[发明专利]行走辅助装置

说明书

技术领域

本发明涉及辅助用户行走的穿戴型的行走辅助装置。

背景技术

穿戴型的行走辅助装置正在被开发。这种类型的行走辅助装置被安装在用户的腿上，致动器根据行走动作而向腿关节施加转矩。以下，有时将穿戴型的行走辅助装置简称为“辅助装置”。穿戴型的行走辅助装置最好不限制用户的行动范围。因此辅助装置包括向致动器供应电力的电池。

辅助装置的可用时间由电池的持续时间决定。即，如何高效使用电池是重点。例如在专利文献1中提出了用于高效使用电池的一种方法。该方法在电池的充电量(SOC：State Of Charge，充电状态)下降时，限制致动器的输出。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利文献特开2010-124934号公报。

发明内容

发明要解决的问题

如专利文献1的技术那样，限制致动器的输出会限制行走辅助装置的能力。而限制行走辅助装置的能力并不是可取的。

因此，本申请的发明人研究了转换使用多个电池的方法以作为高效使用电池的其他方法。在转换使用多个电池的情况下，虽然转换的瞬间时间很短，但向致动器的供电会下降。

另一方面，辅助装置向用户的腿关节施加转矩来支撑用户的体重或辅助腿的摆动。如果在行走辅助装置支撑用户体重的期间向致动器的供电下降，致动器就有可能无法输出足以支撑用户体重的转矩。即，在此情况下，虽然是暂时的，但行走辅助能力下降。本说明书公开的技术提供一种能够转换电池而不会引起行走辅助能力下降的行走辅助装置。

用于解决问题的手段

行走动作是反复站立腿和摆动腿的动作。致动器需要提供大的转矩的期间是支撑体重的期间。需要提供特别大的转矩的期间是仅由穿戴行走辅助装置的腿支撑体重的期间(单腿站立期间)。即，在穿戴了辅助装置的腿的单腿站立期间需要大的电力。反言之，在穿戴了辅助装置的腿的单腿站立期间以外的期间，致动器被要求的输出(要求输出)不比该单腿站立时大。如果在要求输出不大的期间转换电池，即使电力暂时下降，致动器能够实现要求输出的可能性也很高。即，电力的暂时下降不影响行走辅助能力。本说明书公开的技术通过在穿戴了辅助装置的腿的单腿站立期间以外的期间转换电池，能够做到向致动器供应的电力的暂时性下降不引起行走辅助装置的能力下降。

一条腿(穿戴了辅助装置的腿)的单腿站立时以外的期间相当于另一条腿触地的期间。本说明书公开的技术的一个方面的辅助装置包括腿装具。腿装具被安装在用户的一条腿上，根据行走动作向用户的一条腿的关节施加转矩。辅助装置还包括用于向致动器供应电力的多个电池。辅助装置的控制器在另一条腿触地期间将致动器的电源从第一电池转换到第二电池。“另一条腿触地的期间”相当于“一条腿(穿戴了腿装具的腿)的单腿站立期间以外的期间”。以下，将穿戴了腿装具的腿称为“穿戴腿”(Wearing leg)，将另一条腿(没有穿戴腿装具的腿)称为“健全腿”(Sound leg)。

上述的辅助装置在“穿戴腿的单腿站立期间以外的期间”，即在致动器不被要求大负载的期间转换电池，因此即使供应电力暂时下降也能够维持足以进行行走辅助的输出。即，该辅助装置即使供应电力暂时下降也不影响行走辅助能力。

“健全腿触地的期间”例如能够利用配置在健全腿的脚底的触地传感器来检测。或者，行走动作能够通过腿关节角度的变化模式来表示，因此能够根据变化模式估计“另一条腿触地的期间”。即，辅助装置的控制器也可以根据测量腿关节的角度的角度传感器的传感器数据来估计“另一条腿触地的期间”。

另外，“健全腿触地的期间”包含两腿站立期间和健全腿的单腿站立期间。健全腿的单腿站立期间相当于穿戴腿的摆动腿期间。因此，优选装备包括触地传感器，且控制器被构成为在穿戴腿处于摆动腿期间的期间转换电池。“穿戴腿的摆动腿期间”是“健全腿触地的期间”的一部分。在穿戴腿的摆动腿期间，辅助装置不需要支撑体重，因此不需要大的转矩。因此，穿戴腿的摆动腿期间是转换电池的合适的期间。