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JP7363439B2 - 歩行補助装置、及びその制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、歩行補助装置、及びその制御方法に関する。
特許文献１には、歩行動作を補助する歩行支援装置が開示されている。歩行支援装置は、アクチュエータと一方向ダンパとを備えている。アクチュエータは、下腿リンクにトルクを加える。一方向ダンパは、膝屈曲方向の回転に抵抗力を発生し、膝伸展方向に対して抵抗力を発生しない。一方向ダンパは、自由な回転を許容するフリーモード、抵抗力を与えるダンパモード、回転を禁止するロックモードの順で繰り返されるように制御されている。
特許第５３１６７０８号公報
このような歩行支援装置は、ユーザの脚部に固定されるため、小型化、軽量化を図ることが望まれる。さらに、歩行動作をより適切に補助するように制御することが望まれる。
本実施形態にかかる歩行補助装置は、ユーザの脚部に装着される歩行補助装置であって、前記脚部の膝関節の屈曲方向に抵抗力を与えるダンパと、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ために設けられたセンサと、第１のモードと前記第１のモードよりも前記抵抗力が強くなる第２の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ダンパのモードを切替える制御部と、を備えたものである。
上記の歩行補助装置では、前記歩行サイクルの全体において、前記ダンパがロックしないようにしてもよい。
上記の歩行補助装置において、前記ダンパは、前記膝関節の伸展方向においてフリーとなる一方向ダンパであってもよい。
上記の歩行補助装置において、前記センサがユーザのすね角度を測定してもよい。
上記の歩行補助装置において、前記センサが、床面までの距離を測定してもよい。
上記の歩行補助装置において、前記第１のモードでは、前記ダンパがフリーとなって、前記抵抗力が０となるようにしてもよい。
上記の歩行補助装置は、前記膝関節へのアシスト力を発生するアクチュエータが設けられていないことが好ましい。
上記の歩行補助装置は、前記歩行補助装置が取得したデータを外部機器に送信する送信部をさらに備えていてもよい。
上記の歩行補助装置には、前記センサ又は前記制御部に電源を供給する太陽電池が設けられており、前記太陽電池の受光部が前記歩行補助装置の表面に設けられていてもよい。
本実施形態にかかる歩行補助装置の制御方法は、ユーザの脚部に装着される歩行補助装置の制御方法であって、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ために設けられたセンサと、前記切替タイミングに応じて前記ダンパのモードを切替える制御部と、を備え、第１のモードと前記第１のモードよりも前記抵抗力が強くなる第２のモードとが交互に繰り返されるように、制御されるものである。
上記の制御方法では、前記歩行サイクルの全体において、前記ダンパがロックしないようにしてもよい。
上記の制御方法において、前記ダンパは、前記膝関節の伸展方向においてフリーとなる一方向ダンパであってもよい。
上記の制御方法において、前記センサがユーザのすね角度を測定してもよい。
上記の制御方法において、前記センサが、床面までの距離を測定してもよい。
上記の制御方法において、前記第１のモードでは、前記ダンパがフリーとなって、前記抵抗力が０となるようにしてもよい。
上記の制御方法において、前記歩行補助装置は、前記膝関節へのアシスト力を発生するアクチュエータが設けられていないことが好ましい。
上記の制御方法において、前記歩行補助装置が取得したデータを外部機器に送信するようにしてもよい。
上記の制御方法において、前記歩行補助装置には、前記センサ又は前記制御部に電源を供給する太陽電池が設けられており、前記太陽電池の受光部が前記歩行補助装置の表面に設けられていてもよい。
本実施形態によれば、簡素な構成で、適切に歩行動作を補助することができる歩行補助装置、及びその制御方法を提供することができる。
本実施の形態に係る歩行補助装置が利用可能な歩行訓練システムの概略構成を示す斜視図である。 歩行補助装置の概略構成を示す正面図である。 歩行補助装置の概略構成を示す側面図である。 歩行訓練装置の制御系を示すブロック図である。 歩行サイクルとモードの切替タイミングを説明するための図である。 変形例にかかる歩行訓練装置の制御系を示すブロック図である。
以下、発明の実施の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。
実施の形態１．
本実施の形態に係る歩行補助装置は、例えば、歩行訓練を行う訓練者に装着される。訓練者が歩行補助装置を装着した状態で歩行訓練を行う。例えば、一方の脚に麻痺を患う片麻痺患者である訓練者が、麻痺側の脚部である患脚に歩行補助装置を装着する。以下の説明では、ユーザである訓練者が、リハビリ後期において、歩行訓練システムでの歩行訓練を行う例について説明する。なお、歩行補助装置は、歩行訓練システムでの歩行訓練時に限らず、病院内での歩行時や屋外等での歩行時において、使用されてもよい。
図１は、実施の形態１に係る歩行補助装置を適用する歩行訓練システムの構成について説明する模式図である。図１に示すように、歩行訓練システム１は、訓練者Ｕの脚部に装着された歩行補助装置２と、訓練者Ｕの歩行訓練を行う訓練装置３と、を備えている。なお、歩行補助装置２は、訓練装置３以外で使用されていても良い。つまり、歩行補助装置２は単独で使用されていてもよい。例えば、歩行補助装置２を装着した訓練者Ｕが、階段、平地、坂道などで歩行訓練を行ってもよい。
歩行補助装置２は、例えば、歩行訓練を行う訓練者Ｕの患脚に装着され、訓練者Ｕの歩行を補助する。訓練者Ｕが膝関節に歩行補助装置２を装着した状態で歩行訓練を行う。歩行補助装置２は、膝関節の屈曲方向に抵抗力を与える。
図２、及び図３を用いて、歩行補助装置２について説明する。図２は、歩行補助装置２の正面図である。図３は、歩行補助装置２の側面図である。
歩行補助装置２は、サポータ２１と、ダンパ２２と、上腿フレーム２３と、下腿フレーム２４と、を備えている。歩行補助装置２の下側には短下肢装具が取り付けられていてもよい。サポータ２１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。サポータ２１は膝関節及びその周辺、具体的には、上腿から下腿に渡って配置される。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。足首関節から下側、つまり先端側の部分を足平とする。上腿、下腿、及び足平をまとめて下肢とする。
サポータ２１は、歩行補助装置２を膝関節に装着するための面ファスナ２１ａを有している。訓練者Ｕは、サポータ２１を脚部の周りに巻き回して、面ファスナ２１ａで固定する。面ファスナ２１ａは、膝関節の上下、具体的には、上腿の前側、及び下腿の前側にそれぞれ設けられている。面ファスナ２１ａを用いることで、訓練者Ｕは、歩行補助装置２を容易に脱着することができる。さらに、歩行補助装置２が訓練者Ｕの膝関節からずれるのを防止できる。面ファスナ２１ａにより、訓練者Ｕ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２１ａが外れたり、サポータ２１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。
サポータ２１の側部には上腿フレーム２３、及び下腿フレーム２４が取り付けられている。上腿フレーム２３は、上腿に沿って配置されている。下腿フレーム２４は、下腿に沿って配置されている。上腿フレーム２３と下腿フレーム２４とが、ダンパ２２を介して連結されている。ダンパ２２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。具体的には、ダンパ２２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ダンパ２２が配置される。上腿フレーム２３と下腿フレーム２４は、ダンパ２２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。
ダンパ２２は、膝関節の屈曲方向に抵抗力を与える。例えば、ダンパ２２は、オイル等の流体の粘性抵抗を利用して、膝関節の屈曲方向の回転を減速させる。ダンパ２２は一方向にのみ抵抗力を与える一方向ダンパとすることが好ましい。ダンパ２２は、膝関節の伸展方向の抵抗力を与えないようにフリーとなっている。後述するように、ダンパ２２は、切替器によって、切替可能となっている。
なお、上腿フレーム２３と、下腿フレーム２４の固定は面ファスナ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、上腿フレーム２３と、下腿フレーム２４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、訓練者Ｕが歩行補助装置２を装着することができる。
なお、上述した歩行補助装置２の構成は一例であり、これに限られない。歩行補助装置２は、訓練者Ｕの脚部に装着され、ダンパ２２を有するものであればよい。
図１の説明に戻る。訓練装置３は、トレッドミル３１と、フレーム本体３２と、制御装置３５と、表示部３６と、を有している。トレッドミル３１、制御装置３５、及び表示部３６は、フレーム本体３２に固定されている。表示部３６は訓練者Ｕの前方に配置されている。
トレッドミル３１は、訓練者Ｕが歩行するための回転可能なリング状のベルトコンベア３１１を有し、設定速度Ｖｓでベルトコンベア３１１を回転させる。訓練者Ｕは、ベルトコンベア３１１上に乗り、ベルトコンベア３１１の移動に応じて歩行を行う。表示部３６は、訓練者Ｕに対する訓練指示、訓練メニュー、訓練情報（設定速度、生体情報等）などの情報を表示する。例えば、表示部３６はタッチパネルを備えていてもよく、この場合、訓練者Ｕは表示部３６を介して各種の情報を入力できる。また、訓練装置３は訓練者Ｕを撮像するカメラなどを有していてもよい。これにより、表示部３６が、訓練中の訓練者Ｕの歩行動作の映像を表示することができる。
制御装置３５は、例えば、演算処理、制御処理等と行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵによって実行される演算プログラム、制御プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、各種のデータなどを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェイス部は、データバスなどを介して相互に接続されている。
図４は、本実施の形態にかかる歩行補助装置２の制御系を示すブロック図である。歩行補助装置２は、ダンパ２２、センサ４、切替器２８を備えている。
ダンパ２２は、上記のように膝関節の屈曲方向に抵抗力を与える。切替器２８は、ダンパ２２のモードを切替える。例えば、切替器２８としてソレノイドスイッチなどを用いることができる。切替器２８は、ダンパ２２が第１のモードと第２のモードとが交互に繰り返されるように、ダンパ２２のモード切替を行う。第１モードでは、ダンパ２２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モードでは、ダンパ２２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。
センサ４は、訓練者Ｕ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４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。切替器２８は、センサ４での検出結果に基づいて、モードを切替える。つまり、センサ４から出力されるタイミング信号に基づいて、切替器２８であるソレノイドスイッチがオンオフ制御される。これにより、歩行サイクルにおける一定のタイミングで、切替器２８がダンパ２２のモードの切替を行う。センサ４と、切替器２８には、歩行補助装置２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。
図５は、１歩行サイクルにおける歩行動作と、モード切替のタイミングを示す図である。なお、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っている。（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っていく屈曲期となり、（ｄ）～（ｇ）のタイミングは、膝関節の屈曲角度が小さくなっていく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２を装着した患脚を基準としている
本実施の形態では、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モードから第２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モードから第１モードに切り替わっている。遊脚期においては、患脚が訓練者Ｕの体重を支える必要がない。このため、ダンパによって膝関節に対する抵抗力を発生する必要が無くなり、遊脚期のほぼ全体において、屈曲方向に対してダンパをフリーにすることができる。換言すると、立脚期の全体において、ダンパ２２が屈曲方向に抵抗力を発生する第２モードになる。
さらに、１歩行サイクルにおいてダンパがフリーとなる第１モードと、抵抗力を発生させる第２モードのみが設けられており、歩行動作中に切替器２８が第１モードと第２モードとが交互に切替えている。つまり、切替器２８がタイミング信号に基づいて、ダンパ２２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４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、ダンパ２２が第１モードから第２モードへと切り替わっていればよい。
具体的には、（ｄ）～（ｇ）の間において、切替器２８がモードを切替えていればよい。センサ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、ダンパ２２が第２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、ダンパ２２が訓練者Ｕ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、伸展方向においては、歩行サイクルの全体においてダンパをフリーとしているため、訓練者Ｕは膝関節を自由に伸展させることができる。また、ダンパモードと、フリーモードとの間に、ダンパ２２がロックするロックモードがないため、ダンパ２２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モードから第１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。
なお、上記の説明では、切替器２８がダンパ２２をオンオフ制御することによって、第１のモードと第２のモードとのモード切替を行っているが、モード切替の制御は、オンオフ制御に限られるものではない。モード切替のタイミングにおいて、ダンパ２２の抵抗力を徐々に増加又は減少させるようにしてもよい。例えば、第１のモードと第２のモードと間において、抵抗力が徐々に変化するような期間を設けられてもよい。例えば、第１モードと第２モードとの切替え時において、抵抗力が段階的に増加、又は減少するようにしてもよい。
また、第１モードは、ダンパ２２のフリーモードに限られるものではない。例えば、第１モードにおけるダンパ２２の抵抗力が第２モードにおけるダンパ２２の抵抗力よりも低くなっていればよい。従って、第１モードにおいて、ダンパ２２が抵抗力を発生してもよく、発生しなくてもよい。
センサ４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モード、立脚期を第２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、ダンパ２２のモードの切替タイミングとしてもよい。切替器２８は、第１モードと第２モードとを交互に切替える制御部となる。
また、歩行補助装置２に、膝関節に対して抵抗力を発生するためのアクチュエータが不要となっている。つまり、アシスト用のモータやアクチュエータが不要となり、歩行補助装置２の軽量化、小型化を図ることができる。さらに、パッシブな構成であるオイルダンパなどを用いることで、訓練者Ｕの歩行動作に追従しやすくなり、制御が容易になる。
また、歩行補助装置２は、センサ４、及び切替器２８に電源を供給するためのバッテリを搭載していてもよい。切替器２８として低消費電力のソレノイドスイッチが実装されているため、低容量のバッテリを用いた場合でも、切替器２８やセンサ４に電源を供給することができる。よって、バッテリを軽量化、小型化することができる。バッテリは、充放電可能な二次電池であってもよく、一次電池であってもよい。また、バッテリは、太陽電池であってもよい。この場合、歩行補助装置２の表面に太陽電池の受光部を設けられていればよい。また、切替器２８は、ソレノイドスイッチ以外のスイッチを有していてもよい。例えば、切替器２８は、半導体スイッチ等のスイッチを有していてもよい。切替器２８は、電子回路からの制御信号によって、スイッチのＯＮ／ＯＦＦの切替を制御することで、ダンパ２２のモードを切り替える構成であってもよい。また、モードを切り替えるための制御部としてソレノイドスイッチを用いることで、小型化、軽量化を図ることができる。


（センサ４の具体例）
センサ４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４の具体例について説明する。
センサ４として、すね角度（下肢角度）を検出する角度センサや、すね（下肢）の角速度を検出する角速度センサを用いることができる。下腿フレーム２４に取り付けられた角度センサや角速度センサをセンサ４として用いることができる。歩行サイクルにおけるタイミングに応じてすね角度が変化するため、センサ４はすね角度を測定する。すね角度の検出結果は、歩行サイクルに応じた波形を示す。つまり、すね角度は歩行サイクルに応じて周期的に変化する。センサ４によって測定されたすね角度に基づいて、歩行タイミングを検出することができる。
例えば、センサ４の出力値と閾値とを比較して、その比較結果に応じてダンパ２２のモードを切替えればよい。例えば、センサ４の出力値が閾値を超えたタイミング、又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、モード切替が行われる。なお、第１モードから第２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閾値と、第２モードから第１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の閾値が設定されていてもよい。
あるいは、センサ４として、床面（例えば、トレッドミルのベルトコンベア３１１）までの距離を測定する測距センサを用いることができる。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４として用いることができる。歩行動作に応じて、足裏から床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示す。つまり、足裏から床面までの距離は歩行サイクルに応じて周期的に変化する。このため、センサ４として測距センサを用いることで、歩行タイミングを検出することができる。例えば、センサ４の出力値と閾値とを比較して、その比較結果に応じてダンパ２２のモードを切替えればよい。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、複数のセンサ４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４は、すね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４の具体例は上記の例に限られるものではない。センサ４は、歩行補助装置２に実装されていることが好ましい。あるいは、センサ４は、歩行補助装置２の外部に実装されていてもよい。例えば、センサ４は、訓練装置３に取り付けられたカメラ、デプスセンサ、測距センサなどであってもよい。センサ４が外部に設けられている場合、歩行補助装置２が、外部のセンサ４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。
変形例
以下、本実施の形態にかかる歩行補助装置の変形例について、図６を用いて説明する。図６は、変形例に係る歩行補助装置２の制御系を示すブロック図である。図６では、図４の構成に加えて、歩行補助装置２が演算装置５１、メモリ５２、送信部５３、受信部５４を備えている。なお、ダンパ２２、切替器２８、センサ４については実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
演算装置５１は、例えば、演算処理、制御処理等を行うＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＣＰＵによって実行される演算プログラム、制御プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、各種のデータなどを記憶するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェアで構成されている。ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェイス部は、データバスなどを介して相互に接続されている。
演算装置５１には、センサ４からの出力値が入力されている。演算装置５１は、センサ４の出力値に対して所定の演算処理を行うことで、歩行サイクルにおける切替タイミングを検出する。例えば、演算装置５１は、センサの出力値と閾値を比較することで、切替タイミングを検出する。演算装置５１が切替タイミングを切替器２８に出力すると、切替器２８がダンパ２２のモードを切替える。メモリ５２は、歩行訓練中におけるセンサ４からの出力値のデータを記憶する。
演算装置５１には、切替器２８からのモード切替を行ったことを示す切替信号が入力されていてもよい。演算装置５１は、切替信号に基づいて切替器２８の切替動作をカウントする。演算装置５１は、切替器２８の切替動作をカウントして、切替回数をメモリ５２に書き込む。切替器２８の切替回数は、歩数に対応する。このようにすることで、万歩計（登録商標）などを別途装着せずとも、歩行訓練中の歩数を計数することができる。よって、利便性を向上することができる。さらに、歩数カウント用のセンサを別途追加することなく歩行訓練中の歩数を計数することができる。よって、歩数カウント用のセンサを別途追加する構成と比較して、歩行補助装置２の低コスト化、軽量化を図ることができる。
送信部５３は、外部機器、例えば制御装置３５や外部サーバにデータを送信する。受信部５４は、外部機器からのデータを受信する。送信部５３、及び受信部５４は、例えば、Bluetooth（登録商標）などの通信規格に従って、データを送受信する。送信部５３，及び受信部５４による通信は、無線通信であってもよく、有線通信であってもよい。
送信部５３は、歩行補助装置２が取得したデータ、例えば、歩行訓練中におけるセンサ４の出力値、及び切替器２８の切替回数などのデータを外部機器に送信する。これにより、外部機器がデータを収集することができる。よって、外部機器との連携や、メモリ５２の容量の削減が可能となる。また、訓練中に、送信部５３がセンサ４の出力を自動的に送信するようにしてもよい。
受信部５４は、外部機器、例えば、制御装置３５からのデータを受信する。これにより、歩行タイミングの検出条件を変更することができる。具体的には、切替タイミングを検出するための閾値などの設定を変更することができる。例えば、閾値の設定を変更する場合、制御装置３５が閾値の設定を変えるための指令を送信すればよい。受信部５４が設定変更の指令を受信すると、演算装置５１が閾値を変更する。利用者毎に最適な検出条件を設定することができる。これにより、利用者毎に最適な検出条件を設定することができる。
例えば、送信部５３がセンサの出力値を制御装置３５に送信する。表示部３６などがセンサ出力の周期的な波形を表示する。理学療法士などの訓練補助者が、センサ出力の波形を確認しながら、タッチパネル、キーボード、スイッチ、マウスなどの入力装置を操作することで、閾値を設定することができる。
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。
１ 歩行訓練システム
２ 歩行補助装置
３ 訓練装置
４ センサ
２１ サポータ
２２ ダンパ
２３ 上腿フレーム
２４ 下腿フレーム
２８ 切替器
３１ トレッドミル
３２ フレーム本体
３５ 制御装置
３６ 表示部
３１１ ベルトコンベア
５１ 演算装置
５２ メモリ
５３ 送信部
５４ 受信部
Ｕ 訓練者

Claims (12)

  1. ユーザの脚部に装着される歩行補助装置であって、
    前記脚部の膝関節の屈曲方向に抵抗力を与えるダンパと、
    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ために設けられたセンサと、
    前記ダンパによって前記抵抗力が与えられない第１のモードと前記第１のモードよりも前記抵抗力が強くなる第２の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ダンパのモードを切替える切替器であるスイッチと、を備え、
    前記歩行補助装置には、前記膝関節へのアシスト力を発生するアクチュエータが設けられておらず、
    前記ダンパは、前記膝関節の伸展方向においてフリーとなる一方向ダンパであり、
    前記センサが、靴又は足平に取り付けられ、床面までの距離を測定する測距センサであり、
    前記センサの出力値を閾値と比較した比較結果に応じて前記切替タイミングが検出され、
    前記切替タイミングを示すタイミング信号に基づいて、前記スイッチがオンオフ制御されることで、前記第１のモードと前記第２のモードが切り替えられている歩行補助装置。
  2. 前記歩行サイクルの全体において、前記ダンパがロックしない請求項１に記載の歩行補助装置。
  3. 前記センサの出力値と第１閾値との比較結果により、前記第１のモードから前記第２のモードへの切替タイミングが検出され、
    前記センサの出力値と第２閾値との比較結果により、前記第２のモードから前記第１のモードへの切替タイミングが検出される請求項１、又は２に記載の歩行補助装置。
  4. 前記第１のモードでは、前記ダンパがフリーとなって、前記抵抗力が０となる請求項１～３のいずれか１項に記載の歩行補助装置。
  5. 前記歩行補助装置が取得したデータを外部機器に送信する送信部をさらに備えた請求項１～４のいずれか１項に記載の歩行補助装置。
  6. 前記歩行補助装置には、前記センサ又は前記切替器に電源を供給する太陽電池が設けられており、
    前記太陽電池の受光部が前記歩行補助装置の表面に設けられている請求項１～５のいずれか１項に記載の歩行補助装置。
  7. ユーザの脚部に装着される歩行補助装置の制御方法であって、
    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ために設けられたセンサと、
    前記切替タイミングに応じて前記ダンパのモードを切替える切替器であるスイッチと、を備え
    前記ダンパによって前記抵抗力が与えられない第１のモードと前記第１のモードよりも前記抵抗力が強くなる第２のモードとが交互に繰り返されるように、制御され、
    前記歩行補助装置には、前記膝関節へのアシスト力を発生するアクチュエータが設けられておらず、
    前記ダンパは、前記膝関節の伸展方向においてフリーとなる一方向ダンパであり、
    前記センサが、靴又は足平に取り付けられ、床面までの距離を測定する測距センサであり、
    前記センサの出力値を閾値と比較した比較結果に応じて前記切替タイミングが検出され、
    前記切替タイミングを示すタイミング信号に基づいて、前記スイッチがオンオフ制御されることで、前記第１のモードと前記第２のモードが切り替えられている歩行補助装置の制御方法。
  8. 前記歩行サイクルの全体において、前記ダンパがロックしない請求項７に記載の歩行補助装置の制御方法。
  9. 前記センサの出力値と第１閾値との比較結果により、前記第１のモードから前記第２のモードへの切替タイミングが検出され、
    前記センサの出力値と第２閾値との比較結果により、前記第２のモードから前記第１のモードへの切替タイミングが検出される請求項７、又は８に記載の歩行補助装置の制御方法。
  10. 前記第１のモードでは、前記ダンパがフリーとなって、前記抵抗力が０となる請求項７～９のいずれか１項に記載の歩行補助装置の制御方法。
  11. 前記歩行補助装置が取得したデータを外部機器に送信する請求項７～１０のいずれか１項に記載の歩行補助装置の制御方法。
  12. 前記歩行補助装置には、前記センサ又は前記切替器に電源を供給する太陽電池が設けられており、
    前記太陽電池の受光部が前記歩行補助装置の表面に設けられている請求項７～１１のいずれか１項に記載の歩行補助装置の制御方法。
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