[发明专利]运动辅助设备和运动辅助方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年11月28日所提交的日本优先权专利申请JP2012-259827的权益，该日本优先权专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开的技术涉及一种运动辅助设备和运动辅助方法，该运动辅助设备和运动辅助方法被安装并且用在主要希望协助或照顾的老年人等的身体上，并且被配置成身体上以及精神上辅助身体的运动，包括行走运动。

背景技术

2010年日本的老龄比例（65岁或以上的老龄人口在总人口中所占据的比例）达到23.1%，并且预计在2025年达到30%。当老龄人口所占据的比例如上所述地快速增加时，亟待实现如下社会：其中，老年人可以尽可能地健康并且积极地生活，而不是处于全责护理照顾的状态，并且即使老年人处于全责护理照顾的状态中也可以尽可能地防止恶化以及独立地生活。

根据老龄化社会的到来，在包括老年人成员的老年人看护设施或家庭中，增加了对于用于辅助老年人的精神和身体的目的的机电仪器的需求。最重要的是，存在对于配置成执行身体协助的机器（诸如自动行走协助装置）或动力协助套装（suit）的高度需求。

在用于协助和照顾的机电仪器的开发中最重要的一点是尽可能地维持并且增加老年人的活动而不产生不必要的干扰。当由于老年人的体制下降而导致由机器过度地执行老年人的活动时，老年人的体制进一步地变弱，并且情况恶化（废用综合症）。动力协助套装是如下设备：该设备被配置成施加除了由人类肌肉所生成的力之外的人造力作为辅助力。因此，该设备是其中在补充老年人的体质下降的同时维持老年人自身的活动的示例性仪器。

采用力对老年人进行协助正在技术上变得可行。然而，近来动力协助套装的增殖速率不是很高。这可以认为是由下面的原因导致的。

（1）设备的安装和拆卸不容易。另外，长期使用可能导致不适。

（2）价格高，并且成本效益不好。

（3）安装的外观不自然并且是怪异的，以及因此减少了在市场上的外表竞争力。

（4）不可以执行从坐下到行走的广泛范围的用户的运动辅助。

（5）仪器的重量被施加给用户，并且仅仅可以执行笨重的辅助。另外，由于辅助力造成的横向反转力矩可以容易地发生。

（6）对于用户的体形的依赖性高。

（7）工作时间短。

例如，被配置成基于来自肌电传感器的输出和运动阶段估计的结果将驱动力施加到关节的力控制类型动力协助套装最近受到了关注（例如，参见Kawamoto H.,Lee S.,Kanbe S.,Sankai Y.:“Power As.sist Method for HAL-3 using EMG-based Feedback Controller”,Proc.of Int’l Conf.on Systems,Man and Cybernetics(SMC2003),pp.1648-1653,2003）。然而，根据该动力协助套装，应当将至少九个肌电传感器附接到一条腿，并且因此大大地消耗了安装劳力。另外，由于时间改变或出汗、肌电传感器可能从皮肤脱离。当肌电传感器与皮肤之间的吸附被破坏时，肌电传感器的输出值可能变得不稳定，动力协助套装可能发生故障，或可能将不适当的力施加到穿着套装的人体。这样的不足会影响动力协助套装的增殖。

另一方面，还提出了一种不使用肌电传感器的人体辅助设备（例如，参见J.Ghan,R.Steger,Kazerooni,H,“Control and System Identification for the Berkeley Lower Extremity Exoskeleton”,Advanced Robotics,Volume 20,Number 9,pp.989-1014,Number 9,2006）。该人体辅助设备被配置成感测用户的关节的运动并且对关节施加力以辅助该运动。然而，因为人体辅助设备是安装在身体外部的设备，所以其保持了对用户的身体的横向方向上的尺寸的依赖性，并且设备的尺寸可能增加。

另外，还提出了一种安装在用户的双腿内侧的夹板类型行走辅助设备（例如，参见第4641225号日本专利）。然而，因为行走辅助设备的膝盖区域从身体大幅度地突出，所以产生了外观的问题。另外，因为在胯部下设置有弧形结构，所以当安装行走辅助设备时用户不可以坐在椅子上。即，行走辅助设备不可以执行从坐下到行走的广泛范围的运动辅助。