[发明专利]行走辅助装置

说明书

技术领域

本申请主张基于2008年10月28日提出的日本专利申请第2008-276309号的优先权。该申请的全部内容参照引用在本说明书中。本发明涉及辅助使用者行走的行走辅助装置。本申请特别涉及辅助一条腿能够正常地运动而另一条腿不能正常地运动的使用者的行走的行走辅助装置。

背景技术

研究过如下的行走辅助装置，所述行走辅助装置通过向腿的关节主动地施加扭矩来调整腿的角度，辅助使用者的行走。例如，在专利文献1中公开了如下的行走辅助装置，所述行走辅助装置安装于一条腿不能自由地运动的使用者，基于健康腿的动作向非健康腿的关节施加扭矩。

专利文献1：日本专利文献特开2006-314670号公报。

发明内容

专利文献1的行走辅助装置由于向非健康腿主动地施加扭矩，因此使用者有时会感到不安。这是由于，使用者不能预测行走辅助装置接下来将怎样使非健康腿运动。本发明提供一种行走辅助装置，可缓和装置向腿主动地施加扭矩时产生的使用者的不安。

用于解决问题的手段

如上所述，使用者感到不安的起因在于，不能准确地认识行走辅助装置接下来将怎样使腿运动。因此，本发明的行走辅助装置在装置向腿施加扭矩之前向使用者施加有助于使用者预测装置的运动的图像、声音或触觉刺激。以下，将“有助于预测装置的运动的画像、声音或触觉刺激”统称为“预告刺激”。

基于本说明书所公开的技术的行走辅助装置包括安装在使用者的腿上的安装型设备、以及控制安装型设备的控制器。安装型设备向使用者的腿的关节施加扭矩以调整关节角。控制器控制安装型设备，使得使用者的关节角追随表示应调整关节的目标关节角随时间的变化的目标模式。控制器被构成为在安装型设备基于该目标模式而动作之前向使用者施加“预告刺激”。

安装型设备例如包括双连杆机构，所述双连杆机构的固定在使用者的大腿上的上部连杆和固定在小腿上的下部连杆被位于膝部的外侧的旋转关节连结，该旋转关节通过执行器来驱动。具有上述机构的安装型设备辅助使用者的膝的运动。

作为施加“预告刺激”的方法的方式之一是使使用者预先知道目标关节角大幅变化的定时。因此，在本说明书公开的技术的一方式中，行走辅助装置的控制器执行以下的处理。即，控制器指定目标模式中的目标关节角随时间的变化满足预先确定的条件的变化定时。然后，控制器在指定的变化定时之前向使用者通知该变化定时的到来。即，该行走辅助装置向使用者预告安装型设备的运动变化的定时。上述的行走辅助装置能够缓和由于不能认识到安装型设备接下来的运动而引起的使用者的不安。

作为“预先确定的条件”最优选的是：目标模式到达极小值和极大值中的至少一者的定时。换言之，上述的定时是目标关节角的轨迹在时间轴上变为极小值或极大值的定时。该定时相当于关节的旋转方向(目标关节角的旋转方向)反转的定时。控制器指定目标模式到达极小值和极大值中的至少一者的定时作为所述变化定时。通过使使用者预先知道上述的变化定时，使用者能够预先知道安装型设备向关节施加的扭矩的旋转方向反转的定时。接受到上述预告的使用者能够安心。在行走动作中，由于膝部的运动是重要的，因此优选安装型设备施加扭矩的对象的关节是膝关节。

作为“预先确定的条件”的其他具体示例，可以是安装型设备的动作开始定时或停止定时。这些定时是在数学上满足目标模式随时间的变化不连续的条件的定时。

控制器存储的目标模式可以是预先准备的，也可以是在使用者行走过程中实时地生成的。后者的情况适合于用于仅一条腿为非健康腿的使用者的行走辅助装置。在该情况下，行走辅助装置具有检测一条腿的运动的腿动作传感器即可。优选的是，安装型设备调整另一条腿的关节角，控制器根据一条腿的运动生成另一条腿的目标模式，并按照所生成的目标模式来控制安装型设备。

作为施加“预告刺激”的方式的另外一种是向使用者预先施加有助于使用者认识目标模式的经时波形的整体的预告刺激。在本说明书公开的技术的另外的一个方式中，行走辅助装置的控制器被构成为执行接下来的处理即可。即，控制器生成通知模式，通知模式的波形对应于目标模式的随时间的变化。此外，控制器被构成为，在按照目标模式控制安装型设备之前向使用者施加基于通知模式的刺激。通知模式的波形与目标模式随时间的变化的波形相似即可。

在该情况下，“预告刺激”具体来说可以是频率随时间的变化的模式与目标模式的波形相同的声音。或者，“预告刺激”可以是向使用者施加挥动数随时间的变化的模式与目标模式的波形相同的振动。