[发明专利]行走用摆动腿摆运动辅助器具和助力的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种由行走能力低下者等使用的行走用的摆动腿摆运动辅助器具和助力的控制方法，即，通过以较小的力支持行走运动而促进行走能力低下者依靠自身的肌力进行行走运动，从而例如通过提高行走速度能够有效地抑制肌力下降，并且例如在保持固定的行走速度的情况下，用更少的能量帮助进行长时间的行走，从而能够辅助进行更远距离的行走。

背景技术

以往，为了支持肌力低的残疾人、老年人进行行走，而提出了如日本特许第4200492号公报(专利文献1)、日本特开2010-110464号公报(专利文献2)所示那样的安装式的辅助装置。

另外，这些专利文献1、2所记载的以往结构的辅助装置是外骨骼型的辅助装置，由沿着使用者的身体安装的硬质的臂、框架构成的外骨骼通过马达驱动关节部，来使使用者的腿与外骨骼臂一起进行动作。

然而，利用这种硬质的外骨骼的以往的辅助装置均是在相对于地面交替重复触地和抬起的双足行走中补偿对体重进行支撑等需要大的肌力的触地侧的腿的肌力。因此，存在需要大的输出功率而难以避免装置的大型化、重量化的问题。

并且，在通过大的输出辅助来补偿触地侧的腿的肌力的以往的辅助装置中，还存在如下问题：由于以大的力来辅助使用者自身的肌力，因此可以使使用者自身的肌力负担变小，其结果难以期待锻炼使用者自身的肌力来抑制肌力下降的效果。因此，尤其是由于年龄增长等原因产生行走障碍但还未达到不能行走的被称为运动器官机能下降综合症等的行走能力低下者，即使采用通过以往的刚骨骼结构来对触地腿进行肌力辅助的辅助装置，也难以期望维持、提高行走能力，未必能够有效地抑制其转变成为不能独立行走的严重程度的行走障碍。

另外，在以往的硬质的外骨骼结构的辅助装置中，还存在如下的危险：如果不与使用者的体格准确匹配或安装不合适，则由于外骨骼的刚性而导致在运动时对使用者的关节等施加了过度的力。

除此之外，还有可能由于硬质的外骨骼约束使用者的关节的动作，因此例如当存在对使用者的横方向的外力等的干扰作用时，会妨碍使用者通过反射反应而进行的防止跌倒的动作，从而导致跌倒。

专利文献1：日本特许第4200492号公报

专利文献2：日本特开2010-110464号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是以上述情况为背景完成的，其解决课题在于提供如下一种基于着眼于摆动腿的新的技术思想的行走用的运动辅助器具，即，由行走能力低下者等使用，通过以较小的力支持行走运动，来促进行走能力低下者依靠自身的肌力进行行走运动，从而能够有效地抑制肌力下降。

另外，本发明除了结构简单且轻量以外，目的还在于提供如下一种新的行走用的运动辅助器具：不会过度地约束使用者自身针对干扰等的瞬间且突发的危险回避反应的动作，通过有效地支持使用者的行走，能够安全地发挥肌力的训练效果。

用于解决问题的方案

本发明的第一方式是一种行走用摆动腿摆运动辅助器具，其特征在于，具备一对用于左右腿部的辅助构件，在该辅助构件中，针对具有挠性的辅助力传递部的两端部分，设置有夹持使用者的髋关节的安装于腿部侧的的第一安装部和安装于腰部侧的第二安装部，并且设置有针对该辅助力传递部施加拉伸力的驱动源，另一方面，具有：关节角度传感器，其检测该使用者的髋关节的前后方向的关节角度；以及控制单元，其根据该关节角度传感器的检测值来检测该使用者行走时在后方伸着的腿蹬离地面而变为单腿站立的状态，对该驱动源进行驱动控制来针对该蹬离地面的摆动腿的该辅助力传递部施加拉伸力，由此施加向前方摆动的方向的助力来对该摆动腿的摆运动进行辅助。

设为依照第一方式的结构的运动辅助器具着眼于在人双足行走时的摆动腿的摆运动的行走能量的效能作用等，使助力作用于摆动腿。由此，通过在行走时积极地增大摆动腿的摆运动，来达到摆动腿的摆运动的动能的增大所产生的行走运动的力学辅助效果。除此之外，还在适当的定时对摆动腿施加支持力，来实现行走运动时的摆动腿本来的动作，由此能够改善行走能力低下者行走时的人体各部分的协调运动的紊乱、相位的偏移，并恢复行走的效能和节奏感。