅｆ＜θｃｕｒ？）を判断する。また、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差が、所定の屈曲保持偏差角度Δθｈｏｌｄよりも大きいか（｜θｒｅｆ−θｃｕｒ｜＞Δθｈｏｌｄ？）を判断する。目標制御角度θｒｅｆが、角度θｃｕｒ以上の場合、または、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差が屈曲保持偏差角度Δθｈｏｌｄ以下の場合、または、両方の場合には、Ｎｏに進み、ステップＳ３２に進む。

そして、図９のステップＳ３２に示すように、制御部５０は、角度制御として、屈曲動作を駆動部３０に対して実行させる。制御部５０は、目標制御角度θｒｅｆに追随するように、駆動部３０を動作させる。駆動部３０は、第１のリンク１０と第２のリンク２０とが屈曲するように検出された角度θｃｕｒを小さくさせる。

次に、図９のステップＳ３３に示すように、制御部５０は、検出された角度θｃｕｒがダンパ制御遷移角度θｄａｍよりも小さいか（θｃｕｒ＜θｄａｍ？）を判断する。角度θｃｕｒがダンパ制御遷移角度θｄａｍ以上の（Ｎｏの）場合には、ステップＳ３１に戻る。

一方、ステップＳ３３において、検出された角度θｃｕｒが、ダンパ制御遷移角度θｄａｍよりも小さい（Ｙｅｓの）場合には、ステップＳ３４に示すように、制御部５０は、ダンパ制御を実行する。

そして、ステップＳ３５に示すように、検出された角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄよりも小さいか（θｃｕｒ＜θｅｎｄ？）を判断する。角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄ以上の（Ｎｏの）場合には、ステップＳ３４に戻り、ダンパ制御を継続する。

ステップＳ３５において、検出された角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄよりも小さい（Ｙｅｓの）場合には、着座が終了し、処理が完了する。

一方、ステップＳ３１において、目標制御角度θｒｅｆが、検出された角度θｃｕｒよりも小さく、且つ、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差が、屈曲保持偏差角度Δθｈｏｌｄよりも大きい（Ｙｅｓの）場合には、ステップＳ３６に示すように、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差が、屈曲再開偏差角度Δθｂｅｎよりも小さいか（｜θｒｅｆ−θｃｕｒ｜＜Δθｄａｎ？）を判断する。

そして、目標制御角度θｒｅｆと角度θｃｕｒとの偏差が、屈曲再開偏差角度Δθｂｅｎ以上の（Ｎｏの）場合には、ステップＳ３７に示すように、目標制御角度θｒｅｆを保持する。そして、ステップＳ３６に戻り再び判断する。

一方、目標制御角度θｒｅｆと検出された角度θｃｕｒとの偏差が、屈曲再開偏差角度Δθｂｅｎよりも小さい（Ｙｅｓの）場合には、ステップＳ３２に示すように、制御部５０は、角度制御として、屈曲動作を駆動部３０に実行させる。

そして、ステップＳ３３を経て、所定の処理を繰り返し、ステップＳ３５において、検出された角度θｃｕｒが着座終了角度θｅｎｄよりも小さい（Ｙｅｓの）場合には、着座が終了し、処理が完了する。

本実施形態では、目標制御角度θｒｅｆと検出された角度θｃｕｒとの偏差を小さくするので、過度なアシスト力が利用者に加わることを抑制することができる。その他の効果は、実施形態１及び実施形態２の記載に含まれている。

以上、本発明に係る実施の形態を説明したが、上記の構成に限らず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で、変更することが可能である。

例えば、実施形態１〜３において、動作状態判定に用いた角度に変えて、トルク演算値を用いた着座動作補助装置及び制御方法も、本発明の技術的思想の範囲である。

１ 着座動作補助装置
１０ 第１のリンク
１１ 上腿保持部
２０ 第２のリンク
３０ 駆動部
３１ 駆動モータ
３２ 減速機
４０ 角度検出部
５０ 制御部
５１ 動作状態判定部
５２ 着座制御部
５３ ダンパ制御部
６０ 足裏載置部
６１ 載置部
６２ アーム
７０ 膝装着部
７１ アーチ
８０ 腰装着部
８１ ベルト
８２ 収納ボックス
８３ 配線
Ｃ ピッチ軸
Δθｂｅｎ 屈曲再開偏差角度
Δθｄａｍ ダンパ制御遷移偏差角度
Δθｈｏｌｄ 屈曲保持偏差角度
θｃｕｒ 角度
θｄａｍ ダンパ制御遷移角度
θｒｅｆ 目標制御角度

Claims (3)

1. 利用者の少なくとも一方の脚の大腿に装着される第１のリンクと、
   前記第１のリンクとピッチ軸周りに伸展状態から屈曲状態まで回転可能に連結され、脚の下腿に装着される第２のリンクと、
   前記第１のリンクに対して、前記第２のリンクを前記ピッチ軸周りに相対的に回転駆動させる駆動部と、
   前記第２のリンクに対する前記第１のリンクの前記ピッチ軸周りの角度を検出する角度検出部と、
   検出された前記角度が小さくなるように前記駆動部を制御する角度制御を実行しつつ、前記検出された角度が所定のダンパ制御遷移角度よりも小さい角度ではダンパ制御を実行する制御部と、
   を備える着座動作補助装置であって、
   前記制御部は、前記検出された角度が前記ダンパ制御遷移角度以上の場合に、
   目標制御角度が前記検出された角度よりも大きく、且つ、前記目標制御角度と前記検出された角度との偏差が、所定の偏差量を超える場合は、前記ダンパ制御を実行する、
   着座動作補助装置。
2. 前記制御部は、前記検出された角度が前記ダンパ制御遷移角度以上の場合に、
   前記目標制御角度が前記検出された角度よりも小さく、且つ、前記目標制御角度と前記検出された角度との偏差が、所定の屈曲保持偏差角度を超える場合には、前記目標制御角度を保持する、
   請求項１に記載の着座動作補助装置。
3. 前記制御部は、前記検出された角度が前記ダンパ制御遷移角度以上の場合に、
   保持された前記目標制御角度と前記検出された角度との偏差が、前記屈曲保持偏差角度よりも小さい屈曲再開偏差角度よりも小さい場合には、前記角度制御を再開する、
   請求項２に記載の着座動作補助装置。

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