辅助控制装置以及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及辅助控制装置以及方法，能够高精度且适当地辅助利用者的动作。本发明专利技术公开的一个实施方式涉及的辅助控制装置包括驱动机构、取得部、推断部以及驱动部。驱动机构被佩戴在利用者的下肢。取得部取得表示所述利用者的上肢的活动的状态信号。推断部根据所述状态信号的变化来决定对所述利用者的行动进行辅助的定时即辅助定时。驱动部根据所述辅助定时来驱动所述驱动机构，以便产生用于辅助所述利用者的行动的辅助力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施方式涉及。
技术介绍
在健康护理领域中，维持老龄者积极主动的生活是重要的课题。当成为老龄之后，由于肌肉力量降低而步行变得困难，所以大多会控制外出等生活行动也变得宅在家中。并且，失去运动习惯，可能成为肌肉力量的衰退加剧的状态。对肌肉力量的衰退而言，由于与上肢的肌肉相比，下肢的肌肉的降低更显著，所以希望有一种辅助老龄者的步行而能够使老龄者愉快地步行的设备。作为对步行进行辅助的设备，有利用连杆机构控制致动器来辅助步行动作的设备、检测与佩戴有装置的佩戴者的下肢的肌肉活动相伴的生物体信号来辅助佩戴者的步行的设备。另外，有一种通过安装于足部的力传感器推断下肢动作来对下肢动作进行辅助的设备。然而，由于下肢的肌肉量的衰退与上肢相比为快速衰退，所以在是基于下肢的肌肉电位等生物体信号来进行控制的设备的情况下，作为控制的基准的信号不稳定。另外，在利用安装于足部的力传感器来推断下肢动作的情况下，设备的活动与佩戴者的步行的意思以及定时容易产生偏差，使得步行的辅助动作容易产生不协调感。【专利文献I】日本特开2008- 68046号公报【专利文献2】日本特开2005- 95561号公报【专利文献3】日本特开2013- 116319号公报
技术实现思路
本专利技术为了解决上述课题而提出，其目的在于，提供能够在附加的驱动力没有不协调的情况下对动作进行辅助的。本专利技术的一个实施方式涉及的辅助控制装置包括驱动机构、取得部、推断部以及驱动部。驱动机构被佩戴在利用者的下肢。取得部取得表示所述利用者的上肢的活动的状态信号。推断部根据所述状态信号的变化来决定对所述利用者的行动进行辅助的定时即辅助定时。驱动部根据所述辅助定时来驱动所述驱动机构，以使所述驱动机构产生用于对所述利用者的行动进行辅助的辅助力。【附图说明】图1是表示第一实施方式涉及的辅助控制装置的框图。图2A是表示辅助控制装置的第一佩戴例的图。图2B是表示辅助控制装置的第二佩戴例的图。图2C是表示辅助控制装置的第三佩戴例的图。图2D是表示辅助控制装置的第四佩戴例的图。图2E是表示辅助控制装置的第五佩戴例的图。图2F是表示辅助控制装置的第六佩戴例的图。图2G是表示辅助控制装置的第七佩戴例的图。图3A是表示状态取得部的传感器佩戴例的图。图3B是表示状态取得部的传感器佩戴的其他例的图。图4A是表示步行开始的触发的图。图4B是表示步行停止的触发的图。图4C是表示起立动作的触发的图。图4D是表示就座动作的触发的图。图5是表示第一实施方式涉及的辅助控制装置的动作的流程图。图6是对与步行动作的I个周期对应的辅助动作例进行说明的图。图7是表示状态推断部102中的辅助动作以及定时的决定例的图。图8是表示使用标准数据库的情况的辅助动作以及定时的决定例的图。图9是表示第二实施方式涉及的辅助控制装置的框图。图10是表示第二实施方式涉及的辅助控制装置的动作的流程图。图11是表示第三实施方式涉及的辅助控制装置的框图。图12是表示延迟计算部以及修正部的处理的图。图13是表示第四实施方式涉及的辅助控制装置的框图。图14是表示第四实施方式涉及的佩戴于单臂以及单腿的辅助控制装置的框图。图15是表示辅助控制装置的硬件构成例的图。【具体实施方式】以下，参照附图对本专利技术公开的一个实施方式涉及的详细进行说明。其中，在以下的实施方式中，赋予了相同编号的部分进行同样的动作，省略重复的说明。(第一实施方式)参照图1，对第一实施方式涉及的辅助控制装置进行说明。第一实施方式涉及的辅助控制装置100包括状态取得部101、状态推断部102、驱动部103以及驱动机构104。状态取得部101取得表示利用者的上肢的活动的状态信号。状态信号例如是包括由佩戴于上臂部的肌肉电位传感器计测的肌肉电位的生物体信号、由佩戴于上臂部的姿势传感器以及加速度传感器计测的臂的姿势以及角度、与臂的活动相关的速度(或者角速度)以及与加速度(或者角加速度)相关的传感器信号。状态取得部101只要获得信号值的时间序列数据作为状态信号即可，作为信号值，只要取得臂的肌肉电位值、以及臂的加速度的值、表示臂的姿势以及方向的角度值等即可。此外，肌肉电位在这里假定为表面肌肉电位，但也可以是内肌的肌肉电位。状态推断部102从状态取得部101接收状态信号，根据沿着状态信号的时间序列的变化来决定产生辅助力的定时(也称为辅助定时)，生成定时信息。辅助力是用于对利用者的行动进行辅助的力，在第一实施方式中假定为规定的力的大小。辅助定时的决定方法例如只要将预先取得的状态信号的时间序列数据的模式(也称为参照模式)与辅助定时建立对应，将与由状态取得部101取得的状态信号的信号值一致的参照模式的值所对应的定时决定为辅助定时即可。具体而言，在利用者步行的情况下，例如在左右的臂的摆动的速度以正弦波出现的情况下，当右臂的速度从“负”的值变换为“正”的值时，只要进行辅助以使左腿向前方移动即可。在对利用者的步行动作中的辅助这一特定的行动附加辅助力的情况下，只要如上述那样决定辅助定时即可，但也存在对利用者的各种行动附加辅助力的情况。在这样的情况下，状态推断部102可以根据沿着状态信号的时间序列的变化来推断利用者的行动。状态推断部102只要在推断出利用者的行动之后，决定用于对利用者的行动进行辅助的辅助定时，并生成包含与利用者的行动相关的信息和辅助定时的定时信息即可。本实施方式涉及的利用者的行动，例如表示利用者步行的动作(步行动作)、或想要就座的动作(就座动作)、想要站起的动作(起立动作)。作为利用者的行动的推断方法的一个例子，例如只要预先将状态信号的时间序列数据的模式(参照模式)与利用者可采取的行动建立对应，并将与下述参照模式建立了对应的行动推断为利用者的行动即可，上述参照模式是与测定的结果所得到的状态信号的时间序列数据的模式最接近的模式。并且，通过参照与推断出的利用者的行动对应的参照模式，可决定辅助定时。驱动部103从状态推断部102接收定时信息，生成使驱动机构104进行驱动的控制信号，以便在定时信息所表示的辅助定时产生辅助力。其中，在定时信息中包括与利用者的行动相关的信息的情况下，生成用于按照辅助定时以及利用者的行动来使驱动机构104进行驱动的控制信号。驱动机构104被佩戴在利用者的下肢(例如，腰部、膝部以及踝部)，包括产生转矩的马达。驱动机构104从驱动部103接收控制信号，以对利用者产生辅助力的驱动力进行驱动。如果利用者的行动是步行动作，则驱动机构104只要以产生对步行时的腿的踏出进行辅助的辅助力、支承躯体的辅助力的方式进行工作即可。另外，如果利用者的行动是就座动作，则驱动机构104只要以在就座之际产生支承体重的辅助力的方式进行驱动即可，如果利用者的行动是起立动作，则驱动机构104只要以在起立之际产生支承体重的辅助力的方式进行驱动即可。此外，作为驱动机构104，也可以使用具有对下肢传递辅助力的普通援助功能的辅助器具，只要能够通过驱动部103进行控制即可。接下来，参照图2A至图2G来对辅助控制装置100的佩戴例进行说明。如图2A所示，在利用者200的上臂以及前臂佩戴有状态取得部101。另外，包括向辅助控制装置100供给电力的电源部和含有状态推断部102以及驱动部103的控制电路的壳体201经本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辅助控制装置，其特征在于，具备：驱动机构，被佩戴在利用者的下肢；取得部，取得表示所述利用者的上肢的活动的状态信号；推断部，根据所述状态信号的变化来决定对所述利用者的行动进行辅助的定时即辅助定时；和驱动部，根据所述辅助定时来驱动所述驱动机构，以便产生用于辅助所述利用者的行动的辅助力。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：秋叶敏克，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP