[发明专利]步行动作辅助装置

说明书

本发明的步行动作辅助装置构成为，用棒状刚体的摆动动作来近似使用者的包含大腿及小腿的腿部的绕髋关节的动作，通过将从大腿姿势检测单元输入的角度关联信号用作观测值的状态推定器来推定基于摆动动作的运动方程式而算出的大腿的髋关节角度及髋关节角速度，使用推定髋关节角度及推定髋关节角速度来算出大腿相位角，输出基于大腿相位角而算出的辅助转矩值。

技术领域

本发明涉及步行动作辅助装置。

背景技术

作为腿不便利的人或由于中风等而有麻痹的人的步行辅助用或康复用的器具，提出了对腿的动作进行辅助的设置有电动马达等致动器的步行动作辅助装置(参照下述专利文献1～3)。

详细而言，所述专利文献1～3所记载的以往的步行动作辅助装置具备：大腿侧支具，所述大腿侧支具穿戴于使用者的大腿；小腿侧支具，所述小腿侧支具穿戴于使用者的小腿且以能够绕使用者的膝关节转动的方式与所述大腿侧支具连结；致动器，所述致动器安装于所述大腿侧支具并能够对所述小腿侧支具施加绕膝关节的辅助力；小腿角度传感器，所述小腿角度传感器检测小腿相对于大腿的绕膝关节的转动角度；以及控制装置，所述控制装置掌管所述致动器的工作控制，所述控制装置构成为基于来自所述小腿角度传感器的检测信号来执行所述致动器的工作控制。

即，所述以往的步行动作辅助装置构成为，基于由所述小腿角度传感器检测的小腿绕膝关节的转动角度来识别步行动作状态，以输出与该步行动作状态相应的大小以及方向的辅助力的方式进行所述致动器的工作控制。

然而，在步行动作时，一边小腿绕膝关节进行转动动作，一边大腿绕髋关节进行转动动作。

即，在所述以往构成中，检测相对于绕髋关节转动的大腿的、小腿绕膝关节的转动角度，因此，难以准确地识别步行动作状态。

而且，在使用者由于中风等而有麻痹的情况下，虽然能够比较正常地进行大腿的步行动作(绕髋关节的大腿的前后摆动动作)，但大多无法正常地进行小腿的步行动作(绕膝关节的小腿的前后摆动动作)。

在这样的情况下，在所述以往的构成中，基于无法进行正常的步行动作的小腿的动作来进行所述致动器的工作控制，在这一点上，也有可能无法提供准确的步行辅助力。

另外，在下述专利文献4中公开了如下的步行辅助装置，该步行辅助装置基于由髋关节的周期性的动作规定的大腿相位角来识别步行动作状态，以对大腿输出与识别出的步行动作状态相应的步行辅助力的方式进行致动器的工作控制。

详细而言，所述专利文献4所记载的步行辅助装置具备对大腿赋予步行辅助力的赋予部、进行所述赋予部的工作控制的控制部、检测髋关节角度及髋关节角速度中的至少一方的检测部、以及基于所述检测部的检测结果来算出大腿的相位角的算出部，所述控制部构成为基于所述相位角来进行所述赋予部的工作控制。

在此，在所述专利文献4中，大腿的相位角基于由所述检测部检测出的髋关节角度及对该髋关节角度进行微分而得到的髋关节角速度来算出。

在这样的构成中，由微分处理导致强调杂音成分，难以得到准确的大腿相位角。

关于这一点，也能够通过对由所述检测部检测出的信号进行低通处理来去除杂音成分，但在该情况下，会产生时间延迟，难以在适当的定时进行所述赋予部的工作控制。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5724312号公报

专利文献2：日本专利第5799608号公报

专利文献3：日本专利第5386253号公报

专利文献4：日本特开2016-002408号公报

发明内容