(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの大腿と下腿に夫々装着される大腿リンクと下腿リンクが回転ジョイントによって揺動可能に連結されている脚装具と、
回転ジョイントの回転軸周りに下腿リンクを揺動させるアクチュエータと、
下腿リンクの揺動角が、遊脚膝角度の一歩分の経時的変化を記述した目標パターンに追従するようにアクチュエータを制御するコントローラと、
を備えており、コントローラは、
脚装具を装着した脚の足の腰位置に対する前後方向相対位置が、腰位置よりも第１距離閾値以上前方に移動した後に、腰位置よりも第２距離閾値以上後方に移動したことを条件として、前記目標パターンへの追従制御を開始することを特徴とする歩行支援装置。
【請求項２】
ユーザの大腿の鉛直方向に対するピッチ軸回りの傾斜角を検出する傾斜角センサを備えており、コントローラは、傾斜角センサが検出する傾斜角を、足の腰位置に対する前後方向相対位置の等価値として用いることを特徴とする請求項１に記載の歩行支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユーザの脚に装着し、ユーザの歩行動作を支援する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ユーザの脚に装着し、歩行動作を支援補助する装置が開発されている。そのような装置は、パワードスーツ、ロボットスーツ、或いは、歩行支援装置など、様々な呼び名で呼ばれる。本明細書が開示する技術は、脚を動かすことが不自由なユーザのための装置を提供するものであるので、そのような装置を歩行支援装置（或いは単に支援装置）と呼ぶことにする。
【０００３】
典型的な歩行支援装置は、例えば特許文献１に開示されているように、ユーザの脚に沿って装着される多リンク機構の脚装具を有している。人体の関節と区別するため、脚装具の関節を回転ジョイントと称することにする。脚装具の回転ジョイントは、その回転軸が脚の関節の回転軸と同軸になるように配置される。回転ジョイントにはリンクを揺動させるアクチュエータが備えられている。アクチュエータを駆動し、多リンク機構を揺動させることによって、脚の動きをガイドしたり、脚関節に加わる負荷を軽減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７３９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
脚装具を制御する一つの方法として、脚の関節が予め用意された目標パターンに追従するように回転ジョイントを角度制御する方法がある。ここで、目標パターンとは、歩行時の関節角の望ましい経時的変化を記述したデータを意味する。目標パターンへの追従制御を行う際、支援装置のコントローラには、目標パターンへの追従制御を、ユーザがイメージするタイミング（例えば、離地／着地するタイミング）で実行することが求められる。ユーザがイメージするタイミングを図る一つの方法は、例えば足裏に接地センサを配置して脚の着地／離地タイミングを検知することである。しかしながら、接地センサの出力データに基づいてタイミングを図る手法では不十分な場合がある。例えば、接地センサでは、遊脚の足裏が意図せずに地面と接触したときを着地と誤って検知してしまう虞がある。また、離地を検知することは可能であるが、脚の関節（特に膝関節）は離地する直前から揺動し始めるので、離地タイミングを検知したのではユーザがイメージする揺動開始のタイミングを計ることはできない。なお、離地する前の脚の揺動は「プレスイング」と呼ばれている。本明細書は、ユーザがイメージする歩行動作と良く同期して脚装具を揺動することができる歩行支援装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書が開示する技術は、膝関節の動き（即ち、下腿の揺動動作）を補助する支援装置に関する。歩行動作を子細に観察すると、プレスイング開始から着地までの期間で膝角度が大きく変化する。他方、それ以外の期間では膝角度はあまり変化しない。そして、この間、足位置は腰よりも後方から前方へと大きく移動する、腰に対する足の相対位置は、着地後に再び後方へ移動する。本発明は、この歩行パターンの特徴を巧みに利用する。本明細書が開示する支援装置は、遊脚期間の膝角度の望ましい経時的変化を記述した目標パターンを記憶しており、腰位置に対する足の相対位置が一旦前方へ移動し、その後に後方へ移動したことを条件として、目標パターンへの追従制御を開始する。即ち、この支援装置は、足の相対位置が一旦前方へ移動し、その後に後方へ移動するという、遊脚期間前の足の動作パターンを検知し、これをユーザのイメージする歩行動作と脚装具制御との同調に利用する。そのような同調の手法は、ユーザのイメージする歩行動作のタイミングを良く反映することができるとともに、脚が離床する前から脚装具制御を同調させることができる。そのため、この支援装置が行う動作支援（即ち、脚装具の動き）は、ユーザがイメージする歩行動作によく合致し、自然な歩行動作を実現することができる。なお、目標パターンは予め定められているほか、前の一歩（或いは数歩）の動作から生成されものであってもよい。
【０００７】
本明細書が開示する歩行支援装置の一態様は、脚装具とアクチュエータとコントローラを備える、脚装具は、ユーザの大腿と下腿に夫々装着される大腿リンクと下腿リンクが回転ジョイントによって揺動可能に連結される機構を有する。アクチュエータは、回転ジョイントの回転軸周りに下腿リンクを揺動させるように設けられている。コントローラは、下腿リンクの揺動角が、遊脚膝角度の一歩分の望ましい経時的変化を記述した目標パターンに追従するようにアクチュエータを制御する。このコントローラは、脚装具を装着した脚の足の腰位置に対する前後方向相対位置が、腰位置よりも第１距離閾値以上前方に移動した後に、腰位置よりも第２距離閾値以上後方に移動したことを条件として、目標パターンへの追従制御を開始する。
【０００８】
目標パターンは、プレスイング期間における遊脚膝角度の経時的変化を含むことが好ましいが、含まなくともよい。なお、プレスイング期間を遊脚期間に含むか否かは、支援装置の設計次第であり、踵は浮いているが足先が地面に接しているプレスイング期間は遊脚期間に属しないとの明確な定義が存在するわけではないことに留意されたい。
【０００９】
コントローラは、目標パターンの終端まで追従制御を実行した後は、次回（次の一歩）の追従制御開始まで終端の目標膝角度を保持する。即ち、コントローラは、次回の追従制御開始タイミングを検知するまで、下腿リンクの揺動角を終端の目標膝角度に保持する。前述したように、立脚期間は膝角度の変化が少ないため、一定の角度に保持するだけでも歩行動作はさほど不自然とはならない。他方、立脚は体重を支持しなければならいので、膝角度を変化させることなく、一定角度へ保持する方が、安定性を保てるという利点がある。なお、一定角度への保持は、アクチュエータへのサーボによる保持でもよいし、ブレーキによる保持でもよいことに留意されたい。
【００１０】
本明細書が開示する支援装置の他の実施形態は、ユーザの大腿の鉛直方向に対するピッチ軸回りの傾斜角を検出する傾斜角センサを備えており、足の腰位置に対する前後方向相対位置として、傾斜角センサが検出する傾斜角をその等価値として用いてもよい。膝角度は目標パターンから特定されるので、大腿のピッチ軸回りの傾斜角をそのまま足の腰位置に対する前後方向相対位置として利用することができる。一実施形態では、傾斜角センサは大腿リンクに固定されている。大腿リンクに取り付ける傾斜角センサを採用することによって、ユーザの膝から下にはセンサ類を装着する必要がなくなり、脚装具を簡略にすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本明細書が開示する技術は、ユーザがイメージする歩行動作と良く同期して脚装具を揺動することができる歩行支援装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】歩行支援装置の模式的正面図を示す。
【図２】歩行支援装置の模式的側面図を示す。
【図３】歩行時の脚の動きを説明する図である。
【図４】図３の図で用いられるパラメータの定義を説明する図である。
【図５】コントローラが実行する処理のフローチャート図を示す。
【実施例１】
【００１３】
実施例の歩行支援装置１０は、円滑な歩行動作となるように右脚の膝関節にトルクを加える。また、この歩行補助装置１０は、右脚が立脚期にあるときにはユーザの右膝関節に加わる負荷を低減する。
【００１４】
歩行補助装置１０の主な機構は、ユーザの右脚に沿って装着される脚装具１２で構成される。脚装具１２の機械的構造を説明する。脚装具１２は、ユーザの大腿から下肢に沿って右脚の外側に装着される。脚装具１２は、大腿リンク１４、下腿リンク１６、及び足リンク１８を有する多リンク機構を有する。大腿リンク１４の上端が第１ジョイント２０ａを介して支持リンク３０に揺動可能に連結されている。大腿リンク１４の下端は、第２ジョイント２０ｂを介して下腿リンク１６に揺動可能に連結されている。下腿リンク１６の下端は、第３ジョイント２０ｃを介して足リンク１８に揺動可能に連結されている。支持リンク３０はユーザの体幹（腰）に固定される。支持リンク３０にはコントローラ５０が取り付けられている。大腿リンク１４はベルトでユーザの大腿に固定される。下腿リンク１６はベルトでユーザの下肢に固定される。足リンク１８は、ベルトでユーザの足に固定される。図では足リンク１８を固定するベルトの図示を省略している。なお、図１、図２の符号ＵＡはユーザの右大腿を示しており、符号ＵＢはユーザの右下腿を示している。
【００１５】
ユーザが脚装具１２を装着すると、第１ジョイント２０ａ、第２ジョイント２０ｂ、及び第３ジョイント２０ｃは夫々、ユーザの右股関節のピッチ軸、右膝関節のピッチ軸、及び、右足首関節のピッチ軸と略同軸に位置する。第１ジョイント２０ａ、第２ジョイント２０ｂ、及び、第３ジョイント２０ｃはいずれも、リンク同士を揺動させる回転ジョイントである。
【００１６】
脚装具１２の各リンクは、ユーザの右脚の動きに応じて揺動することができる。各ジョイントは、回転角を計測するためのエンコーダ２１を備えている。回転角は、ジョイントによって連結されている２つのリンク間の角度で表される。また、各ジョイントの回転角は、対応する人体関節の関節角に対応する。第１ジョイント２０ａのエンコーダ２１は、右股関節のピッチ軸周りの関節角を計測する。第２ジョイント２０ｂのエンコーダ２１は、ユーザの右膝関節ピッチ軸周りの関節角を計測する。第３ジョイント２０ｃのエンコーダ２１は、ユーザの右足首関節ピッチ軸周りの関節角を計測する。以下では、各ジョイントに取り付けられているエンコーダ群２１を角度センサ２１と総称することがある。
【００１７】
大腿リンク１４には、傾斜角センサ３６が取り付けられている。傾斜角センサ３６は、鉛直方向に対する大腿リンク１４のピッチ軸回りの傾斜角を計測する。
【００１８】
第２ジョイント２０ｂには、モータ（アクチュエータ）３２が取り付けられている。モータ３２を備えた第２ジョイント２０ｂは、ユーザの右膝関節の外側に位置する。モータ３２は、大腿リンク１４に対して下腿リンク１６をピッチ軸周りに相対的に揺動させることができる。即ちモータ３２は、ユーザの右膝関節にトルクを加えることができる。
【００１９】
この歩行支援装置１０は、ユーザの歩行動作に合わせて下腿リンク１６を揺動させ、歩行動作を支援する。なお、下腿リンク１６を揺動させることによって、ユーザの膝関節にトルクを加える。
【００２０】
歩行支援装置１０の動作の説明に先立って、図３と図４を参照して歩行中の脚の動きを説明する。図３は、歩行中の右膝角度Ａｋの時間変化を示すグラフである。なお、第３図のグラフは、膝関節角の時間変化の概略（傾向）を表しているのであって精密に表していないことに留意されたい。また、歩行周期毎に図のグラフが示す時間変化が周期的に繰り返される。図３が示すグラフは、膝角度の理想的な（ユーザがイメージする）経時的変化を示している。
【００２１】
図４は、図３のグラフにおける膝角度Ａｋの定義を説明する図である。図４では、実線が右脚を表しており、破線が左脚を表している。股関節より上の実線は体幹を表している。なお、図４の（ａ）から（ｅ）が示す線画も同様である。直線Ｌ１は、股関節の回転中心と膝関節の回転中心を結ぶ直線を示している。直線Ｌ１は大腿の長手方向に沿った直線に相当する。膝角度Ａｋは、直線Ｌ１から下腿へ向かう角度として定義される。膝が伸びきったときが膝角度Ａｋ＝０である。膝が直角に曲がったときが膝角度Ａｋ＝＋９０度である。直線Ｌ２は、股関節の回転中心を通る鉛直線を表している。符号Ａｈは、鉛直方向に対する大腿のピッチ軸回りの傾斜角を表す。傾斜角Ａｈは、大腿リンク１４に備えられた傾斜角センサ３６によって検出される。
【００２２】
図３に戻って歩行動作を説明する。タイミングＴａは、右脚立脚期間の最終段階において、左脚が着地するタイミングに相当する。図３の（ａ）に、タイミングＴａにおける脚の形態を示す。タイミングＴａにおいて、右脚の膝角度Ａｋはゼロである。
【００２３】
タイミングＴｂは、右脚の足の踵が浮き始めるタイミングに相当する。タイミングＴｂにおいて、右脚の踵が浮き始めるとともに膝が前方へ移動し、同時に下腿が後方に揺動し始める。図３の（ｂ）に、タイミングＴｂにおける脚の形態を示す。（ｂ）において実線（右脚）が示すように、タイミングＴｂにおいて、足先が接地したまま下腿が（腰に対して相対的に）後方に揺動し始める。即ち、タイミングＴｂで膝角度が増加し始める。また、図３の（ｂ）が示しているように、このタイミングＴｂにおいて、右足が最も後方に位置する。このタイミング以降、右脚の全体は前方へ振り出される。なお、符号Ｄは、右足（脚装具１２を装着した脚の足）の腰位置に対する前後方向の距離を示している。ただし、ここでは、足は腰よりも後方に位置する。符号Ｄ２は後述する第２距離閾値である。図３（ｂ）の状態においては、Ｄ＞Ｄ２である。Ｄ、Ｄ２については後述する。
【００２４】
なお、図３の（ｂ）は、脚の形態がよくわかるように、右足の踵が離れた状態を示している。即ち、図３の（ｂ）は、厳密には、タイミングＴｂより時間が経過した後の脚の形態を示している。タイミングＴｂは踵が離れるタイミングに相当し、踵は浮いてはおらず、またその瞬間では膝角度Ａｈはまだゼロであることに留意されたい。
【００２５】
タイミングＴｃは、右脚が離地するタイミングである。（ｃ）は、タイミングＴｃにおける脚の形態を示す。タイミングＴｂからＴｃまでの期間は、右脚のつまさきが接地したまま膝角度Ａｋが変化する期間であり、プレスイングと呼ばれている。プレスイング期間は、つま先は接地しているが（但し踵は浮き上っている）、その脚はもはや体重を支えてはおらず、立脚としての役割（体重支持の役割）は果さない。従って、プレスイング期間を遊脚期間に含むか立脚期間に含むかは、設計上の定義による。本実施例では、プレスイング期間は遊脚期間に含める。すなわち、プレスイングの開始タイミングＴｂが、立脚期間の終点であり遊脚期間の始点に相当する。
【００２６】
タイミングＴｄは、膝角度Ａｋが最大となるタイミングを示す。（ｄ）は、タイミングＴｄにおける脚の形態を示す。タイミングＴｅは、右脚の着地タイミングを示す。（ｅ）は、タイミングＴｅにおける脚の形態を示す。（ｅ）における符号Ｄは、Ｄと同様に、右足（脚装具１２を装着した脚の足）の腰位置に対する前後方向の距離を示している。ただし、ここでは、足は腰よりも前方に位置する。符号Ｄ１は後述する第１距離閾値である。図３（ｅ）の状態においては、Ｄ＞Ｄ１である。Ｄ、Ｄ１については後述する。
【００２７】
着地タイミングＴｅ以降は、右脚は立脚期間であり（左脚は遊脚期間）、その間、右脚の膝角度はほぼゼロを維持する。なお、厳密には、立脚期間中、右脚の膝角度もわずかながら変化するがその変動幅は遊脚の膝角度の変動幅よりも小さい。左脚の遊脚期間の終点は、タイミングＴａに相当する。こうして、歩行周期が繰り返される。
【００２８】
図３のグラフから明らかなように、膝角度Ａｋは遊脚期間において大きく変化する。他方、立脚期間にはそれほど大きくは変化しない。支援装置１０のコントローラ５０は、遊脚期間の膝角度の望ましい経時的変化、即ち、図３のタイミングＴｂからＴｅまでの膝角度Ａｋの経時的変化を、目標パターンとして記憶している。なお、図３のタイミングＴｂからＴｅまでの膝角度Ａｋの経時的変化は、一歩行周期における遊脚膝角度の望ましい経時的変化に相当する。簡単にいえば、図３のタイミングＴｂからＴｅまでの膝角度Ａｋの経時的変化は、遊脚膝角度の一歩分の望ましい経時的変化に相当する。コントローラ５０は、第２ジョイント２０ｂ（膝関節に対応する回転ジョイント）のエンコーダの計測値に基づいて、下腿リンク１６の揺動角が目標パターンに追従するようにモータを制御する。そのような追従制御の開始タイミングについて以下、説明する。
【００２９】
図５に、コントローラ５０が実行する処理のフローチャートを示す。ユーザが支援装置１０のスタートスイッチ（不図示）を押すと、図５の処理が開始される。なお、処理開始時、処理において用いられる内部パラメータのＦｌａｇにはデフォルトで「１」が設定される。このＦｌａｇの意味は後述する。
【００３０】
スタートスイッチが入れられると、コントローラ５０は制御周期毎に図５の処理を繰り返す。まずコントローラ５０は、腰位置に対する右足（脚装具１２を装着した脚の足）の前後方向水平位置を算出する（Ｓ２）。この位置は、第１、第２ジョイント２０ａ、２０ｂが内蔵するエンコーダ（角度センサ）と、既知の大腿リンク長、下腿リンク長から求められる。なお、ここでは、腰位置に対する右足の前後方向水平位置は、足が腰位置より前方か後方かを示す指標と、腰位置と足位置の間の前後方向水平距離Ｄで表される。距離Ｄは、図３の（ｂ）、（ｅ）で図示しているので参照されたい。なお、以下では、腰位置に対する右足の前後方向水平位置を、単に足の相対位置と称する場合がある。
【００３１】
Ｆｌａｇが１の場合（Ｓ４：ＮＯ）、処理はＳ１０に移る。ステップＳ１０ではコントローラ５０は、足の相対位置が腰位置よりも第２距離閾値Ｄ２以上後方であるか否かを判断する。第２距離閾値Ｄ２は、図３の（ｂ）に示してある。第２距離閾値Ｄ２は、プレスイング開始タイミングＴｂにおける腰／足間の前後方向水平距離よりも小さい値に設定されている。歩行動作の開始時は、例えば健常脚である左脚を先ず前に出す。左脚が接地すると、図３（ａ）の状態となり、次いで（ｂ）の状態に移る。このとき、脚装具１２を装着した右足が腰よりも第２距離閾値Ｄ２以上後方に位置する。コントローラ５０は、このタイミング（タイミングＴｂ）を検知すると、目標パターンへの追従制御を開始する（Ｓ１２）。前述したように、タイミングＴｂから遊脚期間が開始する。コントローラ５０は、理想的な（ユーザがイメージする）遊脚期間の開始タイミングで目標パターンへの追従制御を開始する。なお、このときコントローラ５０は、Ｆｌａｇにゼロ（０）を設定する（Ｓ１４）。
【００３２】
追従制御が開始されると、図３のグラフに沿って下腿リンク１６が揺動し、その結果、図３のグラフに追従するようにユーザの下腿の揺動がガイドされる。即ち、図３のグラフに追従するようにユーザの歩行動作がガイドされる。コントローラ５０は、目標パターンの終端に達した後は、終端の目標膝角度（ゼロ）を維持する。
【００３３】
他方、コントローラ５０は、制御周期毎に図５のフローチャートの処理を繰り返す。フローチャートの処理を実行する毎にステップ２に戻り、コントローラ５０は足位置を算出する。次のステップＳ４の分岐判断では、前回のステップＳ１４にてＦｌａｇにゼロが設定されているので、ステップＳ６に処理が移行する。ステップＳ６では、脚装具１２を装着した右脚の足の相対位置が、腰位置よりも第１距離閾値Ｄ１以上前方に移動しているか否かを判断する。第１距離閾値Ｄ１は、図３の（ｅ）に示してある。第１距離閾値Ｄ１は、接地タイミングＴｅにおける腰／足間の前後方向水平距離よりも小さい値に設定されている。「右足の腰位置に対する前後方向相対位置が、腰位置よりも第１距離閾値Ｄ１以上前方に移動したとき」は、右足が十分に前方に位置し、右足が着地している可能性が極めて高い。コントローラ５０は、足位置が第１距離閾値Ｄ１よりも前方に移動していた場合（Ｓ６：ＹＥＳ）、Ｆｌａｇに「１」を設定する。従って、以降の制御周期では、ステップＳ４の処理からステップＳ１０の処理へ以降する。ステップＳ１０移行の処理については前述した。
【００３４】
結局、コントローラ５０は、歩行中、脚装具１２を装着した脚の足（右足）の相対位置が、腰位置よりも第１距離閾値Ｄ１以上前方に移動した後（ステップＳ６：ＹＥＳ）に、腰位置よりも第２距離閾値Ｄ２以上後方に移動したこと（Ｓ１０：ＹＥＳ）を条件として、目標パターンへの追従制御を開始する（Ｓ１２）。また、コントローラ５０は、目標パターンの終端に達した後は、次回の追従制御開始まで、膝角度（下腿リンク１６の揺動角）を目標パターンの終端の目標角度に保持する。ここでは、目標パターンの終端の目標角度はゼロ（膝を伸ばした状態に相当する）である。
【００３５】
上記の制御アルゴリズムは、次の利点を提供する。即ち、コントローラ５０は、一旦追従制御を開始すると、右足が第１距離閾値Ｄ１以上前方に移動したか否かを監視する。望ましい歩行パターン（図３のグラフが示す歩行パターン)では、右足が第１距離閾値Ｄ１以上前方に移動したとき、右足が接地する。以後は左脚が遊脚動作を行う。左足が接地した後、右脚のプレスイング期間の開始タイミング（図３のタイミングＴｂ）になると、右足が腰位置よりも後方に移動しており、右足の相対位置が腰位置よりも第２距離閾値Ｄ２以上後方に位置する（図３の（ｂ））。コントローラ５０は、ステップＳ１０にて、このタイミングを検知し、目標パターンへの追従制御を開始する。望ましい歩行パターン（図３に示した歩行パターン）では、ユーザは、プレスイングの開始タイミングＴｂから膝を曲げ始めるとともに大腿を前方へ揺動させ始める。タイミングＴｂで支援装置１０の追従制御が始まり、大腿の揺動に同期して下腿の前方への揺動がガイドされる。すなわち、支援装置５０は、右足が一旦前へ移動し（ステップＳ６）、その後に腰よりも後方へ移動（ステップＳ１０）したことを条件として、下腿リンクの揺動角を目標パターンに追従させる追従制御を開始する。ここで、「右足が一旦前へ移動し、その後に腰よりも後方へ移動したこと」という条件は、一連の歩行動作において、遊脚期間が終了した後に次のプレスイング期間が開始するタイミングを検知することに相当する。支援装置１０は、そのようなタイミングを検知して追従制御を開始する。上記タイミングを検知することによって、ユーザがイメージする歩行動作と良く同期して下腿リンクを揺動させることができる。
【００３６】
また、この支援装置１０では、目標パターンへの追従制御は、一旦開始されると途中で中断することなく、目標パターンの終端まで継続される（ただし、当然のことながら、何らかの異常検出時は除く）。そのような制御は、産業用ロボットでいうところのいわゆるティーチングプレイバック方式に相当する。この支援装置１０は、接地センサのセンサデータに基づいて制御を切り換える方式（例えば、遊脚制御モードと立脚制御モードを切り換える）と異なり、目標パターンへの追従制御は終端まで実行される。そのため、ユーザが意図せずに足が地面と擦った場合であっても目標パターンへの追従制御が止まることがない。目標パターンへの追従制御が終端まで行われることが保証されるので、ユーザは支援装置の動作を予測できる。支援装置１０の動きが予測できることは、ユーザに安心感を与える。
【００３７】
また、支援装置１０は、追従制御が目標パターンの終端に達した後、次の追従制御が開始されるまで、下腿リンクの揺動角度を目標パターンの終端における目標角度に保持する。終端の目標角度はゼロに設定されている。目標角度ゼロは、膝を伸ばした状態に相当する。即ち、脚装具１２を装着した脚（右脚）が立脚期間中は、支援装置１０は、右脚の膝を伸ばした状態に保持し、体重支持を助ける。
【００３８】
以上、実施例を説明した。実施例の変形例を説明する。実施例の支援装置１０は、脚装具１２を装着した脚（右脚）の足の腰位置に対する前後方向水平位置を、股関節と膝関節に配置された回転ジョイント２０ａ、２０ｂのエンコーダ（角度センサ）によって計測した。エンコーダの代わりに、大腿リンク１４に取り付けられた傾斜角センサ３６のセンサデータの値を、足の前後方向水平位置の等価値として用いてもよい。下腿リンク１６の角度は目標パターンによって特定されるので、大腿リンク１４の鉛直方向に対するピッチ軸回りの傾斜角は、足の前後方向水平位置と一意に対応するからである。
【００３９】
また、下腿リンクを揺動させるアクチュエータとして、電動モータに代えて油圧／空気圧駆動のシリンダを用いてもよい。
【００４０】
また、膝関節に対応する第２ジョイント２０ｂは、下腿リンク１６の揺動を禁止するブレーキを備えていてもよい。コントローラ５０は、目標パターンの終端に達したのち、モータのサーボ制御を停止するとともに、ブレーキを係合して下腿リンク１６の揺動を禁止してもよい。
【００４１】
第１距離閾値Ｄ１は必ずゼロより大きい値に設定される。他方、第２距離閾値Ｄ２はゼロであってもよい。
【００４２】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成し得るものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。
【符号の説明】
【００４３】
１０：歩行支援装置
１２：脚装具
１４：大腿リンク
１６：下腿リンク
１８：足リンク
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ：回転ジョイント
２１：角度センサ
３２：モータ
３６：傾斜角センサ
５０：コントローラ
【図１】
0005549487.tif 000002
【図２】
0005549487.tif 000003
【図３】
0005549487.tif 000004
【図４】
0005549487.tif 000005
【図５】
0005549487.tif 000006