[发明专利]用于往复移动体的频率检测器以及摆动关节装置

说明书

一种频率检测器包括：振荡相关信息输出部(B12)，移动体位置相关信息和校正参数被输入至该振荡相关信息输出部并且该振荡相关信息输出部输出频率调节参数和估算的移动体位置相关信息；频率估算部(B15)，所述频率调节参数被输入至该频率估算部，并且该频率估算部输出估算频率；以及调节部(B13)，所述移动体位置相关信息、所述估算的移动体位置相关信息和所述估算频率被输入至该调节部，并且该调节部输出校正参数。

技术领域

本发明涉及用于往复移动体的频率检测器，该频率检测器基于执行周期性往复运动的往复移动体的运动轨迹来检测运动波形的频率，并且本发明涉及摆动关节装置，该摆动关节装置包括用于往复移动体的频率检测器并且该摆动关节装置改变关节的刚性。

背景技术

例如，日本专利申请公开No.2012-66375(JP2012-66375A)公开了一种机器人套装，该机器人套装在使用者的下肢(从髋关节到脚趾)被认为是执行周期性往复摆动运动的移动体时适当地辅助使用者行走。在该机器人套装中，输入机器人套装与使用者之间的扭矩偏差，使得通过应用PID控制(反馈控制)来减小该扭矩偏差。

另外，日本专利申请公开No.2013-236741(JP 2013-236741A)公开了一种单腿型行走辅助装置，该单腿型行走辅助装置附接至一条腿是健康的腿而另一条腿是受影响的腿的使用者的受影响的腿，从而辅助受影响的腿运动。该单腿行走辅助装置包括设置在使用者腰侧的腰附接部、从髋关节侧延伸至膝关节侧的大腿连杆部、从膝关节侧向下延伸的小腿连杆部、设置在髋关节侧的扭矩发生器、以及设置在膝关节侧的缓冲器。扭矩发生器使用凸轮和压缩弹簧构成，扭矩发生器在受影响的腿由于健康腿的向前摆动而向后移动时产生扭矩并且通过使用产生的扭矩来辅助受影响的腿向前摆动。因此，不需要提供诸如电动马达之类的致动器。另外，压缩弹簧的初始压缩量是可调节的。因此，产生的扭矩的大小是可变的。

发明内容

在JP2012-66375A中，需要增强由使用者行走引起的往复摆动运动与由机器人套装的辅助产生的往复摆动运动之间的同步性。就这一点而言，认为：当估算出由使用者行走引起的往复摆动运动的频率并且由机器人套装的辅助而引起的往复摆动运动以与所估算频率一致的频率进行时，该同步性可以进一步增强。然而，在JP2012-66375A中公开的机器人套装中，不直接估算由使用者行走引起的往复摆动运动的频率。

另外，最近，希望检测(估算)往复移动体的频率，比如用来辅助使用者行走或跑步所需的下肢往复摆动运动的频率以及用来辅助机床的进行往复运动(包括往复线性运动和往复摆动运动)的可移动部的运动所需的往复运动频率。

这对于需要携带大而重的电池来辅助行走的使用者来说是难以负担的。因此，在JP2012-66375A中公开的机器人套装中，据估计，使用相对小且轻的电池。然而，JP2012-66375A没有公开降低电致动器的功率消耗的任何特定构型。因此，据估计，JP2012-66375A中公开的机器人套装具有相对短的连续操作时间。

另外，在JP 2013-236741A中公开的单腿型行走辅助装置中，在不使用任何电动马达的情况下通过凸轮和压缩弹簧产生用于使腿向前摆动的扭矩，因此，据估计，连续操作时间比JP2012-66375A中的连续操作时间长。然而，由于使用者的体型大小的差异(下肢的惯性矩的差异)、使用者的下肢的运动角度的差异、每个使用者的身体状况、行走位置之间的倾斜度的差异等，需要使用者通过使用诸如平头螺丝刀之类的工具调节设置在扭矩产生器的压缩弹簧上部中的确定部的位置来手动地调节压缩弹簧的初始压缩量，这是麻烦的。

本发明提供了一种用于往复移动体的频率检测器以及摆动关节装置，其中，该频率检测器适当地检测(估算)往复移动体(往复移动体)的频率，该摆动关节装置包括用于往复移动体的频率检测器并且该摆动关节装置自动地调节往复关节的刚性以自动地调节由往复运动产生的扭矩，从而还降低在行走或跑步期间使往复移动体移动的电动马达的功率消耗或者使用者的负载(用于使作为往复移动体的下肢往复运动的能量)。