JP2022039433A - 歩行補助システム、歩行補助方法及び歩行補助プログラム - Google Patents
歩行補助システム、歩行補助方法及び歩行補助プログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022039433A JP2022039433A JP2020144446A JP2020144446A JP2022039433A JP 2022039433 A JP2022039433 A JP 2022039433A JP 2020144446 A JP2020144446 A JP 2020144446A JP 2020144446 A JP2020144446 A JP 2020144446A JP 2022039433 A JP2022039433 A JP 2022039433A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- damper
- extension
- walking assist
- flexion
- walking
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 136
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 claims abstract description 62
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 claims abstract description 56
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 42
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 claims abstract description 32
- 206010033799 Paralysis Diseases 0.000 claims abstract description 27
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 21
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 claims description 54
- 230000005021 gait Effects 0.000 claims description 11
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 8
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 10
- 210000001699 lower leg Anatomy 0.000 description 41
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 31
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 11
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 11
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 8
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 description 5
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 3
- 208000004067 Flatfoot Diseases 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 210000000544 articulatio talocruralis Anatomy 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 206010049816 Muscle tightness Diseases 0.000 description 1
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
- A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
- A61H1/0237—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the lower limbs
- A61H1/024—Knee
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
- A61H3/02—Crutches
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B6/00—Tactile signalling systems, e.g. personal calling systems
-
- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
- G09B19/00—Teaching not covered by other main groups of this subclass
- G09B19/003—Repetitive work cycles; Sequence of movements
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
- A61H2003/005—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about with knee, leg or stump rests
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H3/00—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
- A61H2003/007—Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about secured to the patient, e.g. with belts
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/01—Constructive details
- A61H2201/0165—Damping, vibration related features
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/01—Constructive details
- A61H2201/0173—Means for preventing injuries
- A61H2201/018—By limiting the applied torque or force
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/01—Constructive details
- A61H2201/0173—Means for preventing injuries
- A61H2201/0184—Means for preventing injuries by raising an alarm
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/14—Special force transmission means, i.e. between the driving means and the interface with the user
- A61H2201/1418—Cam
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/16—Physical interface with patient
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/16—Physical interface with patient
- A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
- A61H2201/164—Feet or leg, e.g. pedal
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/16—Physical interface with patient
- A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
- A61H2201/165—Wearable interfaces
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/16—Physical interface with patient
- A61H2201/1657—Movement of interface, i.e. force application means
- A61H2201/1664—Movement of interface, i.e. force application means linear
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/50—Control means thereof
- A61H2201/5005—Control means thereof for controlling frequency distribution, modulation or interference of a driving signal
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/50—Control means thereof
- A61H2201/5023—Interfaces to the user
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/50—Control means thereof
- A61H2201/5058—Sensors or detectors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/50—Control means thereof
- A61H2201/5058—Sensors or detectors
- A61H2201/5064—Position sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/50—Control means thereof
- A61H2201/5058—Sensors or detectors
- A61H2201/5069—Angle sensors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
- A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
- A61H2201/50—Control means thereof
- A61H2201/5058—Sensors or detectors
- A61H2201/5079—Velocity sensors
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Rehabilitation Therapy (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Pain & Pain Management (AREA)
- Physical Education & Sports Medicine (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Educational Technology (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Rehabilitation Tools (AREA)
Abstract
【課題】歩行補助装置における所定の状態の通知を気づきやすくすることができる歩行補助システム、歩行補助方法及び歩行補助プログラムを提供する。
【解決手段】本実施形態に係る歩行補助システム1は、ユーザの脚部に装着される歩行補助装置10と、歩行補助装置10における所定の状態をユーザに通知する通知部20と、を備える。歩行補助装置10は、脚部の膝関節の屈曲方向に抵抗力を与える屈曲ダンパ15と、ユーザの歩行サイクルにおける切替タイミングを検出するセンサ17と、第1屈曲ダンパモードと第2屈曲ダンパモードとが交互に繰り返されるように切替タイミングに応じて屈曲ダンパ15のモードを切り替える制御部18と、所定の状態を検知する検知部19aと、送信部19bと、を有する。通知部20は、ユーザの身体の非麻痺領域に振動または電気刺激を与える振動刺激モジュール21と、受信部22と、を有する。
【選択図】図1
【解決手段】本実施形態に係る歩行補助システム1は、ユーザの脚部に装着される歩行補助装置10と、歩行補助装置10における所定の状態をユーザに通知する通知部20と、を備える。歩行補助装置10は、脚部の膝関節の屈曲方向に抵抗力を与える屈曲ダンパ15と、ユーザの歩行サイクルにおける切替タイミングを検出するセンサ17と、第1屈曲ダンパモードと第2屈曲ダンパモードとが交互に繰り返されるように切替タイミングに応じて屈曲ダンパ15のモードを切り替える制御部18と、所定の状態を検知する検知部19aと、送信部19bと、を有する。通知部20は、ユーザの身体の非麻痺領域に振動または電気刺激を与える振動刺激モジュール21と、受信部22と、を有する。
【選択図】図1
Description
本発明は、歩行補助システム、歩行補助方法及び歩行補助プログラムに関し、例えば、ユーザの脚部に装着される歩行補助装置を備えた歩行補助システム、歩行補助方法及び歩行補助プログラムに関する。
特許文献1には、ユーザの脚部に装着される歩行補助装置が記載されている。特許文献1の歩行補助装置は、膝折れ禁止と許容状態とを切り替える四節リンク機構を持ったユニットを有している。このユニットは、膝折れ禁止と許容状態との切替を、音又は振動を発生させることで、ユーザに通知している。
膝折れ禁止と許容状態との切替等のような所定の状態の切替を通知する通知機能として、音を発生させても、膝と耳との距離が遠く、騒音環境下では聞こえない場合があり、通知されたことに気づきにくい。また、振動機能を設けても、麻痺脚に装着しているため、脚の感覚が鈍い場合には、通知されたことに気づきにくい。通知されたことに気づきやすくする歩行補助システムを実現したいという課題がある。
本発明は、そのような課題を解決するためになされたものであり、歩行補助装置における所定の状態の通知を気づきやすくすることができる歩行補助システム、歩行補助方法及び歩行補助プログラムを提供する。
本実施形態に係る歩行補助システムは、ユーザの脚部に装着される歩行補助装置と、前記歩行補助装置の所定の状態を通知する通知部と、を備えた歩行補助システムであって、前記歩行補助装置は、前記脚部の膝関節の屈曲方向に抵抗力を与える屈曲ダンパと、前記ユーザの歩行サイクルにおける切替タイミングを検出するセンサと、第1屈曲ダンパモードと前記第1屈曲ダンパモードよりも抵抗力が強くなる第2屈曲ダンパモードとが交互に繰り返されるように前記切替タイミングに応じて前記屈曲ダンパのモードを切り替える制御部と、前記所定の状態を検知する検知部と、前記検知部が検知した前記所定の状態を信号として送信する送信部と、を有し、前記通知部は、非麻痺領域に振動または電気刺激を与える振動刺激モジュールと、前記送信部から送信された信号を受信し、受信した信号に基づいて前記振動刺激モジュールを作動させる受信部と、を有する。このような構成により、歩行補助装置における所定の状態の通知を気づきやすくすることができる。
前記歩行補助システムにおいて、前記歩行補助装置は、前記脚部の膝関節の伸展方向に抵抗力を与える伸展ダンパをさらに有し、前記制御部は、足裏が着地する立脚期の初期に前記伸展ダンパを作動させてもよい。このような構成により、膝伸展の患者も安心して歩行訓練することができる。
前記歩行補助システムにおいて、前記屈曲ダンパ及び前記伸展ダンパは一体化した屈曲伸展ダンパであり、前記屈曲伸展ダンパは、筒体と、前記筒体の内部を直線状に移動するシャフトと、前記筒体から突出した前記シャフトの先端に当接するカムと、を有し、前記カムは、膝角度が所定の膝角度以内の場合に前記シャフトの先端が当接する伸展面と、膝角度が所定の膝角度よりも大きい場合に前記シャフトの先端が当接する屈曲面と、で形成されるV字状の面を含み、前記シャフトの先端が前記伸展面に当接することにより、前記屈曲伸展ダンパは、前記伸展ダンパとして作動し、前記シャフトの先端が前記屈曲面に当接することにより、前記屈曲伸展ダンパは、前記屈曲ダンパとして作動してもよい。このような構成により、歩行補助装置を軽量化することができる。
前記歩行補助システムにおいて、前記通知部は、前記伸展ダンパの作動を通知してもよい。このような構成により、ユーザは、伸展ダンパの作動を知ることができる。
前記歩行補助システムにおいて、前記通知部は、前記屈曲ダンパの前記モードの切替、前記歩行補助装置のバッテリー残量、前記歩行補助装置の異常のうち、少なくともいずれかを通知する。このような構成により、ユーザは、歩行補助装置の所定の状態を知ることができる。
前記歩行補助システムにおいて、前記非麻痺領域は、前記歩行補助装置が装着されない脚部、腰、胴、肩、腕、手、首及び頭のいずれかを含む。このような構成により、ユーザは、歩行補助装置における所定の状態の通知を気づくことができる。
前記歩行補助システムにおいて、前記振動刺激モジュールは、着衣、ベルト、リストバンド、杖、腕時計、メガネ、帽子、首飾りのいずれかに配置される。このような構成により、ユーザは、歩行補助装置における所定の状態の通知を気づくことができる。
本実施形態に係る歩行補助方法は、ユーザの脚部に装着される歩行補助装置と、前記歩行補助装置における所定の状態を前記ユーザに通知する通知部と、を備えた歩行補助システムを用いた歩行補助方法であって、前記歩行補助装置において、前記脚部の膝関節の屈曲方向に屈曲ダンパによって抵抗力を与えさせ、前記ユーザの歩行サイクルにおける切替タイミングをセンサによって検出させ、第1屈曲ダンパモードと前記第1屈曲ダンパモードよりも抵抗力が強くなる第2屈曲ダンパモードとが交互に繰り返されるように前記切替タイミングに応じて前記屈曲ダンパのモードを制御部によって切り替えさせ、前記所定の状態を検知部によって検知させ、前記検知部が検知した前記所定の状態を信号として送信部によって送信させ、前記通知部において、前記送信部から送信された信号を受信し、受信した信号に基づいて、前記ユーザの身体の非麻痺領域に振動または電気刺激を与える振動刺激モジュールを作動させる。このような構成により、歩行補助装置における所定の状態の通知を気づきやすくすることができる。
前記歩行補助方法は、前記歩行補助装置において、前記脚部の膝関節の伸展方向に伸展ダンパによって抵抗力を与えさせ、前記制御部によって、足裏が着地する立脚期の初期に前記伸展ダンパを作動させてもよい。このような構成により、膝伸展の患者も安心して歩行訓練することができる。
前記歩行補助方法において、前記屈曲ダンパ及び前記伸展ダンパは一体化した屈曲伸展ダンパであり、前記屈曲伸展ダンパは、筒体と、前記筒体の内部を直線状に移動するシャフトと、前記筒体から突出した前記シャフトの先端に当接するカムと、を有し、前記カムは、膝角度が所定の膝角度以内の場合に前記シャフトの先端が当接する伸展面と、膝角度が所定の膝角度よりも大きい場合に前記シャフトの先端が当接する屈曲面と、で形成されるV字状の面を含み、前記シャフトの先端が前記伸展面に当接することにより、前記屈曲伸展ダンパは、前記伸展ダンパとして作動し、前記シャフトの先端が前記屈曲面に当接することにより、前記屈曲伸展ダンパは、前記屈曲ダンパとして作動させてもよい。このような構成により、歩行補助装置を軽量化することができる。
前記歩行補助方法は、前記通知部において、前記伸展ダンパの作動を通知させてもよい。このような構成により、ユーザは、伸展ダンパの作動を知ることができる。
前記歩行補助方法は、前記通知部において、前記屈曲ダンパの前記モードの切替、前記歩行補助装置のバッテリー残量、前記歩行補助装置の異常のうち、少なくともいずれかを通知させてもよい。このような構成により、ユーザは、歩行補助装置の所定の状態を知ることができる。
前記歩行補助方法において、前記非麻痺領域は、前記歩行補助装置が装着されない脚部、腰、胴、肩、腕、手、首及び頭のいずれかを含む。このような構成により、ユーザは、歩行補助装置における所定の状態の通知を気づくことができる。
前記歩行補助方法において、前記振動刺激モジュールは、着衣、ベルト、リストバンド、杖、腕時計、メガネ、帽子、首飾りのいずれかに配置される。このような構成により、ユーザは、歩行補助装置における所定の状態の通知を気づくことができる。
本実施形態に係る歩行補助プログラムは、ユーザの脚部に装着される歩行補助装置と、前記歩行補助装置における所定の状態を前記ユーザに通知する通知部と、を備えた歩行補助システムを用いた歩行補助プログラムであって、前記歩行補助装置において、前記脚部の膝関節の屈曲方向に屈曲ダンパによって抵抗力を与えさせ、前記ユーザの歩行サイクルにおける切替タイミングをセンサによって検出させ、第1屈曲ダンパモードと前記第1屈曲ダンパモードよりも抵抗力が強くなる第2屈曲ダンパモードとが交互に繰り返されるように前記切替タイミングに応じて前記屈曲ダンパのモードを制御部によって切り替えさせ、前記所定の状態を検知部によって検知させ、前記検知部が検知した前記所定の状態を信号として送信部によって送信させ、前記通知部において、前記送信部から送信された信号を受信し、受信した信号に基づいて、前記ユーザの身体の非麻痺領域に振動または電気刺激を与える振動刺激モジュールを作動させることをコンピュータに実行させる。このような構成によって、歩行補助装置における所定の状態の通知を気づきやすくすることができる。
前記歩行補助プログラムは、前記歩行補助装置において、前記脚部の膝関節の伸展方向に伸展ダンパによって抵抗力を与えさせ、前記制御部によって、足裏が着地する立脚期の初期に前記伸展ダンパを作動させてもよい。このような構成により、膝伸展の患者も安心して歩行訓練することができる。
前記歩行補助プログラムにおいて、前記屈曲ダンパ及び前記伸展ダンパは一体化した屈曲伸展ダンパであり、前記屈曲伸展ダンパは、筒体と、前記筒体の内部を直線状に移動するシャフトと、前記筒体から突出した前記シャフトの先端に当接するカムと、を有し、前記カムは、膝角度が所定の膝角度以内の場合に前記シャフトの先端が当接する伸展面と、膝角度が所定の膝角度よりも大きい場合に前記シャフトの先端が当接する屈曲面と、で形成されるV字状の面を含み、前記シャフトの先端が前記伸展面に当接することにより、前記屈曲伸展ダンパに、前記伸展ダンパとして作動させ、前記シャフトの先端が前記屈曲面に当接することにより、前記屈曲伸展ダンパに、前記屈曲ダンパとして作動させてもよい。このような構成により、歩行補助装置を軽量化することができる。
前記歩行補助プログラムは、前記通知部において、前記伸展ダンパの作動を通知させてもよい。このような構成により、ユーザは、伸展ダンパの作動を知ることができる。
前記歩行補助プログラムは、前記通知部において、前記屈曲ダンパの前記モードの切替、前記歩行補助装置のバッテリー残量、前記歩行補助装置の異常のうち、少なくともいずれかを通知させてもよい。このような構成により、ユーザは、歩行補助装置の所定の状態を知ることができる。
前記歩行補助プログラムにおいて、前記非麻痺領域は、前記歩行補助装置が装着されない脚部、腰、胴、肩、腕、手、首及び頭のいずれかを含む。このような構成により、ユーザは、歩行補助装置における所定の状態の通知を気づくことができる。
前記歩行補助プログラムにおいて、前記振動刺激モジュールは、着衣、ベルト、リストバンド、杖、腕時計、メガネ、帽子、首飾りのいずれかに配置される。このような構成により、ユーザは、歩行補助装置における所定の状態の通知を気づくことができる。
本実施形態によれば、歩行補助装置における所定の状態の通知を気づきやすくすることができる歩行補助システム、歩行補助方法及び歩行補助プログラムを提供する。
以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。
(実施形態1)
実施形態1に係る歩行補助システムを説明する。本実施形態の歩行補助システムは、例えば、ユーザである歩行訓練を行う訓練者の膝関節を含む脚部に装着される歩行補助装置を備える。図1は、実施形態1に係る歩行補助システムを例示した模式図である。図1に示すように、歩行補助システム1は、歩行補助装置10と、通知部20と、を備えている。歩行補助装置10は、ユーザの脚部に装着される。通知部20は、歩行補助装置10における所定の状態をユーザに通知する。
実施形態1に係る歩行補助システムを説明する。本実施形態の歩行補助システムは、例えば、ユーザである歩行訓練を行う訓練者の膝関節を含む脚部に装着される歩行補助装置を備える。図1は、実施形態1に係る歩行補助システムを例示した模式図である。図1に示すように、歩行補助システム1は、歩行補助装置10と、通知部20と、を備えている。歩行補助装置10は、ユーザの脚部に装着される。通知部20は、歩行補助装置10における所定の状態をユーザに通知する。
図2は、実施形態1に係る歩行補助システムにおいて、歩行補助装置を例示した正面図である。図3は、実施形態1に係る歩行補助システムにおいて、歩行補助装置を例示した側面図である。図4は、実施形態1に係る歩行補助システムにおいて、制御系を例示したブロック図である。図1~図4に示すように、歩行補助装置10は、上腿サポータ11、下腿サポータ12、上腿フレーム13、下腿フレーム14、屈曲ダンパ15、センサ17、制御部18、検知部19a、送信部19bを有している。歩行補助装置10の下側には、短下肢装具が取り付けられてもよい。通知部20は、振動刺激モジュール21及び受信部22を有している。まず、本実施形態の歩行補助システム1において、歩行補助装置10の構成及び通知部20の構成を説明し、その後、歩行補助システム1の動作を説明する。
<上腿サポータ及び下腿サポータ>
上腿サポータ11は、ユーザの脚部の上腿に巻き付けるように装着され、下腿サポータ12は、ユーザの脚部の下腿に巻き付けるように装着される。よって、上腿サポータ11及び下腿サポータ12は、膝関節の周辺、具体的には、上腿及び下腿に渡って配置されている。なお、上腿は股関節から膝関節までの部分を示し、下腿は、膝関節から足首関節までの部分を示す。下腿は、すねを含む。足首関節から下側、つまり、脚部の先端側の部分を足平とする。
上腿サポータ11は、ユーザの脚部の上腿に巻き付けるように装着され、下腿サポータ12は、ユーザの脚部の下腿に巻き付けるように装着される。よって、上腿サポータ11及び下腿サポータ12は、膝関節の周辺、具体的には、上腿及び下腿に渡って配置されている。なお、上腿は股関節から膝関節までの部分を示し、下腿は、膝関節から足首関節までの部分を示す。下腿は、すねを含む。足首関節から下側、つまり、脚部の先端側の部分を足平とする。
上腿サポータ11及び下腿サポータ12は、樹脂材料や繊維材料などの伸縮可能な材料により形成されている。上腿サポータ11及び下腿サポータ12は、それぞれ、上腿及び下腿に巻き付けて歩行補助装置10を装着させる。上腿サポータ11及び下腿サポータ12は、上腿及び下腿に装着するための面ファスナ11a及び12aを有してもよい。ユーザは、上腿サポータ11及び下腿サポータ12を、脚部の周りに巻き回して、面ファスナ11a及び12aで固定する。
面ファスナ11aは、上腿の前側に設けられている。面ファスナ12aは、下腿の前側に設けられている。面ファスナ11a及び12aを用いることで、ユーザは、歩行補助装置10を容易に脱着することができる。さらに、歩行補助装置10がユーザの膝関節からずれることを防止できる。面ファスナ11a及び12aにより、ユーザは、圧迫度合いを調整することができる。さらに、面ファスナ11a及び12aが外れたり、上腿サポータ11及び下腿サポータ12がずれたりするのを防止するために、固定バンドを設けてもよい。
なお、歩行補助装置10の脚部への固定は、面ファスナ11a及び12aに限られるものではない。例えば、ベルト、ボタン、ピン、バンドなどの固定手段を用いて、歩行補助装置10を、上腿及び下腿に固定してもよい。このような固定手段を用いても、ユーザが歩行補助装置10を装着することができる。
<上腿フレーム及び下腿フレーム>
上腿サポータ11の側部には上腿フレーム13が取り付けられている。上腿フレーム13は、上腿に沿って配置されている。下腿サポータ12の側部には下腿フレーム14が取り付けられている。下腿フレーム14は、下腿に沿って配置されている。上腿フレーム13と下腿フレーム14とが、屈曲ダンパ15を介して連結されている。具体的には、屈曲ダンパ15の回転軸Axが膝関節の軸とほぼ一致するように、膝関節の高さに屈曲ダンパ15が配置される。上腿フレーム13及び下腿フレーム14は、屈曲ダンパ15の回転軸Ax周りに回転可能なリンク機構を構成している。
上腿サポータ11の側部には上腿フレーム13が取り付けられている。上腿フレーム13は、上腿に沿って配置されている。下腿サポータ12の側部には下腿フレーム14が取り付けられている。下腿フレーム14は、下腿に沿って配置されている。上腿フレーム13と下腿フレーム14とが、屈曲ダンパ15を介して連結されている。具体的には、屈曲ダンパ15の回転軸Axが膝関節の軸とほぼ一致するように、膝関節の高さに屈曲ダンパ15が配置される。上腿フレーム13及び下腿フレーム14は、屈曲ダンパ15の回転軸Ax周りに回転可能なリンク機構を構成している。
<屈曲ダンパ>
屈曲ダンパ15は、ユーザの脚部における膝関節の屈曲方向に抵抗力を与える。屈曲方向は、膝関節の回転方向において、膝関節が屈曲する向きである。屈曲ダンパ15は、例えば、ロータリーダンパであり、膝関節の側部に位置する。屈曲ダンパ15は、例えば、オイル等の流体の粘性抵抗、バネ等の弾性抵抗、ディスク等の摩擦抵抗等を利用して、膝関節の屈曲方向の回転を減速させてもよい。
屈曲ダンパ15は、ユーザの脚部における膝関節の屈曲方向に抵抗力を与える。屈曲方向は、膝関節の回転方向において、膝関節が屈曲する向きである。屈曲ダンパ15は、例えば、ロータリーダンパであり、膝関節の側部に位置する。屈曲ダンパ15は、例えば、オイル等の流体の粘性抵抗、バネ等の弾性抵抗、ディスク等の摩擦抵抗等を利用して、膝関節の屈曲方向の回転を減速させてもよい。
屈曲ダンパ15は、一方向にのみ抵抗力を与える一方向ダンパである。よって、屈曲ダンパ15は、膝関節の伸展方向には抵抗力を与えないようにフリーとなっている。伸展方向は、膝関節の回転方向において、膝関節が伸展する向きであり、上腿と下腿とが直線状に伸びる向きである。後述するように、屈曲ダンパ15は、制御部18によって、第1屈曲ダンパモードと、第1屈曲ダンパモードよりも屈曲方向の抵抗力を大きくする第2屈曲ダンパモードとに切替可能となっている。第1屈曲ダンパモードは、屈曲方向に抵抗力を与えないフリーモードでもよい。第1屈曲ダンパモードがフリーモードの場合には、第2屈曲ダンパモードをダンパモードと呼ぶ。第2屈曲ダンパモードは、第1屈曲ダンパモードの抵抗力から徐々に抵抗力が増加する期間を含む。
屈曲ダンパ15は、有線または無線の通信回線により制御部18に接続されている。屈曲ダンパ15は、制御部18により各モードを制御される。
<センサ>
図4に示すように、センサ17は、有線または無線の通信回線により制御部18に接続されている。センサ17は、ユーザの歩行動作におけるタイミングを検出する。具体的には、センサ17は、歩行サイクル(歩行周期)における切替タイミングを検出するために設けられている。例えば、センサ17は、地面と下腿との角度を検出し、検出した角度を検出結果として制御部18に出力する。制御部18は、センサ17での検出結果に基づいて、モードを切替える。
図4に示すように、センサ17は、有線または無線の通信回線により制御部18に接続されている。センサ17は、ユーザの歩行動作におけるタイミングを検出する。具体的には、センサ17は、歩行サイクル(歩行周期)における切替タイミングを検出するために設けられている。例えば、センサ17は、地面と下腿との角度を検出し、検出した角度を検出結果として制御部18に出力する。制御部18は、センサ17での検出結果に基づいて、モードを切替える。
具体的には、制御部18は、例えば、地面と下腿との角度に基づいて、屈曲ダンパ15のモードを切替える。つまり、制御部18は、センサ17から出力されるタイミング信号に基づいて、屈曲ダンパ15のモードを切替える。これにより、歩行サイクルにおける一定のタイミングで、制御部18は、屈曲ダンパ15のモードの切替を行う。センサ17及び制御部18には、歩行補助装置10に搭載されたバッテリ(不図示)により電源が供給されている。
センサ17としては、種々のタイプのセンサを用いることができる。以下、センサ17の具体例について説明する。
センサ17は、例えば、地面に対する下腿(すね)の角度を検出するジャイロセンサでもよい。また、センサ17は、脚部の角度、すなわち、膝関節を挟んだ上腿と下腿との間の角度を検出する角度センサでもよい。さらに、センサ17は、上腿と下腿とが直線状に伸びて膝関節が伸展した状態から、下腿が屈曲した屈曲角度を検出する角度センサでもよい。屈曲角度を膝角度とも呼ぶ。センサ17は、下腿の角度、脚部の角度及び屈曲角度の角速度を検出する角速度センサでもよい。
センサ17は、脚部の所定の位置と地面との間の距離を検出する測距センサでもよい。脚部の所定の位置は、例えば、靴、足平、足裏等である。例えば、靴、足平またはその近傍に取り付けられた測距センサをセンサ17として用いることができる。歩行動作に応じて、靴、足平、足裏等から地面までの距離が変わるため、歩行サイクルに応じた波形を検出することができる。なお、測距センサとしては、光学式のセンサを用いることができる。また、地面は、床面を含む。
センサ17は、検出した角度、角速度、距離等から、歩行サイクルに応じた波形を検出する。つまり、検出した角度、角速度、距離等は、歩行サイクルに応じて周期的に変化する。センサ17は、検出した角度、角速度、距離等に基づいて、歩行タイミングを検出する。
例えば、制御部18は、センサ17の出力値と閾値とを比較して、その比較結果に応じて、屈曲ダンパ15のモードを切替えればよい。例えば、制御部18は、センサ17の出力値が閾値を超えたタイミング、または、閾値を下回ったタイミングを示すタイミング信号に応じて、モード切替を行う。
なお、屈曲ダンパ15において、第1屈曲ダンパモードから第2屈曲ダンパモードに切り替わる切替タイミングを検出するための第1閾値(例えば、下腿の第1角度)と、第2屈曲ダンパモードから第1屈曲ダンパモードに切り替わる切替タイミングを検出するための第2閾値(例えば、下腿の第2角度)が設定されていてもよい。
また、センサ17は、足裏の接地タイミングを検出する接地タイミングセンサでもよい。センサ17は、検出した接地タイミングに基づいて、歩行タイミングを検出することができる。例えば、接地タイミングから各モード切替のタイミングまでの時間を予め加算または減算することにより、センサ17は、切替タイミングを検出する。
さらに、センサ17は、脚部を撮像する撮像センサでもよい。その場合には、センサ17は、歩行補助装置10の外部から脚部の状態を撮像する。撮像した脚部の状態から、歩行タイミングを検出することができる。なお、センサ17が外部に配置されている場合には、歩行補助装置10が、外部のセンサ17から切替タイミングを示す信号を受信する受信部を備えていればよい。
また、複数のセンサ17を組み合わせて、切替タイミングを検出してもよい。例えば、センサ17は、下腿の角度を検出するために設けられた第1センサと、足裏から床面までの距離を検出するために設けられた第2センサの両方を備えていてもよい。もちろん、センサ17の具体例は上記の例に限られるものではない。センサ17は、歩行補助装置10に実装されていることが好ましい。あるいは、センサ17は、歩行補助装置10の外部に実装されていてもよい。
<制御部>
制御部18は、有線または無線の通信回線により、屈曲ダンパ15、センサ17及び検知部19aに接続されている。制御部18は、センサ17から出力された切替タイミングに基づいて、屈曲ダンパ15を制御する。制御部18は、屈曲ダンパ15のモードを切替える。
制御部18は、有線または無線の通信回線により、屈曲ダンパ15、センサ17及び検知部19aに接続されている。制御部18は、センサ17から出力された切替タイミングに基づいて、屈曲ダンパ15を制御する。制御部18は、屈曲ダンパ15のモードを切替える。
制御部18は、第1屈曲ダンパモードと第2屈曲ダンパモードとが交互に繰り返されるように、切替タイミングに応じて屈曲ダンパ15のモードを切り替える。例えば、第1屈曲ダンパモードでは、屈曲ダンパ15がオフして、屈曲方向に抵抗力を与えないフリーモードとなる。第2屈曲ダンパモードでは、屈曲ダンパ15がオンして、屈曲方向に抵抗力を与えるダンパモードとなる。あるいは、例えば、第1屈曲ダンパモードでは、屈曲ダンパ15は、小さい抵抗力を与えるように切替えられ、第2屈曲ダンパモードでは、屈曲ダンパ15は、大きい抵抗力を与えるように切替えられる。
<検知部>
検知部19aは、有線または無線の通信回線により、制御部18及び送信部19bに接続されている。検知部19aは、歩行補助装置10の所定の状態を検知する。所定の状態は、例えば、歩行補助装置10における屈曲ダンパ15のモードである。検知部19aは、第1屈曲ダンパモードから第2屈曲ダンパモードに切り替わるタイミングを検知してもよいし、第2屈曲ダンパモードから第1屈曲ダンパモードに切り替わるタイミングを検知してもよい。
検知部19aは、有線または無線の通信回線により、制御部18及び送信部19bに接続されている。検知部19aは、歩行補助装置10の所定の状態を検知する。所定の状態は、例えば、歩行補助装置10における屈曲ダンパ15のモードである。検知部19aは、第1屈曲ダンパモードから第2屈曲ダンパモードに切り替わるタイミングを検知してもよいし、第2屈曲ダンパモードから第1屈曲ダンパモードに切り替わるタイミングを検知してもよい。
また、検知部19aは、歩行補助装置10の動作が正常かまたは異常かを検知してもよい。例えば、検知部19aは、予め設定された屈曲ダンパ15の動作と比べることにより、屈曲ダンパ15の異常な動作を検知してもよい。また、例えば、検知部19aは、制御部18から屈曲ダンパ15に送信される制御信号をモニタする。検知部19aは、各信号が予め設定された信号かどうか検知する。このように、検知部19aは、屈曲ダンパ15及び制御部18が正常かどうか検知することができる。よって、検知部19aは、歩行補助装置10の異常の発生を検知することができる。
また、検知部19aは、歩行補助装置10に搭載されたバッテリーの残量を検知してもよい。検知部19aは、予め設定されたバッテリーの残量が所定の閾値を下回ったかどうか検知する。検知部19aは、検知した所定の状態を送信部19bに出力する。
<送信部>
送信部19bは、有線または無線の通信回線により、検知部19a及び受信部22に接続されている。送信部19bは、検知部19aが検知した歩行補助装置10の所定の状態を信号として、通知部20の受信部22に送信する。
送信部19bは、有線または無線の通信回線により、検知部19a及び受信部22に接続されている。送信部19bは、検知部19aが検知した歩行補助装置10の所定の状態を信号として、通知部20の受信部22に送信する。
<振動刺激モジュール>
次に、通知部20の構成を説明する。振動刺激モジュール21は、受信部22と有線または無線の通信回線で接続されている。振動刺激モジュール21は、ユーザの身体の非麻痺領域に、振動または電気刺激を与える。ユーザの身体は、麻痺領域と非麻痺領域とを含む。ユーザの身体の麻痺領域は、例えば、歩行補助装置10が装着される脚部である。ユーザの身体の非麻痺領域は、ユーザの身体の麻痺領域以外の部分である。例えば、ユーザの一方の脚部が麻痺領域であり、一方の脚部に歩行補助装置10が装着される場合には、ユーザの身体の非麻痺領域は、歩行補助装置10が装着されない他方の脚部、腰、胴、肩、腕、手、首、頭を含む。
次に、通知部20の構成を説明する。振動刺激モジュール21は、受信部22と有線または無線の通信回線で接続されている。振動刺激モジュール21は、ユーザの身体の非麻痺領域に、振動または電気刺激を与える。ユーザの身体は、麻痺領域と非麻痺領域とを含む。ユーザの身体の麻痺領域は、例えば、歩行補助装置10が装着される脚部である。ユーザの身体の非麻痺領域は、ユーザの身体の麻痺領域以外の部分である。例えば、ユーザの一方の脚部が麻痺領域であり、一方の脚部に歩行補助装置10が装着される場合には、ユーザの身体の非麻痺領域は、歩行補助装置10が装着されない他方の脚部、腰、胴、肩、腕、手、首、頭を含む。
振動刺激モジュール21は、ユーザの身体の非麻痺領域に、振動または電気刺激を与えるように、非麻痺領域に装着された着衣、ベルト、帽子、リストバンド等に配置されてもよいし、ユーザが所持する杖、腕時計、メガネ、首飾り等に配置されてもよい。
<受信部>
受信部22は、有線または無線の通信回線により、送信部19b及び振動刺激モジュール21に接続されている。受信部22は、送信部19bから送信された信号を受信する。受信部22は、送信部19bから受信した信号に基づいて、振動刺激モジュール21を作動させる。
受信部22は、有線または無線の通信回線により、送信部19b及び振動刺激モジュール21に接続されている。受信部22は、送信部19bから送信された信号を受信する。受信部22は、送信部19bから受信した信号に基づいて、振動刺激モジュール21を作動させる。
<動作>
次に、歩行補助システム1の動作を説明する。図5は、実施形態1に係る歩行補助システムを用いた歩行サイクルにおいて、歩行動作及びモード切替のタイミングを例示した図である。まず、図5を参照して、遊脚期及び立脚期を含む1歩行サイクルを説明する。次に、本実施形態の歩行動作及びモード切替のタイミングを説明する。そして、歩行補助装置10における所定の状態の検知及び所定の状態の通知を説明する。
次に、歩行補助システム1の動作を説明する。図5は、実施形態1に係る歩行補助システムを用いた歩行サイクルにおいて、歩行動作及びモード切替のタイミングを例示した図である。まず、図5を参照して、遊脚期及び立脚期を含む1歩行サイクルを説明する。次に、本実施形態の歩行動作及びモード切替のタイミングを説明する。そして、歩行補助装置10における所定の状態の検知及び所定の状態の通知を説明する。
<1歩行サイクル>
図5に示すように、1歩行サイクルは、左脚の一歩と右脚の一歩との合計2歩を含んでいる。図5では、1歩行サイクルが(a)~(m)の順番で示されている。(m)のタイミングの後に、(a)のタイミングに戻り、次の歩行サイクルとなる。図5では、(a)~(g)のタイミングで遊脚期となり、(h)~(m)のタイミングで立脚期となる。
図5に示すように、1歩行サイクルは、左脚の一歩と右脚の一歩との合計2歩を含んでいる。図5では、1歩行サイクルが(a)~(m)の順番で示されている。(m)のタイミングの後に、(a)のタイミングに戻り、次の歩行サイクルとなる。図5では、(a)~(g)のタイミングで遊脚期となり、(h)~(m)のタイミングで立脚期となる。
遊脚期は、歩行補助装置10が装着された脚部の足裏が離地した状態であり、立脚期は、歩行補助装置10が装着された脚部の足裏が接地した状態である。(g)のタイミングと(h)の間で、足裏が着地しており、(m)から(a)に戻るタイミングで足裏が離地している。(a)~(c)のタイミングは膝関節の屈曲角度が大きくなる屈曲期となり、(d)~(g)のタイミングは、膝関節の屈曲角度が小さくなる伸展期となっている。なお、遊脚期、立脚期、屈曲期、及び、伸展期は、歩行補助装置10を装着した患脚を基準としている。
<屈曲方向>
次に、上記1歩行サイクルにおける歩行動作及びモード切替のタイミングを説明する。まず、膝関節の屈曲方向に抵抗力を与える屈曲ダンパ15の動作を説明する。本実施形態では、伸展期において、具体的には、(f)のタイミングにおいて、第1屈曲ダンパモードから第2屈曲ダンパモードに切り替わっている。また、立脚期から遊脚期に変わるタイミング、具体的には、(m)のタイミングと(a)のタイミングとの間で、第2屈曲ダンパモードから第1屈曲ダンパモードに切り替わっている。
次に、上記1歩行サイクルにおける歩行動作及びモード切替のタイミングを説明する。まず、膝関節の屈曲方向に抵抗力を与える屈曲ダンパ15の動作を説明する。本実施形態では、伸展期において、具体的には、(f)のタイミングにおいて、第1屈曲ダンパモードから第2屈曲ダンパモードに切り替わっている。また、立脚期から遊脚期に変わるタイミング、具体的には、(m)のタイミングと(a)のタイミングとの間で、第2屈曲ダンパモードから第1屈曲ダンパモードに切り替わっている。
第1屈曲ダンパモードは、膝関節の屈曲方向に抵抗力を与えないフリーモード、または、第2屈曲ダンパモードよりも小さい抵抗力を与えるモードを含む。第2屈曲ダンパモードは、膝関節の屈曲方向に抵抗力を与えるダンパモード、または、第1屈曲ダンパモードよりも大きい抵抗力を与えるモードを含む。
遊脚期においては、患脚は、ユーザの体重を支える必要がない。このため、遊脚期においては、屈曲ダンパ15によって膝関節に対する抵抗力を発生する必要が無いか、発生させたとしても小さい抵抗力でよい。よって、遊脚期のほぼ全体において、制御部18は、屈曲方向に対して、フリーモードを含む第1屈曲ダンパモードにすることができる。一方、立脚期の全体において、制御部18は、第2屈曲ダンパモードにし、屈曲ダンパ15に対して屈曲方向に抵抗力を発生させる。
さらに、1歩行サイクルにおいて、第1屈曲ダンパモード及び第2屈曲ダンパモードのみが設けられており、歩行動作中に制御部18が第1屈曲ダンパモードと第2屈曲ダンパモードとを交互に切替えている。つまり、制御部18がタイミング信号に基づいて、屈曲ダンパ15を制御している。例えば、フリーモードとダンパモードとをオンオフ制御している。このようにすることで、簡便な構成により、適切な制御を行うことができる。例えば、歩行サイクル毎に歩行動作がばらついた場合、センサ17で検出される切替タイミングがばらつくおそれがある。このような場合でも遊脚期から立脚期に切り替わる前のタイミング、つまり、伸展期における任意のタイミングにおいて、屈曲ダンパ15が第1屈曲ダンパモードから第2屈曲ダンパモードへと切り替わっていればよい。
具体的には、(d)~(g)の間の所定のタイミングにおいて、制御部18がモードを切替えていればよい。センサ17で検出される切替タイミングの誤差に対するマージンを広くすることができるため、適切に制御することができる。また、伸展期においては、膝関節が屈曲している状態から徐々に伸展方向に回転していく。このため、屈曲ダンパ15が第2屈曲ダンパモードとなっていたとしても、抵抗力が発生しない。よって、屈曲ダンパ15がユーザの歩行動作を妨げることなく、モード切替を行うことができる。
また、屈曲ダンパ15は、伸展方向に抵抗力を発生させないフリーとしている。このため、ユーザは、膝関節を自由に伸展させることができる。また、ダンパモードを含む第2屈曲ダンパモードと、フリーモードを含む第1屈曲ダンパモードとの間に、屈曲ダンパ15がロックするロックモードがないため、屈曲ダンパ15が歩行動作の妨げとなることを防ぐことができる。ロックモードを介さずに第2屈曲ダンパモードから第1屈曲ダンパモードに移行するため、容易に適切な制御を行うことができる。
センサ17の出力により、遊脚期と立脚期との切替タイミングを検出して、遊脚期を第1屈曲ダンパモード、立脚期を第2屈曲ダンパモードとしてもよい。つまり、遊脚期から立脚期に変わるタイミングと、立脚期から遊脚期に切り替わるタイミングとを、屈曲ダンパ15のモードの切替タイミングとしてもよい。
また、第1屈曲ダンパモードと第2屈曲ダンパモードとの切替えは、急峻でもなめらかでもよい。すなわち、第2屈曲ダンパモードは、第1屈曲ダンパモードの抵抗力から徐々に抵抗力が増加する期間を含んでもよいし、第1屈曲ダンパモードの抵抗力まで徐々に抵抗力が減少する期間を含んでもよい。
<伸展方向>
次に、膝関節の伸展方向の動作を説明する。本実施形態においては、伸展ダンパが設けられていないか、または、伸展ダンパを作用させていない。また、屈曲ダンパ15は、伸展方向に抵抗力を発生させない。よって、本実施形態において、伸展方向の動作は、歩行サイクルの全体において、フリーモードである。
次に、膝関節の伸展方向の動作を説明する。本実施形態においては、伸展ダンパが設けられていないか、または、伸展ダンパを作用させていない。また、屈曲ダンパ15は、伸展方向に抵抗力を発生させない。よって、本実施形態において、伸展方向の動作は、歩行サイクルの全体において、フリーモードである。
<所定の状態の検知及び所定の状態の通知>
検知部19aは、歩行補助装置10における所定の状態として、第1屈曲ダンパモードから第2屈曲ダンパモードに切り替わるタイミング、及び、第2屈曲ダンパモードから第1屈曲ダンパモードに切り替わるタイミングのうち、少なくともいずれかを検知する。また、検知部19aは、歩行補助装置10における所定の状態として、歩行補助装置10の異常の発生を検知してもよい。さらに、検知部19aは、歩行補助装置10における所定の状態として、バッテリーの残量を検知してもよい。検知部19aは、検知した所定の状態を信号として送信部19bに出力する。
検知部19aは、歩行補助装置10における所定の状態として、第1屈曲ダンパモードから第2屈曲ダンパモードに切り替わるタイミング、及び、第2屈曲ダンパモードから第1屈曲ダンパモードに切り替わるタイミングのうち、少なくともいずれかを検知する。また、検知部19aは、歩行補助装置10における所定の状態として、歩行補助装置10の異常の発生を検知してもよい。さらに、検知部19aは、歩行補助装置10における所定の状態として、バッテリーの残量を検知してもよい。検知部19aは、検知した所定の状態を信号として送信部19bに出力する。
送信部19bは、検知部19aが検知した所定の状態を受信し、信号として、通知部20の受信部22に送信する。受信部22は、送信部19bから送信された信号を受信する。受信部22は、送信部19bから受信した信号に基づいて、振動刺激モジュール21を作動させる。振動刺激モジュール21は、ユーザの身体の非麻痺領域に、振動または電気刺激を与える。これにより、ユーザは、歩行補助装置10における所定の状態の通知を気づくことができる。
次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態の歩行補助システム1において、検知部19aが歩行補助装置10における所定の状態を検知した場合に、振動刺激モジュール21は、ユーザの身体の非麻痺領域に振動または電気刺激を与える。これにより、ユーザは、歩行補助装置10における所定の状態の通知を気づくことができる。
また、振動刺激モジュール21は、着衣、ベルト、リストバンド、杖、腕時計、メガネ、帽子、首飾り等に配置される。そして、非麻痺領域は、歩行補助装置10が装着されない脚部、腰、胴、肩、腕、手、首及び頭等を含む。よって、ユーザは、歩行補助装置10における所定の状態の通知を気づくことができる。
通知部20は、歩行補助装置10の所定の状態として、屈曲ダンパ15のモードの切替をユーザに通知する。よって、ユーザは、屈曲ダンパ15のモードの切替を知ることができる。これにより、ユーザは、予め、屈曲ダンパ15のモードの切替に準備することができ、安心して歩行訓練をすることができる。
また、通知部20は、歩行補助装置10の異常をユーザに通知する。よって、ユーザは、正常に動作する歩行補助装置10を用いることができるので、安心して歩行訓練することができる。さらに、通知部20は、歩行補助装置10の所定の状態として、バッテリー残量をユーザに通知する。よって、ユーザは、バッテリーの残量を知ることができるので、歩行訓練中におけるバッテリー切れを抑制することができる。
(実施形態2)
次に、実施形態2の歩行補助システムを説明する。本実施形態の歩行補助システムにおいて、歩行補助装置は、伸展方向に抵抗力を与える伸展ダンパを有している。図6は、実施形態2に係る歩行補助システムにおいて、制御系を例示したブロック図である。
次に、実施形態2の歩行補助システムを説明する。本実施形態の歩行補助システムにおいて、歩行補助装置は、伸展方向に抵抗力を与える伸展ダンパを有している。図6は、実施形態2に係る歩行補助システムにおいて、制御系を例示したブロック図である。
図6に示すように、本実施形態の歩行補助システム2において、歩行補助装置10aは、伸展ダンパ16を有している。伸展ダンパ16は、有線または無線の通信回線により制御部18に接続されている。伸展ダンパ16は、脚部の膝関節の伸展方向に抵抗力を与える。
伸展ダンパ16は、屈曲ダンパ15とともに、上腿フレーム13と下腿フレーム14との連結部分に配置されている。すなわち、上腿フレーム13と下腿フレーム14とが、屈曲ダンパ15及び伸展ダンパ16を介して連結されている。具体的には、屈曲ダンパ15及び伸展ダンパ16の回転軸Axが膝関節の軸とほぼ一致するように、膝関節の高さに屈曲ダンパ15及び伸展ダンパ16が配置される。上腿フレーム13及び下腿フレーム14は、屈曲ダンパ15及び伸展ダンパ16の回転軸Ax周りに回転可能なリンク機構を構成している。
伸展ダンパ16は、例えば、ロータリーダンパであり、膝関節の側部に位置する。伸展ダンパ16は、例えば、オイル等の流体の粘性抵抗、バネ等の弾性抵抗、ディスク等の摩擦抵抗等を利用して、膝関節の伸展方向の回転を減速させてもよい。伸展ダンパ16は、抵抗を可変とすることにより、抵抗力を切替えてもよい。伸展ダンパ16は、抵抗力を徐々に変化させてもよい。
伸展ダンパ16は、一方向にのみ抵抗力を与える一方向ダンパである。よって、伸展ダンパ16は、膝関節の屈曲方向には抵抗力を与えないようにフリーとなっている。伸展ダンパ16は、制御部18によって、第1伸展ダンパモードと、第1伸展ダンパモードよりも伸展方向の抵抗力を大きくする第2伸展ダンパモードとに切替可能となっている。第1伸展ダンパモードは、伸展方向に抵抗力を与えないフリーモードでもよい。第1伸展ダンパモードがフリーモードの場合には、第2伸展ダンパモードをダンパモードと呼ぶ。第2伸展ダンパモードは、第1伸展ダンパモードの抵抗力から徐々に抵抗力が増加する期間を含む。
図7は、実施形態2の別の例に係る歩行補助装置において、屈曲伸展ダンパを例示した図である。前述の例では、屈曲ダンパ15と伸展ダンパ16とは別物として説明したが、図7に示すように、屈曲ダンパ15及び伸展ダンパ16を一体化した屈曲伸展ダンパ56を備えてもよい。屈曲伸展ダンパ56は、筒体TUと、筒体TUの内部を直線状に移動するシャフトSHと、筒体TUから突出したシャフトSHの先端に当接するカムCAと、を有する。屈曲伸展ダンパ56は、直線状にシャフトSHが移動するストロークダンパである。屈曲伸展ダンパ56は、カムCAで、シャフトSHを押し当てることにより、シャフトSHを、筒体TUの内部に移動させる。屈曲伸展ダンパ56は、シャフトSHが筒体TUの内部に移動する際に抵抗力を発生させる。
屈曲伸展ダンパ56は、屈曲ダンパ15及び伸展ダンパ16の両方を兼ねるように、シャフトSHの先端が当接するカムCAの面(屈曲面CA15及び伸展面CA16)の形状をV字状にしている。屈曲伸展ダンパ56は、膝関節の回転に連動して回転する。膝関節の回転角において、所定の角度を境界にして、屈曲ダンパ及び伸展ダンパを作動させる。
具体的には、上腿と下腿とが直線状に伸びて膝関節が伸展した状態から、下腿が屈曲した屈曲角度を膝角度θと呼ぶ。膝角度θが所定の膝角度θ1以内の場合には、膝関節は、伸展に近い状態であり、膝角度θが所定の膝角度θ1よりも大きい場合には、膝関節は屈曲が大きい状態である。
膝角度θが所定の膝角度θ1以内の場合には、屈曲伸展ダンパ56のシャフトSHは、カムCAの伸展面CA16に当接する。これにより、屈曲伸展ダンパ56は、膝関節の伸展方向に抵抗力を与える。一方、膝関節の回転角が所定の角度θ1よりも大きい場合には、屈曲伸展ダンパ56のシャフトSHは、カムCAの屈曲面CA15に当接する。これにより、屈曲伸展ダンパ56は、膝関節の屈曲方向に抵抗力を与える。
すなわち、カムCAは、膝角度が所定の膝角度θ1以内の場合にシャフトSHの先端が当接する伸展面CA16と、膝角度が所定の膝角度θ1よりも大きい場合にシャフトSHの先端が当接する屈曲面CA15と、で形成されるV字状の面を含む。シャフトSHの先端が伸展面CA16に当接することにより、屈曲伸展ダンパ56は、伸展ダンパとして作動する。シャフトSHの先端が屈曲面CA15に当接することにより、屈曲伸展ダンパ56は、屈曲ダンパとして作動する。このように、屈曲伸展ダンパ56は、膝関節の伸展方向に抵抗力を与えるとともに、膝関節の屈曲方向に抵抗力を与える。したがって、屈曲ダンパ15及び/または伸展ダンパ16を、屈曲伸展ダンパ56に置き換えてもよい。
立脚期に急激な膝伸展をしてしまう患者がいる。これは、例えば、筋緊張によるものや、膝折れが怖くて伸展してしまう等の理由のためである。このような立脚期の急激な膝伸展は、正しい歩行でない上に、バランスを崩す可能性もある。前述の実施形態1の歩行補助装置10は、伸展方向において、フリーモードとなっている。よって、立脚期の急激な膝伸展を抑制することができない。
図8は、実施形態2に係る歩行補助装置を用いた歩行サイクルにおいて、歩行動作及びモード切替のタイミングを例示した図である。図8に示すように、本実施形態において、伸展方向の動作は、実施形態1と異なり、第1伸展ダンパモード及び第2伸展ダンパモードを含んでいる。そして、第1伸展ダンパモードと第2伸展ダンパモードとが交互に切替わる。具体的には、立脚期において、例えば、(h)のタイミングにおいて、第1伸展ダンパモードから第2伸展ダンパモードに切り替わる。
このように、制御部18は、歩行補助装置10が装着された脚部の足裏が接地した時に、第1伸展ダンパモードから第2伸展ダンパモードへ切り替える。すなわち、制御部18は、立脚期の初期に、第1伸展ダンパモードから第2伸展ダンパモードへ切り替える。なお、制御部18は、第2伸展ダンパモードの開始タイミングを、ユーザの膝伸展の程度によって調整可能である。
例えば、制御部18は、膝伸展の症状が重いユーザに対しては、早いタイミング(例えば、(g)のタイミング)で、第2伸展ダンパモードを開始させる。一方、膝伸展の症状が軽いユーザに対しては、立脚期初期のタイミング(例えば、(j)のタイミング)で、第2伸展ダンパモードを開始させる。制御部18は、第2伸展ダンパモードの開始タイミングを、予め設定によって調整可能である。
また、制御部18は、第2伸展ダンパモードの開始タイミングを、センサ17で検出した歩行状態に基づいて調整可能である。センサ17が検出した各種の角度、角速度、距離等に基づいて、制御部18は、歩行中に調整してもよい。
一方、制御部18は、立脚期の後期に変わるタイミング、具体的には、(j)のタイミングと(k)のタイミングとの間で、第2伸展ダンパモードから第1伸展ダンパモードに切り替える。
また、第1伸展ダンパモードと第2伸展ダンパモードとの切替えは、急峻でもなめらかでもよい。すなわち、第2伸展ダンパモードは、第1伸展ダンパモードの抵抗力から徐々に抵抗力が増加する期間を含んでもよいし、第1伸展ダンパモードの抵抗力まで徐々に抵抗力が減少する期間を含んでもよい。
このように、制御部18は、第1伸展ダンパモードと第1伸展ダンパモードよりも抵抗力が強くなる第2伸展ダンパモードとが交互に繰り返されるように切替タイミングに応じて伸展ダンパのモードを切り替える。
第1伸展ダンパモードがフリーモードの場合には、第2伸展ダンパモードはダンパモードである。よって、制御部18は、少なくとも、足裏が着地する立脚期の初期に伸展ダンパ16を作動させる。そして、制御部18は、立脚期の後期は、伸展ダンパ16をフリーにする。なお、制御部18は、膝伸展の症状によっては、立脚期の初期に伸展ダンパ16をロックしてもよい。これにより、膝関節が固定されるので、立脚期の初期における膝伸展を抑制することができる。
本実施形態では、通知部20は、伸展ダンパ16の作動をユーザに通知する。例えば、検知部19aは、第1伸展ダンパモードから第2伸展ダンパモードに切り替わるタイミング、及び、第2伸展ダンパモードから第1伸展ダンパモードに切り替わるタイミングのうち、少なくともいずれかを検知する。そして、振動刺激モジュール21は、検知部19aが検知した切替タイミングを振動または電気刺激によりユーザに通知する。
本実施形態では、立脚期に急激な膝伸展をしてしまう患者のために、歩行補助装置10aは、足裏が着地する立脚期の初期に伸展ダンパ16を作動させる。その場合に、ユーザである患者は、立脚期の急激な膝伸展により、歩行補助装置10aが伸展ダンパ16を作動させることを知ることができる。よって、ユーザは、予め、伸展ダンパ16の作動の準備をすることができる。よって、安心して、歩行訓練することができる。これ以外の構成及び効果は、実施形態1の記載に含まれている。
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、実施形態1及び2の各構成を組み合わせたものも、本実施形態の技術的思想の範囲に含まれる。また、ユーザの脚部に装着される歩行補助装置と、歩行補助装置における所定の状態をユーザに通知する通知部と、を備えた歩行補助システムを用いた歩行補助方法、及び、ユーザの脚部に装着される歩行補助装置と、歩行補助装置における所定の状態をユーザに通知する通知部と、を備えた歩行補助システムを用いた歩行補助プログラムも、本実施形態の技術的思想の範囲に含まれる。
1、2 歩行補助システム
10、10a 歩行補助装置
11 上腿サポータ
11a、12a 面ファスナ
12 下腿サポータ
13 上腿フレーム
14 下腿フレーム
15 屈曲ダンパ
16 伸展ダンパ
17 センサ
18 制御部
19a 検知部
19b 送信部
20 通知部
21 振動刺激モジュール
22 受信部
56 屈曲伸展ダンパ
Ax 回転軸
CA カム
CA15 屈曲面
CA16 伸展面
SH シャフト
TU 筒体
10、10a 歩行補助装置
11 上腿サポータ
11a、12a 面ファスナ
12 下腿サポータ
13 上腿フレーム
14 下腿フレーム
15 屈曲ダンパ
16 伸展ダンパ
17 センサ
18 制御部
19a 検知部
19b 送信部
20 通知部
21 振動刺激モジュール
22 受信部
56 屈曲伸展ダンパ
Ax 回転軸
CA カム
CA15 屈曲面
CA16 伸展面
SH シャフト
TU 筒体
Claims (21)
- ユーザの脚部に装着される歩行補助装置と、前記歩行補助装置における所定の状態を前記ユーザに通知する通知部と、を備えた歩行補助システムであって、
前記歩行補助装置は、
前記脚部の膝関節の屈曲方向に抵抗力を与える屈曲ダンパと、
前記ユーザの歩行サイクルにおける切替タイミングを検出するセンサと、
第1屈曲ダンパモードと前記第1屈曲ダンパモードよりも抵抗力が強くなる第2屈曲ダンパモードとが交互に繰り返されるように前記切替タイミングに応じて前記屈曲ダンパのモードを切り替える制御部と、
前記所定の状態を検知する検知部と、
前記検知部が検知した前記所定の状態を信号として送信する送信部と、
を有し、
前記通知部は、
前記ユーザの身体の非麻痺領域に振動または電気刺激を与える振動刺激モジュールと、
前記送信部から送信された信号を受信し、受信した信号に基づいて前記振動刺激モジュールを作動させる受信部と、
を有する、
歩行補助システム。 - 前記歩行補助装置は、前記脚部の膝関節の伸展方向に抵抗力を与える伸展ダンパをさらに有し、
前記制御部は、足裏が着地する立脚期の初期に前記伸展ダンパを作動させる、
請求項1に記載の歩行補助システム。 - 前記屈曲ダンパ及び前記伸展ダンパは一体化した屈曲伸展ダンパであり、
前記屈曲伸展ダンパは、
筒体と、
前記筒体の内部を直線状に移動するシャフトと、
前記筒体から突出した前記シャフトの先端に当接するカムと、
を有し、
前記カムは、膝角度が所定の膝角度以内の場合に前記シャフトの先端が当接する伸展面と、膝角度が所定の膝角度よりも大きい場合に前記シャフトの先端が当接する屈曲面と、で形成されるV字状の面を含み、
前記シャフトの先端が前記伸展面に当接することにより、前記屈曲伸展ダンパは、前記伸展ダンパとして作動し、
前記シャフトの先端が前記屈曲面に当接することにより、前記屈曲伸展ダンパは、前記屈曲ダンパとして作動する、
請求項2に記載の歩行補助システム。 - 前記通知部は、前記伸展ダンパの作動を通知する、
請求項2または3に記載の歩行補助システム。 - 前記通知部は、前記屈曲ダンパの前記モードの切替、前記歩行補助装置のバッテリー残量、前記歩行補助装置の異常のうち、少なくともいずれかを通知する、
請求項1~4のいずれか1項に記載の歩行補助システム。 - 前記非麻痺領域は、前記歩行補助装置が装着されない脚部、腰、胴、肩、腕、手、首及び頭のいずれかを含む、
請求項1~5のいずれか1項に記載の歩行補助システム。 - 前記振動刺激モジュールは、着衣、ベルト、リストバンド、杖、腕時計、メガネ、帽子、首飾りのいずれかに配置された、
請求項1~6のいずれか1項に記載の歩行補助システム。 - ユーザの脚部に装着される歩行補助装置と、前記歩行補助装置における所定の状態を前記ユーザに通知する通知部と、を備えた歩行補助システムを用いた歩行補助方法であって、
前記歩行補助装置において、
前記脚部の膝関節の屈曲方向に屈曲ダンパによって抵抗力を与えさせ、
前記ユーザの歩行サイクルにおける切替タイミングをセンサによって検出させ、
第1屈曲ダンパモードと前記第1屈曲ダンパモードよりも抵抗力が強くなる第2屈曲ダンパモードとが交互に繰り返されるように前記切替タイミングに応じて前記屈曲ダンパのモードを制御部によって切り替えさせ、
前記所定の状態を検知部によって検知させ、
前記検知部が検知した前記所定の状態を信号として送信部によって送信させ、
前記通知部において、
前記送信部から送信された信号を受信し、受信した信号に基づいて、前記ユーザの身体の非麻痺領域に振動または電気刺激を与える振動刺激モジュールを作動させる、
歩行補助方法。 - 前記歩行補助装置において、
前記脚部の膝関節の伸展方向に伸展ダンパによって抵抗力を与えさせ、
前記制御部によって、足裏が着地する立脚期の初期に前記伸展ダンパを作動させる、
請求項8に記載の歩行補助方法。 - 前記屈曲ダンパ及び前記伸展ダンパは一体化した屈曲伸展ダンパであり、
前記屈曲伸展ダンパは、
筒体と、
前記筒体の内部を直線状に移動するシャフトと、
前記筒体から突出した前記シャフトの先端に当接するカムと、
を有し、
前記カムは、膝角度が所定の膝角度以内の場合に前記シャフトの先端が当接する伸展面と、膝角度が所定の膝角度よりも大きい場合に前記シャフトの先端が当接する屈曲面と、で形成されるV字状の面を含み、
前記シャフトの先端が前記伸展面に当接することにより、前記屈曲伸展ダンパは、前記伸展ダンパとして作動し、
前記シャフトの先端が前記屈曲面に当接することにより、前記屈曲伸展ダンパは、前記屈曲ダンパとして作動する、
請求項9に記載の歩行補助方法。 - 前記通知部において、
前記伸展ダンパの作動を通知させる、
請求項9または10に記載の歩行補助方法。 - 前記通知部において、
前記屈曲ダンパの前記モードの切替、前記歩行補助装置のバッテリー残量、前記歩行補助装置の異常のうち、少なくともいずれかを通知させる、
請求項8~11のいずれか1項に記載の歩行補助方法。 - 前記非麻痺領域は、前記歩行補助装置が装着されない脚部、腰、胴、肩、腕、手、首及び頭のいずれかを含む、
請求項8~12のいずれか1項に記載の歩行補助方法。 - 前記振動刺激モジュールは、着衣、ベルト、リストバンド、杖、腕時計、メガネ、帽子、首飾りのいずれかに配置された、
請求項8~13のいずれか1項に記載の歩行補助方法。 - ユーザの脚部に装着される歩行補助装置と、前記歩行補助装置における所定の状態を前記ユーザに通知する通知部と、を備えた歩行補助システムを用いた歩行補助プログラムであって、
前記歩行補助装置において、
前記脚部の膝関節の屈曲方向に屈曲ダンパによって抵抗力を与えさせ、
前記ユーザの歩行サイクルにおける切替タイミングをセンサによって検出させ、
第1屈曲ダンパモードと前記第1屈曲ダンパモードよりも抵抗力が強くなる第2屈曲ダンパモードとが交互に繰り返されるように前記切替タイミングに応じて前記屈曲ダンパのモードを制御部によって切り替えさせ、
前記所定の状態を検知部によって検知させ、
前記検知部が検知した前記所定の状態を信号として送信部によって送信させ、
前記通知部において、
前記送信部から送信された信号を受信し、受信した信号に基づいて、前記ユーザの身体の非麻痺領域に振動または電気刺激を与える振動刺激モジュールを作動させる、
ことをコンピュータに実行させる歩行補助プログラム。 - 前記歩行補助装置において、
前記脚部の膝関節の伸展方向に伸展ダンパによって抵抗力を与えさせ、
前記制御部によって、足裏が着地する立脚期の初期に前記伸展ダンパを作動させる、
ことをコンピュータに実行させる請求項15に記載の歩行補助プログラム。 - 前記屈曲ダンパ及び前記伸展ダンパは一体化した屈曲伸展ダンパであり、
前記屈曲伸展ダンパは、
筒体と、
前記筒体の内部を直線状に移動するシャフトと、
前記筒体から突出した前記シャフトの先端に当接するカムと、
を有し、
前記カムは、膝角度が所定の膝角度以内の場合に前記シャフトの先端が当接する伸展面と、膝角度が所定の膝角度よりも大きい場合に前記シャフトの先端が当接する屈曲面と、で形成されるV字状の面を含み、
前記シャフトの先端が前記伸展面に当接することにより、前記屈曲伸展ダンパに、前記伸展ダンパとして作動させ、
前記シャフトの先端が前記屈曲面に当接することにより、前記屈曲伸展ダンパに、前記屈曲ダンパとして作動させる、
ことをコンピュータに実行させる請求項16に記載の歩行補助プログラム。 - 前記通知部において、
前記伸展ダンパの作動を通知させる、
ことをコンピュータに実行させる請求項16または17に記載の歩行補助プログラム。 - 前記通知部において、
前記屈曲ダンパの前記モードの切替、前記歩行補助装置のバッテリー残量、前記歩行補助装置の異常のうち、少なくともいずれかを通知させる、
ことをコンピュータに実行させる請求項15~18のいずれか1項に記載の歩行補助プログラム。 - 前記非麻痺領域は、前記歩行補助装置が装着されない脚部、腰、胴、肩、腕、手、首及び頭のいずれかを含む、
請求項15~19のいずれか1項に記載の歩行補助プログラム。 - 前記振動刺激モジュールは、着衣、ベルト、リストバンド、杖、腕時計、メガネ、帽子、首飾りのいずれかに配置された、
請求項15~20のいずれか1項に記載の歩行補助プログラム。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020144446A JP2022039433A (ja) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | 歩行補助システム、歩行補助方法及び歩行補助プログラム |
CN202110979727.9A CN114099250A (zh) | 2020-08-28 | 2021-08-25 | 步行辅助系统、步行辅助方法和步行辅助程序 |
US17/412,875 US20220062087A1 (en) | 2020-08-28 | 2021-08-26 | Walking assistance system, walking assistance method, and walking assistance program |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020144446A JP2022039433A (ja) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | 歩行補助システム、歩行補助方法及び歩行補助プログラム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022039433A true JP2022039433A (ja) | 2022-03-10 |
Family
ID=80357587
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020144446A Pending JP2022039433A (ja) | 2020-08-28 | 2020-08-28 | 歩行補助システム、歩行補助方法及び歩行補助プログラム |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220062087A1 (ja) |
JP (1) | JP2022039433A (ja) |
CN (1) | CN114099250A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2024018127A (ja) * | 2022-07-29 | 2024-02-08 | トヨタ自動車株式会社 | 歩行補助装置、歩行補助装置の制御方法及び制御プログラム |
JP2024022083A (ja) * | 2022-08-05 | 2024-02-16 | トヨタ自動車株式会社 | 歩行補助装置、及び歩行補助装置の制御方法 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116999034B (zh) * | 2023-09-28 | 2023-12-22 | 中国康复科学所(中国残联残疾预防与控制研究中心) | 一种评估系统及评估方法 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5888212A (en) * | 1997-06-26 | 1999-03-30 | Mauch, Inc. | Computer controlled hydraulic resistance device for a prosthesis and other apparatus |
WO2012081107A1 (ja) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | トヨタ自動車株式会社 | 歩行支援装置 |
JP2013135804A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Toyota Motor Corp | 歩行補助装置 |
JP2014059208A (ja) * | 2012-09-18 | 2014-04-03 | Toshiba Corp | 移動補助装置および移動補助方法 |
JP2016073630A (ja) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 移動訓練支援装置 |
JP2017189306A (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 川村義肢株式会社 | リハビリ支援システムおよびこれを備えた機器ならびにリハビリ支援システムの制御方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1880694B1 (en) * | 2000-03-29 | 2012-01-11 | Massachusetts Institute of Technology | Controllable prosthetic joint system |
JP2005230207A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Japan Labour Health & Welfare Organization | 健脚制御大腿義足 |
CN1984623B (zh) * | 2004-03-10 | 2011-04-13 | 奥瑟Hf公司 | 用于义膝的控制系统和方法 |
CN107921631B (zh) * | 2015-06-22 | 2022-04-22 | 马里兰大学巴尔的摩分校 | 用于在受损脚踝的运动阶段期间提供经济的、便携的进行欠缺调节的适应性辅助方法和设备 |
KR102510931B1 (ko) * | 2016-06-24 | 2023-03-16 | 더 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 | 반-능동 로봇 관절 |
-
2020
- 2020-08-28 JP JP2020144446A patent/JP2022039433A/ja active Pending
-
2021
- 2021-08-25 CN CN202110979727.9A patent/CN114099250A/zh active Pending
- 2021-08-26 US US17/412,875 patent/US20220062087A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5888212A (en) * | 1997-06-26 | 1999-03-30 | Mauch, Inc. | Computer controlled hydraulic resistance device for a prosthesis and other apparatus |
WO2012081107A1 (ja) * | 2010-12-16 | 2012-06-21 | トヨタ自動車株式会社 | 歩行支援装置 |
JP2013135804A (ja) * | 2011-12-28 | 2013-07-11 | Toyota Motor Corp | 歩行補助装置 |
JP2014059208A (ja) * | 2012-09-18 | 2014-04-03 | Toshiba Corp | 移動補助装置および移動補助方法 |
JP2016073630A (ja) * | 2014-10-03 | 2016-05-12 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 移動訓練支援装置 |
JP2017189306A (ja) * | 2016-04-12 | 2017-10-19 | 川村義肢株式会社 | リハビリ支援システムおよびこれを備えた機器ならびにリハビリ支援システムの制御方法 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2024018127A (ja) * | 2022-07-29 | 2024-02-08 | トヨタ自動車株式会社 | 歩行補助装置、歩行補助装置の制御方法及び制御プログラム |
JP7679810B2 (ja) | 2022-07-29 | 2025-05-20 | トヨタ自動車株式会社 | 歩行補助装置、歩行補助装置の制御方法及び制御プログラム |
JP2024022083A (ja) * | 2022-08-05 | 2024-02-16 | トヨタ自動車株式会社 | 歩行補助装置、及び歩行補助装置の制御方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20220062087A1 (en) | 2022-03-03 |
CN114099250A (zh) | 2022-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2022039433A (ja) | 歩行補助システム、歩行補助方法及び歩行補助プログラム | |
JP5283401B2 (ja) | リハビリテーション支援装置 | |
JP6791715B2 (ja) | ジョイントアセンブリ及びこれを含む運動補助装置 | |
US11147703B2 (en) | Mechanical assisted active orthosis using a robotic application | |
KR20150055958A (ko) | 착용형 로봇 및 그 제어 방법 | |
JP2014073199A (ja) | 歩行支援装置、及び歩行支援プログラム | |
KR102786910B1 (ko) | 운동 보조 장치 | |
WO2010097735A1 (en) | Device, system and method for monitoring motion sequences | |
JP7363439B2 (ja) | 歩行補助装置、及びその制御方法 | |
Fong et al. | Myoelectric stimulation on peroneal muscles resists simulated ankle sprain motion | |
JP7287306B2 (ja) | 歩行補助装置及び歩行補助プログラム | |
KR102139235B1 (ko) | 능동형 발목관절 보조기 | |
KR102071611B1 (ko) | 발목 근력 보조기 | |
WO2020138456A1 (ja) | 運動補助プログラム、運動補助システムおよび運動補助システムの制御方法 | |
JP2016049363A (ja) | 下肢装具 | |
JP7363552B2 (ja) | 歩行補助装置 | |
TWI594786B (zh) | 自適應於即時步態之穿戴式垂足電刺激控制系統及方法 | |
JP7359108B2 (ja) | 歩行補助装置 | |
JP2008253329A (ja) | 上肢リハビリトレーニング機器 | |
KR102255057B1 (ko) | 전방십자인대 보조기 | |
JP2021090513A (ja) | 歩行状態判定装置 | |
JP7015055B2 (ja) | 下肢装具 | |
JP7354965B2 (ja) | 歩行補助装置 | |
KR101143722B1 (ko) | 뇌손상 환자의 보행 개선용 재활 보조장치 | |
JPWO2019012705A1 (ja) | 歩行用装具 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220809 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230512 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230523 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20231114 |