步行辅助用具的控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种步行辅助用具，克服因步行辅助用具（１）的动作而在步行辅助用具（１）实际产生的上下方向上的惯性力以及步行辅助用具所受的自重，支撑力从地面作用于腿连杆（３），同时将该支撑力的总和推定为用具自重的补偿力。将从上推力传递部（２）作用于使用者Ａ的上推力的目标值和用具自重补偿力的推定值的总和作为目标总上推力。控制驱动各腿连杆（３）的关节（１２）的驱动器（２７）的驱动力以使实际从地面作用于两腿连杆（３、３）上的支撑力的总和成为目标总上推力。由此，由装置自身来补偿伴随使用者Ａ运动而产生的步行辅助用具（１）的惯性力的影响和装置（１）所受的重力的影响的同时，将辅助力（上推力）作用于使用者Ａ上，而该辅助力能够适当地减轻使用者Ａ自身本来应由其腿部来支撑于地面的力。

【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辅助使用者(人)的步行等动作的步行辅助用具的控制 装置。
技术介绍
现今，作为这种装置，公知有例如特开平5-329186号公报(以下称专 利文献l)的0034 0036段落以及图15和图16中所被见到的装置。在该 专利文献1中记载有以下一种装置(步行辅助装置)在使用者的各腿部的 大腿部、小腿部、脚部安装了支撑构件，并由执行装置驱动将上述这些支 撑构件相联结的关节，由此，经所述支撑构件将作为目标的推进力加至使 用者身上。所述专利文献1中所记载的装置产生朝使用者的移动方向的、被作为 目标的推进力，由此可以减轻使用者自身所必须产生的推进力。然而，参 照专利文献1的图15可知，由于使用者的体重是由使用者自身所支撑的， 使用者的负担并没有得到充分减轻。而且，专利文献l中的专利技术并不具有 补偿惯性力和装置所受重力的影响的技术，其中，所述惯性力是指伴随使 用者的运动，因所述支撑构件和驱动器的动作而产生的一种惯性力。因此， 特别是在使用者想要敏捷地行动时，使用者必须由自身来承担克服装置的 惯性力的力，反而可能增加使用者的负担。另外，专利文献1中的专利技术由于不具有将目标推进力适当地分配给步 行辅助用具的各腿部的一种技术，会有并不与使用者的各腿部动作相匹配 的力作用在使用者各腿部的可能。而且，在专利文献l的专利技术中，步行辅 助用具的支撑构件分别被安装在使用者各腿的大腿部、小腿部以及脚板 上，从支撑构件会作用力到各腿的大腿部、小腿部以及脚板上，因而容易 带给使用者以不适感。
技术实现思路
本专利技术是在考虑了上述背景的基础上而形成的，其目的在于提供一种 步行辅助用具的控制装置，通过所述步行辅助用具的控制装置，能够由装 置自身来补偿装置的伴随了使用者运动的惯性力影响以及该装置所受到 的重力的影响，并同时能将可以适当减轻使用者由其腿部支撑于地面的力 的辅助力(上推力)作用至使用者身上。为了达到上述目的，本专利技术的步行辅助用具的控制装置是具备以下构 件或机构的一种步行辅助用具的控制装置，该步行辅助用具具有上推力传 递部、左右一对脚板安装部、左右一对腿连杆以及右侧腿连杆用驱动器和 左侧腿连杆用驱动器，其中，所述上推力传递部是以能够将朝上的上推力作用至使用者躯干部的形式与该躯干部接触；所述左右一对脚板安装部分 别被安装于使用者各腿部的脚板上，在该使用者的各腿为站立腿时与地面 相接触；所述左右一对腿连杆分别具有多个关节，并且该左右一对腿连杆 分别联结在所述上推力传递部和各脚板安装部上；所述右侧腿连杆用驱动 器和左侧腿连杆用驱动器驱动所述各腿连杆至少一个以上的关节，该步行 辅助用具的控制装置的特征在于，具有目标上推力设定机构、用具自重补 偿力推定机构、目标总上推力确定机构以及驱动器控制机构，其中，所述 目标上推力设定机构设定所述上推力的目标值；所述用具自重补偿力推定 机构推定支撑力的总和为自重补偿力，其中该支撑力的总和是指克服因所 述步行辅助用具的动作而在该步行辅助用具上实际产生的上下方向上的 惯性力以及该步行辅助用具所受的重力、从地面作用于各腿连杆上的支撑 力的总和；所述目标总上推力确定机构将所述上推力的目标值和所述推定 的用具自重补偿力的总和确定为所述步行辅助用具的目标总上推力；所述 驱动器控制机构控制所述右侧腿连杆用驱动器以及左侧腿连杆用控制机 构的驱动力以使从地面实际作用于所述步行辅助用具的各腿连杆上的支 撑力的总和成为所述目标总上推力(第一专利技术)。根据该第一专利技术，将所述上推力的目标值和所述推定的用具自重补偿 力的总和作为所述步行辅助用具的目标总上推力。并且，可以控制所述右 侧腿连杆用驱动器以及左侧腿连杆用控制机构的驱动力以使从地面实际 作用于所述步行辅助用具的各腿连杆上的支撑力的总和成为所述目标总上推力。在该情况下，所述从上推力传递部作用于使用者躯体的上推力是从目 标总上推力减去了以下一种支撑力的总和、即所述推定后的用具自重补偿 力后的一种力，其中，所述支撑力的总和是指克服于因步行辅助用具的动 作在该步行辅助用具上产生的上下方向上的惯性力和该步行辅助用具所 受重力而从地面作用至各腿连杆上的力的总和。所以，由所述目标上推力 设定机构设定的上推力的目标值就这样能够从上推力传递部作用至使用 者的躯干。于是，能从使用者本应由其自身的腿部支撑于地面的力中减掉 所述上推力的目标值的量。所以，根据第一专利技术，能够由装置自身来补偿伴随使用者动作而产生 的装置的惯性力的影响和该装置所受重力的影响，并能够将可适当地减轻 本应由使用者自身的腿部来支撑于地面的力的辅助力(上推力)作用到使用 者身上。另外，作为所述上推力传递部例如可以举出这样的一种落座部以被 放置在使用者两腿根部之间的状态由使用者可以落座的落座部。在所述第一专利技术中的步行辅助用具的控制装置具备踩踏力测量机构 和分配机构，所述踩踏力机构根据安装在所述各脚板安装部上的第一力传 感器的输出来测量所述使用者各腿的踩踏力；所述分配机构，通过按照所 述测定的使用者左腿的踩踏力与右腿的踩踏力之间的比率来分配所述目 标总上推力，确定该目标总上推力中的各腿连杆的承担量的目标值、即目 标承担量，其中，所述驱动器控制机构优选由下述两机构组成以使从地 面实际作用于右侧腿连杆上的支撑力成为对应该右侧腿连杆的所述目标 承担量的形式来控制所述右侧腿连杆用驱动器的驱动力的机构，以及以使 从地面实际作用于左侧腿连杆上的支撑力成为对应该左侧腿连杆的所述 目标承担量的形式来控制所述左侧腿连杆用驱动器的驱动力的机构(第二 专利技术)。根据该第二专利技术，所述目标总上推力按照所述测得的使用者左腿的踩 踏力与右腿的踩踏力的比率而被进行分配，从而确定该目标总上推力中的 各腿连杆的目标承担量。进而，以该目标承担量的支撑力从地面作用至各 腿连杆上的形式控制各驱动器的驱动力。这里，由所述踩踏力测量机构测得的使用者各腿部的踩踏力反映了使用者以怎样的方式由其各腿部来将自身的体重和惯性力支撑在地面上。例如，当左腿的踩踏力大于右腿的踩踏力时，使用者则主要支撑左腿的自身的重量。所以，如上所述的那样，通过按照所述测定的使用者左腿的踩踏力与右腿的踩踏力的比率来确定总目标上推力中的各腿连杆的目标承担量，能够对应使用者各腿踩踏力的比率来确定各腿连杆的目标承担量。更具体而言，各腿连杆的目标承担量例如可以按下述方式来确定，即各腿连杆的目标承担量的总和与总目标上推力相一致，同时，右侧腿连杆的目标承担量相对左侧腿连杆的目标承担量的比值和使用者右腿的踩踏力相对左腿的踩踏力的比值相一致的方式。由此，能够对应使用者所期望的各腿部的动作，将总目标上推力分配给各腿连杆的同时，能够使作为目标的上推力从上推力传递部顺利地作用至使用者身上。其结果，能够有效地减轻使用者的负担。另外，在使用者的各腿部是站立腿时，所述第一力传感器例如可以以介于该腿部的脚板与地面之间的形式安装于各脚板安装部上。在该情况下，各脚板安装部的第一力传感器可以是1个力传感器也可以是由多个的力传感器组成。所述第二专利技术中的步行辅助用具，具体而言，还具有控制对象力测量机构，该控制对象力测量机构根据该腿连杆上安装的第二力传感器的输出来测量从地面实际作用于所述各腿连杆上的支撑力作为控制对象力，其中，控制所述右侧腿连杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种步行辅助用具的控制装置，所述步行辅助用具具备：上推力传递部，其以能够使朝上的上推力作用于使用者的躯干部的方式与该躯干部接触；左右一对脚板安装部，其分别安装于使用者各腿部的脚板上，在该使用者的各腿为站立腿时与地面相接触；左右一对腿连杆，其分别具有多个关节，并且该左右一对腿连杆分别连结所述上推力传递部和各脚板安装部；右侧腿连杆用驱动器及左侧腿连杆用驱动器，其驱动所述各腿连杆的至少一个关节，　所述步行辅助用具的控制装置的特征在于，具备：　目标上推力设定机构，其设定所 述上推力的目标值；　用具自重补偿力推定机构，其推定支撑力的总和作为用具自重补偿力，其中，所述支撑力的总和是指克服由所述步行辅助用具的运动而在该步行辅助用具上实际产生的上下方向的惯性力以及作用于该步行辅助用具的重力而从地面作用于各腿连杆 上的支撑力的总和；　目标总上推力确定机构，其将所述上推力的目标值和所述推定的用具自重补偿力的总和确定为所述步行辅助用具的目标总上推力；　驱动器控制机构，其控制所述右侧腿连杆用驱动器以及左侧腿连杆用驱动器的驱动力以使从地面实际作用 于所述步行辅助用具的各腿连杆上的支撑力的总和成为所述目标总上推力。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2006-6-12 162050/20061. 一种步行辅助用具的控制装置，所述步行辅助用具具备上推力传递部，其以能够使朝上的上推力作用于使用者的躯干部的方式与该躯干部接触；左右一对脚板安装部，其分别安装于使用者各腿部的脚板上，在该使用者的各腿为站立腿时与地面相接触；左右一对腿连杆，其分别具有多个关节，并且该左右一对腿连杆分别连结所述上推力传递部和各脚板安装部；右侧腿连杆用驱动器及左侧腿连杆用驱动器，其驱动所述各腿连杆的至少一个关节，所述步行辅助用具的控制装置的特征在于，具备目标上推力设定机构，其设定所述上推力的目标值；用具自重补偿力推定机构，其推定支撑力的总和作为用具自重补偿力，其中，所述支撑力的总和是指克服由所述步行辅助用具的运动而在该步行辅助用具上实际产生的上下方向的惯性力以及作用于该步行辅助用具的重力而从地面作用于各腿连杆上的支撑力的总和；目标总上推力确定机构，其将所述上推力的目标值和所述推定的用具自重补偿力的总和确定为所述步行辅助用具的目标总上推力；驱动器控制机构，其控制所述右侧腿连杆用驱动器以及左侧腿连杆用驱动器的驱动力以使从地面实际作用于所述步行辅助用具的各腿连杆上的支撑力的总和成为所述目标总上推力。2.根据权利要求1所述的步行辅助用具的控制装置，其特征在于，所述步行辅助用具的控制装置还具备踩踏力测量机构，其根据安装在所述各脚板安装部上的第一力传感器的输出来测量所述使用者各腿的踩踏力；分配机构，其按照所述测量的使用者左腿的踩踏力与右腿的踩踏力之间的比率来分配所述目标总上推力，由此确定该目标总上推力中各腿连杆的承担量的目标值、即目标承担量，所述驱动器控制机构由以下两机构组成控制所述右侧腿连杆用驱动器的驱动力以使从地面实际作用于所述右侧腿连杆上的支撑力成为与该右侧腿连杆对应的所述目标承担量的机构；以及，控制所述左侧腿连杆用驱动器的驱动力以使从地面实际作用于所述左侧腿连杆上的支撑力成为与该左侧腿连杆对应的所述目标承担量的机构。3. 根据权利要求2所述的步行辅助用具的控制装置，其特征在于，所述步行辅助用具的控制装置还具备控制对象力测量机构，其根据该腿连杆上安装的第二力传感器的输出来测量从地面实际作用于所述各腿连杆上的支撑力作为控制对象力，控制所述右侧腿连杆用驱动器的驱动力的机构是这样的一种机构对所述右腿连杆用驱动器进行反馈控制以使所述测量的右侧腿连杆的控制对象力接近与该右侧腿连杆对应的所述目标承担量；控制所述左侧腿连杆用驱动器的驱动力的机构是这样的一种机构对所述左腿连杆用驱动器进行反馈控制以使所述测量的左侧腿连杆的控制对象力接近与该左侧腿连杆对应的所述目标承...

【专利技术属性】
技术研发人员：池内康，
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]