下肢支援工具制造技术

下肢支援工具(10)具有：左右的脚部(11)，它们的与地面对置的背面侧为曲面，在正面侧分别单独载置使用者的双脚；左右的腿部(13)，它们与双脚各自的脚部连接，沿着使用者的双腿各自的附近延伸；腰部(14)，其设置于使用者的腰的附近，将左右腿部支承为能够分别单独旋转，并且具有使左右的腿部分别进行正转或反转的左右的马达(15)；以及控制部(16)，其对腰部(14)的马达(15)的正转或反转进行控制，使得沿着一个脚部的背面的曲面抓紧地面，并且使与一个脚部连接的一个腿部的相反侧的另一个腿部在迈步时正转，在伸出时反转，可实现基于被动步行机构的步行，沿着左右的脚部(11)的背面(12)的曲面在地面上利用左右脚部(11)的背面交替抓紧地面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及应用了被动的动力步行机构(被动机构)的下肢支援工具。
技术介绍
以往，存在较多以步行辅助为目的的装置。例如，具有利用致动器对步行动作进行辅助的装置(例如，参照专利文献1至3)以及对膝部和脚踝进行辅助的步行辅助装置(例如，参照专利文献4)。进而，具有为了对下肢麻痹等的步行障碍者提供自力步行手段，使得支承体重的左右支柱的长度以交替地一方长于另一方的方式伸缩的步行辅助装置(例如，参照专利文献5)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2004-344304号公报专利文献2：日本特开2004-344305号公报专利文献3：日本特开2004-344306号公报专利文献4：日本特开2011-142958号公报专利文献5：日本特开平4-352961号公报非专利文献非专利文献1：中谷和弘、杉本靖博、大须贺公一，“四脚受動的動歩行の存在証明と歩容解析(Demonstration and Analysis of Quadrupedal Passive DynamicWalking：四足被动动力行走的实证分析)”，日本机器人学会(The Rototics Society ofJapan)，先进机器人学(Advanced Robotics)，2009年，23卷(Volume23)，第5号(Issue 5)，p-483-501
技术实现思路
专利技术欲解决的问题然而，根据上述各专利文献所述的步行辅助装置，用于积极辅助步行动作，在膝、腰等设置致动器，因此重量变重，需要较大电力。于是，本专利技术的目的在于，提供一种既能够实现轻量化，又能够实现电力节省的步行辅助用的下肢支援工具。用于解决课题的手段本专利技术的下肢支援工具具有：左右的脚部，它们的与地面对置的背面侧为曲面，在正面侧分别单独载置使用者的双脚；左右的腿部，它们与所述双脚各自的脚部连接，沿着使用者的双腿各自的附近延伸；腰部，其设置于使用者的腰的附近，将所述左右的腿部支承为能够分别单独旋转，并且具有使所述左右的腿部分别进行正转或反转的左右的马达；以及控制部，其对所述腰部的所述马达的正转或反转进行控制，使得沿着一个所述脚部的背面的曲面抓紧地面，并且使与所述一个脚部连接的一个腿部的相反侧的另一个所述腿部在迈步时正转，在伸出时反转，该下肢支援工具实现基于被动步行机构的步行，沿着所述左右的脚部的背面的曲面在地面上利用所述左右的脚部的背面交替抓紧地面。专利技术效果根据本专利技术的下肢支援工具，对腰部的马达的正转和反转进行控制，使得沿着一个脚部的背面的曲面抓紧地面，并且使与其中一个脚部连接的一个腿部的相反侧的另一个腿部在迈步时正转，或者在伸出时反转。由此，可实现基于被动步行机构的步行，既能够减轻使用者的负担，又能够沿着左右的脚部的背面的曲面在地面上利用左右脚部的背面交替抓紧地面。此外，根据该下肢支援工具，由于未在膝部设置致动器，因此相比在膝部、腰部分别设置致动器的情况而言能够整体实现轻量化，还能够抑制使用电力，延长电池的可使用时间。附图说明图1是表示第1实施方式的下肢支援工具的概略的概略图。图2是表示第1实施方式的下肢支援工具的结构的框图。图3是表示第1实施方式的下肢支援工具的控制部的结构的一例的框图。图4是表示图1的脚部的背面的曲面的曲率半径R的各种示例的概略图。图5的(a)是表示佩戴了第1实施方式的下肢支援工具的使用者的步行姿态的概略图，(b)是表示与(a)的步行姿态对应的右腿的马达15a的正转和反转的状态的概略图。具体实施方式本专利技术第1方面的应用了被动机构的下肢支援工具具有：左右的脚部，它们的与地面对置的背面侧为曲面，在正面侧分别单独载置使用者的双脚；左右的腿部，它们与所述双脚各自的脚部连接，沿着使用者的双腿各自的附近延伸；腰部，其设置于使用者的腰的附近，将所述左右的腿部支承为能够分别单独旋转，并且具有使所述左右的腿部分别进行正转或反转的左右的马达；以及控制部，其对所述腰部的所述马达的正转或反转进行控制，使得沿着一个所述脚部的背面的曲面抓紧地面，并且使与所述一个脚部连接的一个腿部的相反侧的另一个所述腿部在迈步时正转，在伸出时反转，该下肢支援工具通过实现基于被动步行机构的步行，沿着所述左右的脚部的背面的曲面在地面上利用所述左右的脚部的背面交替抓紧地面的步行。第2方面的应用了被动机构的下肢支援工具在上述第1方面中，所述脚部的背面的所述曲面的曲率半径可以在从使用者的脚踝到所述脚部的所述背面的距离以上，并且在从使用时的重心到所述脚部的所述背面的距离以下。第3方面的应用了被动机构的下肢支援工具在上述第1或第2方面中，所述控制部可以根据使用者的步行姿态对所述左右的马达的正转或反转进行控制。第4方面的应用了被动机构的下肢支援工具在上述第1至第3方面中的任意一个方面中，所述腿部可以具有所述脚部侧的下部腿部、所述腰部侧的上部腿部、以及将所述下部腿部与所述上部腿部连接为能够屈曲的膝部。第5方面的应用了被动机构的下肢支援工具在上述第4方面中，所述腿部的所述膝部可以具有反转防止机构，该反转防止机构抑制所述下部腿部以所述膝部为中心向前方的旋转。＜获得本专利技术的一个方式的过程＞本专利技术人为了实现下肢支援工具的轻量化，研究了省略分别设置于膝部和腰部的致动器中的一方。这种情况下，考虑到膝部和腰部的致动器的功能，认为腰部的致动器是必需的。然而，发现在仅采用腰部的致动器的情况下，虽然能够进行腿部的迈步和伸出，而由于省略了膝部的致动器，无法进行膝部下方的活动控制，仅此则难以顺畅地使全身前进或后退。另一方面，已知在不使用马达的情况下在坡道下行的双脚步行的玩具。将这种双脚步行的玩具或机器人的步行机构相对于使用致动器的能动步行而称作被动步行(Passive Dynamic Walking：也称作“被动的动力步行”)(例如，参照非专利文献1)。该被动步行不使用致动器，仅凭借坡道等的势能进行动作，因而能量效率优良。而且，通常被认为步容(步态)看上去较为自然。然而，虽然该被动步行的玩具或机器人等能够走下坡道，但是无法在不能够利用势能的平地上步行。此外，被动步行仅应用于玩具或机器人，并未考虑到在人类的步行辅助中应用被动步行。进而，在使用致动器的情况下，以往完全没有考虑到对用于人类的步行辅助的辅助服等将被动步行与使用致动器的步行辅助组合起来的情况。于是，本专利技术人反复进行关于对下肢支援工具组合上述的被动步行的机构的各种研究，得到了本专利技术。以下，参照附图对本专利技术实施方式的应用了被动机构的下肢支援工具进行说明。另外，对于附图中实质相同的部件赋予同一符号。(第1实施方式)图1是表示第1实施方式的下肢支援工具10的概略的概略图。图2是表示第1实施方式的下肢支援工具10的结构的框图。图3是表示第1实施方式的下肢支援工具的控制部16的结构的一例的框图。该应用了被动机构的下肢支援工具10具有左右的脚部11a、11b、左右的腿部13a、13b、腰部14和控制部16。左右的脚部11a、11b的与地面对置的背面侧为曲面，并且在正面侧分别单独载置使用者的双脚。左右的腿部13a、13b与双脚的各自的脚部
连接，沿着使用者的双腿各自的附近延伸。腰部14设置于使用者的腰的附近，将左右的腿部13a、13b支承为能够分别单独旋转，并且具有使左右的腿部13a、1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种下肢支援工具，该下肢支援工具具有：左右的脚部，它们的与地面对置的背面侧为曲面，在正面侧分别单独载置使用者的双脚；左右的腿部，它们与所述双脚各自的脚部连接，沿着使用者的双腿各自的附近延伸；腰部，其设置于使用者的腰的附近，将所述左右的腿部支承为能够分别单独旋转，并且具有使所述左右的腿部分别进行正转或反转的左右的马达；以及控制部，其对所述腰部的所述左右的马达的正转或反转进行控制，使得沿着一个所述脚部的背面的曲面抓紧地面，并且使与所述一个脚部连接的一个腿部的相反侧的另一个所述腿部在迈步时正转，在伸出时反转，该下肢支援工具实现基于被动步行机构的步行，沿着所述左右的脚部的背面的曲面在地面上利用所述左右的脚部的背面交替抓紧地面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.15 JP 2014-005182;2014.01.17 JP 2014-006901.一种下肢支援工具，该下肢支援工具具有：左右的脚部，它们的与地面对置的背面侧为曲面，在正面侧分别单独载置使用者的双脚；左右的腿部，它们与所述双脚各自的脚部连接，沿着使用者的双腿各自的附近延伸；腰部，其设置于使用者的腰的附近，将所述左右的腿部支承为能够分别单独旋转，并且具有使所述左右的腿部分别进行正转或反转的左右的马达；以及控制部，其对所述腰部的所述左右的马达的正转或反转进行控制，使得沿着一个所述脚部的背面的曲面抓紧地面，并且使与所述一个脚部连接的一个腿部的相反侧的另一个所述腿部在迈步时正转，在伸出时反转，该下...

【专利技术属性】
技术研发人员：中谷和弘，小西真，藤本弘道，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP