运动辅助装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种运动辅助装置及其控制系统与控制程序，能够谋求使用者的不同身体部位的各运动节奏与辅助该使用者运动的节奏之间的综合谐调，并用从使使用者的运动节奏接近作为其目标的节奏的观点来看是适当的节奏来辅助使用者运动。依照本发明专利技术的步行辅助装置（２００），能够形成第一运动振子（肩关节角速度）ｄφ↓［ｓ］／ｄｔ和以反映固有角速度ω↓［Ｍ］的形式相互牵引的第一振子ｘ。另外，根据第一运动振子ｄφ↓［ｓ］／ｄｔ和第一振子ｘ之间的相位差（第一相位差）δθ↓［１］来设定新的固有角速度ω↓［Ｍ］。根据第二运动振子（股关节角度）φ↓［Ｈ］来生成按反映固有角速度ω↓［Ｍ］的节奏进行振动的第二振子ｙ。根据第二振子ｙ生成辅助振子ｚ，将对应辅助振子ｚ变化的作用力Ｆ作用于使用者的身体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于辅助使用者运动的装置、控制该装置的系统及对 该装置附属的计算机赋予该装置的控制功能的程序。
技术介绍
有提案提出一种装置，其通过使辅助使用者的腿部活动的作用力作用 于包括使用者的腿部在内的身体部位，以辅助该使用者的步行运动(例如参考日本特开2003 — 135543号公报)。另外，还有提案提出一种系统，变 化追踪使用者步行运动节奏，同时，以使步行运动装置的步行辅助节奏保 持自律性的方式来控制该步行辅助装置(例如参考日本特开2004—073649 号公报)。但是，步行辅助装置的使用者大多如所说的那样，在其臂部正常而在 腿部发生异常致使其运动功能降低，随意的活动困难的情况下，恐怕会招 致如下这样的弊端。即，在以只反映异常产生的身体部位的运动节奏的形式来设定步行辅 助装置的步行辅助节奏的情况下，鉴于该步行辅助节奏与正常的身体部位 的运动节奏的谐调，尤其是按照产生异常的身体部位与正常的身体部位各 自的活动节奏的谐调有可能造成不谐调。另外，即使在以只反映正常的身体部位的运动节奏的形式来设定步行 辅助装置的步行辅助节奏的情况下，鉴于该步行辅助节奏与正常的身体部 位的运动节奏的谐调，尤其是按照产生异常的身体部位与正常的身体部位 各自的活动节奏的谐调也有可能造成不谐调。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，提供一种装置、可控制该装置的系统以及 对附属于运动辅助装置的计算机赋予该装置的控制功能的程序，其中该装置可谋求使用者不同的身体部位各自的运动节奏与辅助该使用者的运动 的节奏之间的综合谐调，同时，能以从使使用者的运动节奏接近作为其目 的的节奏的观点出发适当的节奏来辅助使用者运动。用于解决上述课题的本专利技术的运动辅助装置，该运动辅助装置是用于 通过使对应辅助振子而时间性变化的作用力作用于使用者的身体来辅助 使用者的运动的装置，其特征在于，所述运动辅助装置具备运动振子测 定装置，该运动振子测定装置测定与使用者的两个不同的身体部位的活动 对应的运动振子分别作为第一及第二运动振子；第一振子生成装置，该第 一振子生成装置生成以反映固有角速度的形式与由运动振子测定装置测 定的第一运动振子相互牵引的第一振子；固有角速度设定装置，该固有角 速度设定装置基于由运动振子测定装置测定的第一运动振子和由第一振 子生成装置生成的第一振子之间的相位差来设定新的固有角速度；第二振 子生成装置，该第二振子生成装置基于由运动振子测定装置测定的第二运 动振子，生成以反映由固有角速度设定装置设定的固有角速度的节奏而振 动的第二振子；辅助振子生成装置，该辅助振子生成装置基于由第二振子 生成装置生成的第二振子来生成辅助振子。依照本专利技术的运动辅助装置，首先根据使用者的"第一运动振子"来 形成"第一振子"。在此，所谓的"振动"，是一个现实的或假想的定义， 除按大体一定的周期摆动之外，还包含广义的时间性变化的概念。而所谓 的"振子"是一个含有定义为值随时间变化的电信号及在软件中值随时间 变化的函数等的概念。第一运动振子是与臂部等使用者的身体部分的活动 对应的运动振子。第一振子利用"相互牵引"的效果与使用者的"第一运 动振子"的节奏谐调，同时，以反映固有角速度的自律性节奏振动。另一 方面，第一振子利用使用者的运动节奏和运动辅助装置来谐调辅助节奏， 同时，从使使用者的运动节奏与目标节奏相一致的观点来看，有可能存在 对使用者的第一运动振子不合适的相位差。因此，在从第一振子直接生成 辅助振子的情况下，由该辅助振子所辅助的使用者的步行节奏有可能背离 目标节奏。因此，"新的固有角速度"根据使用者的第一运动振子和第一振子之 间的相位差而设定。由此，新的固有角速度，不但谋求与由第一运动振子确定的使用者的运动节奏的谐调，而且就成了相当于从以使使用者的运动 节奏与目标节奏相一致的方式来辅助使用者运动的观点来看适当的振子 的角速度。而其后，通过重复以反映新的固有角速度的形式形成新的第一 振子，就能够谋求第一运动振子的节奏和第一振子的节奏之间的谐调，同 时，能够逐渐减少第一运动振子和第二振子之间的相位差的来自目标相位 差的偏差。接着，基于使用者的"第二运动振子"，用反映该新的固有角速度的 节奏来形成振动的"第二振子"。第二运动振子是与对应按照腿部等第一 运动振子的身体部位不同的身体部位运动的运动振子。而且基于该第二振 子形成"辅助振子"，将与该辅助振子相随的作用力作用于使用者的身体。如上所述，以反映不同的身体部位的运动节奏的形式来形成辅助振 子。由此，可谋求与使用者的第一及第二运动振子分别相对应的不同的身 体部位的运动节奏的谐调，同时，能使使用者的运动节奏接近目标节奏而 辅助使用者的运动。通过综合性地谐调使用者不同的身体部位各自的运动 节奏和辅助振子的运动节奏，可谋求使运动辅助装置的辅助节奏谐调成使 用者的运动节奏，且以使使用者的运动节奏也调整成运动辅助装置的辅助 节奏的形式来谋求使用者(人)和装置(机械)之间的谐调(相互接近)。如上所述，依照本专利技术的运动辅助装置，可谋求综合性地谐调使用者 不同的身体部位各自的运动节奏和辅助该使用者的运动的节奏，同时，能 够保持从使使用者的运动节奏接近作为其目的的节奏的观点来看适当的 节奏来辅助使用者运动。另外，在使用者的"运动"中，包括步行、跑动、 与做工相随的手脚的活动等各种运动。本专利技术提供的运动辅助装置，其特征在于，运动振子测定装置测定与所 述作用力不作用的身体部位的活动对应的运动振子作为第一运动振子，并 测定与所述作用力作用的身体部位的活动对应的运动振子作为第二运动 振子。依照本专利技术的运动辅助装置，以反映运动辅助装置的作用力作用的身 体部位的运动节奏(第二运动振子的节奏)，和运动辅助装置的作用力不 作用的身体部位的运动节奏(第一运动振子的节奏)这两者的形式来形成 辅助振子。由此，例如，能够保持从综合性地谐调与正常的身体部位的活动相对 应的第一运动振子的节奏，和由于发生异常而使运动功能降低，与由运动 辅助装置的作用力来辅助的身体部位的活动相对应的第二运动振子的节 奏，及运动辅助装置的运动辅助节奏的观点来看，是适当的节奏来辅助产 生该异常的身体部位的活动。就该例而言，发生异常的身体部位的活动受 正常的身体部位的活动的支配，并且正常的身体部位的活动也可达到谐调 为因发生异常而使运动功能降低的身体部分的活动这一相互接近效果。另外，例如，虽然因发生异常使运动功能降低，但能够保持从综合性 地协调与不受运动辅助装置的作用力辅助的身体部位的活动相对应的第 一运动振子的节奏，和与正常但受运动辅助装置的作用力辅助的身体部位 的活动相对应的第二运动振子的节奏，及运动辅助装置的运动辅助节奏的 观点来看，是适当的节奏来辅助该正常的身体部位的活动。就该例而言， 正常的身体部位的活动受产生异常的身体部位的活动的支配，并且因发生 异常而使运动功能降低的身体部位的活动也可达到协调为正常的身体部 位的活动这一相互接近的效果。再者，本专利技术提供的运动辅助装置，其特征在于，运动振子测定装置 测定与所述作用力作用的身体部位的活动对应的运动振子作为第一运动 振子，并测定与所述作用力不作用的身体部位的活动对应的运动振子作为 第二运动振子。依照本专利技术的运动辅助装置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种运动辅助装置，该运动辅助装置是用于通过使对应辅助振子而时间性变化的作用力作用于使用者的身体来辅助使用者的运动的装置，其特征在于，所述运动辅助装置具备：运动振子测定装置，该运动振子测定装置测定与使用者的两个不同的身体部位的活动对应的运动振子，将其分别作为第一及第二运动振子；第一振子生成装置，该第一振子生成装置生成以反映固有角速度的形式与由运动振子测定装置测定的第一运动振子相互牵引的第一振子；固有角速度设定装置，该固有角速度设定装置基于由运动振子测定装置测定的第一运动振子和由第一振子生成装置生成的第一振子之间的相位差来设定新的固有角速度；第二振子生成装置，该第二振子生成装置基于由运动振子测定装置测定的第二运动振子，生成以反映由固有角速度设定装置设定的固有角速度的节奏而振动的第二振子；辅助振子生成装置，该辅助振子生成装置基于由第二振子生成装置生成的第二振子来生成辅助振子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：安原谦，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]