JP2008278921A - Walking aid device - Google Patents
Walking aid device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008278921A JP2008278921A JP2007123166A JP2007123166A JP2008278921A JP 2008278921 A JP2008278921 A JP 2008278921A JP 2007123166 A JP2007123166 A JP 2007123166A JP 2007123166 A JP2007123166 A JP 2007123166A JP 2008278921 A JP2008278921 A JP 2008278921A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- actuator
- walking
- end side
- frame
- thigh
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
Description
本発明は、利用者の歩行動作を補助する歩行補助装置に関する。 The present invention relates to a walking assist device that assists a user's walking motion.
利用者の腰部及び下肢に装着されて利用者の歩行動作を補助する歩行補助装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。この歩行補助装置では、大腿に装着されたフレームが、歩行方向のみならず、肩幅方向へも揺動可能とされており、利用者の股関節の動きの自由度が広げられている。
ここで、人間は歩行運動する際、左右(肩幅方向)への体重移動のために、立脚(着地している脚)を体の中心側に移動させる。しかしながら、上記歩行補助装置では、立脚の体の中心側への移動を補助する機能が備えられていないため、利用者をバランス良く歩行させるためには改良の余地がある。 Here, when a human walks, he moves his standing leg (landing leg) toward the center of the body in order to move his / her weight to the left and right (in the shoulder width direction). However, since the walking assist device does not have a function of assisting the movement of the stance to the center of the body, there is room for improvement in order to make the user walk in a balanced manner.
本発明は上記事実を考慮し、利用者をバランス良く歩行させることが可能な歩行補助装置を提供することを目的とする。 In view of the above facts, an object of the present invention is to provide a walking assist device capable of walking a user in a balanced manner.
請求項1に記載の歩行補助装置は、利用者の腰部に装着される腰装着部と、利用者の下肢に装着される下肢装着部と、前記下肢装着部を前記腰装着に、歩行方向及び肩幅方向へ揺動可能に連結した第1関節部と、前記下肢装着部に対して肩幅方向内側への補助力を付与する第1のアクチュエータと、を有することを特徴とする。 The walking assist device according to claim 1, a waist mounting portion to be mounted on a user's lower back, a lower leg mounting portion to be mounted on a user's lower limb, and the lower limb mounting portion to the waist mounting, It has the 1st joint part connected so that rocking | swiveling to the shoulder width direction was possible, and the 1st actuator which provides the auxiliary force to a shoulder width direction inner side with respect to the said lower limbs mounting part, It is characterized by the above-mentioned.
請求項1に記載の歩行補助装置では、腰装着部と下肢装着部とが第1関節部により歩行方向及び肩幅方向へ揺動可能に連結されており、腰装着部が利用者の腰部に、下肢装着部が利用者の下肢に装着された状態で、利用者が歩行動作を行った際に、下肢装着部が、利用者の股関節の動きに追従して歩行方向及び肩幅方向へ揺動する。 In the walking assist device according to claim 1, the waist mounting portion and the lower limb mounting portion are connected by the first joint portion so as to be swingable in the walking direction and the shoulder width direction, and the waist mounting portion is connected to the user's waist. When the user performs a walking motion with the lower limb mounting part mounted on the user's lower limb, the lower limb mounting part swings in the walking direction and the shoulder width direction following the movement of the user's hip joint. .
ここで、下肢装着部には、第1のアクチュエータにより肩幅方向内側への補助力が付与される。これにより、利用者の歩行運動時における立脚の体の中心側への移動が補助されるため、利用者をバランス良く歩行させることが可能である。 Here, an auxiliary force inward in the shoulder width direction is applied to the lower limb wearing portion by the first actuator. Thereby, since the movement to the center side of the body of a standing leg at the time of a user's walking exercise is assisted, it is possible to make a user walk with good balance.
請求項2に記載の歩行補助装置は、請求項1に記載の歩行補助装置であって、前記第1のアクチュエータは、前記下肢装着部の肩幅方向の揺動軸より肩幅方向内側において前記腰装着部側に一端側を支持され、該一端側の下方において前記下肢装着部側に他端側を支持され、作動状態において短縮しながら短縮する方向への力を発生することを特徴とする。 The walking assist device according to claim 2 is the walking assist device according to claim 1, wherein the first actuator is mounted on the waist on the inner side in the shoulder width direction of the swinging shaft in the shoulder width direction of the lower limb mounting portion. One end side is supported on the part side, and the other end side is supported on the lower limb wearing part side below the one end side, and generates a force in a shortening direction while shortening in the operating state.
請求項2に記載の歩行補助装置では、第1のアクチュエータの一端側が、下肢装着部の肩幅方向の揺動軸より肩幅方向内側において腰装着部側に支持され、第1のアクチュエータの他端側が、一端側の下方において下肢装着部側に支持されている。この第1のアクチュエータは、作動状態において短縮しながら短縮する方向への力を発生する。 In the walking assist device according to claim 2, one end side of the first actuator is supported on the waist mounting portion side in the shoulder width direction from the swinging shaft in the shoulder width direction of the lower limb mounting portion, and the other end side of the first actuator is The lower limb is supported on the lower limb mounting part side below one end side. The first actuator generates a force in a shortening direction while shortening in the operating state.
このため、第1のアクチュエータの作動時には、第1のアクチュエータから下肢装着部に対して肩幅方向内側への補助力が付与される。これにより、利用者の歩行運動時における立脚の体の中心側への移動が補助されるため、利用者をバランス良く歩行させることが可能である。 For this reason, during the operation of the first actuator, an auxiliary force inward in the shoulder width direction is applied from the first actuator to the lower limb wearing portion. Thereby, since the movement to the center side of the body of a standing leg at the time of a user's walking exercise is assisted, it is possible to make a user walk with good balance.
請求項3に記載の歩行補助装置は、請求項2に記載の歩行補助装置であって、前記第1のアクチュエータの前記一端側は、前記下肢装着部の歩行方向の揺動軸より利用者の後方側に配置されていることを特徴とする。
The walking assist device according to
請求項3に記載の歩行補助装置では、第1のアクチュエータの一端側が、下肢装着部の歩行方向の揺動軸より利用者の後方側に配置されている。このため、第1のアクチュエータの作動時には、下肢装着部が利用者の前方側から後方側へ揺動する。 In the walking assist device according to the third aspect, one end side of the first actuator is disposed on the rear side of the user with respect to the swing axis in the walking direction of the lower limb wearing portion. For this reason, when the first actuator is operated, the lower limb mounting portion swings from the front side to the rear side of the user.
即ち、第1のアクチュエータが、利用者の大臀筋を補助する機能を発揮するため、利用者を良好に歩行させることが可能である。 That is, since the first actuator exhibits a function of assisting the user's greater gluteus, the user can be satisfactorily walked.
請求項4に記載の歩行補助装置は、請求項3に記載の歩行補助装置であって、前記下肢装着部の歩行方向の揺動軸より利用者の前方側において前記腰装着部側に一端側を支持され、該一端側の下方において前記下肢装着部側に他端側を支持され、作動状態において短縮しながら短縮する方向への力を発生する第2のアクチュエータを有することを特徴とする。
The walking assist device according to claim 4 is the walking assist device according to
請求項4に記載の歩行補助装置では、第2のアクチュエータの一端側が、下肢装着部の歩行方向の揺動軸より利用者の前方側において腰装着部側に支持され、第2のアクチュエータの他端側が、一端側の下方において下肢装着部側に支持されている。この第2のアクチュエータは、作動状態において短縮しながら短縮する方向への力を発生する。このため、第2のアクチュエータの作動時には、下肢装着部が利用者の後方側から前方側へ揺動する。 In the walking assist device according to claim 4, one end side of the second actuator is supported on the waist mounting portion side on the front side of the user from the swing axis in the walking direction of the lower limb mounting portion. The end side is supported on the lower limb attachment part side below the one end side. The second actuator generates a force in a shortening direction while shortening in the operating state. For this reason, when the second actuator is operated, the lower limb mounting portion swings from the rear side to the front side of the user.
即ち、第2のアクチュエータが、利用者の大腿四頭筋を補助する機能を発揮するため、利用者を良好に歩行させることが可能である。 That is, since the second actuator exhibits a function of assisting the user's quadriceps muscle, the user can walk well.
請求項5に記載の歩行補助装置は、請求項4に記載の歩行補助装置であって、前記第1のアクチュエータ及び前記第2のアクチュエータは、内部に空気を供給されることにより作動状態となる空気圧式アクチュエータであることを特徴とする。
The walking assist device according to
請求項5に記載の歩行補助装置では、第1のアクチュエータ及び第2のアクチュエータが、内部に空気を供給されることにより作動状態となる空気圧式アクチュエータであることによって、簡単な構造により、大臀筋及び大腿四頭筋を補助する機能を得ることができる。
In the walking assist device according to
請求項6に記載の歩行補助装置は、請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の歩行補助装置であって、前記下肢装着部は、利用者の大腿に装着される大腿装着部と、利用者の下腿に装着され、下腿に沿って伸縮する下腿装着部と、前記下腿装着を前記大腿装着部に、歩行方向へ揺動可能に連結した第2関節部と、を有することを特徴とする。 The walking assist device according to claim 6 is the walking assist device according to any one of claims 1 to 5, wherein the lower limb mounting portion is mounted on a thigh of a user. And a lower leg mounting part that is attached to the user's lower leg and expands and contracts along the lower leg, and a second joint part that connects the lower leg attachment to the thigh mounting part so as to be swingable in the walking direction. Features.
請求項6に記載の歩行補助装置では、大腿装着部と下腿装着部とが第2関節部により歩行方向へ揺動可能に連結されており、大腿装着部が利用者の大腿部に、下腿装着部が利用者の下腿に装着された状態で、利用者が歩行動作を行った際に、下腿装着部が、利用者の膝関節の動きに追従して歩行方向へ揺動する。 In the walking assist device according to claim 6, the thigh attachment portion and the crus attachment portion are coupled to be swingable in the walking direction by the second joint portion, and the thigh attachment portion is connected to the user's thigh. When the user performs a walking motion in a state where the mounting part is mounted on the user's lower leg, the lower leg mounting part swings in the walking direction following the movement of the user's knee joint.
ここで、下腿装着部は利用者の下腿に沿って伸縮するため、利用者が下腿装着部を下腿に装着した際や利用者の歩行動作の際に、下腿装着部の第2関節部からの長さが、自動的に調整される。よって、利用者による下腿装着部の下腿への装着動作を容易化できると共に、利用者を良好に歩行させることができる。 Here, since the lower leg attachment part expands and contracts along the user's lower leg, when the user wears the lower leg attachment part on the lower leg or when the user is walking, the second leg part from the lower leg attachment part The length is automatically adjusted. Therefore, it is possible to facilitate the user's operation of attaching the lower leg to the lower leg and to allow the user to walk well.
請求項7に記載の歩行補助装置は、請求項6に記載の歩行補助装置であって、前記大腿装着部の前記第1関節部と前記第2関節部との間の長さを調整する調整手段を有することを特徴とする。 The walking assist device according to claim 7 is the walking assist device according to claim 6, wherein an adjustment is made to adjust a length between the first joint portion and the second joint portion of the thigh mounting portion. It has the means.
請求項7に記載の歩行補助装置では、大腿装着部の第1関節部と第2関節部との間の長さが調整手段により調整可能となっている。このため、本発明の歩行補助装置は、身長が異なる様々な利用者が装着可能である。 In the walking assist device according to the seventh aspect, the length between the first joint portion and the second joint portion of the thigh mounting portion can be adjusted by the adjusting means. For this reason, the walking assistance device of the present invention can be worn by various users with different heights.
請求項8に記載の歩行補助装置は、請求項6又は請求項7に記載の歩行補助装置であって、前記下腿装着部の揺動軸より利用者の後方側において前記大腿装着部側に一端側を支持され、該一端側の下方において前記下腿装着部側に他端側を支持され、作動状態において短縮しながら短縮する方向への力を発生する第3のアクチュエータと、前記下腿装着部の揺動軸より利用者の前方側において前記大腿装着部側に一端側を支持され、該一端側の下方において前記下腿装着部側に他端側を支持され、作動状態において短縮しながら短縮する方向への力を発生する第4のアクチュエータと、を有することを特徴とする。
The walking assist device according to
請求項8に記載の歩行補助装置では、第3のアクチュエータの一端側が、下腿装着部の揺動軸より利用者の後方側において大腿装着部側に支持され、第3のアクチュエータの他端側が、一端側の下方において下腿装着部側に支持されている。この第3のアクチュエータは、作動状態において短縮しながら短縮する方向への力を発生する。このため、第3のアクチュエータの作動時には、下腿装着部が利用者の前方側から後方側へ揺動する。
In the walking assist device according to
また、第4のアクチュエータの一端側が、下腿装着部の揺動軸より利用者の前方側において大腿装着部側に支持され、第4のアクチュエータの他端側が、一端側の下方において下腿装着部側に支持されている。この第4のアクチュエータは、作動状態において短縮しながら短縮する方向への力を発生する。このため、第4のアクチュエータの作動時には、下腿装着部が利用者の後方側から前方側へ揺動する。 Further, one end side of the fourth actuator is supported on the thigh mounting part side on the front side of the user from the swinging shaft of the crus mounting part, and the other end side of the fourth actuator is on the crus mounting part side below the one end side. It is supported by. The fourth actuator generates a force in a shortening direction while shortening in the operating state. For this reason, when the fourth actuator is actuated, the lower leg mounting portion swings from the rear side to the front side of the user.
即ち、第3のアクチュエータが、利用者のハムストリングを補助する機能を発揮し、第4のアクチュエータが、利用者の大腿四頭筋を補助する機能を発揮するため、利用者を良好に歩行させることができる。 That is, the third actuator exerts a function of assisting the user's hamstring, and the fourth actuator exhibits a function of assisting the user's quadriceps, thus allowing the user to walk well. be able to.
請求項9に記載の歩行補助装置は、請求項8に記載の歩行補助装置であって、前記第3のアクチュエータ、及び前記第4のアクチュエータは、内部に空気を供給されることにより作動状態となる空気圧式アクチュエータであることを特徴とする。
The walking assist device according to claim 9 is the walking assist device according to
請求項9に記載の歩行補助装置では、第3のアクチュエータ及び第4のアクチュエータが、内部に空気を供給されることにより、作動状態となる空気圧式アクチュエータであることによって、簡単な構造により、ハムストリング及び大腿四頭筋を補助する機能を得ることができる。 In the walking assist device according to claim 9, the third actuator and the fourth actuator are pneumatic actuators that are activated when air is supplied to the inside thereof. A function of assisting the string and the quadriceps muscle can be obtained.
以上説明したように、本発明によれば、利用者をバランス良く歩行させることが可能な歩行補助装置を提供できる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a walking assistance device that allows a user to walk in a balanced manner.
次に、本発明の歩行補助装置の一実施形態を図1〜図19に従って説明する。
なお、説明の便宜上、図中矢印Wにて示す歩行訓練者(利用者)の歩行方向を前側とし、上下左右の方向は、この歩行方向を向いてみた場合の方向を基準とする。また、この場合の左右方向は、矢印Sにて示す歩行訓練者の肩幅方向に相当する。
Next, an embodiment of the walking assist device of the present invention will be described with reference to FIGS.
For convenience of explanation, the walking direction of the walking trainer (user) indicated by the arrow W in the figure is the front side, and the vertical and horizontal directions are based on the direction when the walking direction is viewed. Further, the left-right direction in this case corresponds to the shoulder width direction of the walking trainer indicated by the arrow S.
図1及び図2には、歩行訓練者が装着した状態の歩行補助装置10が示されており、図3〜図7には、未装着状態の歩行補助装置10が示されている。これらの図に示されるように、歩行補助装置10は、人体の腰部に装着される腰部装着部としての腰フレーム12と、人体の下肢に装着される下肢装着部としての下肢フレーム14とが、人体の股関節に対応する第1関節部16により連結されて構成されている。
1 and 2 show the
腰フレーム12は、平面視にて前方に開口した略半円状(U字状)のフレームであり、腰フレーム12の左右(肩幅)方向中央部の前面には、人体の背腰部に当接する腰当板12Aが取付けられている。また、腰フレーム12は、その左右両端にそれぞれ連結された腰ベルト18(図2参照)により人体の腰部に装着されるようになっており、人体の臀部が、腰フレーム12を下側から支持するようになっている。なお、図1、及び図3〜図7では、腰ベルト18の図示を省略している。
The
また、腰フレーム12の左右両端には、第1関節部16が配設され、この第1関節部16を介して、略上下方向を長手方向とする下肢フレーム14の上端が連結されている。下肢フレーム14は、人体の大腿に装着される大腿装着部としての大腿フレーム20と、人体の下腿に装着される下腿装着部としての下腿フレーム22とが、人体の膝関節に対応する第2関節部24により連結されて構成されている。
In addition, a first
大腿フレーム20は、略上下方向を長手方向とされた長尺のフレームであり、その上端を第1関節部16により腰フレーム12の左右両端に連結されている。また、大腿フレーム20の長手方向中間部には、円弧状に湾曲された板状のフレームである大腿当板26が取付けられている。大腿当板26は、大腿フレーム20の長手方向中間部から体中心側へ張り出しており、人体の大腿の後側に当接する。また、大腿当板26の左右両端には、大腿ベルト28(図2参照)の両端が連結されるようになっており、大腿フレーム20は、大腿ベルト28により人体の大腿部に装着されるようになっている。なお、図1、及び図3〜図7では、大腿ベルト28の図示を省略している。
The
また、下腿フレーム22は、略上下方向を長手方向とされた長尺のフレームであり、その上端を第2関節部24により大腿フレーム20の下端に連結されている。また、下腿フレーム22の長手方向中間部には、円弧状に湾曲された板状のフレームである下腿当板30が取付けられている。下腿当板30は、下腿フレーム22の長手方向中間部から体中心側へ張り出しており、人体の下腿の後側に当接する。また、下腿当板30の左右両端には、下腿ベルト32(図2参照)の両端が連結されるようになっており、下腿フレーム22は、下腿ベルト32により人体の下腿部に装着されるようになっている。さらに、下腿フレーム22の下端部は、靴に装着可能となっている。なお、図1、及び図3〜図7では、下腿ベルト32の図示を省略している。
The
図8〜図11に示すように、第1関節部16は、腰フレーム12の左右両端から肩幅外側へ立設されたヒンジ軸34と、ヒンジ軸34の軸方向に配設されたプーリ36、38と、プーリ36とプーリ38との間に配設された回転体40とを備えている。
As shown in FIGS. 8 to 11, the first
ヒンジ軸34は、略左右方向に沿って延在する円柱体とされている。また、プーリ36、38は、軸芯部をヒンジ軸34に固定された円板体であり、これらは、体中心側(ヒンジ軸34の基端側)から外側(ヒンジ軸34の先端側)へ順に配設されている。また、プーリ36は、プーリ38よりも大径とされている。また、回転体40には、ヒンジ軸34が相対回転自在に嵌合する円孔40Aが形成されている。即ち、回転体40は、プーリ36とプーリ38との間で、略左右方向に沿って延在する軸線X回りに回転可能とされている。なお、プーリ36をプーリ38よりも大径とすることは必須ではなく、プーリ36をプーリ38と同径としてもよいし、プーリ36をプーリ38よりも小径としてもよい。
The
また、回転体40の円孔40Aの下側には、大腿フレーム20の上端を収容する凹部40Bが形成されており、この凹部40Bには、略前後方向に沿って延在する円柱体とされたヒンジ軸42が配設されている。大腿フレーム20の上端には、ヒンジ軸42と相対回転自在に嵌合する円孔20Aが形成されている。
A
即ち、大腿フレーム20(下肢フレーム14)は、第1関節部16により、略左右方向に沿って延在する軸線Y回りに回動(揺動)可能、且つ、略前後方向に沿って延在する軸線回りに回動(揺動)可能に腰フレーム12の左右両端に連結されている。なお、大腿フレーム20は、ヒンジ軸42を支点として、垂下された状態から肩幅方向内側へ約10°、肩幅方向外側へ約5°回動(揺動)可能とされている。
That is, the thigh frame 20 (lower limb frame 14) can be rotated (oscillated) about the axis Y extending substantially along the left-right direction by the first
また、図12に示すように、大腿フレーム20の下端側には、調整手段としての円筒状のパイプアジャスタ48が配設されており、大腿フレーム20の長手方向の長さ(軸長)が調整可能とされている。
Also, as shown in FIG. 12, a
また、図7に示すように、第2関節部24は、大腿フレーム20の下端から肩幅外側へ立設されたヒンジ軸44と、ヒンジ軸44に固定されたプーリ46とを備えている。ヒンジ軸44は、略左右方向に沿って延在する円柱体とされている。また、プーリ46は、軸芯部をヒンジ軸44に固定された円板体とされている。
As shown in FIG. 7, the second
プーリ46と大腿フレーム20の下端との間には、下腿フレーム22の上端が配設されている。下腿フレーム22の上端には、ヒンジ軸44に相対回転自在に嵌合する円孔(図示省略)が形成されている。即ち、下腿フレーム22は、第2関節部24により、略左右方向に沿って延在する軸線回りに回動(揺動)可能に大腿フレーム20の下端に連結されている。
Between the
また、図13に示すように、下腿フレーム22は、共に略上下方向を長手方向とする長尺のフレームである上フレーム50、下フレーム52が、スライドガイド54を介して連結されて構成されている。上フレーム50の上端は、第2関節部24により、略左右方向に沿って延在する軸線回りに回動(揺動)可能に大腿フレーム20の下端に連結されている。また、下フレーム52の上端の肩幅内側には、上記下腿当板30が取付けられており、下フレーム52は、下腿ベルト32(図2参照)により人体の下腿に装着される。
As shown in FIG. 13, the
ここで、上フレーム50と下フレーム52とは、長手方向が略平行となると共に、左右方向視にて大部分が重合するように配設され、これらの間に配設されたスライドガイド54により、互いに長手方向へ相対移動可能に連結されている。即ち、下フレーム52は、第2関節部24に対して下肢に沿って接離可能とされており、下腿フレーム22は、長手方向(略上下方向)に伸縮自在とされている。
Here, the
また、図1〜図7に示すように、歩行補助装置10には、補助力付与機構56が備えられている。補助力付与機構56は、第1のアクチュエータ58、第2のアクチュエータ60、第3のアクチュエータ62、第4のアクチュエータ64を備えている。なお、左右のアクチュエータを区別して説明する場合には、左側のアクチュエータの符号に「L」の添え字を、右側のアクチュエータの符号に「R」の添え字を付すこととする。
As shown in FIGS. 1 to 7, the walking assist
第1〜第4のアクチュエータ58、60、62、64は、空気圧式アクチュエータ(流体圧式アクチュエータ、所謂、McKibben人工筋肉)とされている。図14(A)、(B)に示すように、空気圧式アクチュエータACは、膨張収縮体であるインナーチューブICと、インナーチューブICを覆う網状の被覆体であるメッシュスリーブMSとを備えている。メッシュスリーブMSは、例えば伸縮性を持たない高張力繊維等の線材により構成されている。また、メッシュスリーブMSの長さ(軸)方向の両端部は、インナーチューブICの長さ方向の両端部に固定されている。
The first to
図14(B)に示すように、インナーチューブICは、内部に空気が供給されることにより膨張する。そして、インナーチューブICの膨張は、メッシュスリーブMSにより空気圧式アクチュエータAC全体の長さの縮小に変換される。即ち、空気圧式アクチュエータACは、空気が供給されると、径が拡大されつつ長さが縮小される。この長さの縮小により、空気圧式アクチュエータACはその短縮方向への力Fを発生する。 As shown in FIG. 14B, the inner tube IC expands when air is supplied to the inside. The expansion of the inner tube IC is converted into a reduction in the overall length of the pneumatic actuator AC by the mesh sleeve MS. That is, when air is supplied, the pneumatic actuator AC is reduced in length while increasing in diameter. By reducing the length, the pneumatic actuator AC generates a force F in the shortening direction.
図15に示すように、第1〜第4のアクチュエータ58、60、62、64には、スイッチSWを介してコンプレッサCPが接続されている。スイッチSWは、吸気スイッチ(図示省略)と排気スイッチ(図示省略)が設けられており、吸気スイッチがオン、且つ、排気スイッチがオフにされた場合には、コンプレッサCPから第1〜第4のアクチュエータ58、60、62、64へ圧縮空気が供給され、排気スイッチがオン、且つ、吸気スイッチがオフにされた場合には、第1〜第4のアクチュエータ58、60、62、64内の空気が排気される。スイッチSWは、制御装置(図示省略)により、歩行訓練者の歩行動作に合わせて適宜制御される。
As shown in FIG. 15, a compressor CP is connected to the first to
図1〜図7に示すように、第1〜第4のアクチュエータ58、60、62、64の両端にはワイヤ66が取付けられている。第1のアクチュエータ58の一端側に取付けられたワイヤ66は、プーリ36の周面に巻き掛けられた状態で固定されており、第1のアクチュエータ58の一端側は、揺動軸X(図9参照)の後方側(歩行訓練者の背中側)においてプーリ36に支持されている。なお、第1〜第4のアクチュエータの他端側にもワイヤ66を取り付けることは必須ではなく、該他端側には、U字型の金具や雄ネジ等を取り付け、これらを介して、該他端側を後述の取付部68等に支持してもよい。
As shown in FIGS. 1 to 7,
また、図3及び図4に示すように、大腿フレーム20の下端部(パイプアジャスタ48より下側)には、第1のアクチュエータ58の他端側を取付るための取付部68が設けられている。取付部68は、大腿フレーム20の下端部から肩幅方向外側へ突出した突部70と、突部70に立設されたピン72、74とにより構成されている。ピン72は、突部70から後方側へ延出し、ピン74は、突部70から前方側に延出している。ピン72には、第1のアクチュエータ58の他端側に取付けられたワイヤ66が固定されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, an
即ち、図1〜図7に示すように、第1のアクチュエータ58の一端側は、揺動軸Xより後方側且つ揺動軸Y(図8及び図9参照)より体中心側(肩幅方向内側)において腰フレーム12側に支持され、第1のアクチュエータ58の他端側は、一端側の下方において大腿フレーム20の下端部に支持されている。
That is, as shown in FIGS. 1 to 7, one end side of the
このため、第1のアクチュエータ58は、短縮することで大腿フレーム20を後方側へ回動させる力を発生する。即ち、アクチュエータ58は、図16に示す人体の大臀筋Cに相当する力を発生し、歩行訓練者の下肢を後方に引く動作を補助する。また、図11(B)に示すように、第1のアクチュエータ58は、短縮することで大腿フレーム20を体中心側へ回動(揺動)させる力を発生する。
For this reason, the
また、図1〜図7に示すように、第2のアクチュエータ60の一端側に取付けられたワイヤ66は、プーリ38の周面に巻き掛けられた状態で固定されており、第2のアクチュエータ60の一端側は、揺動軸Xの前方側(歩行訓練者の前方側)においてプーリ36に支持されている。また、第2のアクチュエータ60の他端側に取付けられたワイヤ66は、上記ピン74に固定されている。
As shown in FIGS. 1 to 7, the
即ち、第2のアクチュエータ60の一端側は、揺動軸Xより前方側において腰フレーム12側に支持され、第2のアクチュエータ60の他端側は、一端側の下方において大腿フレーム20の下端部に支持されている。
That is, one end side of the
このため、第2のアクチュエータ60は、短縮することで大腿フレーム20を前方側へ回動(揺動)させる力を発生する。即ち、第2のアクチュエータ60は、図16に示す人体の大腿四頭筋Aに相当する力を発生し、歩行訓練者の太腿を上げる動作を補助する。
For this reason, the
図1〜図7に示すように、第3のアクチュエータ62の一端側に取付けられたワイヤ66は、プーリ46の周面に巻き掛けられた状態で固定されており、第3のアクチュエータ62の一端側は、下肢フレーム22の揺動軸Z(図3及び図4参照)の後方側においてプーリ46に支持されている。
As shown in FIGS. 1 to 7, the
また、図3及び図4に示すように、上フレーム50の下端部には、第3のアクチュエータ62の他端側を取付るための取付部76が設けられている。取付部76は、大腿フレーム20の下端部から肩幅方向外側へ突出した突部78と、突部78に立設されたピン80、82とにより構成されている。ピン80は、突部78から後方側へ延出し、ピン82は、突部78から前方側に延出している。ピン80には、第3のアクチュエータ62の他端側に取付けられたワイヤ66が固定されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, an
即ち、第3のアクチュエータ62の一端側は、揺動軸Zより後方側において大腿フレーム20側に支持され、第3のアクチュエータ62の他端側は、一端側の下方において上フレーム50の下端部に支持されている。
That is, one end side of the
このため、第3のアクチュエータ62は、短縮することで上フレーム50を後方側へ回動(揺動)させる力を発生する。即ち、第3のアクチュエータ62は、図16に示す人体のハムストリングBに相当する力を発生し、歩行訓練者の膝関節を曲げる動作を補助する。
For this reason, the
図1〜図7に示すように、第4のアクチュエータ64の一端側に取付けられたワイヤ66は、プーリ46の周面に巻き掛けられた状態で固定されており、第4のアクチュエータ64の一端側は、揺動軸Zの前方側においてプーリ46に支持されている。また、第4のアクチュエータ64の他端側に取付けられたワイヤ66は、上記ピン82に固定されている。
As shown in FIGS. 1 to 7, the
即ち、第4のアクチュエータ64の一端側は、揺動軸Zの前方側において大腿フレーム20側に支持され、第4のアクチュエータ64の他端側は、一端側の下方において上フレーム50の下端部に支持されている。
That is, one end side of the
このため、第4のアクチュエータ64は、短縮することで上フレーム50を前方側へ回動(揺動)させる力を発生する。即ち、第4のアクチュエータ64は、図16に示す人体の大腿四頭筋Dに相当する力を発生し、歩行訓練者の膝関節を伸ばす動作を補助する。
For this reason, the
次に、本実施形態における作用について説明する。 Next, the operation in this embodiment will be described.
歩行訓練者が歩行補助装置10を装着した状態で、歩行訓練を行う際には、図17のタイミングチャートに示すように、左右の各アクチュエータに対して、順次、吸気、排気が行われることにより、左右の各アクチュエータが伸縮し、歩行補助装置10による歩行補助力が歩行訓練者に付与される。
When a walking trainer performs walking training while wearing the walking assist
まず、右脚側の第2のアクチュエータ60Rが、空気を供給されて短縮し、右脚側の大腿フレーム20を前方側へ回動させる力、即ち、歩行訓練者の右脚の大腿四頭筋A(図16参照)に相当する力を発生する。これにより、歩行訓練者の右脚の太腿が上がる。
First, the
そして、第2のアクチュエータ60Rへの空気の供給に僅かに(1秒程度)遅れて、右脚側の第3のアクチュエータ62Rが、空気を供給されて短縮し、右脚側の下腿フレーム22を後方側へ回動させる力、即ち、歩行訓練者の右脚のハムストリングB(図16参照)に相当する力を発生する。これにより、歩行訓練者の右脚の膝関節が曲がる。
Then, with a slight delay (about 1 second) from the supply of air to the
そして、第3のアクチュエータ62Rへの空気の供給開始とほぼ同じタイミングで、第2のアクチュエータ60Rが、排気されることにより伸長し、歩行訓練者の右脚の大腿四頭筋Aに相当する力を減少させる。これにより、歩行訓練者の右脚が、膝関節を曲げた状態で下がり、歩行訓練者の上体の前方において歩行面に着地する。
Then, at approximately the same timing as the start of air supply to the
また、第3のアクチュエータ62Rへの空気の供給に僅かに(1秒程度)遅れて、且つ、第2のアクチュエータ60Rの排気終了とほぼ同じタイミングで、右脚側のアクチュエータ58Rが、空気を供給されて短縮し、右脚側の大腿フレーム20を後方側へ回動させる力、即ち、歩行訓練者の右脚の大臀筋C(図16参照)に相当する力を発生する。これにより、歩行訓練者の右脚が上体に対して相対的に後方に引かれ、歩行訓練者の上体が右脚の位置まで前進する。
Also, the
そして、第1のアクチュエータ58Rへの空気の供給に僅かに(1秒程度)遅れて、第3のアクチュエータ62Rが、排気されることにより伸長し、右足のハムストリングBに相当する力を減少させる。また、第3のアクチュエータ62Rの排気終了とほぼ同じタイミングで、右脚側の第4のアクチュエータ64Rが、空気を供給されて短縮し、右脚側の下腿フレーム22を前方側へ回動させる力、即ち、歩行訓練者の右脚の大腿四頭筋D(図16参照)に相当する力を発生させる。これにより、歩行訓練者の右脚の膝関節が伸びる。
Then, with a slight delay (about 1 second) from the supply of air to the
そして、第4のアクチュエータ64Rへの空気の供給に僅かに(1秒程度)遅れて、第1のアクチュエータ58R、第4のアクチュエータ64Rが、排気されることにより伸長し、歩行訓練者の右脚のハムストリングB及び大腿四頭筋Dに相当する力が減少される。
The
また、第1のアクチュエータ58Rへの空気の供給とほぼ同じタイミングで、左脚側のアクチュエータ60Lが、空気を供給されて短縮し、左脚側の大腿フレーム20を前方側へ回動させる力、即ち、歩行訓練者の左脚の大腿四頭筋Aに相当する力を発生する。これにより、歩行訓練者の上体が前進するのと同時に、歩行訓練者の左脚が上がる。
Further, at substantially the same timing as the supply of air to the
その後、左脚側の第3のアクチュエータ62L、第1のアクチュエータ58L、第4のアクチュエータ64Lは、右脚側と同様の位相差をもって給排気を行われることにより、歩行訓練者の左脚に、右脚と同様の補助力を付与する。
Thereafter, the
ところで、人間は、歩行運動の際、重心を立脚側へ移動させることにより、立脚側の反対側(上げている脚の側)へ倒れないようにしている。このため、図18に示すように、人間の歩行運動の際、股関節Kが、肩幅方向内側へ屈曲し、立脚Jが、上体に対して相対的に体の中心側へ移動する。 By the way, humans are prevented from falling to the opposite side of the stance side (the side of the raised leg) by moving the center of gravity to the stance side during walking. Therefore, as shown in FIG. 18, during a human walking exercise, the hip joint K bends inward in the shoulder width direction, and the stance leg J moves toward the center of the body relative to the upper body.
ここで、大腿フレーム20は、略前後方向に沿って延在する軸線を有するヒンジ軸42を介して回動可能に腰フレーム12側に連結されることにより、第1関節部16に設けられた揺動軸Yを支点として肩幅方向へ揺動可能とされており、第1関節部16が、肩幅方向内側へ屈曲可能とされ、且つ、大腿フレーム20が、腰フレーム12に対して相対的に肩幅方向中央側へ揺動可能とされている。
Here, the
このため、歩行訓練者が重心を立脚側へ移動させながら歩行運動を行った際には、第1関節部16が、腰関節に追従して肩幅方向内側へ屈曲し、且つ、大腿フレーム20が、立脚Jに追従して上体に対して相対的に体の中心側へ揺動する。
For this reason, when the walking trainer performs a walking motion while moving the center of gravity to the stance side, the first
即ち、歩行訓練者は、立脚側への重心の移動を歩行補助装置10から阻害されることなく、歩行運動を行うことが可能である。よって、歩行補助装置10を装着した歩行訓練者に対して、バランスの良い歩行運動を行わせることが可能である。
That is, the gait trainer can perform the walking exercise without being hindered by the walking assist
また、上述したように、歩行訓練者の歩行運動時に、右脚又は左脚が歩行面に着地するのとほぼ同時のタイミングで、第1のアクチュエータ58が、空気を供給されて短縮し、大臀筋Cに相当する力を発生し、立脚を後方側へ移動させる。
Further, as described above, during the walking exercise of the walking trainer, the
ここで、第1のアクチュエータ58の一端側は、揺動軸Yより肩幅方向内側においてプーリ36を介して腰フレーム12に支持され、第1のアクチュエータ58の他端側は、一端側の下方において大腿フレーム20の下端部に支持されている。
Here, one end side of the
このため、第1のアクチュエータ58は、空気を供給されて短縮した際に、第1関節部16を肩幅方向内側へ屈曲させ、大腿フレーム20を体中心側(肩幅方向内側)へ揺動させる。
Therefore, when the
即ち、歩行訓練者の歩行運動時に、第1のアクチュエータ58により、立脚の体の中心側への移動が補助され、重心の立脚側への移動が補助されるため、歩行補助装置10を装着した歩行訓練者に対して、バランスのより良い歩行運動を行わせることが可能である。
That is, during the walking exercise of the walking trainer, the
ところで、図19に示すように、人間の膝関節Hの角度変化は、大腿骨Eと脛骨Iとの節点Pを変化させ、大腿骨Eの下端部(大腿の下端)から脛骨Iの下端部(足首)までの距離Lを変化させる。 By the way, as shown in FIG. 19, the angle change of the human knee joint H changes the node P between the femur E and the tibia I, and the lower end of the femur E (lower end of the thigh) to the lower end of the tibia I. The distance L to (ankle) is changed.
ここで、下腿フレーム22は、第2関節部24により大腿フレーム20の下端部に連結された上フレーム50と、下腿に装着される下フレーム52とが、スライドガイド54により、互いに下腿に沿って相対移動可能に連結されて構成されており、下腿に沿って伸縮自在とされている。
Here, the
このため、歩行訓練者の膝関節Hの角度が変化した際には、下腿ベルト32による下腿フレーム22と下腿との縛付位置が、第2関節部24回りに角変位するのみならず、第2関節部24に対して接離する。これにより、歩行訓練者は、下腿フレーム22により膝関節Hの動きを拘束されることなく、歩行運動を行うことができる。よって、歩行補助装置10を装着した歩行訓練者に対して、より良好な歩行運動を行わせることが可能である。
For this reason, when the angle of the knee joint H of the gait trainer changes, not only the position where the
また、下腿フレーム22が歩行訓練者の下腿に沿って伸縮自在とされていることにより、下腿フレーム22を下腿に装着した際に、下腿フレーム22の第2関節部24からの長さが、自動的に調整されるため、歩行訓練者は、座った状態で下腿フレーム22を下腿に装着し、その後、立ち上がることが可能である。よって、歩行訓練者は、下腿フレーム22を下腿へ容易に装着できる。
In addition, since the
また、歩行補助装置10では、大腿フレーム20の第1関節部16と第2関節部24との間の長さが、パイプアジャスタ48により調整可能とされている。よって、歩行補助装置10は、身長が異なる様々な利用者が装着可能である。
In the walking assist
また、歩行補助装置10では、第1〜第4のアクチュエータ58、60、62、64が、内部に空気を供給されることにより、作動状態となる空気圧式アクチュエータであるため、簡単な構造により、大臀筋、大腿四頭筋、ハムストリング及び大腿四頭筋を補助する機能を得ることができる。
Further, in the walking assist
以上、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、本実施形態では、第1〜第4のアクチュエータとして、空気圧式アクチュエータを用いたが、モータの作動によりプーリに巻き付けられ、又はプーリから巻き出されるワイヤを、第1〜第4のアクチュエータとして用いてもよい。また、第1〜第4のアクチュエータを備えることは必須ではない。 The present invention has been described in detail with respect to specific embodiments. However, the present invention is not limited to such embodiments, and various other embodiments are possible within the scope of the present invention. It is clear to the contractor. For example, in the present embodiment, pneumatic actuators are used as the first to fourth actuators. However, the wires wound around the pulley by the operation of the motor or unwound from the pulleys are used as the first to fourth actuators. It may be used. It is not essential to provide the first to fourth actuators.
また、本実施形態では、下肢フレーム14が、大腿フレーム20と下腿フレーム22とにより構成されているが、下肢フレーム14を、大腿フレーム20のみで構成してもよい。
In the present embodiment, the
10 歩行補助装置
12 腰フレーム(腰装着部)
14 下肢フレーム(下肢装着部)
16 第1関節部
20 大腿フレーム(大腿装着部)
22 下腿フレーム(下腿装着部)
24 第2関節部
48 パイプアジャスタ(調整手段)
58 第1のアクチュエータ
60 第2のアクチュエータ
62 第3のアクチュエータ
64 第4のアクチュエータ
10
14 Lower limb frame (lower limb wearing part)
16 First joint 20 Thigh frame (thigh wearing part)
22 Lower leg frame (lower leg wearing part)
24 Second joint 48 Pipe adjuster (adjustment means)
58
Claims (9)
利用者の下肢に装着される下肢装着部と、
前記下肢装着部を前記腰装着に、歩行方向及び肩幅方向へ揺動可能に連結した第1関節部と、
前記下肢装着部に対して肩幅方向内側への補助力を付与する第1のアクチュエータと、
を有することを特徴とする歩行補助装置。 A waist mounting portion to be mounted on the user's waist;
A lower limb wearing part to be worn on the user's lower limb;
A first joint part that connects the lower limb wearing part to the waist wearing so as to be swingable in the walking direction and the shoulder width direction;
A first actuator for applying an auxiliary force inward in the shoulder width direction with respect to the lower limb wearing portion;
A walking assistance device characterized by comprising:
利用者の大腿に装着される大腿装着部と、
利用者の下腿に装着され、下腿に沿って伸縮する下腿装着部と、
前記下腿装着を前記大腿装着部に、歩行方向へ揺動可能に連結した第2関節部と、
を有することを特徴とする請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の歩行補助装置。 The lower limb wearing part is
A thigh attachment part to be attached to the user's thigh;
A lower leg attachment part that is attached to the user's lower leg and stretches along the lower leg;
A second joint part that connects the lower leg attachment to the thigh attachment part so as to be swingable in the walking direction;
The walking assist device according to claim 1, comprising:
前記下腿装着部の揺動軸より利用者の前方側において前記大腿装着部側に一端側を支持され、該一端側の下方において前記下腿装着部側に他端側を支持され、作動状態において短縮しながら短縮する方向への力を発生する第4のアクチュエータと、
を有することを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の歩行補助装置。 One end side is supported on the thigh mounting part side on the rear side of the user from the swinging shaft of the lower leg mounting part, and the other end side is supported on the lower leg mounting part side below the one end side, and shortened in the operating state. A third actuator that generates a force in the direction of shortening,
One end side is supported on the thigh mounting part side on the front side of the user from the swinging shaft of the lower leg mounting part, and the other end side is supported on the lower leg mounting part side below the one end side, and shortened in the operating state. A fourth actuator that generates a force in the direction of shortening,
The walking assist device according to claim 6 or 7, characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007123166A JP2008278921A (en) | 2007-05-08 | 2007-05-08 | Walking aid device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007123166A JP2008278921A (en) | 2007-05-08 | 2007-05-08 | Walking aid device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008278921A true JP2008278921A (en) | 2008-11-20 |
Family
ID=40140268
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007123166A Pending JP2008278921A (en) | 2007-05-08 | 2007-05-08 | Walking aid device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008278921A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2011117999A1 (en) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | トヨタ自動車株式会社 | Ambulation assistance device |
JP2012532001A (en) * | 2009-07-01 | 2012-12-13 | レックス バイオニクス リミテッド | Control system for mobility aids |
JP2014124297A (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Suncall Engineering Kk | Walking state measuring apparatus and walking assist device |
KR101425124B1 (en) | 2013-02-04 | 2014-08-05 | (주)트리플씨메디칼 | Gait assistance device including energy storage unit by ratchet |
KR20150054041A (en) * | 2013-11-08 | 2015-05-20 | 대한민국(국립재활원장) | Gait assistant robot |
CN104887461A (en) * | 2015-06-09 | 2015-09-09 | 电子科技大学 | Walking aid lower limb of exoskeleton robot |
US10039687B2 (en) | 2014-05-23 | 2018-08-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Driving modules and motion assistance apparatuses including the same |
-
2007
- 2007-05-08 JP JP2007123166A patent/JP2008278921A/en active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012532001A (en) * | 2009-07-01 | 2012-12-13 | レックス バイオニクス リミテッド | Control system for mobility aids |
WO2011117999A1 (en) * | 2010-03-25 | 2011-09-29 | トヨタ自動車株式会社 | Ambulation assistance device |
JP5083463B2 (en) * | 2010-03-25 | 2012-11-28 | トヨタ自動車株式会社 | Walking assist device |
JPWO2011117999A1 (en) * | 2010-03-25 | 2013-07-04 | トヨタ自動車株式会社 | Walking assist device |
US8652074B2 (en) | 2010-03-25 | 2014-02-18 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Walking assist device |
JP2014124297A (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-07 | Suncall Engineering Kk | Walking state measuring apparatus and walking assist device |
KR101425124B1 (en) | 2013-02-04 | 2014-08-05 | (주)트리플씨메디칼 | Gait assistance device including energy storage unit by ratchet |
KR20150054041A (en) * | 2013-11-08 | 2015-05-20 | 대한민국(국립재활원장) | Gait assistant robot |
KR101656695B1 (en) * | 2013-11-08 | 2016-09-13 | 대한민국 | Gait assistant robot |
US10039687B2 (en) | 2014-05-23 | 2018-08-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Driving modules and motion assistance apparatuses including the same |
CN104887461A (en) * | 2015-06-09 | 2015-09-09 | 电子科技大学 | Walking aid lower limb of exoskeleton robot |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5273773B2 (en) | Walking support device. | |
JP4736946B2 (en) | Walking aid | |
JP2008278921A (en) | Walking aid device | |
JP5526444B2 (en) | Lumbar assist device | |
JP2012100983A (en) | Walking support device | |
KR101711759B1 (en) | Wearable exoskeleton robot for assistance exoskeletal power | |
KR102031547B1 (en) | Elastic Leg Exoskeleton with a Stiffness-Control-Clutch Mechanism | |
JP2008536614A (en) | Integrated active and passive prosthetic foot systems and methods for moving such systems | |
JP4624200B2 (en) | Walking assist device | |
JP2007275482A (en) | Knee joint assist device | |
KR102710749B1 (en) | Motion assist apparatus | |
KR101912920B1 (en) | Ankle module for gait rehabilitation robot | |
JP2014073199A (en) | Walking support device and walking support program | |
JP2016059763A (en) | Lower limb motion support apparatus | |
JP6120421B2 (en) | Walking support machine | |
TW201238575A (en) | The lower extremity assistant apparatus | |
KR101797967B1 (en) | Walking Assistance Apparatus for Lower Limb | |
JP2015180236A (en) | Knee joint movement support device | |
JP2016505304A (en) | Rehabilitation device with shadow legs | |
KR20180075301A (en) | Motion assist apparatus | |
JP2018033641A (en) | Device for preventing leg muscle atrophy | |
CN109940581A (en) | Ectoskeleton and mounting device | |
KR102495560B1 (en) | Hip Joint and Ankle Connecting Type Gait Assistance Apparatus | |
KR20190044391A (en) | Walking supporter using air pressure | |
CN112775932A (en) | Ankle assisting exoskeleton device |