[发明专利]动作辅助装置、及动作辅助装置的同步控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及穿着型动作辅助装置、及穿着型动作辅助装置的同步控制方法。

背景技术

近年来，存在对老年人进行援助的护理人员的人才不足的问题。因此，对于护理机器人的研究开发正日益盛行(专利文献1)。作为护理机器人的一种，穿着型动作辅助装置期待作为老年人的日常生活援助被投入实用。

作为这样的穿着型动作辅助工具的控制方式之一，提出了实现人与装置之间的协调运动的同步控制的控制方式(非专利文献1)。同步控制能调节装置对于人的同步性。通过提高同步性，能将装置利用于与人的动作时刻相匹配的动作辅助中。另一方面，通过降低同步性，期待将装置用作对人进行牵引的运动指导康复。迄今为止，提出了利用该同步控制来辅助穿着者进行更为舒适的运动的穿着型运动援助装置(专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2009/084387号

专利文献2：日本专利特开2012-66375号公报

专利文献3：日本专利特开2005-305615号公报

非专利文献

非专利文献1：张霞，“用于使用神经振动器的动作辅助的同步控制(神経振動子を用いたモーションアシストのための同調制御)”，信州大学研究生院工学系研究科平成19年度硕士论文

非专利文献2：琴坂信哉，Strefan Schaal，“机器人生成打击运动的神经振动器的参数学习(ロボットの打撃運動を生成する神経振動子のパラメータ学習)”，第17次日本机器人学术会议学术演讲会会刊，1999，Vol.3，p.3541-3547

非专利文献3：青山元、近藤敏之、村田智、伊藤宏司、“相位振动器与力学系统模型的相互作用而生成的步行模式(位相振動子と力学系モデルの相互作用による歩行パターン生成)”电子信息通信学术会议，2002，NC2001-155

非专利文献4：伊藤宏司，“身体知识系统论(身体知システム論)”，共立图书，2005

非专利文献4：伊藤聪，汤浅秀男，罗志伟、伊藤正美，柳原大，“关于与节律性运动的环境适应有关的数学模型(リズム運動の環境適応に関する数理的モデルについて)”，测量自动控制学术会议论文集，vol34，No.9，p.1237-1245

发明内容

发明所要解决的问题

专利文献1所公开的穿着型运动援助装置中，在生成同步控制的运动模式时使用神经振动器的相互抑制模型(非专利文献2)。然而，通常在使人的腿那样的多关节对象进行动作的情况下，在各振动器之间产生一定的相位差。因此，在由所述相互抑制模型产生的模式中，具有如下问题：即使能进行该同步，仍难以产生相位差。此外，在使用所述相互抑制模型来生成动作模式的情况下，为了对于振动输入获得任意的输出波形，需要设定近10个参数，存在其调整较为困难的问题。

本发明是为了应对上述问题而完成的，其目的在于提供一种动作辅助装置，该动作辅助装置能使人与动作辅助装置的动作产生任意的相位差，以进行动作。此外，其目的在于提供一种能以较少的参数个数简便地进行上述动作辅助装置的控制的动作辅助装置的控制方法。

解决技术问题所采用的技术方案

即，用于解决上述问题的权利要求1的动作辅助装置，其特征在于，包括：关节部，该关节部与穿着者的弯曲可动部位相对应地配置；连杆，该连杆与所述关节部相连接，且安装于所述穿着者上；致动器，该致动器对所述关节部的动作进行驱动；相位取得部，该相位取得部取得所述穿着者的弯曲可动部位的动作相位θ’_h；目标值计算部，该目标值计算部基于将所述相位取得部所取得的所述弯曲可动部位的动作相位θ’_h作为输入振动的相位振动器模型，维持预先设定的目标相位差，并且计算出所述关节部的动作目标值，该动作目标值用于使所述穿着者的弯曲可动部位的动作与所述关节部的动作同步；以及驱动控制部，该驱动控制部基于所述目标值计算部计算得到的动作目标值，来驱动所述致动器。

权利要求2的动作辅助装置是如权利要求1所述的动作辅助装置，其特征在于，所述相位取得部包括：相互作用力检测传感器，该相互作用力检测传感器检测出所述穿着者的弯曲可动部位的动作与所述关节部的动作之间的相互作用力；关节角度传感器，该关节角度传感器检测所述关节部的关节角度；以及相位推定部，该相位推定部基于所述相互作用力检测传感器所检测到的所述相互作用力、及所述关节角度传感器所检测到的所述关节角度，来推定所述穿着者的弯曲可动部位的动作相位θ’_h。