JP2019037442A - Lower limb function assistance device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、下肢機能補助装置に関する。 The present invention relates to a lower limb function assisting device.
近年、下肢動作を支援するためのロボットが多数開発されている。例えば、特許文献1には、ユーザの下肢に装着して当該下肢に駆動力を伝達する駆動部と、ユーザの足の裏面の荷重の変化により重心位置を検出する重心位置検出部と、ユーザの歩行動作に伴う生体信号を検出する生体信号検出部と、検出された重心位置および生体信号に基づいて駆動部の駆動を制御する制御部と、を備えた装着式動作補助装置が記載されている。
In recent years, many robots have been developed to support lower limb movements. For example,
ところで、歩行や階段の昇降のような日常的に行われる下肢動作では、下肢の先端部(足先)において体重を支えるための地面からの垂直反力を生み出す能力が必要である。自力で歩行することが可能であっても、地面からの垂直反力を生み出すのに必要な下肢伸展機能の衰えた人(例えば、加齢により膝伸筋が衰えた高齢者など)は、長時間の歩行が困難となる場合があった。また、膝伸筋が衰えることにより、歩行中に転倒しやすくなり、歩行中による怪我のリスクも高まる。このため、下肢伸展機能の衰えた人に対し、日常的に行われる下肢動作において膝伸筋の動作を補助することが必要とされている。 By the way, in lower limb movements performed on a daily basis, such as walking and raising and lowering stairs, it is necessary to have an ability to generate a vertical reaction force from the ground to support the weight at the tip (foot tip) of the lower limbs. Even if it is possible to walk on its own, people with weak leg extension functions (such as elderly people whose knee extensors have weakened due to aging) who are required to produce vertical reaction force from the ground are long. Sometimes walking on time was difficult. In addition, the weakening of the knee extensor muscles makes it easier to fall during walking and increases the risk of injury during walking. For this reason, it is necessary to assist the operation of the knee extensor muscles in the daily lower limb movements for a person whose leg extension function has deteriorated.
しかしながら、特許文献1に記載の装着式動作補助装置は、下肢運動機能に障害のある者などの自力歩行が困難な人の立ち上がり動作や歩行動作を補助することを想定しており、膝伸筋の動作を補助する機能は備えておらず、日常的に行われる下肢動作を補助するための装置として適当でない。すなわち、特許文献1に記載の装着式動作補助装置は、自力歩行が困難なユーザの歩行動作そのものを補助するため、例えば、加齢により膝伸筋のみが衰えた高齢者のように、ある程度自力で歩行可能な人が装着すると、自力で行っている歩行動作が過度に制約または阻害されてしまうおそれがある。
However, the wearable motion assist device described in
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、自力歩行は可能であるが、下肢伸展機能の衰えた人に対し、日常的な下肢動作を良好に補助することができる下肢機能補助装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the background described above, and although it is possible to walk on its own, it is a leg function assisting device that can favorably assist daily leg movements for a person whose leg extension function has declined. The purpose is to provide.
本発明の一態様にかかる下肢機能補助装置は、一端にはユーザの足裏または足首に固定するための固定部分を有し、前記ユーザの下肢において、前記足裏から前記下肢の前側、後側と順に経由するように配される吊りベルトと、前記吊りベルトを巻き上げするための巻き上げ装置と、前記下肢の前側における前記ユーザの腿関節と足首関節との間の所定の位置で前記吊りベルトを摺動自在に支持する第1支持部材と、前記下肢の後側における前記ユーザの股関節と腿関節との間の所定の位置で前記吊りベルトを摺動自在に支持する第2支持部材と、を備えるものである。 The lower limb function assisting device according to one aspect of the present invention has a fixing portion for fixing to a user's sole or ankle at one end, and the user's lower limb from the sole to the front side and the rear side of the lower limb. A suspension belt arranged so as to pass in order, a hoisting device for hoisting the suspension belt, and the suspension belt at a predetermined position between the user's thigh joint and ankle joint on the front side of the lower limb A first support member that slidably supports, and a second support member that slidably supports the suspension belt at a predetermined position between the hip joint and thigh joint of the user on the rear side of the lower limb. It is to be prepared.
本発明によれば、下肢伸展機能の衰えた人に対し、日常的な下肢動作を良好に補助することができる。 According to the present invention, it is possible to favorably assist daily leg movements for a person whose leg extension function has deteriorated.
以下、図面を参照して本発明の下肢機能補助装置にかかる一実施の形態について説明する。
まず、図1および図2を参照して本実施の形態にかかる下肢機能補助装置の概略構成について説明する。本実施の形態における下肢機能補助装置の装着対象となるユーザは、例えば、高齢者などの自力で歩行することが可能であっても、少なくともいずれか一方の下肢において、下肢伸展機能の衰えた人である。
Hereinafter, an embodiment of a lower limb function assisting device of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a schematic configuration of the lower limb function assisting apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. A user who is a wearing target of the lower limb function assisting device in the present embodiment, for example, a person who has a reduced leg extension function in at least one of the lower limbs even if he / she can walk by himself / herself. It is.
図1は、本実施の形態にかかる下肢機能補助装置1の概略構成を示す模式図である。図2は、図1の矢印Aから見た矢視図である。図1および図2に示すように、下肢機能補助装置1は、吊りベルト2と、巻き上げ装置としての回転モータ3と、第1支持部材4と、第2支持部材5と、制御部6と、を備えている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a lower limb
吊りベルト2は、ユーザの左右の下肢Ufr、Uflにおいて配される。なお、ユーザの右下肢Ufrに配される吊りベルト2と、左下肢Uflに配される吊りベルト2とは同じ構成である。吊りベルト2は、直結された回転モータ3からの動力を伝達する役割を担い、一端にはユーザの足裏51または足首関節56の位置に固定するための固定部分を有する。吊りベルト2、輪状部分2aは、回転モータ3からの動力を鮮明に伝達するよう、十分な強度を有し伸縮性があまりない素材、例えばナイロンなどで形成される。本実施の形態にかかる下肢機能補助装置1では、固定部分はユーザの足裏51に引っ掛けるための輪状部分2aである。ユーザの足裏において吊りベルト2を引っ掛ける位置は、できるだけ踝側に近い位置が好ましい。なぜならば、ユーザの足裏において吊りベルト2を引っ掛ける位置が踝側から離れれば離れるほど、下肢に余計な回転力が発生してしまい、下肢機能を補助する効果が薄れてしまうためである。また、ユーザは、吊りベルト2の輪状部分2aが引っ掛けられた状態で靴10を履いてもよい。
The
吊りベルト2は、足裏51から下肢大腿部前側52を経由して第2支持部材5に至る。第2支持部材5は、下肢の前側におけるユーザの腿関節54と足首関節56との間の所定の位置で吊りベルト2を摺動自在に支持する。なお、第2支持部材5で吊りベルト2を支持する位置は、できるだけユーザの腿関節54に近い位置が好ましい。
The
さらに、吊りベルト2は、第2支持部材5に支持された位置から下肢大腿部後側53を経由して第1支持部材4に至る。第1支持部材4は、下肢の後側におけるユーザの股関節55と腿関節54との間の所定の位置で吊りベルト2を摺動自在に支持する。なお、第1支持部材4で吊りベルト2を支持する位置は、できるだけユーザの股関節55に近い位置が好ましい。
Furthermore, the
さらに、吊りベルト2は、第1支持部材4から臀部57を経由し、他端が回転モータ3に連結される。巻き上げ装置としての回転モータ3は、吊りベルト2を巻き上げするためのもので、ユーザにおける股関節55(または臀部57)よりも鉛直上方の位置に固定される。回転モータ3は、例えば、ユーザの腰58の位置にウエイトベルトで固定される。なお、左右下肢にそれぞれ装着された吊りベルト2を別個に巻き上げするため、回転モータ3は2つ設けられる。回転モータ3は十分な補助力を有し、ユーザの動作の妨げとならないよう高いバックドライブ性を有することが望ましく、例えば入力可能な電流値が20A程度の高出力サーボモータを用いることができる。ウエイトベルトは市販されているトレーニング用のものを用いることができる。このように、回転モータ3をユーザの腰の位置にウエイトベルトによって固定することで回転モータ3の重量を分散させることができる。
Further, the
なお、吊りベルト2を巻き上げするための巻き上げ装置は、図1、図2に示す回転モータ3に限るものではない。巻き上げ装置は、ユーザの下肢における上述した経路に配置された吊りベルト2を股関節55よりも上方から巻き上げすることができるものであれば、どのような構造のものであってもよい。例えば、図1、図2に示す回転モータ3の配置を変更することは当然に可能である。回転モータ3をユーザの腰58の位置にウエイトベルトで固定する代わりに、回転モータ3が設置されたバックパックをユーザが背負うようにしてもよい。回転モータ3を、ユーザが携帯する代わりに、ユーザの外部に設置されたフレームなどに設置するようにしてもよい。回転モータ3は、サーボモータに代えて、直動モータを使用してもよい。
The hoisting device for hoisting the
第1支持部材4及び第2支持部材5は、例えば、市販されている医療用サポータを用いることができる。すなわち、下肢に吊りベルト2を配した状態で、ユーザの股関節55と腿関節54との間の所定の位置、および、下肢の前側におけるユーザの腿関節54と足首関節56との間の所定の位置に第1支持部材4及び第2支持部材5として医療用サポータを巻き付けることで、吊りベルト2を摺動可能に固定することができる。また、摺動による吊りベルト2の損傷を防止するために、下肢と吊りベルト2との間に緩衝剤(クッション)等を挿入してもよい。
As the
制御部6は、回転モータ3の駆動を制御する。なお、制御部6による、回転モータ3の具体的な制御方法については後述する。
The
次に、人の下肢大腿部における拮抗筋の配列について説明する。
拮抗筋は、収縮方向のみに力や変位を発生する一方向性であるため、関節には必ず一対の拮抗筋が存在する。
Next, the arrangement of antagonistic muscles in the human lower limb thigh will be described.
Since antagonistic muscles are unidirectional that generate force and displacement only in the contraction direction, there is always a pair of antagonistic muscles in the joint.
図3は、人の下肢大腿部における拮抗筋の配列について説明する模式図である。図3に示すように、人の下肢大腿部における拮抗筋の配列は3対6筋の構成となっている。すなわち、人の下肢大腿部における拮抗筋は、股関節55の一対の拮抗筋(後側股関節筋f1、前側股関節筋e1)、腿関節54の一対の拮抗筋(後側腿関節筋f2、前側腿関節筋e2)、股関節55と腿関節54に同時に関与する一対の拮抗筋(後側二関節筋f3、前側二関節筋e3)から構成される。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the arrangement of antagonistic muscles in the lower limb thigh of a person. As shown in FIG. 3, the array of antagonistic muscles in the lower limb thigh of a person has a configuration of 3 to 6 muscles. That is, the antagonist muscles in the lower limb thigh of a person are a pair of antagonist muscles of the hip joint 55 (rear side hip joint muscle f1, front side hip joint muscle e1) and a pair of antagonist muscles of the thigh joint 54 (rear side thigh joint muscle f2, front side). The thigh joint muscle e2) is composed of a pair of antagonistic muscles (rear biarticular muscle f3, front biarticular muscle e3) simultaneously involved in the
後側股関節筋f1は股関節55を後側に回動させる方向のトルクτf1を生じさせ、前側股関節筋e1は股関節55を前側に回動させる方向のトルクτe1を生じさせる。後側腿関節筋f2は腿関節54を後側に回動させる方向のトルクτf2を生じさせ、前側腿関節筋e2は腿関節54を前側に回動させる方向のトルクτe2を生じさせる。後側二関節筋f3は股関節55および腿関節54を後側に回動させる方向のトルクτf3を生じさせ、前側二関節筋e3は股関節55および腿関節54を前側に回動させる方向のトルクτe3を生じさせる。
The rear hip joint muscle f1 generates a torque τ f1 in a direction to rotate the hip joint 55 rearward, and the front hip joint muscle e1 generates a torque τ e1 in a direction to rotate the hip joint 55 forward. The rear thigh joint muscle f2 generates a torque τ f2 in a direction to rotate the thigh joint 54 rearward, and the front thigh joint muscle e2 generates a torque τ e2 in a direction to rotate the thigh joint 54 forward. The rear biarticular muscle f3 generates a torque τ f3 in the direction of rotating the
下肢伸展機能の衰えた人に対し、日常的な下肢動作を支援するためには、下肢機能補助装置により、地面からの垂直反力を生じさせる足先出力Ff1、Fe2を人為的に補充することが有効である。なお、足先出力Ff1、Fe2の地面に対して垂直な成分が地面からの垂直反力となる。機能別実効筋力理論(FEMS[Functional Effective Muscular Strength]理論)によれば、足先出力Ff1、Fe2は以下の式1、式2で表される。ここで、l1は第1リンク22の長さ、l2は第2リンク23の長さ、θ2は腿関節54の角度、θ3は足首関節56の角度である(なお、図3中のθ1は股関節55の角度)。
In order to support daily leg movements for those who have weakened leg extension functions, the leg function assisting device artificially replenishes the foot outputs F f1 and F e2 that generate a vertical reaction force from the ground. It is effective to do. A component perpendicular to the ground of the foot output F f1 and F e2 is a vertical reaction force from the ground. According to the effective muscular strength theory by function (FEMS [Functional Effective Muscle Strength] theory), the toe outputs F f1 and F e2 are expressed by the following
式1、式2から分かるように、足先出力Ff1、Fe2を効果的に補助するためには、トルクτf1、トルクτe2を増加させる必要がある。
As can be seen from
また、股関節55を後側に回動させる方向の総トルクτH、および、腿関節54を前側に回動させる方向の総トルクτKは、以下の式3、式4で表される。
Further, the total torque τ H in the direction in which the
式3、式4に示すように、股関節55を後側に回動させる方向の総トルクτHはトルクτf1を含み、腿関節54における総トルクτKはトルクτe2を含む。すなわち、τHおよびτKを人為的に増加させることにより、足先出力Ff1、Fe2の発生を補助することができる。
As shown in
次に、下肢機能補助装置1の制御部6による、回転モータ3の具体的な制御方法について説明する。
図1および図2に示す下肢機能補助装置1において、制御部6より回転モータ3を作動させると、吊りベルト2が巻き取られ、吊りベルト2に張力が生じる。これにより、図3に示すように、第1支持部材4の位置において股関節55を後側に回動させる方向のトルクτ1が発生し、第2支持部材5の位置において腿関節54を前側に回動させる方向のトルクτ2が発生する。回転モータ3を作動させてトルクτ1、トルクτ2を発生させたときの、股関節55を後側に回動させる方向の総トルクτH、および、腿関節54を前側に回動させる方向の総トルクτKは、以下の式5、式6で表される。
Next, a specific control method of the
In the lower limb
式5、式6から分かるように、回転モータ3を作動させることにより、股関節55を後側に回動させる方向の総トルクτHがトルクτ1だけ増加させ、腿関節54を前側に回動させる方向の総トルクτKがトルクτ2だけ増加する。すなわち、回転モータ3を作動させることにより、足先出力Ff1、Fe2を効果的に補助することができる。トルクτ1およびトルクτ2は、回転モータ3の入力電流に応じて増加させることができる。つまり、ユーザが歩行などの下肢動作を正常に遂行するために必要な地面からの垂直反力からユーザ自身が発生させている地面からの垂直反力を引いた、地面からの垂直反力の不足分が補充されるように、回転モータ3の入力電流を適宜設定すればよい。
As can be seen from
制御部6は、回転モータ3の駆動トルクが制御指令値に維持されるように制御(トルク制御)するようにしてもよい。このようにすると、ユーザによる自律的な下肢の動作を過度に阻害することなく、歩行や階段の昇降のような日常的な下肢動作を補助することができる。なお、回転モータ3として直流サーボモータを用いる場合、回転モータ3における入力電流と駆動トルクとの関係が比例になるので、制御部6において回転モータ3のトルク制御を比較的容易に行うことができる。
The
制御部6は、ユーザが下肢を屈曲する際には、回転モータ3の駆動トルクが制御指令値よりも小さくなるように回転モータ3を制御してもよい。例えば、制御部6は、ユーザが下肢を屈曲する際には、回転モータ3の駆動トルクをゼロにする。このようにすることで、ユーザが下肢を屈曲する際には、第1支持部材4の位置において股関節55を後側に回動させる方向のトルクτ1、および、第2支持部材5の位置において腿関節54を前側に回動させる方向のトルクτ2が発生しないようにすることができる。つまり、ユーザが下肢を屈曲する際に、回転モータ3の駆動トルクをゼロにすることで、下肢の屈曲の妨げとなるトルクτ1およびトルクτ2が発生せず、ユーザが日常的な下肢動作をよりスムーズに行うことができる。
When the user bends the lower limb, the
次に、本実施の形態にかかる下肢機能補助装置1により足先に地面からの垂直反力を発生させる能力を評価した試験について説明する。
図4は、下肢機能補助装置1が足先に地面からの垂直反力を発生させる能力を評価するための試験装置20を示す模式図である。図4に示すように、試験装置20は、接地部21と、第1リンク22と、第2リンク23と、固定板24と、上部プーリ25と、下部プーリ26と、ロードセル27と、を備えている。
Next, a test that evaluates the ability of the lower limb
FIG. 4 is a schematic diagram showing a
試験装置20は、人の下肢を模擬したものである。すなわち、接地部21は足先を、第1リンク22は大腿を、第2リンク23は下腿を、固定板24は胴体を、上部プーリ25は股関節を、下部プーリ26は腿関節を、それぞれ模擬している。これらのプーリおよびリンクは、平均的な成人男性の実際の人間の下肢と同程度の重さになるように設計されており、各プーリの半径は人間の足のサイズに設計されている。対応するリンクとプーリは低摩擦で自由に摺動する。第1リンク22および第2リンク23の長さはいずれも40cmである。
The
固定板24は、図示しない土台としてのフレームに固定されている。吊りベルト2は、回転モータ3から後側に上部プーリ25を介して通過させた後、下部プーリ26を介して前側に通過させ、接地部21における接地面に輪状部分2aを引っ掛ける。ロードセル27は接地部21の接地面と地面との間に設けられ、地面からの垂直反力を測定する。回転モータ3は、固定板24の背面に固定される。
The fixed
本試験は、3つの姿勢(下肢の関節の曲げ具合がそれぞれ異なる姿勢)に対して行った。図5は、各姿勢における、股関節の角度θ1、腿関節の角度θ2を示す表である。図5に示すように、姿勢“Low”がほぼ直立の状態、姿勢“Middle”が中腰の状態、姿勢“High”がほぼ着座の姿勢である。試験に用いた回転モータ3は、入力可能な電流値が約4A程度のサーボモータである。試験において、回転モータ3への入力電流を変更し、ロードセル27で地面からの垂直反力を測定した。入力電流は、1.0[A]ごとに0〜−4.0[A]の間で変化させた。
This test was performed for three postures (postures with different bending degrees of the lower limb joints). FIG. 5 is a table showing the hip joint angle θ1 and the thigh joint angle θ2 in each posture. As shown in FIG. 5, the posture “Low” is a substantially upright state, the posture “Middle” is a middle waist state, and the posture “High” is a substantially seated posture. The
図6は、試験結果を示すグラフである。ここで、横軸は入力電流を表し、縦軸はOutputとしての地面からの垂直反力を表す。図6に示すように、姿勢“Low”および姿勢“Middle”では回転モータ3への入力電流が増加するにつれて地面からの垂直反力は増加した。すなわち、下肢機能補助装置1において回転モータ3を駆動させて吊りベルト2を巻き上げることで、十分な地面からの垂直反力を発生させることができることが確認できた。すなわち、下肢機能補助装置1が日常的な下肢動作を補助するために有用であることが確認できた。
FIG. 6 is a graph showing the test results. Here, the horizontal axis represents the input current, and the vertical axis represents the vertical reaction force from the ground as Output. As shown in FIG. 6, in the posture “Low” and the posture “Middle”, the vertical reaction force from the ground increased as the input current to the
一方、姿勢“High”では、下肢機能補助装置1により地面からの垂直反力を発生させることが確認できなかった。ほぼ直立の状態に対し、ほぼ着座の姿勢になると、同じ地面からの垂直反力を発生させるために、股関節を伸展させるトルクτ1および腿関節を伸展させるトルクτ2をより大きくする必要がある。このため、姿勢“High”では、回転モータ3の能力が不足していたと考えられる。つまり、姿勢“High”では、入力可能な電流値が20A程度のサーボモータを用い、入力電流を4A以上に増加させれば十分な地面からの垂直反力を発生させることができると考えられる。
On the other hand, in the posture “High”, it has not been confirmed that the lower limb
逆に考えると、着座姿勢から立ち上がるときの動作を補助するためには、回転モータ3として大型のものを用いる必要があるが、通常の歩行動作を補助するためだけであれば、回転モータ3として比較的小型のものを用いることができる。よって、下肢機能補助装置1を歩行の補助を目的として使用する場合、装置重量を抑えることができるので、ユーザが日常的に使用するための補助具としてより好ましい。
Conversely, in order to assist the operation when standing up from the sitting posture, it is necessary to use a large motor as the
制御部6が、回転モータ3の駆動トルクが制御指令値に維持されるように制御する場合、ユーザの股関節および腿関節の角度に応じて当該制御指令値を変更するようにしてもよい。このようにする場合、下肢機能補助装置1は、ユーザの股関節および腿関節の角度を検出する角度センサをさらに備える。これにより、ユーザの下肢の関節の曲げ角度によらず、適切な地面からの垂直反力を発生させることができる。
When the
本発明の一態様にかかる下肢機能補助装置は、一端にはユーザの足裏または足首に固定するための固定部分としての輪状部分2aを有し、ユーザの下肢において、足裏から下肢の前側、後側と順に経由するように配される吊りベルト2と、ユーザにおいて股関節よりも鉛直上方の位置に固定され、吊りベルト2を巻き上げするための巻き上げ装置としての回転モータ3と、下肢の前側におけるユーザの腿関節と足首関節との間の所定の位置で吊りベルト2を摺動自在に支持する第1支持部材4と、下肢の後側におけるユーザの股関節と腿関節との間の所定の位置で吊りベルト2を摺動自在に支持する第2支持部材5と、を備えるものである。このように配置された吊りベルト2を回転モータ3によって巻き上げると、吊りベルト2に張力が発生する。これにより、下肢において、股関節を後側に回動させる方向のトルク、および、腿関節を前側に回動させる方向のトルクを生じさせ、下肢に地面からの垂直反力を発生させることができる。よって、地面からの垂直反力を生み出す下肢伸展機能の衰えた人に対し、日常的な下肢動作を良好に補助することができる。
The lower limb function assisting device according to one aspect of the present invention has, at one end, a ring-shaped
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態では、下肢機能補助装置は、ユーザの左右の下肢にそれぞれ吊りベルトを配したが、これに限るものではなく、いずれか一方の下肢だけに吊りベルト2は配する構成であってもよい。これは、例えば、ユーザの患下肢が左右のいずれか一方であるときには好ましい構成である。いずれか一方の下肢だけに吊りベルト2を配する構成の場合、当然ながら、吊りベルトを巻き上げする回転モータは1つになるなど、装置構成をより簡易にすることができる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the lower limb function assisting device has the suspension belts disposed on the left and right lower limbs of the user, but the present invention is not limited to this, and the
上記実施の形態では制御部により回転モータの駆動を制御するようにしたが、ユーザが、回転モータを駆動させるタイミング、および、回転モータの入力電流を調節するようにしてもよい。すなわち、下肢機能補助装置において、制御部の代わりに回転モータのON/OFFおよび入力電流の調節が可能な操作スイッチを設け、ユーザが操作スイッチを操作して回転モータの駆動を制御するようにしてもよい。例えば、階段の登りや椅子から立ち上がるときなど、股関節および腿関節の曲げ角が比較的大きい状態から下肢を伸展させる動作を行う場合に、ユーザが操作スイッチをONにして回転モータを駆動させる。これにより、ユーザの下肢の伸展が補助され、上記動作を楽に行うことができる。 In the above embodiment, the drive of the rotary motor is controlled by the control unit. However, the user may adjust the timing for driving the rotary motor and the input current of the rotary motor. That is, in the lower limb function assisting device, an operation switch capable of turning on / off the rotary motor and adjusting the input current is provided instead of the control unit, and the user operates the operation switch to control the drive of the rotary motor. Also good. For example, when performing an operation of extending the lower limb from a state in which the bending angle of the hip joint and the thigh joint is relatively large, such as when climbing stairs or standing up from a chair, the user turns on the operation switch to drive the rotation motor. Thereby, extension of a user's leg is assisted and the above-mentioned operation can be performed easily.
なお、吊りベルトの一端に設けられた固定部分は、図1および図2に示す輪状部分2aに限るものではない。固定部分は、吊りベルトの一端をユーザの足裏または足首に固定することができるものであれば、いかなる固定方法によるものであってもよい。例えば、固定部分が、吊りベルトの一端を、バンドを介してユーザの足首に固定するものや、靴に縫い付けしたものであってもよい。
The fixed portion provided at one end of the suspension belt is not limited to the ring-shaped
上述の実施の形態において、巻き上げ装置を制御する処理は、コンピュータに制御プログラムを実行させることにより実現することも可能である。 In the above-described embodiment, the process for controlling the hoisting apparatus can be realized by causing a computer to execute a control program.
1 下肢機能補助装置
2 吊りベルト
2a 輪状部分
3 回転モータ
4 第1支持部材
5 第2支持部材
6 制御部
20 試験装置
21 接地部
22 第1リンク
23 第2リンク
24 固定板
25 上部プーリ
26 下部プーリ
27 ロードセル
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記吊りベルトを巻き上げするための巻き上げ装置と、
前記下肢の前側における前記ユーザの腿関節と足首関節との間の所定の位置で前記吊りベルトを摺動自在に支持する第1支持部材と、
前記下肢の後側における前記ユーザの股関節と腿関節との間の所定の位置で前記吊りベルトを摺動自在に支持する第2支持部材と、を備える、下肢機能補助装置。 A suspension belt that has a fixing portion for fixing to the sole or ankle of the user at one end, and is arranged so as to pass in order from the sole to the front side and the rear side of the lower limb in the lower limb of the user,
A hoisting device for hoisting the suspension belt;
A first support member that slidably supports the suspension belt at a predetermined position between the user's thigh joint and ankle joint on the front side of the lower limb;
A lower limb function assisting device, comprising: a second support member that slidably supports the suspension belt at a predetermined position between the hip joint and thigh joint of the user on the rear side of the lower limb.
前記吊りベルトを巻き上げするための巻き上げ装置と、
前記下肢の前側における前記ユーザの腿関節と足首関節との間の所定の位置で前記吊りベルトを摺動自在に支持する第1支持部材と、
前記下肢の後側における前記ユーザの股関節と腿関節との間の所定の位置で前記吊りベルトを摺動自在に支持する第2支持部材と、を備える、下肢機能補助装置の制御方法であって、
前記巻き上げ装置を駆動トルクが制御指令値に維持されるように前記巻き上げ装置を制御する、下肢機能補助装置の制御方法。 A suspension belt that has a fixing portion for fixing to the sole or ankle of the user at one end, and is arranged so as to pass in order from the sole to the front side and the rear side of the lower limb in the lower limb of the user,
A hoisting device for hoisting the suspension belt;
A first support member that slidably supports the suspension belt at a predetermined position between the user's thigh joint and ankle joint on the front side of the lower limb;
And a second support member that slidably supports the suspension belt at a predetermined position between the hip and thigh joints of the user on the rear side of the lower limbs. ,
A control method for a lower limb function assisting device, wherein the hoisting device is controlled such that the driving torque of the hoisting device is maintained at a control command value.
前記吊りベルトを巻き上げするための巻き上げ装置と、
前記下肢の前側における前記ユーザの腿関節と足首関節との間の所定の位置で前記吊りベルトを摺動自在に支持する第1支持部材と、
前記下肢の後側における前記ユーザの股関節と腿関節との間の所定の位置で前記吊りベルトを摺動自在に支持する第2支持部材と、を備える、下肢機能補助装置を制御するための制御プログラムであって、
前記巻き上げ装置を駆動トルクが制御指令値に維持されるように前記巻き上げ装置を制御する処理をコンピュータに実行させる、制御プログラム。 A suspension belt that has a fixing portion for fixing to the sole or ankle of the user at one end, and is arranged so as to pass in order from the sole to the front side and the rear side of the lower limb in the lower limb of the user,
A hoisting device for hoisting the suspension belt;
A first support member that slidably supports the suspension belt at a predetermined position between the user's thigh joint and ankle joint on the front side of the lower limb;
A second support member that slidably supports the suspension belt at a predetermined position between the hip and thigh joints of the user on the rear side of the lower limb, and controls for controlling the lower limb function assisting device A program,
A control program for causing a computer to execute processing for controlling the hoisting device such that the driving torque of the hoisting device is maintained at a control command value.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20230063880A (en) * | 2021-11-02 | 2023-05-09 | 한국과학기술원 | Controlling Method of Wearable Robot |
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2017
- 2017-08-24 JP JP2017161073A patent/JP2019037442A/en active Pending
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