步行辅助装置(2)对步行者(4)的步行运动进行辅助。步行者(4)可以是高龄者或残疾人、伤病患者、运动员或学习者等。测定部(10)测定步行者(4)的步行信息，生成表示该步行信息的数据(S2)。穿戴设备(20)根据测定部(10)所测定的步行信息数据(S2)，对步行者(4)的臂部进行作用，由此介入步行时的臂部运动，从而使步行运动改善。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】步行辅助装置及步行辅助方法
本专利技术涉及辅助、改善人类的步行运动的技术。
技术介绍
为对步行运动有障碍的高龄者或残疾人、伤病患者的步行运动进行辅助、或者通过康复使其改善，采用步行辅助装置。以往，作为对步行进行辅助、改善的方法，有直接辅助腿部运动的方法。具体来说，已提出有通过义足或助力机器人(促动器，actuator)等，对腿部运动直接、力学地介入的方法。作为辅助、改善步行的另一方法，已提出有通过计测步行的节律、并对步行者给予与步行协调控制的节律刺激，来间接地辅助腿部运动的方法等(例如参照专利文献1～3)。[在先技术文献][专利文献][专利文献1]日本特开2010-264320号公报[专利文献2]日本特开2006-102156号公报[专利文献3]日本特开2005-227909号公报
技术实现思路
〔专利技术所要解决的课题〕然而，若采用对腿部运动直接介入的方法，则由于是从外部对腿部进行力学地作用来促进步行运动的，故存在在事故发生时会引发摔倒等安全性上的问题。另外，由于要强制性地使步行存在障碍或问题的步行者的腿部运动，故也有时会给步行者带来痛苦。此外，若步行者习惯于被步行辅助装置助力的状态，则还有可能导致腿部的运动能力退化，反而在没有步行辅助装置时无法步行了，从学习效果的观点来说也还存在问题。本专利技术是鉴于这样的状况而研发的，其一个方案的例示性目的之一在于，提供一种能改善以往的步行辅助方法的至少一个问题点的步行辅助装置。〔用于解决课题的手段〕本专利技术的一个方案涉及步行辅助装置。步行辅助装置包括：测定步行者的步行信息的测定部；根据测定部所测定的步行信息，对步行者的臂部进行作用的穿戴设备。本专利技术人认识到在步行运动时，腿部运动和臂部运动是介由大脑相互密切关联的。通过该方案，并非介入腿部运动，而是介入与大脑相关联的臂部运动，从而能从内部改善步行运动。由此，与直接介入腿部运动时相比，能实现安全性的改善、对步行者的痛苦的降低、运动能力下降的抑制、以及学习效果中的至少一者。所谓“步行信息”，是指与步行相关的信息，可包括(i)表示臂部或腿、胸部、腰部、腹部、颈部、头部、重心等各部位的轨迹的信息、(ii)表示步行时的姿势的信息、(iii)臂部挥动运动的频率、腿的运动的频率、它们的相位关系等与步行的节律相关联的信息。另外，在本说明书中，“臂部”表示从肩到指尖的部位。穿戴设备可以被构成为能根据测定部的测定结果调节步行者的肘关节的弯曲角。穿戴设备可以被构成为能根据测定部的测定结果限制步行者的肘关节的可动范围。通过使肘关节的弯曲角变化，能改变臂部的惯性力矩，能控制步行运动的姿势。穿戴设备可以被构成为能根据测定部的测定结果调节步行者的肩关节的角度。穿戴设备可以被构成为能根据测定部的测定结果限制步行者的肩关节的可动范围。穿戴设备可以被构成为能与步行运动相协调地控制肘关节的弯曲角。穿戴设备可以被构成为能与步行运动相协调地控制肩关节的弯曲角。测定部可以包含被装配于步行者的腰部或腹部的传感器。步行信息可以包括腰部或腹部的轨迹。穿戴设备可以被调节使得轨迹变得左右对称。此外，将以上构成要素任意组合、或者将本专利技术的表现形式在方法、装置等间变换后的实施方式，作为本专利技术的方案也是有效的。〔专利技术效果〕通过本专利技术的一个方案，能实现安全性的改善、给步行者带来的痛苦的减少、运动能力的下降的抑制、以及学习效果中的至少一者。附图说明图1是表示实施方式的步行辅助装置的图。图2是表示由测定部测定的、步行者的腰部的轨迹的图。图3的(a)、(b)是表示穿戴设备的图。图4的(a)、(b)是表示没有穿戴设备的拘束的状态、和仅对右肘用穿戴设备进行拘束的状态下各自腰部的摆动轨迹的图。图5的(a)、(b)是表示没有穿戴设备的拘束的状态、和对两肘都用穿戴设备进行拘束的状态下各自腰部的摆动轨迹的图。图6的(a)是表示实验对象的右膝关节被固定的样子的图；图6的(b)是表示通过穿戴设备固定右膝关节的样子的图。图7的(a)～(c)是表示模拟的偏瘫步行运动被步行辅助装置改善的情况的图。具体实施方式以下基于优选实施方式，参照附图说明本专利技术。对各附图所示的相同或等同的构成要素、部件、处理标注相同的标号，并适当省略重复的说明。此外，实施方式仅是例示，并非限定专利技术，并非实施方式所描述的所有特征及其组合都是专利技术的本质内容。图1是表示实施方式的步行辅助装置2的图。步行辅助装置2对步行者(实验对象)4的步行进行辅助。步行辅助装置2以高龄者或残疾人、伤病患者等不能随心地进行自由步行的步行者4为对象。步行辅助装置2主要具备测定部10及穿戴设备20。测定部10测定步行者4的步行信息。测定部10例如可采用专利文献1所记载的步态评价系统。测定部10包括加速度传感器12及计算机(也称控制部)14。加速度传感器12被装配于步行者4的腰部或者腹部，输出表示步行者的左右方向(x轴)、铅直方向(y轴)、行进方向(前后方向、z轴)各自的加速度的数据S1。计算机14对来自加速度传感器12的数据S1进行信号处理，生成表示步行信息的数据(以下称作步行信息数据)S2。在本实施方式中，步行信息数据S2是表示步行者4的三维的腰或者腹部的运动轨迹的数据。图2是表示由测定部10测定的步行者4的腰部的轨迹的图。图2的4a表示右腿的脚跟接地的状态，4b表示接下来左腿脚跟接地的状态，4c表示接下来右腿脚跟接地的状态。人类的步行动作可以理解为从右腿脚跟接地起至左腿脚跟接地的第1期间T1(4a～4b)、和从左腿脚跟接地起至右腿脚跟接地的第2期间T2(4b～4c)的反复。例如测定部10可以取得将图2所示的腰部的运动投影到XY平面上的轨迹(以下称作摆动轨迹)作为步行信息数据S2。或者，也可以取得XYZ空间上的轨迹作为步行信息数据S2，还可以取得包含时间轴的四维空间上的轨迹作为步行信息数据S2，还可以取得包含投影到XY平面上的坐标和时间轴的三维空间上的轨迹作为步行信息数据S2。回到图1。计算机14生成用于控制穿戴设备20的控制信息S3，使得步行者4的腰或者腹部的摆动轨迹趋近于理想的步行状态下的摆动轨迹(称作目标轨迹)。控制信息S3可包括穿戴设备20应作用于右臂部、左臂部的哪一者，应怎样作用，应怎样程度地作用，什么时候作用等信息。穿戴设备20被装配于步行者4的臂部6，根据测定部10的测定结果，对步行者4的臂部6进行作用。本专利技术人研究后发现，臂部运动与腿部运动密切关联，若对臂部运动进行作用，则并不仅仅是所作用的臂部运动，对步行运动整体都会有影响。因此，穿戴设备20只要被构成使得对步行信息、更具体来说对测定部10所测定的数据S1产生某种影响即可，关于给予臂部6的作用，并不特别限定。所谓臂部6，是指从肩部到指尖的部分，所谓“对臂部6进行作用”，具体来说包括对臂部的关节、即肩关节、肘关节、手腕部的关节、指关节的任一者或者任意组合进行作用。另外，所谓对关节进行作用，包括将该关节的弯曲角控制成预定值、将关节的可动范围限制到预定范围、对关节运动给予阻抗(负荷)等。在本实施方式中，穿戴设备20对步行者4的肘关节进行作用。图3的(a)、(b)是表示穿戴设备20的图。在本实施方式中，穿戴设备20对肘关节的弯曲角θ进行作用。例如穿戴设备20可以包括被固定于上臂部的第1部分22、被固定本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种步行辅助装置，其特征在于，包括：测定步行者的步行信息的测定部，和根据所述测定部测定的所述步行信息，对所述步行者的臂部进行作用的穿戴设备。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.12.28 JP 2012-2885971.一种步行辅助装置，其特征在于，包括：测定步行者的步行信息的测定部，和根据所述测定部测定的所述步行信息，对所述步行者的臂部进行作用的穿戴设备；本步行辅助装置不直接作用于所述步行者的腿部地对步行进行辅助。2.如权利要求1所述的步行辅助装置，其特征在于，所述穿戴设备被构成为能根据所述测定部的测定结果调节所述步行者的肘关节的状态。3.如权利要求2所述的步行辅助装置，其特征在于，所述穿戴设备被构成为能根据所述测定部的测定结果调节所述步行者的肘关节的角度，以及/或者能限制所述肘关节的可动范围。4.如权利要求3所述的步行辅助装置，其特征在于，所述穿戴设备被构成为能与步行运动相协调地控制肘关节的弯曲角。5.如权利要求1所述的步行辅...
【专利技术属性】
技术研发人员：三宅美博，
申请(专利权)人：国立大学法人东京工业大学，株式会社菊池制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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